KR20050044331A - 식품의 보존 방법 및 미동결수의 제조 방법 - Google Patents

식품의 보존 방법 및 미동결수의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

식품을 과냉각 상태로 보존하는 방법으로서, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐, 상기 식품을 과냉각 상태로 하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존 방법.

Description

식품의 보존 방법 및 미동결수의 제조 방법{Method of preserving food, and method of producing non-frozen water}
본 발명은 식품을 과냉각 상태로 보존하는 방법, 식품을 동결 상태로 보존하는 방법, 및 물을 과냉각 상태로 하여 미동결수를 제조하는 방법에 관한 것이다.
식품의 보존 방법으로서의 저온 보존은 일반적으로 실시되고 있는 방법이며, 또한 유효한 방법임은 주지의 사실이다. 저온 보존 기술은, 냉장과 냉동으로 크게 나눌 수 있고, 미생물학적으로는 보존 온도가 낮을수록 유리한 것도 잘 알려져 있다.
그러나, 냉동에 의한 보존 방법에서는, 동결에 의한 드립의 발생, 단백질 변성, 세포조직의 손상이나 변형에 의한 육질의 손상 등, 냉동 장해라 불리는 품질의 열화가 생기기 쉬운 것이 문제였다.
그런데, 식품을 특정의 냉각 조건으로 냉각해 가면, 상기 식품의 동결점 이하의 온도에서도 얼어 있지 않은 상태, 즉 과냉각 상태가 되는 것이 알려져 있고, 이러한 과냉각 상태로 식품을 보존하면, 동결에 의한 단백질 변성, 세포조직의 손상 등의 냉각 장해를 회피할 수 있는 이점이 있다.
식품을 과냉각 상태로 보존하기 위한 방법으로서, 예컨대, 특개평 5-l61449호 공보에는, 과일·야채를 두께 20∼100μm의 플라스틱제 봉지에 밀봉하여 1분∼12시간 상기 과일·야채의 빙결점(동결점) 보다 1∼2℃ 높은 온도까지 냉각한 후, -0.5℃/시간 ∼ -0.5℃/24시간의 매우 완만한 냉각 속도로 과냉각 파괴 온도 직전의 온도까지 냉각하여, 그대로 저장 또는 수송하는 방법이 기재되어 있다.
또한 특개평 8-252082호 공보에는, 식품을 상온으로부터 빙결점(동결점) 부근까지 급냉시키고, 계속하여 빙결점 이하까지 0.01℃/시간 ∼ 0.5℃/시간의 완만한 냉각 속도로 냉각함으로써, 과냉각 상태로 하는 방법이 기재되어 있다.
그러나, 이러한 방법은 식품을 과냉각 상태로 하기 위하여, 완만한 냉각을 할 필요가 있으므로, 냉각 공정에 시간이 걸려 처리 능력이 낮으며 또한 냉각 과정에서의 세균의 증식을 충분히 억제하기 어렵다는 문제가 있었다.
또한 과냉각 상태는, 상전이 온도 이하로 냉각되어도, 액체나 증기에 상전이가 일어나지 않아 본래의 상을 유지하고 있는 상태이며, 매우 불안정한 상태이다.이 때문에, 불순물의 혼입, 진동, 온도 변화에 의해 매우 용이하게 과냉각 상태가 해제되고, 식품이 동결되어 버리기 때문에, 식품을 보존하는 방법으로서 그 실용성에 문제가 있었다.
또한, 수도물 등 불순물이 포함되어 있는 물은 동결점 이하에서 안정된 미동결 상태로 하기 힘들고, 상기 특개평 8-252082호 공보에는 원료수를 마이크로 필터 등에 의해 여과 및/또는 증류함으로써 불순물을 제거하는 공정을 거쳐 미동결수를 제조하는 방법이 기재되어 있다.
