JP3639499B2

JP3639499B2 - 食品の冷凍装置

Info

Publication number: JP3639499B2
Application number: JP2000108139A
Authority: JP
Inventors: 智赤澤
Original assignee: 智赤澤
Priority date: 2000-04-10
Filing date: 2000-04-10
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2020-04-10
Also published as: JP2001292753A; WO2001076395A1; AU4686701A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、食品のブライン冷凍方法に使用する食品冷凍装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
食品の冷凍方法は、一般的には冷凍庫内で冷気を接触させる方法がよく知られているが、冷気流が十分に接触し難いところ、例えば、適当に配列した食品の奥側、側面、底部などに冷凍むらが生じやすく、また熱伝導率が低いために被凍結食品の最大氷結晶生成帯（−１〜−５℃）を通過する時間が長くなり、食品の組織（細胞）内の水が氷晶となり、成長して組織破壊を起こし、解凍時にドリップとなって、品質劣化の主原因となる。従って凍結による食品劣化を防ぐには最大氷結晶生成帯を短時間に通過することが重要となる。
【０００３】
それゆえに、空気急速冷凍法や、液体窒素、液体二酸化炭素による冷凍方法が提案されている。また、塩水、塩化カルシウム水溶液、プロピレングリコールやアルコール液等の凍結温度が低いことを利用して、被凍結食品を直接これらの冷媒に浸漬するブライン冷凍法が実用化されている。この方法の最大の利点はブライン液の熱伝導率が空気のそれより一桁大きいため、凍結速度が速く、冷凍食品の品質劣化の主原因である最大氷結晶生成帯（−１〜−５℃）を通過する時間が短くなる利点があることである。
しかし水分の多い食品や、組織（細胞）の弱い、わさび、鶏肝、魚の白子等や赤身と脂身のように凍結温度差のある食品の冷凍には、解凍時の形くずれや、組織破壊によるドリップが発生し、風味、歯ざわりや舌触りに係る食感等の品質を低下させる問題がある。
【０００４】
最近になって、冷気中（冷凍庫）に特殊な磁場を作り、食品内部に弱い電流を発生させることで食品中の水の分子を磁場共鳴現象で振動させ、水分子を氷点下になっても氷晶しない誘電フリーザー方法（大和田哲男「建築設備と配管工事」11号１９９８）により、食品素材の澱粉、蛋白質等と同時に水分を冷凍させることにより、解凍時のドリップを少なくして、鮮度のよい冷凍食品を開発する試みがなされている。
【０００５】
空気中に磁場を付与しながら冷凍する誘電フリーズ法は、食品中の水分が０〜−５℃でも氷晶とならず、食品素材の澱粉、蛋白質等と同時に水分が凍結することになり、組織中の水が最初に氷晶塊とならないのでドリップが生じない利点がある。しかしながら、冷気中における磁場を大きい庫内に均一且つ安定した形で作り出すことは困難で、大容積を必要とする大量生産には不向きである。また、ブライン液中での磁場を付与した冷凍方法は試みられてはいなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のように従来の凍結方法では、鮮度がよくて、食感、色調や風味に優れ、解凍時にトリップの少ない冷凍食品が望まれているにもかかわらず、一長一短でいまだ満足すべき解決方法はない。
