JPS6141865A - 食品の凍結方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「技術分野」 本発明は食品の冷凍保存に際し、凍結前の食品をブチイ
ン槽中に浸漬して急速凍結する食品の凍結方法およびそ
の装置に関する。

ｒ従来技術およびその問題点」 食品の凍結に際しては、最大氷結晶生成帯を速やかに通
過させる急速凍結が一般化している。すなわち、０℃〜
−５℃の最大氷結晶生成帯を速やかに通過させると、氷
結晶を微細化できるため、細胞や食品組成の破壊を防止
することができ、また凍結に至る過程における微生物や
酵素の働きをできるだけ抑制することができるからであ
る。

このような急速凍結を行なう方法としては、例えばコン
タクトフリーザ、エアープラストフリーザなどの急速凍
結装置を用いる方法や、液体窒素等の一８０℃〜−１９
０℃の冷却液化ガスを食品に接触させる方法、食品をブ
ラインに浸漬する方法などが一般に普及している。この
うち、食品をブラインに浸漬する方法は、設備コストが
比較的安くてすみ、大量かつ連続的に処理できる利点を
もっている。

しかしながら１本発明者らの研究によれば、凍結に際し
て食品の品質劣化を最小限に抑えるためには、食品をた
だ単に急速に凍結すればよいわけではない、すなわち、
液体窒素などの冷却液化ガスを食品に接触させた場合に
は確かに急速凍結はなされるが、凍結過程において食品
の中心部と外周部との間に大きな温度差が生じる。その
結果、食品の外周部のみが急激に凍結して表面にクラッ
クが生じたり、また食品の中心部の自由水が浸透圧の差
によって外周部に移動し、中心部の液体濃度が上昇して
生合成サイクルが破壊され、蛋白変性を起こしたりする
。したがって、このようにして凍結した食品を解凍して
も、蛋白質が変性しているので、元のミセルに戻らず１
食品の品質は低下する。

「発明の目的」 本発明の目的は、食品をブチインに浸漬して凍結するに
際し、食品の中心部と外周部との温度差をできるだけ少
なくし、かつ、急速に凍結することができるようにした
食品の凍結方法およびその装置を提供することにある。

「発明の構成」 本発明の食品の凍結方法は、食品を非透水性のフィルム
で包装し、異なる温度の流動するブライン中に順次浸漬
して凍結させる方法である。

また、本発明の食品の凍結装置は、ブライン槽中に、非
透水性のフィルムで包装された食品を搬送するコンベヤ
を配設し１食品の搬送経路に沿って異なる温度のブライ
ンを噴出する各ノズルをブライン槽中に順次配置した装
置である。

したがって、本発明では、非透水性のフィルムで包装さ
れた食品を異なる温度領域を有するブライン中に順次連
続的に浸漬する過程で、食品の外周部と中心部との温度
差を少なくしつつ凍結することができ、クラックの発生
や中心部における蛋白変性等を防止して品質の劣化を最
小限に抑えることができる。また、流動するブライン中
に浸漬するようにしたので、より効果的に冷却するこ〜
とができる。さらに、ブラインへの浸漬を連続的に行な
うので作業能率もよい。

本発明の好ましい態様によれば、ブラインの流動速度は
１〜１．２／ｍとされる。理論的計算によれば、ブライ
ンの温度が−３５〜−４０℃で、流速が１〜１．２　ｍ
７秒であるときの浸漬凍結は、−１９０℃の液体窒素を
噴射速度３ｍ／秒で吹き付けた場合の論量と同等である
。したがって、ブラインを流動させることによって液体
窒素を使用した場合とほぼ同等な冷却効果が得られる。

しかしながら、−１９０℃の液体窒素を噴射速度３ｍ／
秒で吹き付けた場合１通常の食品はわずか数分で完全凍
結に至る。その場合には急速凍結による氷結晶の微細化
は期待できるが、反面表面にクラックが発生したり、中
心部における蛋白変性が起きたりする問題点がある。そ
こで、本発明では異なる温度のブライン中に食品を順次
浸漬して外周部と中心部との温度差を少なくすることに
より上記の問題点を解決したのである。

