2015년 식품안전기사실기(필답형) 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

(1) 미생물이 새로운 환경에 적응하며 증식을 준비하는 기간으로, 균수는 거의 늘지 않는다.

(2) (사람의) 장내

[해설]

(1)은 미생물 생육곡선의 첫 단계, (2)는 노로바이러스의 숙주 특이성을 묻는다.

• 유도기(lag phase)는 새 환경에 옮겨진 균이 효소·RNA를 합성하며 증식을 준비하는 기간이라 균수가 거의 늘지 않는다.
• 노로바이러스는 사람의 장(소장 점막 상피세포) 안에서만 증식해 인공 배지로 배양할 수 없고, 검출은 유전자 증폭법에 의존한다.

유도기가 끝나면 균수가 일정한 속도로 불어나는 대수기로 넘어간다. 냉장·염장·산도 조절로 유도기를 늘리면 식품의 보존기간이 길어진다.

20

[해설]

온도계수 Q₁₀은 온도가 10 ℃ 오를 때 반응속도가 몇 배가 되는지를 나타내는 값이다.

Q₁₀ = (T+10 ℃의 속도) ÷ (T ℃의 속도)
2 = v₃₀ ÷ 10
v₃₀ = 2 × 10 = 20

혼동 주의: 온도 차가 10 ℃의 배수가 아니면 v₂ = v₁ × Q₁₀^{(T₂−T₁)/10} 로 거듭제곱해 구한다.

(1) 분석대상 원소(중금속 종류)의 고려

(2) ① 질산으로 분해한 뒤 ICP-MS로 정량 ② 마이크로웨이브로 분해한 뒤 ICP-OES로 정량 ③ 건식으로 회화한 뒤 ICP로 정량 ④ 용매로 추출한 뒤 AAS로 정량 ⑤ 황산·질산으로 환류시킨 뒤 AAS(환원기화)로 정량

[해설]

중금속 분석은 어떤 식품이냐(매질)와 어떤 원소냐를 먼저 정한 뒤, 그에 맞는 전처리로 시험용액을 만들고 기기로 측정하는 순서로 간다. 지방이 많은 식품과 수분이 많은 식품은 분해 방식이 달라지고, 같은 시료라도 수은처럼 휘발성이 큰 원소는 고온 회화를 피해야 하므로 대상 원소를 고려하는 단계가 전처리 선택에 앞선다.

「식품의 기준 및 규격」(식품공전) 제8. 일반시험법의 식품 중 유해물질 시험법(중금속)에서는 아래와 같이 어떻게 녹여 낼 것인가와 무엇으로 측정할 것인가를 짝지어 방법을 정해 두고 있다.

표에는 여섯 가지 조합이 실려 있으므로 발문이 요구한 5가지는 이 가운데 골라 쓰면 된다. 뒤의 두 조합(환원기화법·금아말감법)은 상온에서도 증기가 되는 수은을 겨냥한 방법이라는 점에서 나머지와 성격이 다르다.

전처리의 큰 갈래는 습식분해(질산·황산 등 산화성 산으로 유기물을 분해)와 건식회화(고온에서 태워 재로 만듦)이며, 마이크로웨이브 분해는 밀폐용기 안에서 가열하므로 휘발 손실과 오염이 적고 분해 시간이 짧다.

(1) LOD(Limit Of Detection, 검출한계) — 주어진 분석법으로 시료 속에 분석대상물질이 있다고 확인·판단할 수 있는 가장 낮은 농도

(2) LOQ(Limit Of Quantitation, 정량한계) — 요구되는 정확도와 정밀도를 만족하면서 분석대상물질의 양을 수치로 매길 수 있는 가장 낮은 농도

[해설]

분석법 밸리데이션에서 두 값은 그 분석법이 얼마나 낮은 농도까지 다룰 수 있는지를 나타낸다.

• 검출한계(LOD)는 물질이 있는지 없는지만 가릴 수 있는 최저 농도로, 흔히 신호 대 잡음비(S/N) 3 지점으로 잡는다.
• 정량한계(LOQ)는 정확도·정밀도를 갖춰 양을 수치로 말할 수 있는 최저 농도로, 흔히 S/N 10 지점으로 잡는다.

혼동 주의: LOQ는 항상 LOD보다 크며, 정량한계 미만은 0이 아니라 믿을 만한 수치로 말할 수 없다는 뜻이다.

6.70 N

[해설]

질량백분율 농도를 노르말농도로 바꿀 때는 용액 1 L를 기준으로 비중 → 용액 질량 → 용질 질량 → 당량수 순서로 구한다. 염산은 1가 산이라 그램당량이 분자량과 같다.

N = (10 × 비중 × 질량백분율) ÷ 그램당량
= (10 × 1.11 × 22) ÷ 36.46
= 244.2 ÷ 36.46 = 6.70 N

질량백분율은 용액의 질량 기준이므로 부피에 비중을 먼저 곱해 용액 질량(1,110 g)을 구한 뒤 22 %를 적용한다.

① 토양

② 기후

③ 지형(입지)

[해설]

테루아는 프랑스어로 '흙'이라는 뜻에서 나온 말이다. 같은 품종이라도 자란 곳에 따라 맛이 달라지게 하는 재배 환경 전체를 가리킨다.

• 토양 — 물이 잘 빠지고 척박한 자갈·석회질 땅일수록 뿌리가 깊이 뻗고 열매의 향과 당이 진해진다.
• 기후 — 일조량·강수량·밤낮 기온 차가 포도의 당도와 산도 균형을 정한다.
• 지형(입지) — 경사·방향·해발고도가 배수, 햇볕을 받는 시간, 서리 피해를 좌우한다.

