KR101800430B1 - 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 어체 처리된 참치를 브라인(brine)수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 급속히 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식(air blast freez)으로 전환하여 급속동결 시킴으로써 동결속도를 4배 이상 단축시킬 뿐만 아니라 대량처리 및 대량생산(1회당 10톤 이상)이 가능하며, 특히 빙결점을 통과하기 전에 초저온(-45 ~ -55℃)으로 급속 동결을 함으로써 빙결정의 크기를 줄여 해동시 세포의 파괴로 인한 드립(drip)을 줄일 수 있고, 이로 인해 해동 시 어육에 혈점이 없고 세포가 원상복구 되어 원어 당시의 육질과 동일한 육질을 제공할 수 있도록 하는, 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 어체 처리시간의 단축, 냉동효율의 향상, 원어의 선도 확보 및 유지, 동결 속도의 단축, 대량처리 및 대량생산 가능, 해동 시 원어의 육질과 동일한 육질 제공 효과 등을 가지는, 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치에 관한 것이다.
일반적으로 연승선 조업 형식은 낚시에 미끼를 끼워 투승(投繩) 후 일정시간 대기한 다음 양승(揚繩)을 하면서 낚시에 걸린 고기를 올려 각 개체별로 아가미와 내장을 제거하고 꼬리 및 지느러미까지 완전 제거(GILL & GUT : GG) 하여 초저온 (-55℃ 이하) 냉동 공정으로 진행하여 횟감용 제품을 생산하는 형식이며, 이 방식은 과거 1세기 이전부터 일본에서 개발되었고 우리나라는 1950년대 후반부터 원양으로 진출하여 오늘날까지 주류 원양수산업으로 이어져 오고 있다.
구체적으로 종래 초저온 냉동 참치(눈다랑어, 황다랑어, 가다랑어 등)의 생산방법은 크게 어체 처리단계, 냉동단계 및 보관단계를 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 어체 처리단계는 양승 중 낚시에 걸려온 횟감 주 대상 참치(눈다랑어, 황다랑어)는 갑판상에서 즉시 신경을 죽여 즉살 한 후 혈관에 해수를 통과시켜 혈액을 완전히 제거한 다음 GG 형식의 처리를 신속하게 하여 해수로 세척까지 마친다(1 마리당 처리 시간은 약 8 ~ 10분 소요).
그리고 상기 냉동단계 및 보관단계는, 어체 처리가 완전히 완료되면 지체 없이 어체를 미리 초저온으로 실내 온도를 하강시켜 둔 급냉실로 이동하여 급냉실의 선반에 진열한 후 급냉실 문을 폐쇄하고 냉동기 운전을 최대로 하여 급속동결한다. 동결 시간은 급냉실에 입고(入庫)한 수량에 따라 차이가 있으나 통상 급냉실 용량(capacity)인 2톤 정도를 입고 하였을 때 약 40시간 정도 계속 운전하면 어체 중심온도는 거의 -55℃ 정도로 하강된다. 이 때 조업상 시간적인 여유가 있을 때는 추가 보냉으로 10시간 정도 더 냉동상태로 유지하다가 출고하여 보냉 어창으로 이적을 하는 것으로 초저온 냉동 공정은 종료된다.
이상이 전형적인 참치 연승선의 어획 및 처리과정을 거쳐 냉동에 이르는 기본 공정으로 현재에 이르고 있으며 연승 특성상 일시 대량 어획의 기회가 거의 없어 하루에 걸쳐 어획된 고기를 충분한 시간 여유를 가지고 처리를 하고 냉동을 하기 때문에 어체의 선도나 핸들링 과정, 냉동과정에 일시적인 부하(負荷:LOAD)가 걸리지 않아 완제품은 최상의 품질을 기대할 수 있어 아직도 주 시장인 일본에서 인기를 누리고 있으며, 관련 선행기술로써 특허문헌 1 ~ 3 등이 있다.
하지만, 상기와 같은 종래의 기술은 어체 처리 시, 1 마리당 처리 시간이 약 8 ~ 10분으로 비교적 많이 소요되어 원어의 선도를 확보 및 유지하기 어려울 뿐만 아니라, 머리를 제거하지 않아 냉동 효율이 저하되는 문제점이 있었다.