本発明のさらに好ましい態様によれば、ブラインの温度
は食品を浸漬する順序に従って−３５℃〜−４０℃、　
−２０℃〜−２５℃、　−３５℃〜−４０℃とされる。

このようにブラインの温度を変えた装置の一例としては
、−３５℃〜−４０℃のブラインを噴出するノズルと、
−２０℃〜−２５℃のブラインを噴出するノズルと、−
３５℃〜−４０℃のブラインを噴出するノズルとを食品
の搬送経路に沿って順次配置した装置が挙げられる。こ
れによって、非透水性のフィルムで包装された食品を、
まず−３５℃〜−４０℃の流動するブラインに浸漬して
急速に冷却し、次に一２０℃〜−２５℃の流動するブラ
インに浸漬して外周部と中心部との温度差を少なくし、
さらに−３５℃〜−４０℃の流動するブラインに浸漬し
て凍結を完了することができる。この場合、最初のブラ
インの温度および最後のブラインの温度が一３５℃より
も高い場合には充分な急速凍結がなされず、−４０℃よ
りも低い場合には食品の表面にクラックが生じやすくな
り、かつ、内部水分が表面に移行して蛋白変性等を起し
やすくなる。また、途中のブラインの温度領域が一２０
℃よりも高い場合には急速凍結に支障が生じ、−２５℃
よりも低い場合には食品の中心部と外周部との温度差を
縮める効果が少なくなる。なお、ブラインの各温度′領
域は厳密に区分される必要はなく、温度勾配をもって徐
々に変化するような領域となっていてもよい。

本発明のさらにまた好ましい態様によれば、食品のブラ
インへの浸漬時間は合計１５分〜３０分とされる。この
場合、浸漬時間は、例えば食品を搬送するコンベヤの移
動速度を変えることによって調整することができる。浸
漬時間がこれよりも速い場合には急速凍結を要し、食品
の外周部と中心部との温度差を少なくすることが難しく
、浸漬時間がこれよりも長い場合には必要以上に冷却が
なされ、処理速度がいたずらに低下する傾向がある。

「発明の実施例」 まず、本発明による凍結装置の実施例について図面を参
照して説明する。

第１図において、ブライン４１１１１内には、主搬送コ
ンベヤ１０と、この主搬送コンベヤ１０の入口側と出口
側にそれぞれ設けた入口側補助コンベヤ２０および出口
側補助コンベヤ３０が配設されている。主搬送コンベヤ
１０は、主ドラム１ｚおよびサブドラム１３．１４間に
ネットベルト１５を張設して構成されており、ネットベ
ル）１５は少なくとも、主ドラム１２からサブドラム１
３に至る下部走行区間においてブライン中に浸漬される
。矢印Ａは、このネットベル）１５の移動方向を示す。

入口側補助コンベヤ２０は、主ドラム１２の側部および
下部に位置させたがイドローラ２１〜２４間にネットベ
ルト２４を張設してなるもので、搬送される被冷凍食品
がない状態では、ネットベルト２５が、主ドラム１２周
囲のネットベルト１５に弾接し、ネットベルト１５と同
一方向に略同−速度で駆動される。２６はネットベルト
２４のテンション調整ローラである。

この入口側補助コンベヤ２０の上部には、被凍結食品Ｆ
の供給コンベヤ２７が配設されており、これによって搬
送される被凍結食品Ｆが、ブライン４６１１の入口開口
１６から、該補助コンベヤ２０上に落下するようになっ
ている。

出口側補助コンベヤ３０は、サブドラム１３．１４の延
長方向に沿わせて設けたガイドローラ３１．３２と、こ
のガイドローラ３１．３２間に張設したネットベルト３
３とから構成されている。ガイドローラ３２は、サブド
ラム１４より上方であって、ブライン槽１１の出口開口
１７の外部に位置しており、他方ガイドローラ３１は、
サブドラム１３より下方に位置している。ネットベルト
３３は、被冷凍食品Ｆを搬送しない状態では、入口側補
助コンベヤ２０のネットベルト２５と同様に、ネットベ
ルト１５と弾接するか、これと僅かな隙間を保持し、ネ
ットベルト１５と同一方向に略同−速度で移動するよう
に構成されている。なお各コンベヤのネットベルトの「
ネット」は、各ベルトが、ブラインが透過できる網材等
の材料から構成されていることを意味する。

ブライン槽１１内の主搬送コンベヤ１０の下方には、ブ
ラインの液中噴出装置４０が設けられている。このブラ
イン液中噴出装置４ｏは、ブライン槽１１の入口側、中
間部、および出口側の３ケ所にブラインの噴出ノズル４
１ａ、４１ｂ、４１Ｃを設けたもので、入口側と出口側
の噴出ノズル４１ａ、４１ｃは一り５℃〜−４０’Ｏ前
後のブラインを噴出し、中央部の噴出ノズル４１ｂは一
２０℃〜−２５℃前後のブラインを噴出する。

