JPS5922509B2 - 食品の冷凍保存方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、食品、特に魚介類や蓄肉その他の生鮮食料品
、あるいは鮨、もちその他の調理食品を長期に渡って保
存するのに適した冷凍保存方法に関する。

食品の冷凍保存は、食品を低温に保持することにより酵
素の働き、微生物の繁殖あるいは酸化作用を抑制して食
品の変敗を防ぐものである。

この貯蔵効果は一般に保持温度を低くする程高く、した
がって食品の凍結保存が一般化しているが、凍結保存に
おいては凍結速度および凍結温度が食品の品質に大きな
影響を与えることが知られている。

これは主に凍結によって生ずる氷結晶が、細胞の集まり
である組織構造あるいは細胞内の膠質構造を変化させる
ためであり、一般的に氷結晶が大きくなる程変質の度合
が太きい。

最大氷結晶生成帯（−１℃〜−５°Ｃ）を速やかに通過
させる急速凍結が推奨される所以である。

しかるに単なる急速凍結は、食品の内外に大きな温度差
を生じさせ、このため主に食品の内部において細胞の膠
質的変化、例えばｐＨの変化や塩析あるいはたんばく質
の変性を生じさせやすく、また特に外側においては細胞
の機械的損傷、細胞破壊等の組織構造的変化が生じる。

さらに冷凍保存中に氷結晶の成長が生じやすい。

他方、凍結によって生じる氷の体積は氷結前の水の体積
より太きいため、氷結に伴い細胞の内外の要素および食
品自体に移動が生じ、これが品質の維持に悪影響を与え
ると考えられるが、従来の冷凍保存方法はこの点につい
て全く考慮していない。

このような点から従来の冷凍保存方法はいずれも“冷凍
食品はまずい“という風評を覆すことができないのが実
情である。

本発明は、このような風評を覆えすべく、常温下の食品
を凍結保存状態にする迄の冷凍プロセスにつき種々研究
し、実験することによって完成されたもので、次のよう
な着想、知見または仮設に基いている。

第一に、凍結の際最大氷結晶生成帯をできるだけ短時間
で通過させると氷結晶は成長せず微細に保たれるが、こ
れを−歩進めて氷結晶が生成されないか生成され難い状
態を作り出す。

このような状態は理論的には細胞内外に存在する自由水
、結合水の存在間隙を極小にする（保つ）ことによって
達成される。

実験によれば１μｍの極小間隙に存在する水（ハザマ水
）は−１００°Ｃでも氷結しないのである。

第二に、上記のような難凍状態を作り出すための一助と
して食品の外周を堅固な氷結カプセルで覆うことに着目
した。

つまり食品を強固な氷の層で予め覆えば、氷結に伴う圧
力、つまり氷結膨圧が食品に加わっても細胞構成体に移
動が生ぜず、構成体間の微細な間隙を固定化できると考
えたのである。

このような点を考慮してなされた本発明に係る食品の冷
凍保存方法は、冷凍保存すべき食品の外周に直接かつ急
速に氷結カプセルを形成する工程；続いてこれを食品の
中心温度が約Ｏ′Ｃになる迄ゆっくり冷却する緩慢冷却
工程；次に食品の中心温度が約−６°Ｃ以下になる迄急
速に冷却する急速冷却工程；およびこれを−１８°Ｃ〜
−２０℃前後の冷凍保存温度にする冷凍保存工程とから
なっている。

以下各工程について詳細に説明する。

この説明は主に分析に基くものであるが、まだ未解明な
部分も多いため推論も含まれている。

本発明方法の効果は後に説明する実施例によって確認さ
れるところであり、したがって以下の説明の中に実際の
状態と異なる説明が含まれていたとしても、本発明の範
囲は狭められない。

■）氷結カプセル形成工程 氷結カプセルは食品の外周部を強固なカプセルで固定す
ることにより、食品の凍結時膨圧の悪影響を除く目的を
持つもので、細胞構成体の間隙を固定化し極小間隙の存
在割合を多くして、最大氷結晶生成帯を通過する際の自
由水、結合水の凍結を防ぎ、あるいは凍結氷結晶を微細
化する可能性を高めるものである。

