JPS6291170A - 食品の冷凍保存方法 - Google Patents

食品の冷凍保存方法

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JPS6291170A
JPS6291170A JP61011439A JP1143986A JPS6291170A JP S6291170 A JPS6291170 A JP S6291170A JP 61011439 A JP61011439 A JP 61011439A JP 1143986 A JP1143986 A JP 1143986A JP S6291170 A JPS6291170 A JP S6291170A
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food
temperature
freezing
water
shock
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JP61011439A
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Jinichi Ito
仁一 伊藤
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JIPUKOMU KK
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JIPUKOMU KK
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  • Freezing, Cooling And Drying Of Foods (AREA)

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、特に魚介類や畜肉その他の生鮮食品、
あるいはその他の生鮮調理食品を長期に渡って保存する
ための冷凍保存方法に関する。
「従来技術およびその問題点」 本出願人は、既に特公昭59−41391号で冷却工程
の中に分子生物理論を導入した画期的な冷凍保存方法を
開発した。
「発明の目的」 本発明は、この発明を基礎にしで、保存中の酵素活性を
抑え、解凍時には細胞の可逆的再生を可能にする全く新
しい冷凍保存法を得ることを目的とする。
「発明の概要」 本発明は、生細胞内の分子構造と、それを取つ春く細胞
内水の氷点を解明した結果完成されたもので、次のよう
な理論を背景としている。
細胞が新しく造られる場合、DNAの遺伝子情報に従い
、ミトコンドリアで生産されるエネルキATP %用い
で、RNAを働き手として使いながら、リポゾームにお
いてアミノ酸のペプチド結合か行なわれ、タンパク質が
造られることはよく知られている。このタンパク質の形
成過程においで、結合されたアミノ酸が一つのタンパク
質として完成された時、瞬時にまわりの本分子が付着し
、水分子の一番目の1分子層と、二番目の2.3分子層
の分子被膜か完成されることか最近になって判明してき
た。そして細胞膜内のタンパク質や生体高分子につく第
一層の本分子の結合は強く、 =80℃前後ではじめて
凍結し、第二層は一10°C以下で凍結することが明ら
かとなった。
他方、このタンパク質のペプチド結合完成時の2つの氷
点が、実際の食品中のタンパク質についでも存在するか
否かは、膨大な量の細胞の塊っである食品中の細胞につ
き、その水分が実際に何度で凍結するのかを測定しなけ
ればならない。本発明者は、この実験を、水か凍るとき
潜熱を出す原理を利用して行なった。すなわち生体細胞
組織を冷やしていっでこの潜熱が何度で放出されるかを
測定したところ、細胞内には、タンパク質のペプチド結
合完成時の2つの氷点と同しく、−80°C前後で凍る
水と、 −10°C前後で凍る水との二種類の水が存在
することかわかったのである。この氷点は動物の細胞で
も植物の細胞でも同しである。
このように食品細胞中に一10℃前債で凍る水と、 −
80℃前後で凍る水とが存在することは次の二点におい
