2019년 식품안전기사실기(필답형) 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

(1) 소비기한 : 식품 등에 표시된 보관방법을 준수할 경우 섭취하여도 안전에 이상이 없는 기한

(2) 품질유지기한 : 식품의 특성에 맞는 적절한 보존방법이나 기준에 따라 보관할 경우 해당 식품 고유의 품질이 유지될 수 있는 기한

(3) 유통기한 : 제품의 제조일로부터 소비자에게 판매하는 것이 허용되는 기한

[해설]

식품 등의 표시기준은 세 기한을 무엇을 보증하느냐에 따라 구분한다.

• 소비기한 — 표시된 보관방법을 지키면 섭취해도 안전에 이상이 없는 기한으로, 안전의 한계다.
• 품질유지기한 — 적절한 보존방법·기준으로 보관할 때 식품 고유의 품질이 유지되는 기한이며, 지나도 곧바로 먹을 수 없게 되는 것은 아니다.
• 유통기한 — 제조일부터 소비자에게 판매해도 되는 기한으로, 판매자 기준의 시한이다.

2023년 1월 1일부터 유통기한 표시가 소비기한 표시로 바뀌었다. 품질유지기한은 장류·잼류·통조림처럼 변질 우려가 적은 식품에 쓴다.

25일

[해설]

T-T-T(Time-Temperature Tolerance) 개념에 따라 온도마다 쓴 보관 가능 기간의 비율을 더해 나가며, 합이 1이 될 때까지 판매할 수 있다.

Σ(보관일수 ÷ 보관 가능 기간) ≤ 1
50/240 + 15/40 + 2/15 + x/90 ≤ 1
0.2083 + 0.375 + 0.1333 = 0.7167
x ≤ (1 − 0.7167) × 90 = 25.5

날수는 정수로 세므로 -15 ℃에서 최대 25일까지 판매할 수 있다. 26일째가 되면 합이 1을 넘어 상품성 한계를 벗어난다.

① 관능검사

② 비중검사

③ 알코올검사

④ 진애검사

[해설]

「축산물 위생관리법 시행규칙」 [별표 4] 축산물의 검사기준은 원유의 검사를 수유검사와 정밀검사로 나눈다. 수유검사는 집유 현장에서 원유를 받을지 말지를 즉시 판정하려는 것이므로, 특별한 장비 없이 짧은 시간에 끝나는 항목들로 짜여 있다.

수유검사를 통과한 원유만 정밀검사로 넘어가며, 정밀검사에서는 세균수·체세포수·산도·항생물질 잔류 여부 등 실험실 측정이 필요한 항목을 다룬다. 세균수와 체세포수는 원유의 위생등급을 정해 유대(乳代)에 반영되는 항목이다.

(1) 저온살균 — 100 ℃ 이하(주로 60 ~ 85 ℃)에서 가열한다. 병원성 미생물과 일부 부패균만 죽이고 포자는 남으므로 냉장 유통이 필요하다.

(2) 고온살균 — 100 ℃ 이상에서 가열한다. 내열성 포자를 만드는 미생물까지 사멸시킬 수 있다.

(3) 상업적 살균 — 정해진 유통·보관 조건에서 변질을 일으키지 않을 만큼만 병원균과 부패균을 없애는 열처리다. 완전 무균이 아니라 상온 유통이 가능한 수준의 안전성을 목표로 한다.

[해설]

열처리 세기는 어느 미생물까지 죽일 것인가에 따라 나뉜다.

• 저온살균 — 100 ℃ 이하(주로 60 ~ 85 ℃)로 가열해 병원균과 일부 부패균만 죽이며, 포자가 살아남으므로 냉장 유통해야 한다.
• 고온살균 — 100 ℃ 이상으로 가열해 내열성 포자를 만드는 미생물까지 사멸시킨다(통조림 레토르트 121 ℃ 등).
• 상업적 살균 — 완전 무균이 아니라 남은 포자가 정해진 유통 조건에서 자라지 못할 만큼만 살균해 상온 유통이 가능하게 한다.