このためブライン槽１１の中間部には、ブライン循環口
４２が開口し、この循環口４２から取り出されたブライ
ンは、その一部がポンプ４３によって直接中央部の噴出
ノズル４１ｂに噴射され、残りは、冷却装置４４を通っ
た後、ポンプ４５を介して入口側および出口側の噴出ノ
ズル４１ａ、４１ｃに供給される。つまり入口側と出口
側の噴出ノズル４１ａ、４１ｃには、冷却装！４４で一
３５℃〜−４０℃前後に冷却されたブラインが供給され
、中央部の噴出ノズル４１ｂには、ブライン槽ｌｌ内で
食品Ｆと熱交換して昇温したブラインがそのまま供給さ
れるため、中央部の噴出ノズル４１ｂからは、−２０℃
〜−２５℃前後のブラインが供給されるわけである。ま
た、各噴出ノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃはブラインを
１〜１．２ｍ／秒で噴出するようになっている。

そしてこれらの噴出ノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃと、
主搬送コンベヤ１０のネットベルト１５との間には、多
孔板からなる均温均圧板４６が配設されており、各噴出
ノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃから噴出したブラインは
、この均温均圧板４６の小孔４７を通る間にその粉粒の
圧力が均一化され、温度もまた均一化される。またこの
均温均圧板４６は、隣り合う噴出ノズルから噴射される
ブラインの温度が上記のように異なる場合、その温度差
を維持したまま、主搬送コンベヤ１０の下部走行面（ネ
ットベルト１５）に与える作用をする。

ブラインは、上記温度迄冷却できるものを用いるが、さ
らに被凍結食品Ｆを浮上させることができる比重の大き
いもの１例えば塩化カルシウムのの３０重量％水溶液な
どを用いる。すなわち、非凍結食品Ｆは第３図に示すよ
うに非透水性のフィルムＨ内に食品Ｓを少量の空気と共
に密封したものであるが、本装置は、ブライン中にこの
被凍結食品Ｆを浸漬したとき、被凍結食品Ｆが浮上して
ネットベルト１５の下面に密着し、ネットベルト１５と
一緒に進行することを予定している。もっとも、浮力が
十分に得られない場合には、ネットベルト１５に適当な
間隔で搬送板を設け、この搬送板と均圧板４５との間に
被凍結食品Ｆを挟んで搬送することも可能である。

なおブライン槽１１の外側、出口側補助コンベヤ３０の
出口部には、ブライン洗浄装置６０が設けられている。

このブライン洗浄装置６０は、一端が出口側補助コンベ
ヤ３０の下方に位置する洗・浄コンベヤ６１を、洗浄水
噴射槽６２中に通すようにしたものである。

次に、この装置を用いた本発明の食品の凍結方法を説明
する。

第２図に示すように、食品Ｓはあらかじめ非透水性のフ
ィルムＨで少量の空気と共に密封されて被凍結食品Ｆと
される。供給コンベヤ２６から供給される被凍結食品Ｆ
が、ブライン槽１１の入口開口１６から入口側補助コン
ベヤ２０のネットベルト２５上面に落下する。この被凍
結食品Ｆは、ネットベルト２５の進行に伴ない、主搬送
コンベヤ１０のネットベルト１５との間に挟まれて主ド
ラム１２の周囲を下方に移動し、やがてブライン槽１１
中のブラインに浸漬される。ネットベルト２５はネット
ベルト１５と同一方向に同一速度で駆動されているため
、被凍結食品Ｆは滑らかにネットベルト１５とネットベ
ルト２５の間に挟まれ、主ドラム１２周囲を通過するこ
とができる。

主ドラム１２の下側に達すると、被凍結食品Ｆは挟着力
から開放され、今度は被凍結食品Ｆに作用する浮力によ
ってネットベルト１５の下面に’ｉ！若し、ネットベル
ト１５とともに搬送されて、サブドラム１３に至る。

この主ドラム１２からサブドラム１３に至る凍結区間に
おいて、被凍結食品Ｆは最初に噴出ノズル４１ａから噴
出される−３５〜−４０℃のブラインで冷却されるため
、フィルムＨ内の食品Ｓの外周に急速にグレーズが形成
されて食品ＳとフィルムＨとのはざま水が固定され、過
冷却状態で最大氷結晶生成帯を通過する０次に、噴出ノ
ズル４１ｂから噴出される一２０℃〜−２５℃のブライ
ンで冷却されると１食品Ｓの外周部と内周部の温度差が
縮まり、浸透圧の差が少なくなる。さらに、噴出ノズル
４１ｃから噴出される一３５℃〜−４０℃のブラインで
冷却されると、全体が急速に冷却され、−挙に氷結に至
る。この間の凍結時間は食品Ｓの性賀、大きさに応じて
異なるが、１５分〜３０分間に設定するのが適当である
。なお、各ノズル４１ａ、４１ｂ、４１ｃかものブライ
ンの噴出速度は１−１．２ｍ／秒とされているので、ブ
ラインは約１〜１．２ｍ／秒の速度で流動し、冷却効果
が高められる。ブライン均温均圧板４６は、前述のよう
に、流動するブラインが平均して食品に当たるようにし
、また被凍結食品Ｆが乱流の影響でネットベル）１５下
面から離れないようにするために効果的である。