て特に重要であると考えられる。第一点は、従来食品を
冷凍保存する上での最大のポイントは、最大氷結晶生成
帯(−0,5〜−5°C)を如何に急速に通過させて氷
結晶の成長を抑えるかにあると信しられできたか、ざら
に−10℃前後の氷点もまた極めて重要で、この氷点も
速やかに通過させなければ、全体として微細な氷結晶は
得られない。本発明では、この−10℃前後の温度帯を
細胞内液凍結温度帯と名付ける。
第二点は、−80℃前後で凍る水は、細胞内タンパク質
とか、その他の生体高分子に直接結合しでいる水で、強
くきっちり配列されているために凍りにくいと考えられ
ること、そしてこのように−80℃前後でも凍らない水
が存在することが、解凍時に細胞の機能を回復する一つ
の大きな要因と考えられることである。
他方、細胞膜を自由に通過しで移動する自由水はナトリ
ウムイオンやカリウムイオンの電解質濃度を変え、生体
反応の阻害要因を生じさせる。この自由水の移動を防止
するため細胞内外の自由水を瞬時に凍結する必要がある
。また、これらの自由水の氷結晶が大きいと、凍結時に
おいてタンパク質を構成するアミノ酸のペプチド結合や
細胞膜等を切断したり傷つけたりするおそれがあるため
、氷結晶の大きざをIOum程度とすることも要求され
る。
これらの諸点と前研究の成果とを組合せて勘案すると、
食品の冷凍保存には、まず最大氷結晶生成帯を速やかに
通過させるとともに、生体細胞が内蔵する熱エネルギを
すみやかに放出せしめ、過冷却の未凍結状態のまま一1
0℃前後(細胞内液凍結温度帯)以下に冷却すること、
次(こ−10℃前後で凍る細胞の内外の水を一挙に凍結
せしめ、従来の凍結法で起こる自由水の浸透圧による流
出に起因するpi(の変化、生体高分子等に対する破損
の防止を図ること、すなわち細胞を凍結する場合に有害
な温度は、最大氷結晶生成帯ばかりでなく、細胞の動植
物等の種類に関係なく、細胞質が凍る細胞内液凍結温度
帯であるから、この危険な温度帯を速やかに通過させ、
微細な氷結晶を造ること、ざらに−80℃前後で凍る水
は、未凍結のまま保持して解凍時にあ1する細胞の可逆
的変化を可能とすることが重要な要因であると考えられ
る。
本発明は、このような解析の下に完成されたもので、次
の各工程を含む。
すなわち、1)保存すべき食品の中心温度10〜3℃に
冷却する予備冷却工程、続いて、2)最大氷結晶生成帯
および細胞内液凍結温度帯を過冷却状態で通過させ、食
品の中心温度を一10℃以下にする過冷却工程、3)こ
の過冷却状態の食品に温度そ急上昇させる温度ショック
または機械的ショックを与え、食品内の自由水を凍結さ
せるショック凍結工程、および、4)凍結された食品を
−10°C〜−75℃の温度雰囲気で凍結保存する結氷
固定化工程とである。
本発明はざらに、以上の工程で食品を凍結保存するにつ
き、食品を空気または不活性ガスとともにフィルム中に
と封し、食品の外周にこれら空気または不活性ガスによ
る温度伝達鈍化層を設けるとよい、これは次の理由によ
る。
以上の各工程において食品をブライン中に浸漬する際に
は、浸漬の深さにより、食品に加わる加圧力が変化し、
その加圧力の差が熱伝導率を大きく変えてしまうため、
希望゛する冷却速度が得られないことがある。このよう
な場合に、食品をフィルムパックして、食品の外周に空
気または不活性ガスによる温度伝達鈍化層を設けると、
加圧差による温度伝達率の変化は小さくなり、ブライン
中への浸漬深さが異なっても、冷却速度に有害な差は生
しない。不活性ガスとしては、窒素ガス、炭酸ガス等、
食品に悪影響を与えないガスを用いる。
ざらに食品をフィルムパックするのは、次の理由からも
推奨される。すなわち食品が凍結する際には、内部膨圧
が発生するため、食品にひすみ、変形が生しやすい。フ
ィルム中に封入すると、ある程度このひすみ、変形を防
止することができる。またブラインの汚れを防ぎ、かつ
食品外周にグレーズが付着するのを防止するために効果
があるからである。ブラインがaF N T9触するこ
とによつ汚れると、不純物が混ざることとなって設定温
度を維持することが困難になる。また食品外周に温度シ