혼동 주의: 상업적 살균은 완전멸균과 다르다. 유통 조건을 벗어나 고온에 오래 두면 호열성 포자가 자라 부패할 수 있다.

(1) 개선조치 — 모니터링 결과 중요관리점(CCP)의 한계기준을 벗어난 것이 확인되었을 때 취하는 일련의 조치

(2) 검증 — HACCP 관리계획이 제대로 세워졌는지(유효성)와 계획대로 지켜지고 있는지(실행성)를 주기적으로 확인·평가하는 일련의 활동

[해설]

두 용어 모두 「식품 및 축산물 안전관리인증기준」 제2조(정의)에 있다. HACCP 7원칙 가운데 개선조치는 제5원칙, 검증은 제6원칙이다.

• 개선조치 — CCP의 한계기준 이탈이 확인되면 원인을 없애고, 이탈 동안 만든 제품을 격리해 재가공이나 폐기로 처리한 뒤 기록하는 사후 대응이다.
• 검증 — HACCP 관리계획이 과학적으로 타당한지(유효성), 현장에서 계획대로 운영되는지(실행성)를 기록 검토·검사로 점검하는 활동이다.

혼동 주의: 모니터링은 한계기준을 실시간으로 감시하는 것이고, 검증은 시스템 전체를 한 발 물러서서 평가하는 것이다.

(1) 순상 — 고정상은 극성, 이동상은 비극성이다. 극성이 낮은(소수성) 성분이 먼저 용출되고 극성이 큰 성분이 나중에 나온다.

(2) 역상 — 고정상은 비극성, 이동상은 극성이다. 극성이 큰(친수성) 성분이 먼저 용출되고 소수성 성분이 나중에 나온다.

[해설]

크로마토그래피에서 늦게 나오는 성분은 고정상에 더 강하게 붙잡힌 성분이다. 극성끼리·비극성끼리 잘 어울린다는 원리(like dissolves like)를 여기에 대면 용출 순서가 곧바로 정해진다.

순상에서는 극성이 큰 성분이 극성 고정상에 붙들려 오래 머무르므로 비극성 성분이 먼저 빠져나온다. 역상은 이 관계가 그대로 뒤집혀, 소수성 성분이 탄화수소 사슬에 붙들리고 친수성 성분이 극성 이동상을 따라 먼저 나온다. '역상'이라는 이름 자체가 먼저 확립된 순상의 극성 배치를 거꾸로 놓았다는 뜻이다.

식품 분석에서는 역상이 압도적으로 많이 쓰인다. 시료 대부분이 물에 녹는 데다 이동상으로 물을 쓸 수 있어 다루기 쉽고, 물과 유기용매의 비율만 바꾸어 분리도를 조절하기 편하기 때문이다. 지용성 비타민이나 카로티노이드처럼 유기용매에 녹는 성분을 다룰 때 순상을 쓴다.

용어를 정리해 두자. HPLC의 이동상은 액체 용매이며, 운반기체(carrier gas)는 기체 크로마토그래피(GC)에서 쓰는 말이다. 또 먼저 용출되는 것은 이동상이 아니라 시료 속 성분(용질)이다. 일부 교재에 이 둘이 뒤섞여 실려 있으나 구분해서 써야 한다.

(1) 사람이 평생 매일 먹어도 건강에 해로운 영향이 나타나지 않을 것으로 판단되는 1일 섭취허용량

(2) 0.3 mg/day

[해설]

ADI(1일 섭취허용량)는 동물실험에서 얻은 NOAEL을 안전계수로 나눈 값이다. 사람이 평생 매일 먹어도 해가 없다고 보는 양이다.

ADI = NOAEL ÷ 안전계수 × 체중
= 1 mg/kg/일 ÷ 100 × 30 kg
= 0.3 mg/day

안전계수 100은 종간 차이 10배와 개인차 10배를 곱한 값이다. 과자 30 g은 첨가물 농도가 주어지지 않아 ADI 계산에 쓰이지 않는다.