すなわち食品中のたんばく質や炭水化物と結合して存在
する結合水と、糖類等の溶媒として作用する自由水とが
未凍結水または１０μｍ台の極微細な氷結晶としてその
あるべき部分に分散して存在していれば、−２０℃程度
の低温下でも働く酵素の活性を抑制すると同時に大きな
氷結晶の悪影響を生じさせることなく食品の変敗を防止
しうる。

またこの氷結カプセルは凍結保存中の氷結晶の成長や食
品中の水分の蒸発を防ぐためにも効果があると考えられ
る。

この氷結カプセルは、食品の内外の温度差が大きくなら
ないように急速に形成する必要がある。

このため−８０°Ｃ〜−１００℃の冷却温度において１
５分以内、特に好ましくは１０分ないし５分以内で形成
するのがよい。

１５分を超えると次の工程で述べる悪影響が生じる。

またこの氷結カプセルは食品の大きさ、形態に応じ次の
ように異なる方法で形成することができる。

ａ）食品がハマチや牛肉ローフなどのように大型の場合
には、常温下の当該食品を一８０℃〜−１００°Ｃの冷
却液化ガス（Ｎ２ガス、ＣＯ２ガス等）中に置き、この
中で３分〜５分間該食品を回転しながらバラケ剤を混入
した水溶液を振りかけ、または冠水を繰り返して１ｃＩ
ｒＬ程度の厚みの氷結カプセルを形成する。

ｂ）食品がイワシ、鮎、貝柱等の小型のものである場合
には、同様にバラケ剤を含む水溶液を容れた容器に当該
食品を浸漬し、そのまま水溶液を凍結させて氷結カプセ
ルとする。

Ｃ）鮨、もち等の調理食品のように小さく裁断されたり
種々の食品が組合されて加工された膨圧現象の少ないも
のについては、１５°Ｃ〜２５°Ｃ程度の常温下で該食
品に直接上記温度の冷却液化ガスを吹き付けると、空気
中の湿気が雪状の結晶となって該食品の表面に付着し、
また表面水のあるものはそれが氷結して、氷結カプセル
を形成する氷結膜ができる。

このように形成した氷結カプセルの氷結晶は微細でかつ
無数に結合するため非常に強固である。

２）緩慢冷却工程 常温下の食品を以上のようにカブセリングしたときの該
食品の温度は１５°Ｃ〜２０℃前後であることが多い。

これをさらに第一工程の冷却温度で急速冷却すると、外
周部は凍結するのに対し、中心部は比較的高温となって
内外の温度差が拡大し、温度移行が激しくなる。

この様な状態では、食品外周部の細胞内自由水から氷結
が始まり、中心部細胞の内外に浸透圧の差が生じて、中
心部にある細胞中の自由水が外周部に移行し始め、外周
部氷結晶の成長を促すばかりでなくｐＨが変り、特に中
心部では、脱水損傷、塩析、結合水の氷結析出等の膠質
的変化が生じ、特に外周部では細胞の機械的損傷、細胞
破壊等の組織構造的変化が起りやすくなる。

これらの不都合を防止するため、本発明では氷結カプセ
ル形成後直ちに冷却温度−２５℃〜−３５°Ｃの緩慢冷
却に切り換え、外周部と中心部間に大きな温度差を生じ
させることなく、食品の中心温度を約０℃（例えば０℃
±１℃）に到達させるのである。

この緩慢冷却の時間は食品の太きさや性質によって異な
るが概ね５分〜３０分でよい。

この緩慢冷却により次の急速冷却工程をより完全に行な
うことが可能となる。

また氷結カプセルは強度低下を生じることなく食品の外
環境の低温性を保持する。

３）急速冷却工程 この工程は最大氷結晶生成帯（−１℃〜−５℃）を可及
的短時間で通過させる工程である。

食品は既に外周部が強固な氷結カプセルで覆われている
ため、細胞構成体の間隙は固定され、最大氷結晶生成帯
通過時に起こる凍結による食品の膨張間隙は生じ難くな
っており、かつその温度は００Ｃ前後の凍結開始状態に
なっている。