そこで、本発明の目的は、解凍後も凍結前と変わらない高品質の冷凍食品を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明を概説すれば、不凍液中に高電位の電場を付与することにより、ブライン冷凍方法と高電位電場冷凍法の欠点を補完し、高品質の冷凍食品の量産可能な製造方法及び製造装置を提供できるものである。すなわち、本発明の方法は、不凍液中に被冷凍物を浸漬して冷凍するブライン冷凍方法において、その不凍液中に電場を付与して冷凍を行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明は、前述したブライン冷凍法、誘電フリーザ冷凍法の各々の利点を生かしながら、又両者の欠点を排除することによるものであり、溶液中における高電位電場は空気中におけるよりも均一に付与が可能であり、大きな容積のブライン収容槽内のブラインに高電位電場を付与することが可能となり、大量の凍結品を処理することができる。そして、冷凍において食品の品質に重要な最大氷結晶生成帯（−１〜−５℃）を通過する時間も従来のブライン冷凍方法に比較して約２０％短縮できる。その結、果鮮度のよい、食感、色調に優れ、解凍時にドリップの少ない冷凍食品を製造できる。しかも、従来の冷凍法では困難とされていた組織（細胞）の弱い、わさび、魚の白子等に適用して、解凍後に、鮮度の低下が殆どなく、風味や食感や色調等が低下していない、ドリップの少ないものが得られ、冷凍食品化することが可能となった。本発明の冷凍方法の対象となる食品には、魚、貝、海藻、甲殻類、魚卵等の水産物、牛、豚、鶏、卵等の畜産物、根菜類、果物等の農産物、及びこれらの調理加工品であり、食品全般が含まれる。
【０００９】
本発明の装置は、低温に維持される不凍液を収容した冷凍槽と、その冷凍槽に設けられ内部の不凍液を攪拌もしくは循環させるように電気モータで駆動される不凍液駆動部と、被冷凍食品を支持して前記冷凍槽内の不凍液中に浸漬するように設けられ電気モータで駆動される被冷凍物昇降部と、不凍液冷却用の電気モータで駆動される冷凍機とを備えた食品の冷凍装置において、前記不凍液に電場を与えるように高電位電場発生手段を設け、装置全体を設置床面に対して電気的に絶縁支持し、且つ各々の前記電気モータを取付部に電気的に絶縁支持すると共にモータ出力を電気絶縁ベルトを介して出力する構成としたことを特徴とする。
【００１０】
装置全体が装置を設置する床面に対して絶縁支持されているので、高電位発生手段から冷凍槽内の不凍液に支障なく電場を付与することができる。又装置の機械的な駆動を行う各部の駆動源である電気モータをその取付部に対して絶縁支持し且つ絶縁ベルトを介して駆動力の伝達を行うようにしたから、電気モータ側に高電位電場発生手段の影響が及ぶことはなく、各動作部分は確実に動作する。従って、前記本発明の方法を実施できる。高電位電場発生手段としては、久保要氏の発明した高周波電位発生装置（特公昭３８−６１０６号）が適当で、実験によれば、５〜１００ｋｖの電位を発生できるものがよく、変圧器の二次側端子の一方を絶縁封鎖し、他方をブライン液に接続する。高電位電場発生手段は出力端子の一方を絶縁封鎖する点がポイントであり、電流は殆ど流れない。使用するブライン液は、塩化カルシウム、エチレングリコール、プロピレングリコール、アルコール溶液、又はこれらを混合したものであればよいが、５０〜６８％のエチルアルコール水溶液を−３５〜−５７℃に冷却して用いるのがよく、食品の冷凍に適している。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の方法の実施の形態は、−２０〜−５０℃に冷却した不凍液中に５〜１００ｋｖの高電位を付与した電場をつくりこれにポリエチレン等の容器に入れた被冷凍品を１０〜６０分間浸漬して冷凍食品とする。また、この方法に使用する冷凍装置は図１に示すようなものを使用する。
【００１２】
図１に示す食品の冷凍装置１は、冷凍槽２と、不凍液駆動部３と、被冷凍物昇降部４と、冷凍機５と、高電位電場発生手段６とを備えている。
【００１３】
冷凍槽２は、断熱材を用いた断熱構造のものであり、内部に不凍液７を収容し、上方に開口した開口部から被凍結品８を支持した網棚９が下降して不凍液２中に浸漬されるようになっている。この冷凍槽２は絶縁碍子３４を介して床面７に支持されている。
不凍液駆動部３は、前記不凍液７中にプロペラ１０付きシャフト１１を浸漬し、プロペラ１０を回転させて不凍液を攪拌して全体が均一な温度となるようにし、もしくは循環させて、冷凍機５の吸熱部１２に不凍液２が良好に接触して十分に冷却されるように、また前記網棚９内の被凍結品８に低温の不凍液が有効に接触して均一に冷却されるようにするためのものである。プロペラシャフト１１の回転駆動は電気モータ１３であり、その電気モータ１３は絶縁用碍子１４を介して取付けられ、回転出力は絶縁ベルト１５、例えばゴムベルトを介して出力される。従ってモータ１３は食品冷凍装置１の他の部分から電気的に完全に絶縁されている。