ョックを与えたとき、食品の外周部が解凍され、ざらに
次の工程で凍結してカプセル状の氷の膜ができるため、
食品の内部から水分が蒸発するのを防止し、空気との接
触による酸化を防止し、ざらにフィルム内部に水滴が付
着するのを防止して鮮度を維持することができる。なお
ショック凍結工程を加圧シャワーで行なうと、それ迄の
工程においでフィルム外面に付着していたグレーズを洗
い流すことができる効果がある。
以下各工程について説明する。
(1)予備冷却工程 この工程は、食品の外周と中心の温度差@なくすととも
に、中心温度1FrO〜3℃程度に下げで、次工程での
過冷却状態(スーパークーリング状態)ヲ作り出しやす
くする工程である。すなわち食品を急冷して過冷却状態
とするためには、食品の温度が凍結する直前の温度で均
衡しでいることが熱エネルギーの交換効率を上げる上で
望ましい。
またこの工程には、ATPの分解減少を抑制して食品の
鮮度が落ちるのを防止する目的がある。すなわち、AT
Pの分解減少は、細胞のレベルにおける生細胞の酵素系
自体の作用によってグリコーゲンが分解し、その結果乳
酸が主成されてpHが下がりATPaseが作用するた
めに生じるが、食品温度を0〜3℃に低下させると、グ
リコーゲンの分解、つまりATPの減少を最低限に抑制
することができる。
この予備冷却の具体的な手段については、これを短時間
で行なう場合には、 −10°C前後〜−35℃程度に
温度設定されたブライン液(例えば塩化カルシウム溶液
、アルコール溶液)中に5〜10分間食品を浸漬するこ
とで達成される。また肉厚の厚いもの等で温度均衡に時
間がかかる食品は、−3℃〜−5℃の冷風(冷蔵庫への
収納)で時間をかけて予備冷却しでもよい。
ブライン液中に浸漬する場合には次のメリットがある。
すなわち食品をブライン液中に浸漬すると、食品には均
等な外圧が加わるため、食品の構成体か圧縮固定化され
る一種のカプセル状態が形成され、その結果はざま水が
難凍状態となって、次工程での過冷却が容易になる。
(2)過冷却工程 以上のようにして予備冷却された食品を急冷し、食品中
の水分を未凍結状態としたまま、中心温度が一10℃以
下、好ましくは一15°C以下になる迄急冷する工程で
ある。−10℃前後は、前述の細胞内液凍結温度帯であ
り、この温度”Frおよび最大氷結晶生成体を食品中の
水分を未凍結状態に保持したまま急冷し、過冷却状態を
作り出す、この温度体を過冷却状態で通過させることは
、氷結晶を成長させないために、重要である。
この過冷却は、具体的には、例えば−20°C〜−60
℃程度に温度設定されたブライン液中に食品を10〜9
0分間浸漬することにより、達成される。
ブライン液中に浸漬することにより、食品は外周より加
圧され、はざま水が固定圧迫される一種のカプセル状態
を形成し、難凍状態(未凍結状態)を造り出すのが容易
になる。
なおこの予備冷却工程および過冷却工程にあいで、食品
をプライン中に浸漬する場合には、前述のようにフィル
ム中に空気または不活性ガスとともに食品を封入して、
食品外周に温度伝達鈍化層を設け、プラインの温度を均
一化して食品に与え、所定の冷却速度を得ることが望ま
しい。
(3)ショック凍結工程 中心温度−10°C以下、かつ過冷却状態で未凍結状態
にある食品をブライン液中より取り出し、温度ショック
または振動等の機械的ショックを与えることにより、食
品中の凍結対象水(自由水)を−挙に凍結する工程であ
る。このショック凍結は、前工程まで過冷却状態を保持
していた食品(こ急激な温度変化またはIj!械的ショ
・ンクを与え、これによって−挙に凍結させるものであ
る。具体的には、温度ショックの場合、例えば食品を水
中、好ましくは3〜18°Cの水中に5秒〜2分程度浸
漬するか、加圧シャワーヲ10秒〜3分程度吹き付ける
とよい0機械的ショックは例えばバイブレータを用いる
ことかできる。
このショック凍結によって凍結された食品中の水分の氷
結晶は、通常の凍結によって起こる食品の外周部の氷結
晶径か300〜900L1mであるのに対し、これより
はるかに微細なIOum程度の大きざになる。しかも細
