JPH0576332A

JPH0576332A - 氷晶の成長抑制による物質の低温保持方法

Info

Publication number: JPH0576332A
Application number: JP3268523A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Kumabe; 潔熊部; Tomie Kijima; 富江木島; Setsuko Miyazawa; 節子宮沢; Sachiko Takehara; 幸子竹原
Original assignee: KITEII KK
Current assignee: KITEII KK
Priority date: 1991-09-20
Filing date: 1991-09-20
Publication date: 1993-03-30

Abstract

(57)【要約】【目的】生物組織、生鮮素材、生鮮食品等の種々の物
質を低温において保持する際に、組織内の氷晶の成長を
抑制し、細胞や組織を破壊することがない低温保持方法
を提供すること。【構成】低温保持対象物にカラギーナン、水溶性蛋白
質の中から選択した１種または２種以上からなるゲル化
剤と氷点降下物質の１種または２種以上を添加してゲル
化せしめた後に、低温に保持することからなる氷晶の成
長抑制による物質の低温保持方法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、種々の物を低温におい
て保存したり使用したりする際に、氷晶の成長を抑制し
て組織等の破壊を防止することができる低温保持方法で
あり、詳しくは、冷凍や冷蔵等により保存する際に氷晶
の成長を抑制して生物組織や素材を保護する保持方法で
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来から、生物組織、種々の素材や加工
品並びに生鮮食料品等を冷凍または冷蔵の手段によって
保存することが行われている。そしてこれらの保存法に
ついては、冷凍や冷蔵の機械的技術、温度管理、冷凍や
解凍の速度さらには保存対象物の形状や包装等について
種々なる技術が開発されている。また生物組織や生鮮素
材、生鮮食料品等の低温保存についてもその媒体や被覆
等の技術が提案され実施されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】冷凍や冷蔵のような低
温において、上記の生物組織や生鮮素材、生鮮食料品等
を保存する際に特に問題となるのは、細胞破壊による活
性の低下や死滅、さらに解凍により内容物が流出する、
鮮度を保持することができない、内部に「ス」が生じて
組織が粗くなったり、「ぼそぼそ」になったりして食感
を損なうなどのことである。そしてこれらのことは、殆
ど冷凍等の低温保存時の氷晶の成長、つまり組織内で氷
の結晶が大きく成長して細胞や組織を破壊することに起
因するものとされている。これらの問題点の解決には、
上記の従来の技術では未だ不十分なことが多々あるのが
現状である。

【０００４】本発明は上記の現状に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、生物組織や生鮮素材等の種々の物
質を低温において保持する際に、組織内の氷晶の成長を
抑制し、細胞や組織を破壊することがない冷凍や冷蔵等
の低温保持方法を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段および作用】本発明者等
は、上記の目的を達成せんとして種々研究したところ、
種々の生鮮素材等を冷凍または冷蔵等の方法で保持する
に際し、その低温保持対象物に複雑な立体構造のゲルを
形成するゲル化剤と氷点降下作用をする物質を混入し
て、ゲルを形成した状態で低温保持すれば、組織内の氷
晶の成長を抑制することができることを知見した。

【０００６】本発明は上記の知見に基づくものであり、
その要旨は、低温保持対象物にカラギーナン、水溶性蛋
白質の中から選択した１種または２種以上からなるゲル
化剤と氷点降下物質の１種または２種以上を添加してゲ
ル化せしめた後に、低温に保存することを特徴とする氷
晶の成長抑制による物質の低温保持方法である。

【０００７】本発明における低温保持対象物とは、冷
凍、冷蔵保存する物質の外、氷晶の生成と成長がみられ
る低温下で使用する物質を意味する。即ち、生物組織、
種々の素材やその加工品並びに生鮮食品等の外セメン
ト、水性塗料、石膏、シックイなどの氷結防止、氷晶の
成長抑制等にも応用することができる。