아울러, 상기와 같은 종래의 기술은 대량처리 및 대량생산이 어렵고, 동결속도가 비교적 오래 걸릴 뿐만 아니라 빙결정 시간대를 단시간에 통과하지 못하여 빙결정이 커지게 되며 이로 인해 조직이 많이 손상되고 해동 시 어육에 혈점이 많이 생성되는 등 품질이 매우 저하되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 어체 처리된 참치를 브라인(brine)수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 급속히 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식(air blast freez)으로 전환하여 급속동결 시킴으로써 동결속도를 4배 이상 단축시킬 뿐만 아니라 대량처리 및 대량생산(1회당 10톤 이상)이 가능하며, 특히 빙결점을 통과하기 전에 초저온(-45 ~ -55℃)으로 급속 동결을 함으로써 빙결정의 크기를 줄여 해동시 세포의 파괴로 인한 드립(drip)을 줄일 수 있고, 이로 인해 해동 시 어육에 혈점이 없고 세포가 원상복구 되어 원어 당시의 육질과 동일한 육질을 제공할 수 있도록 함을 과제로 한다.
본 발명은 초저온 냉동 참치의 생산방법에 있어서, 어망에 입망된 참치를 선상으로 올리는 어획단계(S100); 상기 어획된 참치를 GG 처리하는 어체처리단계(S200); 상기 어체처리된 참치를 브라인수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식으로 전환하여 냉동하는 냉동단계(S300); 및 상기 냉동된 참치를 보관하는 보관단계(S400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치를 과제의 해결 수단으로 한다.
여기서 상기 어체처리단계(S200)는, GG 처리 전에 참치의 머리를 전기톱을 이용하여 제거할 수도 있다.
한편 상기 냉동단계(S300)는, GG 처리된 참치를 보오메 23 ~ 24%의 농도를 유지하는 -21±1℃의 브라인수에 5 ~ 6시간 침지시켜 어체 중심온도를 3 ~ 8℃까지 하강시킨 후, -45 ~ -55℃의 공기 냉각식 급냉실에서 9 ~ 10시간 냉동하여 어체 중심온도가 -45 ~ -55℃가 되도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 보관단계(S400)는, 냉동된 참치를 -45 ~ -55℃의 보냉 어창으로 이적하여 보관하는 것이 바람직하다.
본 발명은 어체 처리된 참치를 브라인수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 급속히 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식으로 전환하여 급속동결 시킴으로써 동결속도를 4배 이상 단축시킬 뿐만 아니라 대량처리 및 대량생산(1회당 10톤 이상)이 가능하며, 특히 빙결점을 통과하기 전에 초저온(-45 ~ -55℃)으로 급속 동결을 함으로써 빙결정의 크기를 줄여 해동시 세포의 파괴로 인한 드립을 줄일 수 있고, 이로 인해 해동 시 어육에 혈점이 없고 세포가 원상복구 되어 원어 당시의 육질과 동일한 육질을 제공할 수 있는 효과가 있다.
아울러, 본 발명은 상기 어체 처리 시, 전기톱을 이용하여 머리를 제거할 수도 있으며, 이 경우 냉동 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 및 어체 처리시간을 단축(1 마리당 약 20여초 이내)하여 원어의 선도를 최대한 확보 및 유지할 수 있는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명에 따른 초저온 냉동 참치의 생산방법을 나타낸 공정 흐름도
도 2는 본 발명에 따른 전기톱을 이용한 머리제거 과정 및 머리가 제거된 어체를 나타낸 실물사진
도 3은 어류의 최대 빙결정 생성대를 나타내는 어류 동결 곡선도
도 4는 급속동결과 완만동결에 따른 세포의 모양 변화를 나타낸 개략도
도 5는 급속동결과 완만동결에 따른 참치육의 해동 후 상태를 나타낸 실물사진
도 6은 본 발명에 따른 초저온 냉동 참치의 생산방법을 적용하여 생산된 참치의 해동 후 단면을 나타낸 실물사진
도 2는 본 발명에 따른 전기톱을 이용한 머리제거 과정 및 머리가 제거된 어체를 나타낸 실물사진
도 3은 어류의 최대 빙결정 생성대를 나타내는 어류 동결 곡선도
도 4는 급속동결과 완만동결에 따른 세포의 모양 변화를 나타낸 개략도
도 5는 급속동결과 완만동결에 따른 참치육의 해동 후 상태를 나타낸 실물사진
도 6은 본 발명에 따른 초저온 냉동 참치의 생산방법을 적용하여 생산된 참치의 해동 후 단면을 나타낸 실물사진
상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.