그러나, 이와 같이 원료수 중의 불순물을 제거하는 공정을 마련하면, 제조 공정이 복잡화되고, 생산성도 나빠지며, 제조 비용이 높아져 버린다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 사정에 비추어 이루어진 것으로, 식품을 보다 단시간에 과냉각 상태로 할 수 있고, 또한 과냉각 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 식품의 보존 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 식품을 품질의 열화가 적은 동결 상태로 보존할 수 있는 식품의 보존 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 미동결수를 간단한 공정에 의하여 저비용으로 제조할 수 있는 미동결수의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자 등은, 식품을 과냉각 상태로 하기 위한 냉각 조건에 대하여 예의연구한 결과, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스(head space)가 없도록 수용한 상태로 함으로써, 종래에 과냉각 상태를 얻는데 필요하였던 완만한 냉각 속도 보다 빠른 냉각 속도로 냉각하더라도 식품을 동결시키지 않고 과냉각 상태로 할 수 있는 것, 및 이와 같이 식품을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서 종래 보다 빠른 냉각 속도로 과냉각 상태로 한 식품은, 과냉각 상태의 안정성이 우수하다는 것을 발견하였다.
즉, 본 발명의 식품의 보존 방법은, 식품을 과냉각 상태로 보존하는 방법으로서, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐, 상기 식품을 과냉각 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명자 등은, 연구를 더욱 거듭한 결과, 본 발명의 방법에 의해 과냉각 상태로 한 식품에, 강제적으로 자극을 주어 과냉각 상태를 해제하면, 식품이 급속히 동결되는 것, 및 이와 같이 하여 얻어진 동결 상태는 과냉각 상태를 통과해 버리는 종래의 급속 동결법에 비해 세포조직의 손상이 적고, 품질의 열화가 매우 작음을 발견하였다.
즉, 본 발명의 식품의 보존 방법은 식품을 동결 상태로 보존하는 방법으로서, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐 상기 식품을 과냉각 상태로 한 후, 상기 과냉각 상태를 해제하여 동결 상태로 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 방법에 의하면, 물을 간단히 안정된 과냉각 상태, 즉 미동결수로 할 수 있다.
본 발명의 미동결수의 제조 방법은, 물을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 충전한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐, 상기 물을 미동결수로 하는 것을 특징으로 한다.
[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 우선, 본 발명의 제1의 실시 형태로서 식품을 과냉각 상태로 보존하는 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서는, 우선, 식품을 용기 내에 수용하여 밀봉한다. 이 때 용기 내에 헤드 스페이스(기상)가 없는 상태로 한다.
식품은 특별히 제한되는 것은 아니며, 액상, 페이스트상, 고상(固狀)의 각종 식품이 적용 가능하다. 예컨대, 음료수, 원료수, 우유, 기타 음료, 크림, 연유, 요구르트, 치즈, 기타 유제품, 과일, 야채, 육류, 어패류, 각종 가공 식품 등을 들 수 있다.
식품이 액상 또는 페이스트상인 경우는, 예컨대 용기 내에 식품을 충전하여 액면하 실링함으로써 용이하게 헤드 스페이스를 없앨 수 있다. 한편, 식품이 고상인 경우는, 용기 내에 식품을 수용함과 동시에, 예컨대 물, 용액, 우유 등 식품의 품질에 악영향을 주지 않는 액체를 충전하고, 액면하 실링함으로써 헤드 스페이스를 없앨 수 있다.
용기는, 예컨대, 스테인레스나 유리 등 경질의 재료로 이루어지는 것보다, 플라스틱 필름이나, 플라스틱 필름을 구비한 복합 재료 등 유연성이 있는 재료를 사용하여 형성되는 것이, 과냉각 상태를 안정적으로 얻을 수 있으므로 바람직하다.예컨대, 후술하는 실시예에서는 모짜렐라 치즈(Mozzarella cheese)를 플라스틱제 용기에 충전하였지만, 이들 실시예에 기재된 모짜렐라 치즈를 스테인레스 캔에 충전하고(헤드 스페이스 없음), 각 실시예와 같은 냉각을 행한 경우에 동결되어 버릴 확률은 각 실시예보다 높아지게 된다.
바람직한 용기는, 적어도 일부가 플라스틱 재료로 이루어지는 용기이며, 나일론, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등에서 선택되는 어느 하나의 플라스틱 재료로 이루어지는 용기, 이들로부터 선택되는 2 종 이상의 플라스틱 재료를 라미네이트 등에 의해 조합한 복합 재료로 이루어지는 용기, 이들로부터 선택되는 1종 이상의 플라스틱 재료와 종이 등 기타의 재료를 조합한 복합 재료로 이루어지는 용기 등을 들 수 있다. 플라스틱 재료와 기타 재료를 조합한 경우, 용기의 내면(즉 식품에 접촉하는 면)이 플라스틱 재료로 형성되어 있는 것이 바람직하다.