【０００８】本発明においてより好ましいゲルを形成す
るためには、ゲル化剤を選択し、ゲル化条件としてｐ
Ｈ、温度、氷点降下物質の選択と添加量、ゲル誘起剤の
添加、さらにゲル化物質どうしの架橋反応等が考慮され
なければならない。ゲル形成能をもつ物質は多いが、ゲ
ル誘起時にゲル化剤が複雑な構造をとるものほど、冷却
時に氷晶の成長を抑制する作用が強い。大豆蛋白のゲル
である豆腐は構造が単純であるため、冷凍により配位水
は氷晶として成長し、解凍時に溶け去り、ゲル化した大
豆蛋白は「ス」の入ったいわゆる高野豆腐状を呈してし
まう。これに較べカラギーナン・ゲルは複雑な立体構造
を形成するため冷凍後解凍しても「ス」の入り方が少な
い。そして本発明においては、単独でも可成り複雑なゲ
ルを形成するイオータ型カラギーナンを用い、さらにこ
れに蛋白質を架橋させて、いっそう複雑な多次元ラセン
構造および蛋白のからみによる網状組織を形成せしめる
ことが最も好ましいゲル形成剤の選択である。この際の
氷晶は１ｍｍ以下の小さいものに抑えることができる。

【０００９】つぎに氷点降下物質の選択であるが、本発
明においては冷凍、冷蔵保存する物質あるいは低温下で
使用する物質に適合する氷点降下物質を選択し、ゲル形
成時にラセン構造または網状構造内に配位せしめる。食
塩はじめ各種の無機塩類は、一般的な氷点降下物質であ
り、その濃度に比例するが、その対象物如何によっては
やたらに濃度を高くすることはできない。生体細胞や組
織の保存の際は、浸透圧が制限因子となり、等張圧以上
の濃度にはできない。また対象物が食品の場合は、味の
調整が難しい要因となり、目的にかなった無機塩の種類
と濃度の選択が肝要である。糖類についても同様のこと
が言える。アルコールは、氷点降下作用が強いが蛋白質
やゲル化剤を変性させたり、細胞を死滅させる作用があ
るので、限られた用途にのみ用いられる。一方、グリセ
リン、プロピレングリコール、食用油は、生物やその組
織に対し無害である。そして油の場合は、水に混じらな
いので、界面活性剤を加えて乳化液として用いることが
好ましい。そして上記の各種の氷点降下物質は、組み合
せて用いることが目的達成のために好ましい。各種の氷
点降下物質の使用例について表１に示す。

【００１０】

【表１】

【００１１】本発明においては、ゲル形成速度を早める
ことや、ゲル強度を上げることはあまり重用なことでは
ない。専らゲル構造を複雑化する事が必要である。その
ためには、単体でもより複雑なゲル構造を示すゲル化剤
を選択するか、他のゲル化剤を架橋させることによって
達成される。単体のゲル化剤で、最も複雑なゲル構造を
作るものは、イオータ型カラギーナンである。このカラ
ギーナンは、分子内にＳＯ₃基をもち蛋白質のＮＨ₂基と
容易に架橋せしめることができる。イオータ型カラギー
ナンとゼラチン、卵白(アルブミン)、カゼイン・ナトリ
ウムなどの水溶性蛋白質を架橋させ、多次元の複雑なゲ
ル構造を形成せしめることによって、極めて効果的に氷
晶の成長を抑制せしめることができる。即ち、複雑なゲ
ル構造は、配位水の氷晶が合体し大きな結晶に成長する
ことを妨害し、二次的には熱伝導を低下させる効果をも
つからである。

【００１２】なお、カラギーナンに対する蛋白質の架橋
は、カラギーナンのＳＯ₃基に対して等量のＮＨ₂基が存
在することが好ましいが、実用上両者の遊離残基を等し
くすることは容易ではない。そこでこれについては、反
応液のｐＨを蛋白質の等電点付近またはこれ以下に調整
して反応させることが好ましい。この方法によって、実
用上差し支えのない架橋ゲルが形成され、十分に本発明
の目的が達成される。