胞膜内外で同時凍結が完了するため、従来の凍結法のよ
うな浸透圧の差による自由水の移動か起こらす、細胞内
のホメオスタシス復元の条件が崩されることなく保存で
きるという特徴がある。
(4)結氷固定化工程 前工程で形成された微細氷結晶の安定化を図るとともに
、室温で行なわれる前工程で解凍状態になった食品の外
周部に再び氷結カプセルを形成する工程である。氷結カ
プセルは、食品がフィルム中にと封されでいると否とを
問わず、食品外周に形成されて該食品と空気とを連断し
、保存中における食品の酸化を防止するとともに、水分
の蒸発を防ぐ。
この工程では、最初に一15℃以下の冷凍庫で1〜8時
間冷却して、解凍状態になった食品の外周(こ迅速に氷
結カプセルを形成し、その復、 −10℃〜−75℃程
度、好ましくは一り5℃〜−75℃程度の冷凍庫で保管
することか好ましい、氷結カプセルを形成するのは、低
温で単時間で行なうのが好ましく、反面、氷結晶は前工
程で微細化されているため、−10°C以下の温度でも
、その氷結晶をそのまま安定させることができるからで
ある。もっとも理想的には、−15℃以下として、−1
0℃前後の細胞内液凍結温度体から離しでおくのがよい
。また保存温度が一75℃より低い温度では、−80℃
前後で凍る水も凍ってしまうため、解凍時に生体細胞の
復元をみることができない。
「発明の実施例」 以下実施例についで本発明を説明する。
「実施例1」 5cm X20cmx 3cm、3009の牛肉ステー
キ5個をそれぞれ1個ずつ、ナイロンポリエチレンのラ
ミネートフィルム(厚ざ40um、幅10cmX長ざ3
0cm2枚)の三方熱シールした中に入れ、内部に一定
量の空気を残したまま入口を熱シールして密封した。
一方でImX Imx 1mのステンレスプライン用容
器を二層用意し、第一層に塩化カルシウムの溶融した濃
度35%比重1.4の溶液を冷凍機に循環して、−10
℃の低温ブライン液をつくり、フィルムにと封された牛
肉ステーキを金網の簡の中に入れ、ブライン液の中に1
0分間沈め中心温度か3°Cになるようにセットし、そ
の後ブライン液から取出し次の第二層の一40℃の塩カ
ルブライン液の中に籠と共に40分間沈めて中心温度は
一20°Cとなるようにセットした。
当該食品を第一層に沈めたところ、比重1.4の加圧に
より、フィルムは圧迫されたが、内部の空気層が、ブラ
イン浸漬深度の差(加圧力の差)による食品への熱伝達
率の極端な変!7]ヲ防止していることが確認された。
中心温度2℃になつ1.:ところで金網寵を取出し次の
第二層のブライン液に沈め、中心温度が一18°Cとな
ったとき取出してその中の1個を取出しで検査したとこ
ろ、細胞内の水分は完全に過冷却の状態にあり、他の肉
量にある水分もほぼ過冷却状態であった。
残りの4個を常温15°C下に取出し30cmx 50
cmX45cmの水槽の水温13℃の中に10秒間入れ
たのち取出し、3個を一20°Cの冷凍室の中に入れて
、3時間保管した。残りの1個を検査したところ、細胞
質内水溶液と細胞分水はIOum台の微細結晶がまんべ
んなく均一に出来ていた。冷凍室に保管した牛肉ステー
キの中心温度が一20°Cになったのち、−18℃の通
常の冷凍庫に移して6ケ月保存した。
別に同量の牛肉ステーキ3個ずつを一35℃のエアフリ
ージング、エアブラストフリージング、コンタクトフリ
ージングで24時間処理後ポリエチレンフィルムの袋に
入れ一18°Cの通常の冷凍庫に保管して対照区とした
本発明および対照区の冷凍肉ヲ15℃の常温下で2時間
放置して自然解凍し、解凍時のドリップ、肉色、肉の柔
軟度、凍結切片による細胞の破壊度を顕微鏡下で観察し
、ざらにフライパンで焼いで風味試験に供し表1の試験
結果を得た6本発明方法による冷凍保存肉は冷凍6ケ月
後驚異的な細胞復元をなし食品の品質としてはすぐれた
保存効果を示した。
「実施例2」 7cmx 3cmx 20cm、2509平均のハマチ
片身フィレー5個と、長ざ5cm位、重さ900g程度
の小姑を用意し、それぞれハマチ肉1個ずつ小姑300
9ずつをナイロンポリエチレンのラミネートフィルム(