용기의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 봉지형, 구형, 튜브형, 스탠딩 파우치형 등으로 할 수 있는데, 가급적 구형에 가까운 쪽이 바람직하다.
이어서, 식품을 용기 내에 수용한 것을 냉각하고, 식품의 온도를 상기 식품이 과냉각 상태가 되는 과냉각 영역까지 저하시킨다. 냉각 조건은, 식품의 온도가 저하되는 과정에서, 적어도 동결점을 통과할 때의 냉각 속도가 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 범위 내, 즉 -0.5℃/h 보다 빠르고, -5.0℃/h 또는 이보다 늦은 속도가 되도록 설정한다.
동결점을 통과할 때의 냉각 속도가 상기 범위 보다 늦으면, 세균의 증식을 억제하는 효과가 충분히 얻어지지 않고 처리 효율도 나빠진다. 또한 냉각 속도가 상기 범위보다 빠르면 과냉각 상태가 얻어지지 않는 수가 있다.
용기 내에, 고상의 식품과 헤드 스페이스를 없애기 위한 액체가 수용되어 있는 경우에는, 식품 및 액체가 모두 과냉각 상태가 되는 온도까지 냉각한다. 또한 이 경우의 냉각 조건은, 식품 및 액체의 온도가 저하되는 과정에서, 식품의 동결점을 통과할 때의 냉각 속도, 및 액체의 동결점을 통과할 때의 냉각 속도가 모두 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 범위 내가 되도록 설정한다.
냉각은, 예컨대 냉각을 시작하고 나서 원하는 과냉각 영역에 이르기 까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 일정한 냉각 속도로 1단계로 냉각해도 되고, 또는 냉각을 시작하고 나서 동결점 부근까지는 -5.0℃/h를 넘는 냉각 속도로 제1의 냉각을 행하고, 이어서 냉각 속도를 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 범위 내로 감소시켜 동결점 이하의 과냉각 영역까지 제2의 냉각을 행하여도 된다.
냉각 중에는, 식품이 수용된 용기를 정치 상태로 하는 것이 바람직하다. 예컨대, 소정의 온도로 설정된 냉장고 내에 식품이 수용된 용기를 정치 보관함으로써냉각을 행하는 것이 바람직하고, 냉장고 내의 설정 온도나, 냉장고 내에서의 냉풍유량, 냉풍의 접촉 방법이나, 냉장고 내의 유효 용적을 바꿈으로서 냉각 속도를 제어할 수 있다.
이와 같이 하여 과냉각 상태로 한 식품을, 용기마다 과냉각 영역의 온도로 유지함으로써, 식품을 과냉각 상태로 보존할 수 있다.
식품의 동결점 및 과냉각 영역의 온도대는 개개의 식품마다 거의 정해져 있고, 과냉각 영역의 온도대는 원칙적으로 동결점으로부터, 동결점 보다 -20℃ 낮은 온도 까지의 온도 범위이다. 또한, 동결점의 예와, 특히 바람직한 과냉각 영역의 범위가 있는 경우에는, 그 영역의 예를 하기 표 1에 나타낸다.
식품 동결점(℃) 바람직한 과냉각 영역(℃)
물 0.0 0.0∼-5.0
우유 -0.5 -0.5∼-8.0
생크림 -0.5 -0.5∼-8.0
모짜렐라 치즈 -0.3 -0.3∼-5.0
탈지분유용액 -0.07 -0.5∼-8.0
딸기 -0.9 -0.9∼-6.0
본 실시 형태에 의하면, 식품의 온도를 저하시키는 과정에 있어서, -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하라고 하는 종래보다 빠른 냉각 속도로, 상기 식품의 동결점을 통과시킬 수 있으므로, 종래보다 단시간에 식품을 과냉각 상태로 할 수 있다. 따라서, 냉각 공정에 요구되는 시간을 단축할 수 있고, 처리 능력의 향상을 꾀할 수 있다.
또한, 설비적으로는 종래의 냉각 설비를 이용할 수 있고, 새로운 설비를 설치하지 않아도 된다. 또한, 과냉각 상태를 얻는데 있어서, 식품에 첨가물을 가하거나, 압력을 주거나 하는 것이 아니므로, 식품의 풍미를 손상시킬 염려가 없고, 풍미가 변화하기 쉬운 유산균 음료나 유제품 등에도 적용할 수 있다.