【００１４】
被冷凍物昇降部４は、前記網棚９を昇降駆動するもので、前記網棚９を網棚支持部１６に支持しており、その網棚支持部１６は、冷凍槽２の縁に立てられた２本のガイド支柱１７によって案内されて昇降可能であり、支柱１７、１７の間にこれと平行して設けた回転するねじ軸１８とこれに螺合し網棚支持部１６に設けた雌ねじ部１９によって上下に駆動されるようになっている。ねじ軸１８の回転は電気モータ２０によって行われる。このモータ２０も前記と同様に碍子２１を介して取付けられ、絶縁ベルト２２を介して出力する。
【００１５】
冷凍機５は、コンプレッサ部分２３が冷凍槽２の側方の適所に設置され、吸熱部（冷凍コイル）１２が冷凍槽２内の底部に設置され、コンプレッサ部分２３と吸熱部１２との間を冷媒通路２５で連絡してあり、冷凍槽外にあるコンプレッサとこれに関連した部分とが碍子２６を介して床面２７に支持されている。又コンプレッサを駆動するモータ２８も別個に床面に碍子２９を介して支持され、絶縁ベルト３０を介して出力するようになっている。
【００１６】
高電位電場発生手段６は、前述した高周波電位発生装置を用いてあり、その装置を絶縁用碍子３１を介して床面２７に支持し、二次側端子の一方を絶縁封鎖し、他方を導線３２に接続した電極３３を介して冷凍槽２内の不凍液７に接触させてある。
【００１７】
この冷凍装置は、予め冷凍機５及び不凍液駆動部３を動作させて冷凍槽２内の不凍液７を所定温度以下に低下させておいて、網棚９に被冷凍品８を載置し、被冷凍物昇降部４を動作させて不凍液７中に浸漬させ、所定時間後に網棚を上昇させることにより、被冷凍品８を高電位電場で凍結させることができる。
【００１８】
【実施例】
以下に本発明の方法の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例１
厚さ８０ｍｍ、縦、横８０ｍｍに切った脂肪分の多い市販生牛肉を、ポリエチレン袋に収容し、空気を抜いて密閉後、本発明の方法に従って冷凍した。不凍液７は５５％エチルアルコール水溶液１５０リットルを使用し、予め−３５〜−３８℃まで冷却しておき、この冷却された不凍液に高電位電場発生手段６により１０ｋｖの電位を与えて、前記牛肉を浸漬した。浸漬中の牛肉中心部の温度経過を温度センサを用いて測定し、その結果を図２に曲線Ａで示す。また、図２には比較例１として高電位電場発生手段６を動作させない、つまり電場を与えない状態で他は同じ条件で、同様な牛肉を凍結させてその経過温度を測定したものを曲線Ｂで示す。
【００１９】
図２から最大氷結晶生成帯（−１〜−５℃）の通過時間は、実施例１が７．５分に対して、比較例１が９．５分であり、実施例１の方が約２０％短い。この理由としては、高電位電場を付与することにより、牛肉中の水分が振動して、その水のクラスターが小さくなり、エネルギー負荷が軽減されるものと考えられる。この実施例１、比較例１の冷凍牛肉は−３０℃で1箇月間保存後、自然解凍して食味した結果、実施例１のものは鮮度、風味が良好であり、比較例１のものは実施例１のものと比べるとやや劣るものであった。あまり大きな差異は認められないものの、解凍後の色は、写真判定では、凍結前の色に対して実施例１の方が比較例１よりも近く、実施例１と凍結前とは殆ど区別がつかない程度であった。
【００２０】
実施例２
朝掘りした竹の子の皮を剥ぎ、身の部分を前記と同様ポリエチレンの袋に収容しサンプルとした。冷凍においては、電場を与えて実施例１と同じ条件で凍結したものを実施例２、及び電場を与えないで前記比較例１と同じ条件で凍結したものを比較例２とし、一般の冷凍庫凍結したものを比較例３とした。凍結後同じ−３０℃の冷凍庫に１０日間保管後、冷水解凍して、その食味を評価した。その結果を表１に示す。表中の数値は、一般パネル８名による評価の点数を合計した値で、評価の点数は、良好が３点、普通が２点、悪いが１点である。表１の結果から実施例２のものが良好であることが明らかに認められる。
【００２１】
【表１】