이하, 본 발명에 따른 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 초저온 냉동 참치의 생산방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 어획단계(S100), 어체처리단계(S200), 냉동단계(S300) 및 보관단계(S400)를 포함하여 이루어진다.
상기 어획단계(S100)는, 어망에 입망된 참치를 선상으로 올리는 단계로써, 어군이 입망 된 것을 확인하면 제품 생산이 가능한지의 여부를 판단하여 생산 가치가 있을 때, 양망 과정에서 타켓 어체를 가능한 신선도와 활력을 충분히 유지한 상태로 작업 갑판에 고기를 퍼 올리고, 올라온 고기 중에서 최종적으로 최상의 신선한 어체를 선별한다.
상기 어체처리단계(S200)는, 상기 어획된 참치를 G.G처리하는 단계로써, GG 처리는 각 개체별로 아가미와 내장을 제거하고 꼬리 및 지느러미 등을 제거하는 공지된 처리 과정이다. 한편 본 발명에서는 어체 처리 시, 전기톱을 이용하여 머리를 제거(headless)할 수 있다. 종래 기술에서는 머리를 제거하지 않았으나(head on), 본 발명에서는 머리를 제거하여 급속 동결 효율을 높인다. 더욱이 본 발명에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 참치의 머리를 전기톱(band saw)을 이용하여 머리 및 꼬리를 절단함으로써, 어체 처리시간을 극히 단축(1 마리당 약 20여초 이내)하며, 이로 인해 원어의 선도를 최대한 확보 및 유지할 수 있다.
한편, 참치의 머리를 제거하는 것은 후술되어질 냉동단계(S300) 중 브라인수에 침지 시 냉동 효율을 높일 수 있어 냉동시간을 단축할 수 있으며, 이후 공기 냉각식으로 전환 시 냉풍의 접촉면을 크게하여 조기 냉동 효과를 구현할 수 있다. 이는 냉동 주체의 몸집을 줄여줌으로써 냉동효과를 확대할 수 있는 것이다.
상기 냉동단계(S300)는, 상기 어체 처리된 참치를 브라인수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식으로 전환하여 냉동하는 단계로써, 구체적으로 보오메(Baume) 23 ~ 24%의 농도를 유지하는 -21±1℃의 브라인수에 5 ~ 6시간 침지시켜 어체 중심온도를 3 ~ 8℃까지 급속도로 하강시킨 후, -45 ~ -55℃의 공기 냉각식 급냉실에서 9 ~ 10시간 냉동하여 어체 중심온도가 -45 ~ -55℃가 되도록 한다.
여기서, 브라인수의 온도는 냉동기를 최대로 운전하여 온도를 영하로 최대한 하강시킨다. 그리고 공기 냉각식 급냉실에서는 참치를 급냉실 선반에 정열하여 로딩(loading)한 다음 급냉실 문을 폐쇄하고 최대로 운전한다.
상기 냉동단계(S300)에서 브라인수의 농도와 침지 시간 및 급속 냉동 과정의 온도가 상기에서 한정한 범위를 벗어날 경우에는 참치의 조직이 손상될 우려가 있다.
한편, 본 발명에서 브라인수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식으로 전환하여 냉동하는 이유는 냉동 원리에서 어느 물질이 영상온도에서는 수냉식에 의한 감열 효율이 공냉식보다 크게 작용하나 빙점 부근 이하에서는 물질의 형태 변화에 작용하는 잠열의 영향으로 저압 운전에 의한 진공 운전이 효율적이라는 원리에 따라 냉동 초기의 어체온이 영상일 때 브라인수에 담가 체온을 급속하게 하강시키고 빙점 부근에서 잠열의 변화에 효과를 낼 수 있는 공기 냉각식 시스템으로 전환을 하면 냉동에 걸리는 시간이 단축되므로 급속 초저온 냉동이 가능하게 되기 때문이다.
아래 실험은 브라인수 침지 후 공기 냉각식로의 전환에 따른 온도 변화를 실험한 일 예이다(아래 실험은 일 예일 뿐 아래 결과에 한정되는 것은 아니며, 어체의 크기에 따라 그 조건 및 결과가 가변적일 수 있다).
| 구분 | 결과 |
| 해수면 온도 | 29.5℃ |
| 활어체온 | 34℃ |
| 브라인수 온도 | -21.5℃ |
| 침지어 수량 (활어 평균무게 : 30kg) |
10톤 |
| 침지후 브라인수 초온도 | -15℃ |
| 침지후 6시간 브라인수 종온도 | -20℃ |
| 침지후 6시간 후 어체 중심온도 | 3 ~ 8℃ |
| 급냉실 이동후 10시간 냉동시 어체온도 | -45 ~ -55℃ |
한편, 브라인수에 5 ~ 6시간 침지시켜 어체온을 영상으로 유지한 채 급냉실 냉동을 실행하는 이유는 다음과 같다.
