개념 한 쪽
이송 관련 문제는 원료와 용매, 물의 이동이 제품 성질에 미치는 영향과 그에 대응하는 공정·장치의 목적을 묻는다. 수분함량 계산, 디카페인용 용매 구분, 단백질 산 가수분해에 사용되는 산, 멸균 기준 미생물 등의 지식이 이송 상황에서 핵심 역할을 한다.
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출제기준 단원 「이송」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 단백질 산 가수분해제 선택 | 1 | 아미노산 제조에서 단백질 가수분해에 주로 쓰이는 산을 고르는 능력 |
| 고온 멸균 기준 미생물 판단 | 1 | 121.1℃에서 D값이 가장 큰 미생물을 판별하는 능력 |
| 디카페인 용매 구분 | 1 | 상업적 디카페인 공정에서 흔히 사용되는 용매를 가르는 능력 |
이송은 원료·용매·물이 공정 사이에서 이동하며 물리적·화학적 특성을 변화시키는 모든 과정과 관련된다. 혼합이나 첨가로 수분함량이 변하면 제품의 총수분량과 총질량을 합산하여 수분함량을 계산해야 한다는 점이 중요하다. 예를 들어 기존 수분과 추가 수분을 합쳐 분자에, 전체 질량을 분모에 넣어 비율을 산출한다.
디카페인 공정에서의 용매 선택은 원두와 용매 사이의 카페인 이동을 결정하는 핵심 요소이다. 상업적 디카페인 공정에서는 물, 메틸클로라이드(디클로로메탄 계열), 초임계 이산화탄소가 주요 용매로 쓰이며, 에틸 알코올(에탄올)은 상업적 공정의 일반적 용매와는 거리가 멀다. 용매의 선택은 추출 선택성과 공정 효율, 안전성 측면에서 판단한다.
단백질의 산 가수분해 공정에서는 염산이 단백질 펩타이드 결합을 분해하여 아미노산으로 전환하는 데 주로 사용된다. 다른 강산이나 약산은 부산물 처리, 약산성 효과, 산화 위험 등으로 인해 공정상 부적합한 사례가 있을 수 있다.
열살균 설계에서는 D값이 중요 지표가 된다. D값은 특정 온도에서 미생물을 90% 감소시키는 데 걸리는 시간을 의미하며, 값이 클수록 해당 온도에서 미생물의 내열성이 강함을 나타낸다. 고압증기 멸균 온도인 121.1℃에서 내열성이 가장 큰 포자형 미생물은 Bacillus stearothermophilus(현 Geobacillus stearothermophilus)이며, 이 미생물의 D값을 기준으로 멸균 안전성을 확보하는 관행이 있음을 기억한다.
포장 및 가열 공정에서는 장치의 구조적 요소가 이송과정에서 발생하는 물리적 변화를 흡수하거나 제어하는 역할을 한다. 예를 들어 통조림 뚜껑의 팽창 고리(expansion ring)는 가열로 인한 내부 압력 상승을 흡수하여 캔의 파손을 방지하고 냉각 시 진공 유지를 돕는다. 포장재의 소재 특성은 살균 방식의 적합성을 결정하므로, 종이 재질 포장(테트라 팩 등)은 화염 살균처럼 직접적인 불 노출을 피해야 한다.
문제 유형별 대표 예시를 계산·판단 위주로 제시한다.
1) 수분함량 계산 예시 쌀가루 100kg(수분 10%)에 물 20kg을 첨가하면 기존 수분은 10kg, 추가 수분은 20kg으로 총수분량은 30kg이 된다. 전체 질량은 120kg이므로 수분함량은 30/120=0.25로 25%가 된다. 이 계산은 '기존 수분+추가 수분'을 분자에, '기존 질량+추가 질량'을 분모에 넣어 수행한다.
2) 용매 선택 판단 예시 디카페인 관련 선지에서 물, 메틸클로라이드, 초임계 CO2가 포함되면 정답 후보로 고려하고, 에틸 알코올은 일반적 상업 공정용 용매와 거리가 먼 것으로 제외한다.
3) 멸균용 미생물 지표 예시 121.1℃ 조건에서 D값이 가장 큰 미생물은 고열 내성 포자형 미생물인 Bacillus stearothermophilus를 선택한다.
아미노산 간장의 제조에서 탈지대두박 등의 단백질 원료를 가수분해하는데 주로 사용되는 산은?
정답 ③ · 문제는 아미노산 간장 제조에서 탈지대두박 등의 단백질을 산가수분해할 때 주로 사용하는 산을 묻고 있다. 산업적으로 단백질을 산가수분해할 때는 염산(HCl)을 사용하여 펩타이드 결합을 가수분해하고 아미노산을 얻는 공정이 표준이다.
아미노산 간장 제조 시 탈지대두박 단백질 가수분해에는 염산이 주로 사용된다.
다음 미생물 중 121.1℃에서 D값이 가장 큰 것은?
정답 ④ · D값은 특정 온도에서 미생물 집단의 90%를 사멸시키는 데 걸리는 시간입니다. 121.1℃에서 Bacillus stearothermophilus(현재 Geobacillus stearothermophilus)의 포자는 매우 강한 내열성을 가져 D값이 1~5분 정도로 가장 큽니다.
D값은 미생물을 90% 사멸시키는 시간으로, 고온 살균 온도인 121.1℃에서 가장 내열성이 강한 포자형 미생물의 D값이 최대이다.
커피에서 카페인을 제거하는데 사용되는 용매와 거리가 먼 것은?
정답 ④ · 커피의 디카페인(카페인 제거) 공정에는 주로 물(스위스 워터 프로세스), 디클로로메탄(methyl chloride) 등의 유기 용매, 그리고 초임계 이산화탄소가 추출 용매로 널리 사용됩니다. 에틸 알코올(ethyl alcohol)은 카페인 선택 추출 효율 등의 문제로 상업적 디카페인 공정의 일반적인 용매로는 사용되지 않습니다.
커피 디카페인 공정에는 물, 메틸클로라이드, 초임계 CO2가 쓰이며 에틸알코올은 일반적이지 않다.
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