2015년 식품안전기사실기(필답형) 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

① 국제식품규격위원회(CAC)

② FAO/WHO 합동식품첨가물전문가위원회(JECFA)

[해설]

Codex 식품첨가물 규격은 FAO와 WHO가 함께 운영하는 두 기구가 과학적 평가와 규격 채택을 나눠 맡아 만든다.

• 국제식품규격위원회(CAC) — Codex 규격을 심의·채택하는 정부 간 기구이며, 첨가물 분야는 산하 식품첨가물분과위원회(CCFA)가 다룬다.
• FAO/WHO 합동식품첨가물전문가위원회(JECFA) — 전문가 자문기구로서 첨가물의 독성자료를 평가해 일일섭취허용량(ADI)과 규격을 정한다.

JECFA가 안전성을 평가하면 CAC가 그 결과를 근거로 규격을 확정한다고 짝지어 외운다.

(1) 511.11 g

(2) 666.67 g

[해설]

반응식의 계수가 곧 몰비이므로 포도당 : 에탄올 : 초산 = 1 : 2 : 2이다. 분자량(C₆H₁₂O₆ 180, C₂H₅OH 46, CH₃COOH 60)으로 바꾸면 질량비는 180 : 92 : 120이다.

에탄올 = 1,000 g × (2 × 46) ÷ 180
= 1,000 × 92 ÷ 180
= 511.11 g

초산 = 1,000 g × (2 × 60) ÷ 180
= 1,000 × 120 ÷ 180
= 666.67 g

혼동 주의: 발문의 3,000 L와 반응열(56·114 kcal)은 포도당 1 kg당 이론 수율을 구하는 데 쓰이지 않는다.

(1) 병류식 — 열풍과 액적이 같은 방향으로 흐르며 접촉하는 방식

(2) 향류식 — 열풍과 액적이 서로 반대 방향으로 흐르며 접촉하는 방식

[해설]

분무건조는 액체를 안개처럼 흩뿌려 표면적을 키운 뒤 열풍으로 순식간에 말리는 방법이다. 이때 가장 뜨거운 열풍이 어느 단계의 액적과 만나는가가 두 방식을 가른다.

· 병류식에서는 갓 분무되어 수분이 가장 많은 액적이 최고온의 열풍과 만난다. 증발잠열이 열을 그대로 빼앗아 가므로 입자 온도는 크게 오르지 않아 열에 약한 제품에 안전하다. 반면 배출되는 공기 온도가 낮아 그만큼 열을 덜 쓰고 나가는 셈이어서 건조효율(열효율)은 떨어지고, 다 마른 제품은 식은 공기와 만나 배출된다.

· 향류식에서는 거의 다 마른 입자가 최고온의 열풍과 만난다. 마지막까지 강한 온도차가 유지되므로 건조효율이 높고 수분을 더 낮게 뽑을 수 있으나, 제품이 고온에 노출되어 열변성·착색·향기 손실의 위험이 커진다. 초기(분무 직후) 건조속도는 병류식보다 느리다.

그래서 분유나 인스턴트커피처럼 향과 영양이 중요한 제품은 대부분 병류식으로 만든다.

· 뜻 — 이미 먹어 온 기존 식품을 기준으로 삼아 유전자변형식품을 나란히 비교하여 의미 있는 차이가 없으면 기존 식품과 같은 수준으로 안전하다고 판단하는 국제식품규격위원회(Codex)의 안전성 심사 원칙

· 비교·평가 요인 : ① 삽입된 유전자와 그 발현 산물의 특성 및 성분 조성 ② 독성 ③ 알레르기 유발성

[해설]

실질적 동등성은 국제식품규격위원회(Codex)의 비교 평가 원칙으로, 오래 안전하게 먹어 온 기존 식품을 기준으로 삼아 유전자변형식품을 나란히 비교한다. 의미 있는 차이가 없으면 기존 식품과 같은 수준으로 안전하다고 보고, 차이가 난 부분만 추가 시험으로 확인한다.

