수분함량 12%인 옥수수가루를 사용하여 압출성형 스낵을 제조하고자 한다. 옥수수가루를 압출성형기에 투입하기 전에 수분함량을 18%로 맞추어야 한다면 옥수수가루 10kg 당 가해야 하는 물의 양은 얼마인가?
- 0.37kg
- 0.73kg
- 1.11kg
- 1.48kg
정답과 해설 보기
정답 ② · 수분함량 변경 계산 문제입니다. 초기 옥수수가루 10kg의 수분함량이 12%(습량기준)이므로 고형분의 양은 8.8kg, 물의 양은 1.2kg입니다.
개념 한 쪽
식품산업기사 단위조작의 기초(단위와 차원) — 수분함량 계산과 D값
식품가공 문제는 수분 함량을 목표치로 맞추는 계산과 미생물 사멸 시간 계산에서 출발한다. 두 계산 모두 기준이 되는 양이 변하지 않는다는 원리 위에 서 있다. 어느 양을 보존해야 하는지 파악하면 식을 세울 수 있다.
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시험에 이렇게 나온다
출제기준 단원 「단위조작의 기초(단위와 차원)」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 수분 함량 조정 계산 | 1 | 고형분 불변 원리로 추가할 물의 양 구하기 |
| D값 기반 살균시간 계산 | 1 | 로그 감소 단계에 D값을 곱해 총 시간 산출하기 |
| 살균법 분류 판단 | 1 | 가열 여부 기준으로 비가열 처리법 가려내기 |
뜻
수분 함량을 바꾸는 계산에서는 고형분의 양이 변하지 않는다는 점이 핵심이다. 물을 더 넣어도 물기가 없는 부분은 그대로 남는다. 그래서 초기 고형분을 구한 뒤 목표 수분 비율 식을 세우면 추가할 물의 양이 나온다.
미생물 사멸 계산에서는 D값을 쓴다. D값은 미생물 수를 10분의 1로 줄이는 데 걸리는 시간이다. 농도가 10의 4제곱에서 10의 1제곱으로 줄면 10배 감소가 세 번 일어난 셈이므로 D값의 세 배가 총 살균시간이 된다.
총 살균시간은 초기 로그값과 최종 로그값의 차이에 D값을 곱해 구한다. 로그 차이가 곧 10배 감소가 몇 번 일어나는지를 나타내기 때문이다. 이 관계를 알면 감소 단계 수를 세는 일만 남는다.
계산 문제는 공식을 외우는 것보다 어느 양이 보존되는지를 먼저 정하는 것이 중요하다. 수분 문제는 고형분, 살균 문제는 로그 감소 단위가 기준이 된다. 기준을 잘못 잡으면 선지의 숫자 사이에서 헤매게 된다.
예제
수분 함량 12%인 옥수수가루 10kg을 18%로 맞추려면, 먼저 고형분을 구한다. 고형분은 10kg의 88%이므로 8.8kg이고, 물은 1.2kg이다. 여기에 물 x kg을 더하면 (1.2+x)/(10+x)=0.18이 되고, 이를 풀면 x는 약 0.73kg이 된다.
D값이 40초인 세균을 10의 4제곱에서 10의 1제곱까지 줄이려면, 로그 차이는 3이다. 40초에 3을 곱해 120초가 총 살균시간이 된다. 로그 차이를 단계 수로 세는 것이 관건이다.
대표 기출 3문항
식품의 살균을 목적으로 하는 비가열 처리법에 해당되지 않는 것은?
- 간헐 살균
- 방사선 살균
- 자외선 살균
- 초고압 살균
정답과 해설 보기
정답 ① · 식품의 살균법은 크게 가열 살균법과 비가열 살균법으로 나뉩니다. 방사선 살균, 자외선 살균, 초고압 살균은 열을 가하지 않고 미생물을 사멸시키는 비가열 처리법에 해당합니다.
간헐 살균은 저온에서 반복 가열하는 방식이므로 가열 살균법에 해당하며, 나머지는 비가열 처리법입니다.
식품의 유통기한 설정 실험의 원칙으로 맞지 않은 것은?
- 해당제품의 특성을 충분히 반영하여 실험을 수행하여야 한다.
- 한 제품이 별도로 포장된 2가지 이상의 식품으로 구성된 경우 각 구성식품에 대해 적합한 지표를 선정하여야 한다.
- 실험담당자는 실험의 내용, 시약, 기구, 시설, 기초자료, 검체 등에 대하여 해당관청으로부터 인정받은 경우 내부점검이 면제된다.
- 모든 실험은 원칙적으로 가속시험 및 수학적 모델의 적용이 가능하나 제품의 실제 유통조건 하에서의 유통기한 예측이 충분히 가능하도록 실시하여야 한다.
정답과 해설 보기
정답 ③ · 문항은 유통기한 설정 실험의 원칙 중 맞지 않는 항목을 찾는 것이다. 실험은 제품 특성을 반영해 수행해야 하고, 구성품이 여러 개면 각 성분에 대한 적절한 지표를 선정해야 하며 가속시험과 수학적 모델 적용은 가능하지만 실제 유통조건에서의 예측이 가능하도록 실시되어야 한다.
자주 묻는 물음
- 수분 함량을 높일 때 무엇이 변하지 않는다고 보나요?
- 고형분의 양이 변하지 않는다고 본다. 물을 더 넣어도 물기가 없는 부분은 그대로 남으므로 이 값을 기준으로 목표 수분 비율 식을 세운다.
- D값이란 무엇인가요?
- 미생물 수를 10분의 1로 줄이는 데 걸리는 시간이다. 10배 감소가 몇 번 일어나는지를 로그 차이로 세고 D값을 곱하면 총 살균시간이 나온다.
- 총 살균시간은 어떻게 구하나요?
- 초기 로그값과 최종 로그값의 차이에 D값을 곱해 구한다. 로그 차이가 10배 감소가 일어난 횟수를 뜻하기 때문이다.
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