【００２２】
実施例３
水２カップ、酒１／２カップ、みりん大さじ６、砂糖大さじ２、醤油大さじ１／２カップを煮立てて、魚の白子約６００ｇを入れて煮汁が約１／２になるまで中火で煮る。この白子の煮付けをポリエチレンの容器に入れ、密閉して冷凍処理のサンプルとする。このサンプルを用いた冷凍処理は、本発明の方法による実施例３と、比較のための冷気による誘電フリーズ法による比較例４、一般の冷凍庫凍結による比較例５の３種類とした。なお、誘電フリーズ法はＡＢＩ社のとうみんラック式フリーザを使用し、冷凍品温度が−２５℃になるまでに約２時間を要した。得られた各々の凍結品を−３０℃で７日間保管後、流水解凍して食味テストを行った。その結果を表２に示す。表中の数値は、一般パネル７名による評価の点数を合計した値で、評価の点数は、良好が３点、普通が２点、悪いが１点である。表２の結果から、実施例３のものが良好であることが明らかにみとめられる。
【００２３】
【表２】

【００２４】
また、別に、各サンプルを解凍後にろ紙に載せ落下する液量をドリップとみなして調べたところ、実施例３、比較例４には殆ど認められず、比較例５では確実に認められた。また、食感としてのぷりぷり感は、実施例３が最もよく、次に比較例４がやや弱く、比較例５では不足していると認められ、明確に順位をつけることができた。
【００２５】
実施例４
ずわい蟹を釜後ゆで後、脚部の肉を取り出して、ポリエチレン袋に入れ密閉してサンプルとした。このサンプルを用いた冷凍処理は、本発明の方法による実施例４と、比較のための高電圧電場を付与しない溶液ブライン法による比較例６、冷凍庫凍結による比較例７の３種類とした。実施例４及び比較例６の冷凍における不凍液はいずれもエチルアルコール５０％水溶液を用いた。得られた凍結品を−３０℃で保管し、６０日後に自然解凍処理し、食味テストを行った。その結果を表３に示す。表中の数値は、一般パネル７名による評価の点数を合計した値で、評価の点数は、良好が３点、普通が２点、悪いが１点である。また、食感を言葉で表現したときは、かにの場合良好なものでは、弾力性がある、かにの風味がある、ジューシーさがある等であるが、悪いものでは、弾力がなく、紙を噛むようなもの等であり、表中の数値はこれらを反映したものである。表３から実施例４が優れていることが明確にみとめられる。
【００２６】
【表３】

【００２７】
実施例５
生わさびをポリエチレン袋に入れ密封してサンプルとし、このサンプルを用いた冷凍処理は、実施例４の場合と同様に、本発明の方法による実施例５と、比較のための高電圧電場を付与しない溶液ブライン法による比較例８、冷凍庫凍結による比較例９の３種類とした。冷凍品を−３０℃で６０日保管後に自然解凍して食味関連テストを行った。その結果、比較例８及び比較例９では生わさびが柔らかくておろし金で摩り下ろすことができないが、実施例５では固く、冷凍しない新鮮な生わさびと同様におろし金ですり下ろすことができた。また、実施例５ではすり下ろして初めてわさびの香りが出てくるが、比較例８及び比較例９では解凍時に香りが強い。これらのことから、組織（細胞）が、実施例５のものは破壊されておらず、比較例８及び比較例９のものは明らかに破壊されていると認められる。
【００２８】
このように実施例１〜５は、従来のブライン冷凍法と比べても明らかによい結果が得られている。そして、実施例２〜５はその冷凍食品が、組織の弱いもの、あるいは水分の多いものであり、冷凍により組織破壊が起こりやすい点で条件が厳しく、従来は好ましい結果が得られなかったものである。このように良い結果が得られる理由は、実施例１と比較例１において測定したときの最大氷結晶生成帯を通過する時間が実施例１の方が短くなっていたと同様に、高電位電場を与えることにより実施例２〜５においても最大氷結晶生成帯を通過する時間が短くなっているからである。
【００２９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明は、鮮度のよい、食感、色調に優れ、ドリップの少ない冷凍食品とすることができ、また水分の多い、組織（細胞）の弱い食品の良好な冷凍処理をすることができ、大量の処理をすることができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の装置の一実施形態の概略構成を示し、（ａ）は部分縦断正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は平面図である。
【図２】実施例１と比較例１の最大氷結晶生成帯通過時間の差異を示すグラフである。
【符号の説明】
１冷凍装置
２冷凍槽
３不凍液駆動部
４被冷凍物昇降駆動部
５冷凍機
６高電位電場発生手段
７不凍液
８被凍結被品
９網棚
１０プロペラ
１１シャフト
１２吸熱部
１３電気モータ
１４絶縁碍子
１５絶縁ベルト
１６網棚支持部
１７ガイド支柱
１８ねじ軸
１９雌ねじ部
２０電気モータ
２１碍子
２２絶縁ベルト
２３コンプレッサ部分
２５冷媒通路
２６碍子
２７床面
２８電気モータ
２９碍子
３０絶縁ベルト
３１碍子
３２導線
３３電極
３４碍子

Claims

低温に維持される不凍液を収容した冷凍槽と、その冷凍槽に設けられ内部の不凍液を攪拌もしくは循環させるように電気モータで駆動される不凍液駆動部と、被冷凍食品を支持して前記冷凍槽内の不凍液中に浸漬するように設けられ電気モータで駆動される被冷凍物昇降部と、不凍液冷却用の電気モータで駆動される冷凍機とを備えた食品の冷凍装置において、前記不凍液に電場を与えるように高電位電場発生手段を設け、装置全体を設置床面に対して電気的に絶縁支持し、且つ各々の前記電気モータを取付部に電気的に絶縁支持すると共にモータ出力を電気絶縁ベルトを介して出力する構成としたことを特徴とする食品の冷凍装置。