【００１３】

【実施例等】以下実施例に基いて本発明を説明する。実施例１．精子および授精卵の冷凍保存畜産業界においては、動物の精子や授精卵を長期間保存
する必要性が極めて高い。現状では、新鮮な精子または
人為的に対外授精せしめた卵を、それぞれ工夫された保
存液内に懸濁し、冷凍保存を行っている。しかし、不自
然でかつ苛酷な冷凍保存という条件では、実用的には約
６ケ月間の保存がやっとで、活性もかなり低下し、その
生存率は40％以下である。その主な原因は冷凍、解凍に
よる細胞膜破壊と考えられている。そこで精子および授
精卵の凍結保存について本発明を実施した。従来法の冷
凍保存用溶液の組成（Ａ液、Ｂ液）を表２に示す。本発
明の実施に用いた液は、Ａ液とＢ液にイオータ・カラギ
ーナン1.0％を加え、滅菌蒸留水の代わりに30％サラダ
油乳化液(滅菌)を加えて使用した。そして−70℃に保存
した結果を表３に示す。この結果から明かなように、保
存日数の延長と細胞活性のの維持に成功した。

【００１４】

【表２】成分Ａ液(100ｍｌ中) Ｂ液(同Ａ液) クエン酸ナトリウム 1.45ｇ 1.21ｇ (結晶水2H₂O) 第二リン酸ソーダ 0.17〃 0.14〃ブドウ糖 1.70〃 1.42〃乳糖 0.26〃 0.21〃グリセリン − 14.00ｍｌ鶏卵黄 15.00ｍｌ 15.00ｍｌ滅菌蒸留水適量適量ＴＰＤ 1.5〜3ｍｇ 1.5〜3ｍｇ注)ＴＰＤ(Thiamine Propyl Disulfide)

【００１５】

【表３】

【００１６】実施例２．植物カルスの冷凍保存近年、洋蘭等の種々の植物のカルス培養による育苗が盛
んになった。そしてカルス培養、胚芽培養についてはか
なりの技術的進歩をみたが、カルスを未分化のまま長期
間保存し、必要な時に取り出し、必要な程度分化させ種
苗を作ることは極めて困難である。しかし本発明により
カルスの未分化維持を冷凍条件下に求めたところ、１２
ケ月間冷凍保存した後に解凍してカルスを分化せしめる
ことに成功した。

【００１７】従来法は、表４に示す組成の植物カルス培
地内に無菌的に切断分離した植物カルスを−５℃で冷蔵
し、１０ケ月後にアデニン１０^-4ｇ、ゼアチン１０
^-6ｇ、チミン１０^-4ｇを加えて分化せしめ、種苗を育成
する方法がとられている。本発明もこの方法に準拠し、
この培地で４０日間培養後、グリセリン１０％およびサ
ラダ由３０％乳化液にイオタ・カラギーナン１％を溶解
したもの20〜100ミリリットル加え、−２０℃に急速冷
凍する。そのまま１２ケ月間保存後、自然解凍して常法
に従い保存カルスを分化せしめた。なお、従来法では、
１回冷凍しただけで細胞膜破壊が起こり死滅した。即
ち、冷凍によって約１０％しか保存することが出来なか
った。従来法と本発明の冷凍保存結果を表５に示す。