도 3에 도시된 바와 같이, 최대 빙결정 생성대(-5℃ ~ 동결점 사이의 온도 대)를 통과하는데 걸리는 시간이 짧으면 급속 동결, 길면 완만냉동이라 부른다. 이 구간에서 어류중의 수분의 대부분(약 80%)이 빙결정으로 변한다. 그리고 도 4 및 5에 도시된 바와 같이, 급속 동결을 하면 세포의 안팎에 작은 크기의 빙결정이 많이 생겨 빙결정에 의한 조직의 손상이 적게 된다. 그러나 완만 냉동을 하게 되면 커다란 빙결정이 많이 생겨 빙결정에 의한 조직의 손상이 많이 생긴다. 급속 동결을 해도 동결 저장 중에 빙결정이 커지게 되면 조직의 손상이 많게 되므로 저장 중에 온도 변화를 적게 해야 한다. 동결에 의한 조직의 손상 정도는 해동품의 품질에 많은 차이를 가져 온다. 동결 직후, 또는 저장 초기에 해동하면 급속 동결과 완만 동결한 것의 품질에 큰 차이가 없다. 그러나 동결 저장 기간이 길어지면 빙결정이 큰 완만동결은 조직의 손상이 많으므로 해동하면 품질이 급속 동결 한 것보다 나빠진다. 동결 과정과 동결 저장 중에 품질 변화를 최소로 하기 위해서는 먼저 급속 동결해야 하고 저장 온도를 상품이 필요로 하는 최저 온도(일반 수산물 -18℃ 이하, 냉동 참지 -60℃ 이하)로 낮추어야 하며, 저장 온도의 상,하 변동을 적게 해야 하고(약 5℃) 저장 기간을 짧게 해야하기 때문이다. 즉, 급속동결이 필요한 조건 중에서 빙결정 생성대를 단시간에 통과를 하기 위해서는 상태변화에 작용하는 잠열을 효율적으로 응용할 수 있는 초저온 공기 냉동 방식을 이용하여 빙결정 통과 시간을 최대한 단축시킬 수 있다.
아래 실험은 브라인수에 5 ~ 6시간 침지 후, 시간 변화에 따른 어체 중심온도 변화를 실험하고 또한 이를 바탕으로 어체 중심온도가 0 ~ 8℃ 구간에서의 어체온도 변화를 실험한 일 예이다(아래 실험은 일 예일 뿐 아래 결과에 한정되는 것은 아니며, 그 조건에 따라 결과가 가변적일 수 있다).
| 브라인수에 5 ~ 6시간 침지 후, 시간 변화에 따른 어체 중심온도 변화 | ||
| 시간 | 브라인수 온도 | 어체 중심온도 |
| 입고전 | -20도 | 31 ~ 33도 |
| 입고후 | -16도 | 31 ~ 33도 |
| 2시간 | -17도 | 22도 |
| 4시간 | -19도 | 15도 |
| 6시간 | -20도 | 5 ~ 8도 |
| 9시간 | -20도 | -3 ~ -5도 |
| 14시간 | -20도 | -7 ~ -10도 |
| 어체 중심온도가 0 ~ 8℃ 구간에서의 어체온도 변화 | |
| -20℃의 브라인수 | 1시간 당 -1.5℃ 씩 온도 하강 |
| -55℃의 공기 급냉실 | 1시간당 -3.5℃씩 온도 하강 |
즉, 본 발명은 어체가 빙결점을 통과하기 전에 초저온(-45 ~ -55℃) 급속 동결을 함으로써 빙결정의 크기를 줄여 해동시 세포의 파괴로 인한 드립을 줄이는 효과를 가진다.