또한, 제조된 식품을 보다 짧은 시간에 과냉각 상태로 할 수 있기 때문에, 제조후의 초기 단계에서의 세균의 증식을 효과적으로 억제할 수 있다. 따라서, 특히, 비교적 세균이 증식하기 쉬운 유산균 음료류나 유제품 등의 보존에 바람직하고, 보존성을 향상시킬 수 있다.
또한, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 비교적 빠른 냉각 속도로 냉각함으로써 과냉각 상태가 된 식품은 과냉각 상태가 쉽게 파괴되지 않아, 안정적인 과냉각 상태를 유지할 수 있다. 따라서, 진동이 가해지더라도 동결 상태가 되기 어렵기 때문에, 과냉각 영역의 온도대에서의 수송이 가능하고, 수송후에도 양호한 과냉각 상태를 유지할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제2의 실시 형태로서, 식품을 동결 상태로 보존하는 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서는, 우선 상기 제1의 실시 형태와 같이, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 적어도 동결점을 통과할 때의 냉각 속도가 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 범위 내가 되는 냉각 조건으로, 식품의 온도를 과냉각 영역까지 저하시킨다.
이어서, 이와 같이 하여 과냉각 상태로 한 식품에 대하여, 강제적으로 자극을 줌으로써 과냉각 상태를 해제하여 식품을 동결 상태로 한다. 과냉각 상태를 해제하는 방법으로는, 구체적으로 과냉각 상태에 있는 용기에 들어 있는 식품을 -15℃/h 이상의 냉각 속도로 냉각하는 것이 바람직하다. 이 때의 냉각 속도가 -15℃/h 보다 작으면, 동결 과정에서 세포 조직의 파괴나 단백질의 변성이 생길 염려가 있다.
이와 같이 하여 동결 상태로 한 식품을, 용기마다 동결점보다 저온으로 유지함으로써, 식품을 동결 상태로 보존할 수 있다.
본 실시 형태에 의하면, 상기 제1의 실시 형태와 같이 하여 동결점 이하의 온도에서 수분이 동결되어 있지 않은 과냉각 상태로 한 후, 급속하게 동결시킴으로써 냉동 장해가 적은 동결 상태를 얻는 것이 가능하다. 이는, 과냉각 상태로 세포 내액 및 세포 외액이 동결되어 있지 않은 상태에서, 급속하게 동결시킴으로써 동결 과정에서 세포 내액으로부터 세포 외액으로 자유수의 이행이 발생하고, 세포 외액은 희석되어 동결되기 쉽고, 세포 내액은 농축되어 동결되기 어려워진 결과, 세포 내액 만이 미동결 상태이고 그 밖에는 동결된 상태가 얻어지기 때문인 것으로 생각된다. 또한 단백질을 포함하는 식품의 경우, 급속하게 동결시킴으로써 빙결정이 작아지기 때문에 단백질의 삼차 구조가 빙결정에 의해 파괴되는 것이 적어지고, 단백질의 변성이 억제된다.
또한, 식품을 비교적 단시간에 과냉각 영역에까지 냉각하기 때문에, 제조 후의 초기 단계에서의 세균의 증식을 효과적으로 억제하고, 보존성의 향상을 꾀할 수 있다.
본 실시 형태의 방법은, 상기 제1의 실시 형태와 같이 각종의 식품에 적용 가능하고, 냉동 장해를 방지하여 품질을 고도로 유지하면서 냉동 보존할 수 있다. 특히, 종래는 냉동 장해가 생기기 쉽다고 되어 있던 과실류나 야채류, 및 비교적 수분이 많은 유제품에 관해서도, 동결 보존 및 해동에 의한 품질 열화를 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.
예컨대 종래의 동결 기술에서는, 어떻게 급속하게 동결하고, 이른바 최대 빙결정 생성대를 단시간에 통과시켜 빙정을 미립화할 수 있는지를 기술 개발의 초점으로 하고 있었지만, 이 방법만으로는 한계가 있었다. 즉, 예컨대 딸기와 같은 원래부터 연약한 과실이나, 모짜렐라 치즈, 크림 치즈 등의 수분이 많은 유제품 등은, 어떻게 급속하게 동결하였다고 하더라도 동결에 의해 조직이 파괴되고, 이수(離水)가 생겨 상품 가치를 잃어버리는 것을 피할 수 없었다.