【００１８】

【表４】成分ｍｇ／ｌ成分ｍｇ／ｌ CacI₂・2H₂o 440 CuSo₄・5H₂o 0.025 KNO₃ 1,900 Na₂MoO₂・2H₂o 0.25 MgSO₄・7H₂o 370 CoCl₂・6H₂o 0.025 NH₄NO₃ 1,650 Thiamine-HCL 0.1 KH₂PO₄ 170 Pyridoxine-HCL 0.5 FeSO₄・7H₂o 27.8 Nicotinic acid 0.5 Na₂-EDTA 37.3 myo-Inositol 100 MnSO₄・4H₂o 22.3 Glycine 2.0 ZnSO₄・7H₂o 8.6 Sucrose 30,000 H₃BO₃ 6.2 IAA 1-30 KI 0.82 Kinetin 0.01-10 注)IAA 沃度酢酸

【００１９】

【表５】冷凍前の分化率 12ケ月冷凍後の分化率従来法 90％ 10％本発明 85％ 60％ (注)各区とも200ｍｌフラスコ10本ずつ試験を行い分化率を測定した

【００２０】実施例３．生鮮ウニ、イクラの保存生鮮ウニは腐り易く、冷凍すれば軟らかい細胞膜が破
れ、内容物が流出して商品価値を失う。従って、現在の
ところ冷蔵３日間が限度であり、その範囲内で輸送でき
る地域、即ちアメリカ西海岸からの空輸のみが可能とさ
れている。本発明によれば、生鮮ウニ(卵巣のみ)を保護
することにより−10℃まで急速冷凍しても細胞破壊の起
こらない冷凍保存が可能である。即ち、0.2〜1.0％のイ
オータ・カラギーナンおよび生卵白を１：１に混合し、
これに0.9％の食塩を加えた混合溶液に生ウニを加え、
最後に飽和の乳酸カルシウム水溶液によりゲルを固化せ
しめ、−10℃まで急速冷凍することで、生ウニ、生イク
ラを１ケ月以上も保存可能である。そして解凍後ゲル内
より生ウニ、生イクラを剥離させることで、商品価値の
あるウニ、イクラ製品を作ることが出来た。上記の保存
液にグリセリンを1〜20％加えるとさらに保存性が増加
する。

【００２１】実施例４．果実、野菜、あんこ類の破砕物
の保存従来技術としては缶詰、レトルトポウチなどで加熱殺菌
するか各種の乾燥法が広く実施されている。しかし、共
通した問題点としては、保存対象物の新鮮さを保つこと
ができないことである。特に果実類は、木に付けたまま
成熟させて収穫した時が最も新鮮でおいしい。この旨さ
は、従来法では維持、保存が不可能であった。本発明に
よれば、成熟させた果実を収穫して直ちに破砕し、これ
に0.2〜2.0％(0.8％が好ましい)のイオータ・カラギーナ
ンを加え、架橋させる蛋白質としてゼラチン0.2〜1.0％
（好ましくは0.5％)を加え、さらに氷点降下剤としてグ
ルコース30.0％、オリゴ糖20.0％も添加した後、十分攪
拌し、さらにクエン酸を用いてｐＨを３前後に調節す
る。そして最後にエチルアルコール1〜10％(好ましくは
5％)を加えて、−20℃に急速冷凍すると、果実の旨さや
新鮮さを維持することができる。−20℃においても氷晶
が小さいため、スプーンで掬えるほどに軟らかいゼリー
状に保存することが可能である。野菜やあんこ類につい
ても同様の結果が得られるが、これらについては味覚上
アルコールを用いることが出来ないので、代わりにグリ
セリンを使用する。なお、木に付けたまま成熟させて収
穫したマンゴーを本実施例により処理した場合の氷点降
下度を図１に示す。図１において線ａは従来法、線ｂは
本発明に基づくマンゴーゼリーの氷点降下度を示す。