한편, 이러한 원리는 비록 눈다랑어, 황다랑어에만 적용 되는 것이 아니고 선망선 어획량에서 가장 큰 부분을 차지하고 있는 가다랑어도 적용하여 고품질 생산이 가능하다. 다만, 가다랑어는 어체가 상대적으로 소형이라 침지 시간 및 급냉실 냉동 시간을 대폭 축소하여 운용을 한다. 가다랑어 브라인수 침지 시간은 2시간 이내로 진행하고 이 때의 어체 중심온도는 약 2℃ 정도가 되고 급냉실로 이적하여 10시간 정도 공기 냉각방식으로 냉동을 하게 되면 어체 중심온도는 약 -45℃ 이하로 하강하게 되어 소기의 목적을 달성할 수 있다([표 4] 참조).
| 구분 | 브라인수(시간당) | 동결실(시간당) |
| 어획물온도 (+) 상태 | 평균 4~5도 변화 | 평균 1~2도(초기 온도 변화늦음) |
| 어획물온도 (-) 상태 | 평균 1.5도 변화 | 평균 3.5도 변화 |
상기 보관단계(S400)는, 상기 냉동된 참치를 보관하는 단계로써, 초저온 급속 동결이 완료된 참치는 준비되어 있는 보냉 어창으로 이적하여 전재 운송식까지 본선 어창에서 보관을 하며, 이 때 보관 어창 온도는 냉동 시 어체 온도가 유지될 수 있는 -45 ~ -55℃를 유지한다.
상기 보관단계(S400)에서 보관 어창 온도가 상기에서 한정한 범위를 벗어날 경우에는 참치의 조직이 손상될 우려가 있다
즉, 본 발명은 어체 처리된 참치를 브라인(brine)수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 급속히 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식(air blast freez)으로 전환하여 급속동결 시킴으로써 동결속도를 4배 이상 단축시킬 뿐만 아니라 대량처리 및 대량생산(1회당 10톤 이상)이 가능하며, 특히 빙결점을 통과하기 전에 초저온(-45 ~ -55℃)으로 급속 동결을 함으로써 빙결정의 크기를 줄여 해동시 세포의 파괴로 인한 드립(drip)을 줄일 수 있고, 이로 인해 도 6에 도시된 바와 같이, 해동 시 어육에 혈점이 없고 세포가 원상복구 되어 원어 당시의 육질과 동일한 육질을 제공할 수 있게 된다. 아울러 어체 처리 시, 전기톱을 이용하여 머리를 제거할 경우, 냉동 효율을 향상시킬 뿐만 아니라 및 어체 처리시간을 단축(1 마리당 약 20여초 이내)하여 원어의 선도를 최대한 확보 및 유지할 수 있도록 한다.
상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 초저온 냉동 참치의 생산방법 및 이 방법에 의해 생산된 초저온 냉동 참치를 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.
S100 : 어획단계 S200 : 어체처리단계
S300 : 냉동단계 S400 : 보관단계
S300 : 냉동단계 S400 : 보관단계
Claims (5)
- 초저온 냉동 참치의 생산방법에 있어서,
어망에 입망된 참치를 선상으로 올리는 어획단계(S100);
상기 어획된 참치를 GG 처리하는 어체처리단계(S200);
상기 어체처리된 참치를 브라인수에 침지시켜 수냉식으로 어체온을 하강시킨 후, 이를 공기 냉각식으로 전환하여 냉동하는 냉동단계(S300); 및
상기 냉동된 참치를 보관하는 보관단계(S400);를 포함하여 이루어지되,
상기 어체처리단계(S200)는, GG 처리 전에 참치의 머리를 전기톱을 이용하여 제거하며,
상기 냉동단계(S300)는, GG 처리된 참치를 보오메 23 ~ 24%의 농도를 유지하는 -21±1℃의 브라인수에 5 ~ 6시간 침지시켜 어체 중심온도를 3 ~ 8℃까지 하강시킨 후, -45 ~ -55℃의 공기 냉각식 급냉실에서 9 ~ 10시간 냉동하여 어체 중심온도가 -45 ~ -55℃가 되도록 하고,
상기 보관단계(S400)는, 냉동된 참치를 -45 ~ -55℃의 보냉 어창으로 이적하여 보관하는 것을 특징으로 하는, 초저온 냉동 참치의 생산방법.
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- 제 1항에 따른 생산방법에 의해 생산된, 초저온 냉동 참치.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| CN110692699A (zh) * | 2019-08-28 | 2020-01-17 | 浙江工业大学 | 船载高活化水处理海产品冻结与冰晶无损感知方法及装置 |
| CN114877613A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 制冷控制方法、装置和制冷设备 |
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| JP2007061051A (ja) * | 2005-09-01 | 2007-03-15 | Mayekawa Mfg Co Ltd | 活魚の冷凍方法及び装置 |
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- 2018-03-06 TW TW107107390A patent/TWI675625B/zh active
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