この状態の食品に対し一８０°Ｃ〜−１００℃の冷熱を
吹きかけ該食品の品温を急速に低下せしめ中心温度が一
６℃前後（例えば−６℃〜−７℃または一６°Ｃ±１℃
）以下になったときこの急速冷却を停止すると、食品は
未凍結状態の自由水、結合水を多く保有したまま最大氷
結晶生成帯を通過することができ、機械的損傷や細胞破
壊を防止することができる。

この工程の冷却時間は普通７分〜１０分で足りる。

４）冷凍保存工程 前工程を終了した食品は、その外周部と中心部とに一１
５℃〜−６°Ｃ前後の温度差が生じ、急速冷却をそのま
ま続ければ第二工程で述べたと同様の組織構造的変化、
膠質的変化を引き起こす。

さらに氷結によるたんばく質分子の分散密度の変化等に
より、他の水以外の分子の結合を促し、不可逆的変化を
増大することになる。

これを防止するには、氷結晶の大きさを１０μｍ台に抑
え、しかも食品の細胞内にある自由水の浸透圧の差によ
る移動を防止し、かつ結合水とたんばく質の構成状態を
破壊しないようにして可逆的変化を起させることが必要
である。

本発明はこのため、冷却を緩慢冷却に切り換え、食品の
外周部と中心部の温度を平衡させながら一１８°Ｃ〜−
２０℃前後の保存温度に到達させるのである。

すなわち品温が一８℃〜−１２℃付近で自由水、結合水
の一部を凍結せしむることにより、その氷結晶は１０μ
ｍ台の大きさとなり、かつこの結晶は食品細胞の全般に
細微に平均的に独立分布するため、解凍時において再び
たんばく質との結合が行なわれる、可逆的変化ができる
のである。

冷凍保存温度は、大半の酵素の活性が極端に制限され、
かつｐＨの変化の少ない一１０°Ｃ〜−１８°Ｃと、膠
質的性質保持限界の一２５°Ｃ以内とを考慮し、−１８
℃〜−２０°Ｃ前後とするのがよい。

なお具体的には前工程の急速冷却に続いて冷却温度を一
２５°Ｃ〜−３５℃に切り換え、４０分〜９０分間その
温度を保持して食品温度を一１８°Ｃ前後とし、以後そ
の温度で保存するとよい。

但し食品によっては、マグロの肉片のように、品温を一
時的に一４５°Ｃ〜−７２°Ｃに下げて酵素活性をほぼ
完全に抑えたのち、−２０℃付近で保存する方がよいも
のもある。

以下実施例につき本発明方法の効果を説明しよう。

実施例 １ 冷却用ボックス内温度１５°Ｃ（常温）雰囲気下におい
て、１０ＣＴＬ×１０ｃｆｒＬ×３ＣｆｒＬで３００ｇ
の豚モモ肉３個を長さ４０ｃｒｒＬ×巾２０ＣＩｒＬ×
深さ５ｃｒｆＬのステンレス製器の中にｌｉのスペーサ
ーをおいて固定し、これに植物多糖類又はゼラチンを含
むバラケ剤液を注入して、肉片の上下に１ｃｒｆＬのカ
ブリの出来るよう浸漬させてから、−８０℃のＮ２ガス
を５分間吹付けて、肉片の表面に強固な氷結カプセルを
形成させる。

その後、冷却温度を一２５℃に上げ１５分間緩慢に冷却
し外周と中心温度の均衡を図りながら中心温度を０°Ｃ
にする。

次に冷却温度を再び一８０°Ｃに下げ、引続き５分間該
冷却温度を保持して、肉片温度を急速に降下させたとこ
ろ、この時の肉片の中心温度は一７℃となった。

しかる後吹付は冷風温度を一２５℃に切換え、緩慢に６
０分間冷却し、肉片の中心温度を一２０℃としたのち、
−１８℃の通常の冷凍庫に移して６ケ月間保存した。

別に同量の豚モモ肉各３個づつを一３５°Ｃのエアフリ
ージング（緩慢凍結）、エアブラストフリ−ジング（急
速凍結）及びコンタクトフリージング（急速凍結）で２
４時間処理後、厚さ４０μｍのポリエチレン袋に包み一
１８℃の通常の冷凍庫に６ケ月間保存して対照区とした
。