외우는 요령: 땅·하늘·자리(토양·기후·지형)로 묶어 기억한다.

(1) 전분에 효소를 작용시켜 만든, 포도당 6~8개가 α-1,4 글리코시드 결합으로 이어진 고리 모양 올리고당

(2) 식품첨가물 가운데 안정제 용도로 사용한다.

(3) ① 점착성과 점도를 높인다 ② 식품의 물성과 촉감을 좋게 한다 ③ 유화안정성을 높인다

[해설]

사이클로덱스트린은 전분에 효소를 작용시켜 만든 고리형 올리고당으로, 포도당 6·7·8개짜리를 각각 α·β·γ형이라 한다. 고리 안쪽이 소수성이라 향·색소 같은 분자를 가두는 포접 작용을 한다.

식품첨가물공전에서는 두 가지 이상의 성분을 일정한 분산 상태로 유지시키는 안정제 용도로 쓰인다.

• 점착성·점도 증가 — 식품에 끈기와 걸쭉함을 준다.
• 물성·촉감 개선 — 조직감을 부드럽고 균일하게 만든다.
• 유화안정성 향상 — 물과 기름이 분리되지 않게 유지한다.

혼동 주의: α-1,4 결합은 아밀로스와 같지만 사슬 양 끝이 이어진 고리 구조라는 점이 다르다.

90 mg/day

[해설]

1일 섭취허용량(ADI)은 동물시험에서 얻은 최대무작용량을 안전계수로 나눈 뒤 사람 체중을 곱해 구한다.

ADI = NOAEL ÷ 안전계수 × 체중
= 150 mg/kg·day ÷ 100 × 60 kg
= 1.5 mg/kg·day × 60 kg = 90 mg/day

안전계수 100은 동물과 사람의 종간 차이 10배에 사람 사이 개인차 10배를 곱한 값이다.

① 관의 지름이 클수록

② 유속이 빠를수록

③ 점도가 낮을수록

④ 밀도가 클수록 난류가 되기 쉽다.

[해설]

흐름이 층류인지 난류인지는 관성력과 점성력의 비인 레이놀즈 수로 판정한다.
Re = Dvρ / μ (D : 관 지름, v : 유속, ρ : 밀도, μ : 점도)

분자의 값이 커지거나 분모의 값이 작아질수록 Re가 커져 난류가 되기 쉽다.

• 관의 지름이 클수록 벽 마찰이 흐름 전체를 붙잡지 못해 난류가 된다.
• 유속이 빠를수록 관성력이 커져 난류가 된다.
• 점도가 낮을수록 층을 유지하려는 점성력이 약해 난류가 된다.
• 밀도가 클수록 관성력이 커져 난류가 된다.

원관에서는 Re가 약 2,100 이하면 층류, 4,000 이상이면 난류로 본다.

높은 삼투압으로 미생물 세포에서 수분을 빼앗아 원형질분리를 일으키고 수분활성도를 낮춘다.

[해설]

염장의 보존 효과는 소금이 만들어 내는 삼투압에서 출발해 여러 갈래로 작용한다.

① 원형질분리 — 세포 밖 소금 농도가 높으면 물이 세포 밖으로 빠져나가 세포막이 세포벽에서 떨어진다. 대사가 멈추고 심하면 세포가 죽는다.

② 수분활성도 저하 — 소금이 물을 붙들어 미생물이 쓸 수 있는 자유수를 줄인다. 일반 세균은 수분활성도 0.90, 효모는 0.88, 곰팡이는 0.80 아래에서 자라기 어렵고, 내염성 세균이나 호염균만 살아남는다.

③ 염소이온의 저해 작용 — 해리된 염화이온이 미생물의 효소 활성을 방해한다.

④ 용존산소 감소 — 소금이 녹으면 물에 녹아 있는 산소가 줄어 호기성 부패균의 생육이 억제된다.

같은 원리로 당장(설탕 절임)도 보존 효과를 내지만, 분자량이 작은 소금이 같은 무게에서 훨씬 큰 삼투압을 만들기 때문에 염장이 더 적은 양으로 효과를 낸다.

362.5 kcal

[해설]

온도가 변하는 구간은 현열, 상태가 바뀌는 구간은 잠열로 나눠 네 구간의 열량을 더한다. 비열·잠열이 kg 기준이므로 500 g을 0.5 kg으로 환산한다.

얼음 -10 → 0 ℃: 0.5 × 0.5 × 10 = 2.5 kcal
얼음 융해: 0.5 × 80 = 40 kcal
물 0 → 100 ℃: 0.5 × 1 × 100 = 50 kcal
물 기화: 0.5 × 540 = 270 kcal
합계: 2.5 + 40 + 50 + 270 = 362.5 kcal

기화잠열이 전체의 약 4분의 3을 차지하므로 이 구간을 빠뜨리지 않도록 주의한다.

① 감자

② 양파

③ 마늘

[해설]

식품의 기준 및 규격은 식품조사처리를 허용하는 품목과 선량을 정해 두고 있다.

• 감자 — 저장 중 싹이 트는 것을 막는 발아억제 목적으로 조사한다.
• 양파 — 같은 발아억제 목적으로 낮은 선량을 쓴다.
• 마늘 — 역시 발아억제 목적이며, 세 품목 모두 0.15 kGy 이하로 쬔다.

혼동 주의: 조사식품은 다시 조사할 수 없고, 조사 처리 문구와 도안을 표시해야 한다.