厚ざ40um、幅10cmX長ざ30cm、2枚)を三
方熱シールした袋の中に入れ、内部に一定量の空気を残
したまま入口を熱シールしてと封した。これを業務用冷
蔵庫内を0℃にセットし5時間保管、中心温度が0″C
になったものを取り出した。
一方1mX ImX 1mのステンレスプライン冷却用
ボックスの中に比重1.4濃度35%の塩カルブライン
溶液を0.8rn’入れ冷凍機を運転してブライン温度
−35℃にセットし、フィルムに封入されたハマチと小
姑を金網の籠の中に入れてブライン液に浸漬し、40分
後に室温15°Cの常温下に取り出したところ中心温度
は一28℃であった。このハマチ1個をテストすると同
時に残りのハマチ4個、小姑3袋を水槽(水温15℃)
に10秒間入れた後直ちに取り出し、ハマチ1個をテス
トし、残りのハマチ3個、小姑3袋を一20°Cの冷凍
室に3時間保管した。
ハマチ肉は牛肉ステーキと同様、第2工程で過冷却、第
3工程でIOum程度の氷の均一結晶がみられ、タンパ
ク質その他生体高分子は未凍結であることが確認された
。冷凍室に保管したハマチフィレーと小姑が中心温度−
20℃となったのち通常の冷凍庫−18°Cの中に6ケ
月保存した。
別に同様のハマチ肉片3個と小姑90h!ステンレスの
皿にのせ一35°Cのエアフリージング、エアプラスト
フリージング、コンタクトフリージングの冷凍機で24
時間X!結処理後ポリエチレンフィルムの袋に入れ一1
8℃の通常の冷凍庫に入れ保管対照区とした。
次に本発明および対照区のハマチ肉片と小姑を15℃の
常温下で2時間放言して自然解凍し、解凍時のドリップ
、肉色、肉の柔軟度、凍結切片による細胞の破壊度を顕
微鏡下で観察し、ざらにハマチ肉は刺身、小姑はしょう
ゆを添加して煮付けで風味試験に供し、表2の試験結果
を得た0本発明のハマチ肉片および小姑とも、^TPの
減少が少なく、解凍後型くして死後硬直が始まり、生鮮
品と区別がつかない程の高品質を保っていた。
「実施例3」 スキセキ用薄切牛肉2009ずつ5個、鶏モモ肉200
9ずつ5個を業務用冷蔵庫に5時間保存し、中心温度0
℃になったものをナイロンポリエチレンのラミネートフ
ィルム(厚ざ40um、幅10cmX長ざ30cm2枚
)を三方熱シールした袋の中に入れ、内部に一定量の空
気を残したまま入口を熱シールしてと封した。これを冷
蔵庫で5時間保管したところ、中心温度は0℃になった
一方1mX ImX 1mのステンレスプライン冷却用
ボックスの中に比重1.4、濃度35%の塩カルブライ
ン液0.8ホを入れ、冷凍機に循環させてプライン温度
−35℃にセットし、真空バックされた牛肉と鶏肉を金
網の籠の中に入れ、20分間浸漬したところ中心温度−
35℃になった。これを取り出しで1個をテストすると
同時に残りの4個ヲ15℃の常温下で15℃の水の高圧
シャワースプレーで30秒間噴射し、1個をテストに用
い、残りの3個を一20°Cの冷凍室に3時間保管した
。スキャキ用薄切牛肉と鶏肉も牛肉ステーキと同様第2
工程で過冷却、第3工程で約10μmの氷の均一結晶が
見られ、タンパク賃その他の主体高分子は未凍結である
ことが確認された。
冷凍室に保管したスキャキ用薄切牛肉と鶏モモ肉の中心
温度が一20℃になったのち、通常の冷凍庫で一18℃
の雰囲気下に6ケ月保存した。
別に同量のスキャキ用薄切牛肉20093個、鶏モモ肉
20093個をステンレス皿に乗せ、−35℃のエアフ
リージング、エアブラストフ1ノージング、コンタクト
フリージングのそれぞれの冷凍機で24時間凍結処理を
行なったのち、ポリエチレンフィルムの袋に入れ、−1
8℃の通常の冷凍庫に入れ保管対照区とした。
次に本発明および対照区のスキャキ用薄切牛肉と鶏モモ
肉を15°Cの常温下で2時間放言して自然解凍し、解
凍時のド1ノツプ、肉色、肉の柔軟度、凍結切片による
細胞の破壊度を顕微鏡下で観察し、フライパンで焼いで
風味試験に供し、表3の結果を得た0本発明のスキャキ
用薄切牛肉は、冷凍工程を通って保存されたものとは思
えない程の復元状態であった。また鶏のモモ肉でも熟成
のための時間を置く必要がある程の新鮮さであった。