凍結が完了した被凍結食品Ｆは、ネットベルト１５と出
口側補助コンベヤ３０のネットベルト３３の間に挟まれ
てブライン槽１１の出口開口１７から外部に搬送され、
ガイドローラ３２に達するとブライン洗浄装置６０の洗
浄コンベヤ６１上に落下する。出口側補助コンベヤ３０
のガイドローラ３１は、サブドラム１３より下方に位置
しており、またネットベルト３３はネットベルト１５と
同一方向に同一速度で駆動されているから、ネットベル
ト１５下面からネットベルト１５とネットベルト３３の
間への被凍結食品Ｆの移行は円滑に行なわれる。

そして洗浄コンベヤ６１内に落下した被凍結食品Ｆは、
洗浄水噴射槽６２内を通過して洗浄され、フィルムＨの
外周に付着したブラインが除去される。洗浄水噴射槽６
ｚ内では、例えば、温度１８〜２３℃、噴出圧力１〜２
　ｋｇ／ｃｍ’の洗浄水を１〜３秒間被凍結食品Ｆに噴
射することで、はぼ完全に付着ブラインを除去すること
ができる。この間の被凍結食品Ｆの温度上昇は２〜３℃
で冷凍効果上の問題は全くない。

こうして凍結された食品は、例えば−１８℃以下の冷凍
庫に入れて保存される。保存期間は適宜設定されるが、
半年から一年の保存は充分に可能である。そして１本発
明によって冷凍された食品は、冷凍庫から取出して解凍
させたとき、食品の組織を構成するタンパク質が立体構
造のまま水和して元のミセルに戻り、＃素のａＳも復元
する。

したがって、味、色、薫り等の品質の劣化が極めて少な
い。

なお、本発明による食品の凍結方法を実施するための装
置としては、第１図に示したものに限らず、例えばブラ
イン槽中にブラインを循環させるようにし、かつ、循環
させるブラインの温度を変えるようにした装置も使用で
きる。その場合には、食品をステンレスネットなどから
なる凍結パンに入れてブライン槽中に浸漬し、その状態
でブラインの温度を経時的に変化させつつブライン槽中
に循環させて凍結することができる。また、異なる温度
のブラインを貯留し、かつ、内部でブラインを流動化さ
せたブライン槽を複数用意し、これらのブライン槽に食
品を順次浸漬させるようにした装置も使用できる。

次に第１図に示した装置を使用して実際に食品を凍結さ
せ、冷凍保存した実験例を説明する。

実験例１ 茹で揚げうどん２５０ｇ　（水分７８％）をポリエチレ
ン袋に入れ１本凍結装置によって凍結したもの（Ｎｏｔ
）、液体窒素ガスを吹き付けて凍結したもの（ＮＯ２）
、エアブラスト凍結装置（−３０℃）にて凍結したもの
（ＮＯ３）をそれぞれ用意した。これらのサンプルを一
１５℃で１ケ月間冷凍保存した後、製品の品質を調べた
。

結果を５Ｓ１表に示す、また、凍結の際の品温の低下の
状態を第３図に示す。

ｆｆ５１表から本凍結装置を使用して凍結したサンプル
Ｎｏｔは凍結保存に伴なう品質の低下が極めて少ないこ
とがわかる。また、第３図から本凍結装置を使用した場
合には約１５分で品温が−１５℃に低下し、凍結完了す
ることがわかる。

実験例２ モンゴイカ９７０ｇ　（水分８０％）をポリエチレン袋
に入れ、本凍結装置によって凍結したもの（ＮＯ４）、
液体窒素ガスを吹き付けて凍結したもの（ＮＯ５）、エ
アブラスト凍結装置（−３０℃）にて凍結したもの（Ｎ
ｏ６）をそれぞれ用意した。これらのサンプルを−１５
℃で１ケ月間冷凍保存した後、製品の品質を調べた。結
果を第２表に示す、また、凍結の際の品温の低下の状態
を第４図に示す。

第２表から本凍結装置を使用して凍結したサンプルＮＯ
４は凍結保存に伴なう品質の低下が極めて少ないことが
わかる。また、第４図から本凍結装置を使用した場合に
は約２７分で品温が一１５℃に低下し、凍結完了するこ
とがわかる。