本発明及び対照区の冷凍肉を３℃で真空解凍し、解凍時
のドリップ、肉色、肉の柔軟度、凍結切片による細胞破
壊度を顕微鏡下に観察し、フライパンで焼いて風味試験
に供し、表１の試験結果を得た。

本発明による凍結肉は冷凍６ケ月後も元と同等の品質で
すぐれた保存効果を示すことが理解されよう。

（社）Ａ、ドリップ量は元の肉片重量に付する係で示す
。

Ｂ、肉色は生鮮時を５点とし、僅かに変色４点、やや変
色した商品価値限界３点、商品価値なし２点、１点とす
る。

Ｃ１肉の柔軟度は生鮮時を５点とし、僅かに軟化離水４
点、やや離水し商品価値限界３点、商品価値なし２点、
１点とする。

Ｄ、細胞破壊度は生鮮肉に比べて一部が僅かに破壊１点
、やや破壊２点、かなり破壊３点、強度の破壊４点、５
点とする。

Ｅ、風味は生鮮肉を５点とし、僅かに風味低下４点、や
や風味低下３点、商品価値限界２点、商品価値なし１点
とする。

実施例 ２ 冷却用ボックス内温度１５℃（常温）雰囲気下で活魚ウ
ナギ（体重１００ｇ）、ハマチ（同１．１ｋｙ）各３匹
を延髄打撃により即殺し、何れもステンレス金網上で魚
体を回転しながら植物多糖類又はゼラチンを含むバラケ
剤液を振りかけ、−１００℃のＮ２ガスを８分間吹付け
て魚体表面に厚さ１儂の強固な氷結カプセルを形成させ
る。

その後冷却温度を一３０°Ｃに上げ３０分間緩慢に冷却
し外周と中心温度の差をできるだけ少なくしながら中心
温度をＯ′Ｃにする。

次に急速に魚体温度を降下させるために一１００℃のＮ
２ガスを１ｏ分間吹付けたところ、この時の魚体中心温
度はウナギが一８°Ｃ、ハマチが一６℃となった。

次に吹付の冷風温度を一３２℃に切換え、９０分間緩慢
に冷却し、魚体中心温度を一２５°Ｃとしたのち、−１
８°Ｃの通常の冷凍庫に移して１年間保存した。

別に同量のウナギとハマチ各３匹づつを同様に即殺し、
−３５℃のエアフリージング、エアブラストフリージン
グ及びコンタクトフリージングで２４時間処理後、厚さ
４０μｍのポリエチレン袋に包み、−１８°Ｃの通常の
冷凍庫に１年間保存して対照区とした。

次に本発明及び対照区の冷凍魚を３℃で真空解凍し、解
凍時のドリップ、肉色、肉の柔軟度、魚体中央背側部皮
膚より５罷深さの肉片の凍結切片による細胞破壊度を顕
微鏡下に観察し、ウナギは常法により蒲焼とし、ハマチ
は刺身とし風味試験に供したところ、本発明による冷凍
魚は解凍後生鮮魚と同様であった。

表２はその試験結果を示すものである。

（社）Ａ、 Ｂ、 Ｃ，Ｄ、 Ｅは表１のそれらと同じ
。

実施例 ３ 冷却用ボックス内温度１５℃（常温）雰囲気下で、水揚
げ直後の８ｇのサヨリ、３７ｇの活ホタテ貝柱の各３個
づつを何れも巾１５ＣＩｒＬ×長さ３０鍜×深さ３ｃｒ
ｒＬのステンレス製バットの中に入れ、植物多糖類又は
ゼラチンを含むバラケ剤液を注入して完全に液中に浸漬
させ、−１００℃のＮ２ガスを吹付けて１５分間急速に
温度を低下させ、強固で微小の結晶による氷結カプセル
を形成させて、該食品を外側より固定させた。