「実施例4」 マグロのにぎりずしく40にl)およびのりまきすしく
409)各3個ずつをナイロンポリエチレンのラミネー
トフィルム(厚ざ40um、幅10cm X長ざ20c
m、2枚)を三方熱シールした袋の中に入れ、内部に一
定量の空気を残したまま入口を熱シールしてと封した。
一方でImX Imx 1mのステンレスプライン容器
を用意し、比重1.4、濃度35%の塩カルブライン溶
液を0.8rn’入れ、冷凍機を運転してブライン温度
−35℃にセットし、フィルム中に封入されたすしを金
網の籠の中に入れ、10分間ブライン液の中に浸漬し、
引続き30分間急冷却し、中心温度−30℃になったと
ころで、室温15℃の常温下に取り出し、10秒間水槽
の水の中に浸漬、すぐざま−20℃の冷凍室に3時間保
管した。その後通常の一18℃冷凍庫の中に6ケ月保存
した。
別に同量のマグロすしとのりまきすしをステンレス皿の
上に乗せ、−35°Cのエアフリージング、エアブラス
トフリージング、コンタクトフリージングの冷凍機で2
4時間凍結処理した復、ポリエチレンの袋に入れ、−1
8℃の通常の冷凍庫に入れ保管対照区とした。
次に本発明および対照区の冷凍ずしを室温15°Cて2
時間放言して自然解凍し、指先で押ざえたときの形状の
くずれ(でんぷんの老化(β化)による脆さに起因)、
米粒間の粘着性、米飯のグルコアミラーセ法による糊化
度(α化度)の維持、食べたときの食感、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。この結
果により、本発明方法によって保存されたすしは、6ケ
月後、生鮮品とほとんど見分けができない品質を維持し
ていた。
(以下余白) < … 0口 国 「発明の効果」 以上のように本発明の冷凍保存方法は、食品中の水には
、−10℃前後で凍る水と、−80°C前堵で凍る木と
の二種類があるとの発見に基づき、最大氷結晶生成帯の
みならす、特に−10°C前後の細胞内液凍結温度体を
過冷却状態で通過させ、その後これにショックを与えて
自由水を一挙に凍結させるものであるから、食品の細胞
内の氷結晶を極めて微細に保持することができる。そし
て−80℃前後で凍る水は未凍結のまま保持するから、
凍結保存中におけるタンパク賃のペプチド結合の継手の
切断を防ぎ、解凍時における細胞の可逆的変化が可能と
なり、生体細胞の復元をみることができる。
特許出願人  ジブコム株式会社 同代理人    三 浦 邦 夫 同   松井 茂 手続ネ甫正1((自発) 昭和61年 5月301

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)保存すべき食品の中心温度を0〜3℃に冷却する
    予備冷却工程;続いて最大氷結晶生成帯および−10℃
    前後の細胞内液凍結温度帯を過冷却状態で通過させ、食
    品の中心温度を−10℃以下にする過冷却工程;この過
    冷却状態の食品に温度を急上昇させる温度ショックまた
    は機械的なショックを与え、食品内の自由水を凍結させ
    るショック凍結工程;凍結された食品を−10℃〜−7
    5℃の温度雰囲気で保存する結氷固定化工程とを含む食
    品の冷凍保存方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項において、食品は、フィル
    ム中に一定の空気または不活性ガスとともに封入されて
    いて、食品外周にこれら空気または不活性ガスによる温
    度伝達鈍化層が介在している食品の冷凍保存方法。
JP61011439A 1985-06-05 1986-01-22 食品の冷凍保存方法 Pending JPS6291170A (ja)

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JP12215885 1985-06-05
JP60-122158 1985-06-05

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