• 삽입 유전자·발현 산물의 특성과 성분 조성 — 어떤 유전자가 무슨 단백질을 만드는지, 영양성분·항영양인자 조성이 기존 품종의 범위 안인지 본다.
• 독성 — 새 단백질이나 대사산물이 알려진 독소와 구조가 닮았는지, 동물시험에서 이상이 없는지 확인한다.
• 알레르기 유발성 — 알려진 알레르겐과 아미노산 서열이 비슷한지, 소화액·열에 잘 분해되는지 본다.

자료에 따라 영양성을 따로 세워 네 가지로 적기도 하지만, 항목을 묶는 방식이 다를 뿐 검토 내용은 같다.

일정한 온도로 가열할 때 대상 미생물(또는 그 포자)의 수를 처음의 1/10(90 % 감소)로 줄이는 데 걸리는 시간(분)

[해설]

가열에 의한 미생물 사멸은 1차 반응을 따르므로, 생존균수의 로그값은 가열시간에 비례해 직선으로 줄어든다.

D값은 일정한 온도에서 균수가 처음의 1/10(90 % 감소)로 줄어드는 데, 곧 생존곡선이 로그사이클 하나만큼 내려가는 데 걸리는 시간(분)이다.
D = t / (log N₀ − log N)

같은 균이라도 온도에 따라 값이 달라지므로 D₁₂₁처럼 기준 온도를 붙여 쓰며, 내열성이 큰 균일수록 D값이 크다.

혼동 주의: D값을 1/10로 줄이는 데 필요한 온도 상승폭은 Z값, 목표한 사멸 수준을 얻는 데 필요한 총 가열시간은 F값이다.

설탕 > 포도당 > 소금

[해설]

수분활성도는 용액 속 물의 몰분율로 근사되므로(라울의 법칙), 같은 무게를 녹였을 때 용질의 몰수가 많을수록 낮아진다.

$A_w=\dfrac{n_w}{n_w+n_s}$

여기서 $n_w$는 물의 몰수, $n_s$는 용질의 몰수다. 무게가 같다면 분자량이 작은 용질일수록 몰수가 많아져 수분활성도를 더 크게 끌어내린다. 분자량은 설탕 342, 포도당 180, 소금 58.5로 설탕이 가장 크고 소금이 가장 작다. 게다가 소금은 물에 녹으면 $Na^+$와 $Cl^-$로 해리되어 입자 수가 2배가 되므로 내리는 폭이 특히 크다.

용액 100 g(용질 20 g + 물 80 g) 기준으로 실제 계산해 보면 다음과 같다.

같은 20 %인데도 수분활성도는 이만큼 벌어진다. 설탕보다 소금이 훨씬 적은 양으로도 미생물을 억제하는 이유, 소금에 절이는 염장이 설탕에 절이는 당장보다 효율적인 이유가 여기에 있다.

① 카제인

② 유당(젖당)

[해설]

우유 단백질의 약 80 %를 차지하는 카제인은 등전점이 pH 4.6이어서, 이 pH에서 전하를 잃고 서로 뭉쳐 가라앉는다.

나머지 약 20 %인 유청단백질(β-락토글로불린·α-락트알부민)은 산에서는 녹은 채 남지만 열에 약해 가열하면 응고한다. 우유의 탄수화물은 포도당과 갈락토스가 결합한 이당류인 유당이 사실상 전부다.

혼동 주의: 치즈를 만들 때의 레닛 응고는 등전점 침전이 아니라, 효소가 κ-카제인을 잘라 일어나는 응고다.

(1) 조지방 10 % 이상 80 % 미만

(2) 산도조절제

(3) 식품첨가물 2종 이상을 섞은 것, 또는 식품첨가물 1종이나 2종 이상을 섞은 것에 희석제를 섞거나 희석한 것

(4) 용도 — 감미료 / 맛 — 단맛

[해설]

저지방마가린 규격은 식품의 기준 및 규격에서 찾고, 첨가물 세 가지는 식품첨가물의 기준 및 규격에서 찾는다.