동결에서는 먼저 언 바깥층인 얼음을 통해 열이 빠져나가고, 해동에서는 먼저 녹은 바깥층인 물을 통해 열이 들어간다. 얼음은 물보다 열전도도와 열확산도가 훨씬 크므로 열이 더 빨리 오가는 동결이 해동보다 빠르다.

[해설]

동결과 해동은 모두 표면에서 중심으로 진행하는데, 열이 지나가야 하는 층의 정체가 서로 반대다.

· 동결 : 표면부터 얼기 시작해 얼음층이 안쪽으로 두꺼워진다. 중심의 열은 이 얼음층을 뚫고 나온다.

· 해동 : 표면부터 녹기 시작해 물층이 안쪽으로 두꺼워진다. 바깥의 열은 이 물층을 뚫고 들어간다.

두 층의 열적 성질은 다음과 같이 크게 차이 난다.

얼음은 물보다 열을 약 4배 잘 전달하고, 온도 변화가 퍼져 나가는 속도를 나타내는 열확산도로 보면 약 8배 빠르다. 게다가 얼음의 비열이 물의 절반이어서 같은 열량으로 온도가 두 배 더 움직인다. 그래서 동결에서는 두꺼워지는 얼음층이 오히려 열이 잘 빠지는 통로가 되지만, 해동에서는 두꺼워지는 물층이 단열재처럼 열을 막아 뒤로 갈수록 느려진다.

같은 온도 차를 걸어 주어도 해동이 늦어지는 이 성질 때문에, 해동 중에는 표면이 오래 고온에 머물러 드립(drip) 손실과 미생물 증식, 효소적 변질이 일어나기 쉽다. 이를 줄이려고 저온에서 천천히 녹이는 냉장해동이나, 열전달 경로 자체를 건너뛰는 마이크로파·고주파 해동을 쓴다.

다만 실제 공정의 소요시간은 온도 차와 표면 열전달계수에 따라서도 달라진다. 위의 비교는 같은 조건이라면 얼음을 통한 열이동이 물을 통한 것보다 빠르다는 물성상의 이유를 짚은 것이다.

① 0.15 mg

② 액체식품

③ 고카페인 함유

[해설]

「식품 등의 표시기준」은 카페인을 1 mL당 0.15 mg 이상 함유한 액체식품을 고카페인 표시 대상으로 정한다.

대상 제품은 주표시면에 "고카페인 함유"와 총카페인 함량을 적고, 어린이·임산부·카페인 민감자 주의문구도 표시한다. 기준은 제품 전체 총량이 아니라 1 mL당 농도이므로, 용량이 큰 음료는 농도가 낮아져 대상에서 빠질 수 있다.

(1) 곡선 — 가로축을 수분활성도(또는 상대습도), 세로축을 수분함량으로 잡으면 완만한 S자(시그모이드) 모양이 되며, 수분을 빼면서 얻은 탈습곡선과 수분을 먹이면서 얻은 흡습곡선이 겹치지 않고 탈습곡선이 위쪽에 놓여 고리(loop)를 이룬다.

(2) 정의 — 같은 수분활성도인데도 탈습곡선과 흡습곡선의 수분함량이 일치하지 않고 어긋나는 현상

(3) 이유 — 건조(탈습) 과정에서 조직이 수축하고 모세관과 공극이 좁아지거나 막히며 용질이 결정화되어, 다시 물을 주어도 수분이 들어갈 자리가 줄어 원래만큼 되돌아오지 못하기 때문

[해설]

등온흡습곡선은 온도를 고정한 채 주위 습도와 평형을 이룬 식품의 수분함량을 이어 그린 것이다. 곡선은 수분활성도가 낮은 쪽부터 세 영역으로 나뉘며, 물의 존재 형태가 영역마다 다르다.

· A 영역(결합수) — 단백질·탄수화물의 극성기에 단분자층으로 단단히 붙은 물이다. 얼지 않고 용매로 쓰이지 못하며 미생물도 이용할 수 없다.