【００２２】実施例５．卵加工品の冷凍保存卵の加工品として茶碗むし、厚焼き卵などが広く愛用さ
れている。しかしこれらの加工品は含有水分が多く、長
期保存は困難である。最も長期保存に適する方法として
は、冷凍法があるが、卵加工品の場合は、水分が多いの
で冷凍時に氷晶が成長し、解凍によってその水分が流失
するので、いわゆる「ス」が生じ食感をそこなう。本発
明によれば、冷凍時に氷晶の成長を抑制することができ
るので、低温保存によって長期間品質を維持することが
できる。本発明に基づいて、茶碗むしと厚焼き卵を下記
の組成で常法により作成した。 (茶碗むし、組成％) (厚焼き卵、組成％) だし(粉末) 0.1 砂糖 56.0 醤油 0.7 食塩 3.2 ．卵白(粉末) 0.3※ だし粉 1.8 カラギーナン 0.5※ 醤油 1.4 グリセリン 0.7※ オリゴ糖 26.8※ 生卵 25.0 カラギーナン 5.4※ 水 70.8 大豆蛋白 5.4※ なお、対象区は上記の組成のうち※の成分を除いたもの
を用いてそれぞれ作成した。また厚焼き卵の作成は、上
記の組成物17.5％、生卵62.5％、水20.0％として作成し
た。

【００２３】上記により作成したものを、−20℃で１週
間保存した後、解凍して「ス」の生成状態を観察した結
果を表６に示す。

【表６】

【００２４】実施例６．麺類の冷凍保存麺類の冷凍保存についても、釜上げ時の食感の維持が望
まれている。麺類のうち特に「そば」は、冷凍して解凍
すると、麺がばらばらになり易く、食べた時もぼそぼそ
した食感となる。この原因は、冷凍によって麺中の水分
が凍結し、氷晶が成長するので、麺の粘結性やしこしこ
感を保っているグルテンの網状組織が破壊されるためと
考えられている。本発明によれば、氷晶の成長を抑制
し、解凍後も網状組織が維持されるため、麺がばらばら
になったり、ぼそぼそした食感となるのを防ぐことがで
きる。

【００２５】カラギーナン50％、卵白粉末20％、グルテ
ン20％、グリセリン10％の組成のものを2％と、そば粉5
6％、強力粉38％、食塩4％をよく混合し、これと水を
７：３または６：４の割合で練り合わせ、通常の方法で
製麺する。つぎにこれを５分間茹でた麺を−20℃で急速
冷凍し、１ケ月後に自然解凍した後、５分間つゆと共に
煮て麺がばらばらになる状態と食感をテストした結果を
表７に示す。なお対象区についたは、上記のカラギーナ
ン〜グリセリンの組成のものを用いないで、通常の方法
で製麺した。

【００２６】

【表７】

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、生物組織や生鮮素材、
生鮮食料品、加工食品等の種々の物質を低温において保
持する際に、組織内の氷晶の成長を抑制することによ
り、細胞や組織を破壊することがないので、細胞活性の
維持、カルスの未分化維持、生鮮食品の長期保存、果実
等の新鮮さや旨さの保持、卵加工品等の「ス」の発生の
防止、麺類の食感の維持等が可能であり、広い分野にお
いて冷凍や冷蔵等の低温保持方法として利用することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】木に付けたまま成熟させて収穫したマンゴー
を、実施例４により処理した場合の氷点降下度を示す
図。ａ従来法ｂ本発明

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ａ２３Ｂ 4/06 9282−4ＢＡ２３Ｌ 1/0532 1/0562 1/325 Ｈ 7236−4ＢＡ６１Ｄ 19/00 Ｃ１２Ｎ 5/00 7236−4Ｂ 9282−4ＢＡ２３Ｂ 4/06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】低温保持対象物にカラギーナン、水溶性
蛋白質の中から選択した１種または２種以上からなるゲ
ル化剤と氷点降下物質の１種または２種以上を添加して
ゲル化せしめた後に、低温に保持することを特徴とする
氷晶の成長抑制による物質の低温保持方法。
【請求項２】ゲル化形成のための媒体液のｐＨを、蛋
白質の等電点付近またはこれ以下に調整してゲル化せし
める請求項１記載の氷晶の成長抑制による物質の低温保
持方法。