• 저지방마가린 — 마가린(조지방 80 % 이상)보다 유지 비율이 낮은 유형으로, 조지방이 10 % 이상 80 % 미만이다.
• 주석산칼륨 — 주석산(타르타르산)의 칼륨염으로, 잼의 pH를 맞추고 유지해 펙틴이 잘 굳게 돕는 산도조절제다.
• 혼합제제 — 식품첨가물 2종 이상을 섞거나, 1종 또는 2종 이상 섞은 것에 희석제를 섞거나 희석해 다루기 쉽게 만든 제품이다.
• D-소비톨 — 포도당을 환원해 얻는 당알코올로, 단맛을 내는 감미료다.

D-소비톨은 단맛이 설탕의 절반 남짓이고 입에서 시원한 느낌을 준다. 수분을 붙잡는 성질이 있어 빵이 마르지 않게 하는 습윤제로도 쓰인다.

(1) 겉면 온도가 지나치게 높아 불균일하게 마르면, 속의 수분이 표면까지 이동해 오기도 전에 겉이 먼저 말라 굳은 피막이 생기기 때문

(2) 피막이 수분의 통로를 막아 건조속도가 크게 떨어지고 속은 덜 마른 채 남지만, 향기·영양성분의 손실은 오히려 줄어든다

(3) 수용성 당이나 단백질이 많이 든 식품

[해설]

표면경화는 표면의 증발이 내부 수분의 확산보다 빠를 때 생기는 건조 결함이다.

• 일어나는 이유 — 겉면 온도가 너무 높아 속의 수분이 올라오기 전에 겉이 먼저 말라 딱딱한 피막이 생긴다.
• 특징 — 피막이 수분의 통로를 막아 건조속도가 떨어지고 속은 덜 마르지만, 향기·영양성분이 빠져나가는 손실은 오히려 줄어든다.
• 잘 나타나는 식품 — 수용성 당이나 단백질이 많은 식품으로, 이 성분들이 표면에 농축되면서 막을 이룬다.

표면경화를 막으려면 처음에는 낮은 온도와 높은 습도로 건조를 시작해 온도를 서서히 올린다.

(1) 75 %

(2) 58.8 %

[해설]

절임수율은 절임에 넣은 손질 후 배추가 기준이고, 수득률은 손질 전 원료 20 kg이 기준이다. 수득률을 구할 때는 절임배추에 밴 소금을 빼고 센다.

손질 후 배추 = 20 kg × (1 − 0.20) = 16 kg
절임수율 = 12 ÷ 16 × 100
= 75 %

순수 배추량 = 12 kg × (1 − 0.02) = 11.76 kg
수득률 = 11.76 ÷ 20 × 100
= 58.8 %

혼동 주의: 수득률을 12 ÷ 20 = 60 %로 구하면 소금 무게까지 배추로 센 것이므로 틀린다.

(1) 특성 — 글루텐이 없어 반죽이 점탄성과 가스 보유력을 갖지 못한다. 호화된 전분끼리의 결합에만 기대야 하므로 부피가 잘 부풀지 않고 조직이 거칠며 식감과 품질이 밀가루빵보다 떨어지고, 결합력을 보완하려고 여러 식품첨가물을 쓰게 된다.

(2) 원인 성분 — 아밀로스(amylose)와 아밀로펙틴(amylopectin)

[해설]

빵이 부푸는 것은 밀가루 단백질이 만든 글루텐의 점탄성 그물이 효모가 내놓은 이산화탄소를 가두기 때문이다.

전분은 포도당 사슬인 아밀로스(곧은 사슬)와 아밀로펙틴(가지 사슬)만으로 이루어져 이런 그물을 만들 단백질이 없다. 호화된 전분끼리 엉긴 상태는 가스를 가두지 못하는 풀에 가까워서 부피가 작고 조직이 거칠어진다.

그래서 모자란 결합력을 메우려고 잔탄검·구아검 같은 검류나 유화제 등의 첨가물을 여럿 넣게 된다.