이에 대하여, 본 실시 형태의 방법에 의하면, 예컨대 야채나 과실, 유제품 등 냉동 장해가 생기기 쉬운 식품에 있어서도, 동결 과정 및 해동 과정에서의 조직의 파괴를 방지할 수 있고, 동결 전의 조직 상태를 유지할 수 있다.
이어서, 본 발명의 제3의 실시 형태로서 미동결수를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
본 실시 형태에 있어서는, 우선 상기 제1의 실시 형태와 같이 하여, 물을 용기 내에 수용하여 밀봉한다. 이 때 용기 내에 헤드 스페이스(기상)가 없는 상태로 한다.
물의 조성은 특별히 제한되지 않는다. 통상의 수도물을 이용하여도 되고, 살균 처리, 불순물의 제거 처리 등이 실시된 것이어도 된다. 용기는, 상기 제1의 실시 형태와 같은 것을 사용할 수 있다.
이어서, 물을 용기 내에 충전한 것을 냉각하고, 상기 제1의 실시 형태와 같이, 적어도 동결점을 통과할 때의 냉각 속도가 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 범위 내가 되는 냉각 조건으로, 물의 온도를 과냉각 영역까지 저하시킴으로써, 동결점 이하의 온도에서 미동결수를 얻는다.
본 실시 형태에 의하면, 수도물 등 불순물이 포함되어 있는 물이라도, 냉각 공정을 거치는 것 만으로 간단히 과냉각 상태로 할 수 있기 때문에, 미동결수를 뛰어난 생산성 및 저비용으로 제조할 수 있다.
이하, 구체적인 예를 나타내어 본 발명의 효과를 명백히 한다.
(예 1 ∼ 예 10)
하기 표 2 및 표 3에 나타내는 조건으로, 식품을 용기 내에 수용하고, 소정의 냉각 속도로 냉각하였다.
즉, 용기로는, 나일론/폴리에틸렌의 적층체로 이루어진, 사이즈 13.0cm×4.5cm의 용기(대일본 인쇄사 제품)를 사용하였다.
이 용기에 (1) 수도물 210g, 또는 (2) 모짜렐라 치즈 100g과 충전수 110g(표에서는 M 치즈로 기재)을 충전하였다.
이를 (1) 액면 하에서 헤드 스페이스가 없는 상태에서 히트 실링하여 밀봉하거나(헤드 스페이스 없음), 또는 (2) 헤드 스페이스가 없는 상태에서 히트 실링한 후에 주사기를 이용하여 용기 내에 공기를 주입하였다(헤드 스페이스 있음).
이와 같이 하여 식품이 용기 내에 충전된 샘플을 각각 25개 제작하고, 이들을 20℃의 항온실 내에, 용기 내의 물건의 온도가 20℃가 될 때까지 방치한 후, 소정의 고내 온도로 설정한 항온항습조(LH40-03M(상품명), 나가노 과학기계 제작소사 제품) 내에서 정치 보관하였다.
용기 내의 식품의 온도가 저하되는 과정에서, 0℃ 부근을 통과할 때의 냉각 속도는, (1) -3.4℃/h, (2) -1.9℃/h, (3) -5.0℃/h, 또는 (4) -3.5℃/h로 하였다.또한, 냉각 속도는 반드시 고내 온도와 관련되는 것은 아니며, 고 내에서의 냉풍 유량, 냉풍의 접촉 방법이나, 고 내의 유효 용적에 의해 변동한다.
예 1 ∼ 예 7에서는, 항온항습조에서의 보관을 개시하고 나서 3일째 이후, 동결이 생긴 샘플의 수를 매일 조사하였다. 예 8∼10에서는, 항온항습조에서의 보관을 개시하고 나서 15시간 후, 24시간 후, 39시간 후, 48시간 후, 63시간 후, 및 87시간 후에 동결이 생긴 샘플의 수를 조사하였다. 이들 결과를 표 2 및 표 3에 나타낸다.