その後冷却温度を一２５℃に上げ１５分間緩慢に冷却し
、外周温度と中心温度の差をできるだけ少なく均衡させ
ながら中心温度を０°Ｃにする。

次に冷却温度を再び−１００℃に下げ５分間急速に冷却
すると、この時サヨリの中心温度は一１０°Ｃ１ホタテ
貝は一８°Ｇになった。

さらに冷却温度を一３０℃にして緩慢に４０分間冷風を
吹付け、食品の中心温度を一２０℃としたのち、４０μ
ｍ厚さのポリエチレン袋に包み、−１８℃の通常の冷凍
庫に８ケ月間保存した。

別に同量のサヨリ、ホタテ貝柱各３個をそれぞれ１群と
して、−３５℃のエアフリージング、エアブラストフリ
ージング及びコンタクトフリージングで２４時間処理後
、厚さ４０μｍのポリエチレン袋に包み、−１８℃の通
常の冷凍庫内に８ケ月間保存して対照区とした。

次に本発明及び対照区の冷凍魚貝類を３℃で真空解凍し
、解凍時のドリップ、肉色、肉の柔軟度、魚体中央部側
線直下の肉片及び貝柱中心部の肉片の凍結切片による細
胞破壊度を顕微鏡下に観察し、サヨリは刺身として、貝
柱はフライパンでバタ焼きとして風味試験に供し、表３
の試験結果を得たが、本発明による冷凍品は解凍後生鮮
品と区別がつかない程の高品質を保つことができた。

（社）Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ、Ｅは表１のそれらと同じ。

実施例 ４ 冷却用ボックス内温度２０°Ｃ（常温）雰囲気下で、マ
グロにぎりずしく４０ｇ）及びのりまきずしく３００ｇ
）各３個づつを倒れもステンレス板の上におき、−１０
０℃のＮ２ガスを１０分間吹付けて冷凍庫内部空間の空
気中の水分とすし表面の遊離水とを米飯の１粒１粒の表
面及びマク箱、のりの表面に凝結させ、各々独立した強
固な氷結カプセルを形成させた。

その後冷却温度を一３０°Ｃに上げ１５分間緩慢に冷却
したところ、すしの中心温度は一１°Ｃになった。

引続いて食品温度を急速に降下させるために５分間−１
００℃のＮ２ガスを吹付けたところ、すしの中心温遊は
一１０℃となった。

次に吹付ける冷風の温度を一３０℃にて４０分間緩慢に
温度を降下させ、すしの中心温度が一２３℃になったと
き取出して、４０μｍ厚さのポリエチレン袋に包み、−
１８°Ｃの通常の冷凍庫内に移して１年間保存した。

別に同量のマグロにぎりずしとのりまきすしを和紙で包
み、それぞれ３個１群として、−３５°Ｃのエアフリー
ジング、エアブラストフリージング及びコンタクトフリ
ージングで２４時間処理後、４０μｍ厚さのポリエチレ
ン袋に包んで一１８°Ｃの通常の冷凍庫内に移し、１年
間保存して対照区とした。

次に本発明及び対照区の冷凍すしを室温２５℃で１時間
放置して自然解凍し、指先でおさえた時の形状のくずれ
（でんぷんの老化、β化による脆さに起因）、米粒相互
の粘着性、米飯のグルコアミラーゼ法による糊化度（α
化度）の維持、食べた時の食感、すしの色調などから品
質保持性を試験し、表４の結果を得たが、本発明による
冷凍ずしは１年後も生鮮品に近い品質を維持していた。

（社）Ａ、指圧の時の形状くずれ：生鮮すしと同等５点
、生鮮すしより僅かにくずれる４点、生鮮すしより少し
くずれ易い３点、もろくて商品価値なし２点、１点。

Ｂ、米粒相互の粘着性：生鮮すしと同等５点、生鮮すし
より僅かに弱い４点、生鮮すしより少し弱い３点、もろ
くて粘着性なし２点、１点。

Ｃ，グルコアミラーゼ法による糊化度：農芸化学会誌、
４８．６６３（１９７４）による。

９６食べた時の食感：生鮮すしと同等５点、生鮮すしよ
り僅かに劣る４点、生鮮すしより少し劣る３点、食感上
食用にたえない２点、１点。

Ｅ、すしの色調：マグロの色、のりの色が生鮮すしと同
等５点、生鮮すしより僅かに劣る４点、生鮮すしより少
し劣る３点、食用にたえない２点、１点。

実施例 ５ 冷却用ボックス内温度２２°Ｃ（常温）雰囲気下で、約
１００ｇののしもち３個を何れもステンレス板の上にお
き、−１００℃のＮ２ガスを８分間吹付けて、冷凍庫内
部空間の空気中の水分ともち表面の水分とを全表面に均
一に凝結させ強固な氷結カプセルを形成したのち、冷却
温度を一３０℃に上げ１５分間緩慢に温度降下して中心
温度を０℃にする。

