고형분 함량이 50%인 식품 5kg을 농축하여 고형분 함량 80%로 만들려고 한다. 제거해야 할 물의 양은?
- 1.325kg
- 1.505kg
- 1.625kg
- 1.875kg
정답과 해설 보기
정답 ④ · 물질수지를 이용한 농축 계산 문제입니다. 초기 5kg 중 고형분 함량이 50%이므로 고형분의 절대량은 2.5kg입니다.
고형분 양은 변하지 않으므로, 초기 고형분 양을 최종 함량으로 나누어 최종 총량을 구한 후 차이를 계산합니다.
개념 한 쪽
식품산업기사 선별 — 농축과 혼합의 물질수지
선별은 원료와 제품을 일정한 기준에 맞추어 나누는 공정이다. 그 기준이 고형분 함량이나 당 함량처럼 성분의 양이라면, 계산의 뿌리는 섞기 전과 섞은 뒤의 성분 총량이 같다는 원리이다. 이 원리 하나로 농축에서 빠지는 물의 양과 혼합에 필요한 비율을 함께 구한다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「선별」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 농축 물 제거량 계산 | 1 | 고형분 불변 원리로 제거할 물의 양 구하기 |
| 코오지 사용 목적 판단 | 1 | 발효 균체가 원료를 분해하는 까닭 가리기 |
| 포장재 독성 판단 | 1 | 금속 포장재와 산성 식품의 궁합 가리기 |
뜻
농축 공정에서는 물만 빠지고 고형분은 그대로 남는다. 고형분 함량이 50퍼센트인 식품 5킬로그램에는 고형분이 2.5킬로그램 들어 있다. 이것을 80퍼센트로 농축하면 고형분 2.5킬로그램이 전체의 80퍼센트가 되어야 하므로 최종 총량은 2.5를 0.8로 나눈 3.125킬로그램이 된다. 처음 총량에서 최종 총량을 빼면 제거된 물의 양이 나온다.
두 농도의 원료를 섞어 목표 농도를 만드는 혼합도 같은 원리로 푼다. 착즙 주스의 당분 15퍼센트와 농축 주스의 당분 60퍼센트를 섞어 45퍼센트 제품을 만들 때, 목표 농도와 각 원료 농도의 차이를 비율로 삼으면 저농도와 고농도의 배합비가 정해진다. 섞기 전 당분 총량과 섞은 뒤 당분 총량이 같다는 조건을 세우면 계산이 흔들리지 않는다.
포장재를 통한 유통기한도 성분의 이동이라는 같은 틀에서 다룬다. 수분 투과량은 포장재의 표면적에 비례하고 두께에 반비례한다. 면적이 2배가 되고 두께가 절반이 되면 투과율은 4배로 커지므로 유통기한은 4분의 1로 줄어든다.
추출 공정에서 용매를 고르는 기준도 성분의 분리를 겨냥한다. 용질을 잘 녹이고, 비열과 증발열이 작아 회수가 쉬우며, 화학적으로 안정하고 값이 싼 것이 조건이다. 물리적 안정성은 이 핵심 조건들에 비해 우선순위가 낮다.
예제
농축 계산은 고형분 질량이 변하지 않는다는 점을 먼저 세운다. 초기 고형분 5킬로그램 곱하기 0.5는 2.5킬로그램이고, 이것을 0.8로 나누면 최종 총량 3.125킬로그램이다. 제거되는 물은 5에서 3.125를 뺀 1.875킬로그램이다.
혼합 계산은 농도 차이의 비율을 쓴다. 목표 45퍼센트를 기준으로 고농도 60퍼센트와의 차는 15, 저농도 15퍼센트와의 차는 30이므로 저농도와 고농도의 비는 1대 2가 된다. 이 비로 섞으면 섞기 전후의 당분 총량이 같아진다.
대표 기출 3문항
코오지(koji)를 사용하는 가장 주된 목적은?
- 호기성균을 발육시켜 호흡작용을 정지시키기 위해
- 아미노산, 에스테르 등의 물질을 얻기 위해
- 아밀라아제, 프로테아제 등의 효소를 생성하기 위해
- 잡균의 번식을 방지하기 위해
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 코오지 사용의 주된 목적을 묻고 있다. 코오지는 아밀라아제, 프로테아제 등 다양한 가수분해 효소를 생성하여 원료 성분을 분해하고 전구물질을 생성하는 것이 핵심 기능이다.
코오지는 아밀라아제, 프로테아제 등 다양한 효소를 생산하여 원료를 분해하는 것이 주된 목적이다.
식품포장재의 독성개념에 대한 설명으로 틀린 것은?
- 농약이나 중금속을 제외하고 0.1ppm이하의 포장재 성분의 차이는 안전한 것으로 본다.
- 주석캔 용기의 경우 side seaming시 납의 용출은 체중 kg당 50μg 이상이면 뇌, 정신질환에 영향을 줄 수 있다.
- 알루미늄은 산도가 높은 식품의 포장에 적합하다.
- 플라스틱 포장재는 물성을 조절하기 위하여 안정제, 산화방지제, 착색제, 가소제 등을 사용한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문제는 포장재의 독성 개념에 대한 옳지 않은 설명을 찾는 것이다. 알루미늄은 산성 식품과 반응하여 이온이 용출될 수 있어 산도가 높은 식품 포장에 적합하지 않다는 설명은 잘못되었다는 문항의 대상인데, 실제로 알루미늄은 산성 식품 포장에 부적합하므로 해당 보기는 틀린 진술이다.
알루미늄은 산이나 알칼리와 반응하여 이온이 용출되므로 산도가 높은 식품 포장에는 적합하지 않다.
자주 묻는 물음
- 농축에서 제거되는 물의 양은 어떻게 구하나요?
- 고형분 양이 변하지 않는다는 점을 이용한다. 초기 고형분 양을 최종 고형분 함량으로 나누어 최종 총량을 구한 뒤, 초기 총량에서 최종 총량을 빼면 제거된 물의 양이 나온다.
- 두 농도의 원료를 섞을 때 배합비는 무엇으로 정하나요?
- 목표 농도와 각 원료 농도의 차이를 비율로 삼아 정한다. 목표 농도가 두 원료 농도의 중간이 아니면 중간에서 가까운 쪽 원료의 비율이 커진다.
- 포장재의 면적과 두께가 바뀌면 유통기한은 어떻게 달라지나요?
- 수분 투과량은 면적에 비례하고 두께에 반비례한다. 면적이 넓어지고 두께가 얇아지면 투과율이 커지는 만큼 유통기한은 그 비율만큼 짧아진다.
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