고내온도(℃) 냉각속도(℃/h) 식품 헤드스페이스 3일 4일 5일 6일 7일
예1 -3 -3,4 물 있음 1 2 4 5 6
예2 -3 -3,4 물 없음 0 0 0 0 0
예3 -3 -3,4 M치즈 없음 0 0 0 0 0
예4 -4 -1,9 물 있음 9 13 19 23 23
예5 -4 -1,9 물 없음 0 0 0 0 0
예6 -4 -1,9 M치즈 없음 0 0 0 0 0
예7 -5 -5,0 M치즈 없음 0 0 0 0 0
고내온도(℃) 냉각속도(℃/h) 식품 헤드스페이스 15시간 24시간 39시간 48시간 63시간 87시간
예8 -6 -3,5 물 있음 9 16 21 24 25 25
예9 -6 -3,5 물 없음 3 4 6 7 10 12
예10 -6 -3,5 M치즈 없음 0 0 0 3 3 3
표 2의 결과로부터, 헤드 스페이스 없음이라고 한 예 2, 3, 5, 6, 및 7에서는 보관 개시 후 7일째까지, 25개의 샘플 중 동결이 생긴 것은 없고, 양호한 과냉각 상태가 유지되어 있었다. 이에 대하여, 헤드 스페이스 있음이라고 하는 예 1, 4에서는 보관 개시 후 3일째에 이미 동결이 생겨 있었다.
또한 표 3의 결과로부터, 예 9에서는, 용기 내의 식품이 수도물인 경우에, 고내 온도가 -6℃로, 이 시험 조건에서의 물의 과냉각 영역보다도 낮은 온도로 설정되어 있었기 때문에, 헤드 스페이스 없이 냉각 온도가 -3.5℃/h라도, 보관 개시로부터 15시간 후에는 이미 동결이 생긴 것이 있었다. 그러나, 헤드 스페이스가 있는 예 8 보다 동결의 발생은 적었다.
한편, 예 10은, 예 9에서의 식품을 모짜렐라 치즈를 대신한 외에는 예 9와 동일하지만, 보관 개시 후 39 시간 까지는 과냉각 상태가 유지되고, 48 시간 이후에 동결이 발생한 경우가 있었다. 이는 치즈의 성분이 물에 용출되어 있기 때문에 응고점 강하가 생긴 것으로 생각된다.
(예 11-13)
상기 예 10에 있어서, 식품을 다음과 같이 변경하고, 제조하는 샘플의 수를 각각 1개씩으로 한 것 외에는 동일하게 하여, 항온항습조에서의 보관을 개시하고 나서 l5 시간후, 24 시간후, 39 시간후, 48 시간후, 63 시간후, 및 87 시간후에 동결이 발생한 샘플의 수를 조사하였다. 이들 결과를 표 4에 나타낸다.
예 11 : 시판중인 우유(3.5 우유(상품명), 모리나가 유업사 제품) 210g
예 12 : 생크림(후레시 헤비(상품명), 모리나가 유업사 제품) 210g
예 13 : 탈지분유의 8.77 질량 % 수용액 210g
고내온도(℃) 냉각속도(℃/h) 헤드스페이스 15시간 24시간 39시간 48시간 63시간 87시간
예11 -6 -3,5 없음 0 0 0 0 0 0
예12 -6 -3,5 없음 0 0 0 0 0 0
예13 -6 -3,5 없음 0 0 0 0 0 0
표 4의 결과로부터, 어떠한 식품에 대해서도 양호한 과냉각 상태를 안정적으로 얻을 수 있었다.
(예 14-16)
우선, 용기 내에 수용하는 식품으로서 이용하는 모짜렐라 치즈를 제조하였다. 즉, 생유를 살균한 후, 32-36℃로 냉각하고, 유산균을 첨가하고, 레닛(rennet)을 첨가하여 응유시켜, 얻어진 커드(curd, 응유)를 커팅하여, 발생한 훼이(whey, 유청)를 적량 제거하고, 남은 훼이 중에서 발효시켰다. pH가 4.9-5.2에 달한 지점에서 커드를 커팅하고, 72-82℃의 열탕 중에서 반죽하여 탄력이 있는 상태로 한 후, 10Og씩 구형으로 성형하여 냉각하였다. 얻어진 모짜렐라 치즈를 살균수 11Og와 함께 모짜렐라 용 스탠딩 파우치에 충전하고, 헤드 스페이스가 없도록 히트 실링하였다.
이와 같이 하여 제조한 직후의 파우치형 모짜렐라 치즈(물품 온도 20℃)를 하기 표 5에 나타내는 냉각 속도로, 각각 물품 온도가 -3.0℃가 될 때까지 냉각하였다. 물품 온도가 -3.0℃가 될 때 까지 요구되는 냉각 시간을 하기 표 5에 함께 나타낸다. 이에 따라, 모든 치즈가 과냉각 상태가 되었다.