次いで一１００℃のＮ２ガスを７分間を吹き付けてもち
の温度を急速に降下させたところ、その中心温度が一１
２°Ｃになった。

次に吹付は冷風の温度を一３０°Ｃに切換え、緩慢に５
０分間冷却し、もちの中心温度を一２５℃にした後、４
０μｍ厚さのポリエチレン袋に包み、−１８℃の通常の
冷凍庫内に移して１年間保存した。

別に同量のもちを３個１群として、−３５℃のエアフリ
ージング、エアブラストフリージング及びコンタクトフ
リージングで２４時間処理後、４０μｍ厚さのポリエチ
レン袋に包み、−１８°Ｃの通常の冷凍庫内に移して１
年間保存し、対照区とした。

次に本発明及び対照区の冷凍もちを室温２５℃で１時間
放置して自然解凍し、指先で押さえた時の形状の変形と
復原性、生のまト食べた時の食感、色調、風味などから
品質保持特性を試験し、表５の結果を得たが、本発明に
よる冷凍もちは１年後も生鮮なつきだてのもちに近い高
品質を維持した。

（ハ）Ａ、指圧時の形状の変形と復原性：生鮮なもちと
同等５点、生鮮なもちより僅かに劣る４点、生鮮なもち
より少し劣る３点、明確に劣る２点、１点。

Ｂ、生で食べた時の食感：生鮮なもちと同等５点、生鮮
なもちより僅かに劣る４点、生鮮なもちより少し劣る３
点、明確に劣る２点、１点。

Ｃ６色調：生鮮なもちと同等５点、生鮮なもちより僅か
に劣る４点、生鮮なもちより少し劣る３点、明確に劣る
２点、１点。

Ｄ、風味：生鮮なもちと同等５点、生鮮なもちより僅か
に劣る４点、生鮮なもちより少し劣る３点、明確に劣る
２点、１点。

以上実施例１〜５から明らかなように、本発明方法によ
れば魚介類、生肉類はもとより、加工品等の食品を６ケ
月〜１年間も当初の生鮮な状態に維持することができる
。

例えば解凍時のドリップは１係前後と、従来の冷凍食品
とは比較になら赴い程低く抑えて品質保持ができ、さら
に、従来できなかったすし等の冷凍保存が、しかも１年
間も米飯の炊き立ての糊化度（α化度）をほぼそのまま
維持して達成できるのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 冷凍保存すべき食品を冷却温度−８０°Ｃ〜−１０
   ０℃で冷却し、１５分以内に該食品の外周に氷結カプセ
   ルを形成する氷結カプセル形成工程；続いて冷却温度を
   一２５°Ｃ〜−３５°Ｃに上げて該食品の中心温度を約
   Ｏ°Ｃにする緩慢冷却工程；再び冷却温度を一８０°Ｃ
   〜−１ＯＯ°Ｃに下げて該食品の中心温度を約−６℃以
   下にする急速冷却工程；および再び該食品を緩慢に冷却
   して一１８℃〜−２０°Ｃ前後の冷凍保存温度にする冷
   凍保存工程からなる食品の冷凍保存方法。 ２ 氷結カプセル形成工程が、食品の外周に水分を与え
   ながら冷却液化ガスを吹き付けることによって達成され
   る特許請求の範囲第１項記載の食品の冷凍保存方法。 ３ 氷結カプセルの形成工程が、食品の外周に冷却液化
   ガスを吹き付けることにより、空気中の湿気または食品
   の表面水を凍結させて達成される特許請求の範囲第１項
   記載の食品の冷凍保存方法。