· B 영역(준결합수) — 단분자층 바깥에 여러 겹으로 쌓인 물이다. 결합수와 자유수의 성질을 함께 지닌다.

· C 영역(자유수) — 모세관에 응축되어 자유롭게 움직이는 물이다. 미생물의 증식과 효소·화학반응에 쓰이며, 수분함량이 조금만 늘어도 수분활성도가 크게 올라간다.

같은 식품이라도 말리며 잰 곡선과 적시며 잰 곡선이 겹치지 않는데 이것이 이력현상이다. 같은 수분활성도에서 탈습 쪽 수분함량이 더 크고, 뒤집어 말하면 같은 수분함량이라도 흡습을 거친 쪽의 수분활성도가 더 높다.

건조 중에 조직이 쪼그라들면서 물이 드나들던 모세관이 좁아지거나 막히고, 녹아 있던 당·염이 결정으로 굳으면서 물과 결합할 수 있는 자리도 줄어든다. 그래서 건조식품에 물을 다시 먹여도 처음 상태로 온전히 돌아가지 않으며, 복원한 제품은 같은 수분함량에서 수분활성도가 더 높아 미생물학적으로 불안정해진다. 건조식품의 저장 조건을 정할 때 흡습곡선이 아니라 실제 이력을 반영한 값을 봐야 하는 이유다.

(1) 변화 — 두유가 잘 엉기지 않아 두부의 수율이 떨어진다.

(2) 이유 — 탄산칼슘은 물에 거의 녹지 않는 난용성 염이어서 응고에 필요한 $\mathrm{Ca^{2+}}$가 충분히 나오지 못하기 때문이다.

[해설]

두부가 굳는 것은 가열로 변성된 대두단백질(글리시닌)이 2가 양이온과 다리를 놓아 그물 구조를 이루며 침전하는 반응이다. 따라서 응고제가 얼마나 빨리, 얼마나 많은 $\mathrm{Ca^{2+}}$나 $\mathrm{Mg^{2+}}$를 내놓느냐가 응고의 속도와 수율을 좌우한다. 그 열쇠가 응고제의 용해도다.

탄산칼슘의 용해도는 간수 주성분의 약 4만분의 1, 황산칼슘과 견주어도 200분의 1 수준이다. 물에 넣어도 대부분 가라앉은 채로 남아 있으니 단백질과 만날 $\mathrm{Ca^{2+}}$ 자체가 모자라고, 그 결과 응고에 시간이 오래 걸리며 엉기지 못한 단백질이 순물(유청)로 빠져나가 수율이 낮아진다. 굳더라도 조직이 성글고 물러 상품성이 떨어진다.

탄산칼슘이 두부에 아예 쓰이지 않는 것은 아니다. 응고제가 아니라 칼슘 강화용 영양강화제로 소량 넣는 용도이며, 이때도 실제 응고는 황산칼슘이나 간수가 맡는다.

(1) GMP(Good Manufacturing Practice, 우수제조기준) — 안전하고 위생적인 식품을 만들기 위해 갖추어야 할 건물·설비·시설에 관한 하드웨어적 기준

(2) SSOP(Sanitation Standard Operating Procedure, 위생관리기준) — 세척·소독, 개인위생 등 현장에서 지켜야 할 위생관리 방법을 정한 소프트웨어적 기준

[해설]

HACCP는 기본 위생이 갖춰진 작업장을 전제로 운영되며, 그 바탕인 선행요건의 두 축이 GMP와 SSOP다.

• GMP(우수제조기준) — 작업장 구획·동선 분리, 바닥·벽·배수, 방충·방서, 설비 재질처럼 시설을 갖추는 하드웨어 기준이다.
• SSOP(위생관리기준) — 기구 세척·소독 방법과 주기, 손 씻기·복장, 교차오염 방지처럼 현장에서 지키는 소프트웨어 절차다.

외우는 요령: GMP는 위생적인 시설을 "짓는" 기준이고, SSOP는 그 시설을 위생적으로 "운영하는" 절차다.