이어서, 각각의 치즈를, 물품 온도가 -3.0℃에 달한 후, 4일간 -3.0℃에서 더 보관하였다. 그리고, 2-5℃/h의 승온 속도로 +10℃까지 승온하고, +10℃에서 5주간 보관한 치즈를, 5명의 패널에게 시식하게 하여, 풍미를 평가하였다. 또한 5주간 보관한 후의 치즈의 외관을 관찰하였다. 이들 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
(참고예)
참조용 샘플로서, 상기 예 14와 같이 하여 제조한 파우치형 모짜렐라 치즈를 제조 직후부터 5주간, +10℃에서 보관하였다.
5주간 보관한 후의 제품의 풍미 및 외관을, 상기예 14와 같이 하여 평가하였다. 그 결과를 하기 표 5에 나타낸다.
냉각속도(℃/h) 냉각시간(시간) 외관 풍미의 평가
예14 -0.1 230 치즈에 기공이 다수 발생 불량, 부패 냄새 심함
예15 -0.5 46 치즈에 기공이 소수 발생 거의 불량, 보통 이상의 발효냄새 있음
예16 -5.0 4.6 양호 양호
참고예 치즈에 기공이 예14보다 많이 발생 불량, 부패 냄새가 예14보다 심함
표 5의 결과로부터, 냉각 속도를 -5.0℃/h로 한 예 16에서는, +10℃에서 5주간 보관한 후에도, 외관 및 풍미가 양호한 반면, 냉각 속도가 -0.5℃/h 이하보다 작은 예 14, 15에서는, 외관적으로는 모짜렐라 치즈에 기공이 발생하고, 풍미가 열화되었다. 이는, 예 16에서는, 냉각 속도가 빨랐기 때문에, 제조 직후의 제품이 과냉각 상태에 달하기 까지의 시간이 짧고, 초기 단계에서의 세균(예컨대 헤테로 유산균이나 잡균)의 증식이 억제됨으로써 승온후의 세균의 증식도 효과적으로 억제되었기 때문으로 생각된다.
또한 참고예에서는, 제조 직후 4주 후에, 외관 및 풍미의 불량이 확인되었으므로, +10℃에서 4주 미만의 보관이 가능하였다고 인정된다.
이에 대하여 예 16에서는, +10℃로 승온후에도 5주간의 보존이 가능하고, 비교적 빠른 냉각 속도로, 일단, 과냉각 상태로 한 예 16은 과냉각 상태를 거치지 않은 참고예 보다 보존성이 뛰어남이 인정되었다.
(예 17-20)
하기 표 6에 나타내는 조건으로 식품의 보존을 행하였다. 즉, 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리에틸렌을 라미네이트한 복합 재료로 이루어진 용기(파우치, 대일본 인쇄사 제품)에 시판중인 우유(모리나가 유업사 제품) 10Occ를 충전하였다.
이것을 (1) 액면하에서 헤드 스페이스가 없는 상태로 히트 실링하여 밀봉한 샘플, 또는 (2) 용기 내에 헤드 스페이스가 있는 상태에서 히트 실링한 샘플을 각각 25개 제작하였다.
이것을 냉장고 내에서, 우유의 동결점인 -0.5℃ 부근을 통과할 때의 냉각 속도를 (1) -5.0℃/h, 또는 (2) -10.0℃/h로 하고, +5℃부터 우유의 과냉각 영역인 -7℃까지 냉각하였다. 물품 온도가 -7℃에 달하였을 때, 및 그 후 -7℃의 냉장고 내에서 7일간 보존하였을 때, 25개의 샘플 중 우유가 동결되어 있는 것의 수를 조사하였다. 그 결과를 표 6에 나타낸다.
냉각속도(℃/h) 헤드 스페이스 -7℃에 달하였을 때 7일후
예17 -5 없음 0 0
예18 -5 있음 20 25
예19 -10 없음 25 25
예20 -10 있음 25 25
(예 21)
시판중인 모짜렐라 치즈(모리나가 유업사 제품)를 50 케이스 준비하였다. 이모짜렐라 치즈는, 모짜렐라용 스탠딩 파우치에 10Og의 모짜렐라 치즈와 11Og의 충전수가 헤드 스페이스가 없도록 수용된 것으로, 1케이스에는 12개의 제품이 들어 있다.