実験例３ サク取りしたマグロ２９０ｇ（水分７３．２％）をポリ
エチレン袋に入れ、本凍結装置によって凍結したもの（
ＮＯ７）、液体窒素ガスを吹き付けて凍結したもの（Ｎ
Ｏ８）、エアプラスト凍結装置（−３０℃）にて凍結し
たもの（Ｎｏ９）をそれぞれ用意した。これらのサンプ
ルを−１５℃で１ケ月間冷凍保存した後、製品の品質を
調べた。結果を１５３表に示す、また、凍結の際の品温
の低下の状態を１４５図に示す。

第１表から本凍結装置を使用して凍結したサンプルＮＯ
７は凍結保存に伴なう品質の低下が極めて少ないことが
わかる。また、第５図から本凍結装置を使用した場合に
は約１７分で品温が一１５℃に低下し、凍結完了するこ
とがわかる。

なお、前記各実験例で用いたポリエチレン袋はフィルム
厚０．０３〜０．０５膳１でアル。

第１表 第２表 第３表 「発明の効果」 以上説明したように、本発明によれば１食品を非透水性
のフィルムで包装し、異なる温度のブライン中に順次浸
漬するようにしたので、食品の外周部と中心部との温度
差を少なくしつつ凍結することができ、クラックの発生
や蛋白の変性を防止して凍結に伴なう品質の劣化を最小
限に抑えることができる。また、ブラインを流動させる
ことにより、冷却効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の食品の凍結装置の実施例を示す概略断
面図、第２図は第１図の装置によって冷凍される被冷凍
食品の例を示す断面図、第３図は茹で揚げうどんを凍結
した場合の品温の低下を示す？ラフ、第４図はモンゴイ
カを凍結した場合の品温の低下を示すグラフ、第５図は
マグロを凍結した場合の品温の低下を示すグラフである
。 １０・・・主搬送コンベヤ、１１・・・ブライユ／槽、
１２・・・主ドラム、１３．１４・・・サブドラム、１
５．２５．３３・・・ネットベルト、１６・・・入口、
開口、１７・・・出口開口、２０・・・入口側補助コン
ベヤ、２１．２２．２３．２４・・・ガイドローラ、３
０・・・出口側補助コンベヤ、３１．３２・・・ガイド
ローラ、４０・・・ブラインの液中噴出装置、４１ａ、
４１ｂ、４１ｃ・・・噴出ノズル、４２・・・ブライン
循環口、４３・・・ポンプ、４４・・・冷却装置、４５
・・・ポンプ、４６・・・均温均圧板、Ｓ・・・食品、
Ｈ・・・フィルム、Ｆ・・・被凍結食品。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）食品を非透水性のフィルムで包装し、異なる温度
   の流動するブライン中に順次浸漬して凍結させることを
   特徴とする食品の凍結方法。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、前記ブラインの
   流動速度は１〜１．２ｍ／秒である食品の凍結方法。
3. （３）特許請求の範囲第１項または第２項において、前
   記ブラインの温度は前記食品の浸漬順序に従って−３５
   ℃〜−４０℃、−２０℃〜−２５℃、−３５℃〜−４０
   ℃とされている食品の凍結方法。
4. （４）特許請求の範囲第１項または第３項において、前
   記食品のブラインへの浸漬時間は合計１５分〜３０分で
   ある食品の凍結方法。
5. （５）ブライン槽中に、非透水性のフィルムで包装され
   た食品を搬送するコンベヤを配設し、前記食品の搬送経
   路に沿って異なる温度のブラインを噴出する各ノズルを
   前記ブライン槽中に順次配置したことを特徴とする食品
   の凍結装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項において、前記コンベヤと
   前記ノズルとの間に多孔質の均圧板が配置されている食
   品の凍結装置。
7. （７）特許請求の範囲第５項または第６項において、前
   記ノズルのブライン噴射速度は１〜１．２ｍ／秒である
   食品の凍結装置。
8. （８）特許請求の範囲第５項ないし第７項のいずれか一
   において、前記ノズルは、−３５℃〜一４０℃のブライ
   ンを噴出するノズルと、−２０℃〜−２５℃のブライン
   を噴出するノズルと、−３５℃〜−４０℃のブラインを
   噴出するノズルとからなる食品の凍結装置。
9. （９）特許請求の範囲第５項ないし第８項のいずれか一
   において、前記コンベヤの移動速度を前記食品のブライ
   ンへの浸漬時間が合計１５〜３０分となるように調整し
   た食品の凍結装置。