물품 온도 15℃의 모짜렐라 치즈를 케이스마다 -3℃의 냉장고에 2일 보관하고, 물품 온도를 -2.5℃까지 냉각하였다. 0℃ 부근을 통과할 때의 냉각 속도는 -0.6℃/h였다. 이에 따라 모짜렐라 치즈는 과냉각 상태가 되었다.
이후, -3℃의 콘테이너에 2일간 트럭 수송하였다. 수송처에 도착하였을 때 물품 온도는 -3℃이고, 동결된 것은 한 개도 없었다.
또한 이것을 -3℃의 냉장고에 7.5개월간 보관한 바, 동결된 것은 한 개도 없고, 풍미, 물성 등도 보관전에 비해 거의 같은 정도로 유지되어 있고, 문제는 없었다.
(예 22-23)
하기 표 7에 나타내는 조건으로, 예 3, 6, 7과 같이 하여, 모짜렐라 치즈를 헤드 스페이스 없이 용기 내에 수용하고, 소정의 냉각 온도로 25개를 냉각하였다. 단, 이 예 22 및 예 23에서는, 물품 온도가 -2℃ 이하가 되는 시점에서, 용기에 대하여, 120왕복/분의 조건으로 진동을 계속 가하였다.
이 결과, 진동을 주면서 고내 온도 -4℃에서 보관한 예 22에서는, 모든 샘플이 동결되지 않았지만, 진동을 주면서 고내 온도 -5℃에서 보관한 예 23에서는, 몇몇 샘플에 동결이 발생하였다.
또한, 일반적으로, 예 22에 있어서 동일한 모짜렐라 치즈를 이용하여 헤드 스페이스 있음이라고 한 경우는, 예 22와 같은 진동을 주면, -4℃ 까지의 냉각·보관은 불가능하다. 따라서, 본 발명에 의하면, 종래 기술에 비하여, 진동, 기타의 자극에 대한 내성이 강함을 알 수 있다.
또한, 특히 모짜렐라 치즈의 경우에 있어서, 표 1에 나타내는 바와 같이 바람직한 과냉각 영역은 -0.3℃ ∼ -5.0℃이지만, 특히, 냉각 온도 및/또는 보관 온도가 -4.0℃ 이상이면 진동 영향을 받기 어려워, 바람직한 것으로 판명되었다.
고내온도(℃) 냉각속도(℃/h) 식품 헤드 스페이스 진동 1일 2일 6일 11일 13일
예22 -4 -1.4 M치즈 없음 있음 0 0 0 0 0
예23 -5 -1.9 M치즈 없음 있음 0 1 2 2 2
본 발명의 식품의 보존 방법에 의하면, 식품을, 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐, 상기 식품을 과냉각 상태로 함으로써, 단시간에 안정성이 뛰어난 과냉각 상태가 얻어지며, 식품의 보존성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 식품의 보존 방법에 의하면, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도에서 동결점 이하의 온도까지 -O.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐 상기 식품을 과냉각 상태로 한 후, 상기 과냉각 상태를 해제하여 동결 상태로 함으로써, 동결 장해를 방지하고, 식품의 품질을 고도로 유지하면서 냉동 보존할 수 있다.
또한, 본 발명의 미동결수의 제조 방법에 의하면, 물을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 충전한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐, 상기 물을 과냉각 상태로 함으로써, 간단한 공정으로 미동결수를 저렴하게 제조할 수 있다.

Claims (5)

  1. 식품을 과냉각 상태로 보존하는 방법으로서, 식품을 용기 내에 헤드 스페이스(head space)가 없도록 수용한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐, 상기 식품을 과냉각 상태로 하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 용기의 적어도 일부가 플라스틱 재료로 이루어지는 것을 특징으로 하는 식품의 보존 방법.
  3. 식품을 동결 상태로 보존하는 방법으로서, 식품을, 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 수용한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐 상기 식품을 과냉각 상태로 한 후, 상기 과냉각 상태를 해제하여 동결 상태로 하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 과냉각 상태를 해제하기 위하여, -15℃/h 이상의 냉각 속도로 냉각하는 것을 특징으로 하는 식품의 보존 방법.
  5. 물을 용기 내에 헤드 스페이스가 없도록 충전한 상태에서, 동결점 보다 높은 온도로부터 동결점 이하의 온도까지 -0.5℃/h를 초과하고 -5.0℃/h 이하의 냉각 속도로 냉각하는 공정을 거쳐, 상기 물을 과냉각 상태로 하는 것을 특징으로 하는 미동결수의 제조 방법.
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