JPS5941391B2 - 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、特に魚介類や畜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
存するための冷凍保存方法に関する。

本出願人は、既に特願昭５５−１４６０８４号にて従来
の冷凍食品の概念を破る新しい冷凍保存方法を提案して
いる。

本発明はこの出願の発明を基本にさらに研究を重ね、新
しい実験結果および理論によりなされたもので、生鮮食
品は個体レベルでは死であっても細胞レベルでは必ずし
も死んではいないという観点より分子生物学の理論を導
入して全く新しい冷凍保存方法を完成したものである。

すなわち一般に食品の冷凍保存は、できる限り急速に冷
却し低温保存することがよいと考えられているが、従来
の冷凍保存技術は生鮮食品を生のない一個の物体である
という概念でとらえ、物理的側面より見た実験的手法に
よって造り出されて来ている。

ところがこのような従来技術によっては食品の変質を防
ぐ本質的な冷凍保存方法は到底得られない。

一般的には生命体が自己と同じものを再生産しうる機能
を生、その機能を失ったものを死と呼ぶが、生命体が秩
序だった機能（運動、呼吸、発芽、体温の保持、外敵に
対する防御など）を失った場合、個体レベルでは死と判
断できても細胞レベルでは必ずしも死と判断できない。

細胞は細胞質からなり細胞膜で四重れている。

細胞核は染色体を含み遺伝子情報を伝えるメツセンジャ
ーＲＮＡを合成する。

もちろん遺伝子を構成するＤＮＡの自己増殖系も持って
いる。

細胞質は種々の可溶性物質（代謝物質や酵素）を溶かし
込んでいるとともに多ぐの微細構造を含んでいる（例え
ば呼吸酵素ヲ含みＡＴＰの生産の場であるミドコンド１
１アやタンパク質合成の場であるリボゾームなど） こ
のような細胞レベルで見た場合タンパク質の立体構造、
細胞内イオン濃度および脂質の変化等が細胞の活性に影
響することがすこぶる大である。

細胞の生成のメカニズムは、酵素の働きで２０種類ア才
りのアミノ酸に分解された物質を、細胞内のＤＮＡの遺
伝子情報にしたがい、リボゾームと呼ばれる工場のよう
なところで、ミドコンド１）アで作られるエネルギＡＴ
Ｐを使いながら、ＲＮＡの働き手として再び連室のアミ
ノ酸の構成による立体構造物を作り上げるというもので
ある。

この立体構造物の結合がベブ壬ド結合であり、組上げら
れた物質がタンパク質に他ならない。

実験によると、このオブジェのような立体構造物を押し
拉がすと酵素の働きが無くなり、元の構造に戻すと再び
酵素の働きをすることが明確になった。

捷だ生産活動はそれぞれの動植物に応じた適当な温度、
水分、ガス組成、圧力および光等を得ることによって行
なわれるが、特に水分、温度およびガス組成の変化は生
命活動に非常に大きな影響を与える。

さらに細胞膜を自由に通過して移動する自由水は半トリ
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とも重要である。

これらの諸点を勘案すると、分子生物学的には保存すべ
き食品を一２０℃程度の低温で酵素の活性を抑制しつつ
自由水、結合水ともに未凍結の状態を作り出すことが理
想であるか、これは物理的に不可能である。

そこで食品中の自由水、結合水の凍結を当然に伴う冷凍
保存においては、これらの氷結晶かペプチド結合の継手
を切ることなく、タンパク質の立体構造を押し拉けるこ
となく、捷だ自由水、結合水が移動しないように凍結さ
せることが理想となる。

捷た立体構造物のすぐそばに水分がないと解凍したとき
別の物質と結合しやすく、そうすると酵素の俳ｉきがな
くなることから、氷結晶が微細均一に食品中に分布して
いることも必要である。

本発明は、このような解析に基き、氷結晶が微細でペプ
チド結合の継手を切ることがないか極めて少なく、しか
も水分の移動を防止しながら食品中に均一に氷結晶を形
成できる方法を開発したもので、基本的には冷凍保存す
べき食品の外周面に氷結カプセルを形成するとともに食
品中心温度な０°Ｃ〜３°Ｃ前後とするように冷却する
氷結カプセル形成工程；続いて最大氷結晶生成帯を難凍
状態で通過させる過冷却状態を作り出し、食品中心温度
を一６°Ｃ以下とするように冷却する過冷却工程；食品
の外周温度と中心温度とを均衡させるように冷却する緩
慢冷却工程：および食品中に氷結晶を形成するように冷
却する氷結工程を含んでなっている。

以下各工程について説明する。

■）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。

寸たこの工程は食品中心温度を最大氷結晶生成帯（−１
℃〜−５°Ｃ）の直前、すなわち００Ｃ〜３℃前後に艦
上げる目的を持つ。

この氷結カプセル形成工程は、好捷しくは一２５°Ｃ〜
−４５°Ｃの冷風を１０〜４０分間食品の外周部に吹き
付けることによりで達成される。

この際食品によっては外周部に適宜水分を補給する。

冷却温度が一２５℃以上では外周部氷結晶が３００μｍ
〜９００μｍの大きさになり細胞を破壊する。

寸だ一４５℃以下では外周温度と中心温度の差が犬きく
なり浸透圧の差による自由水の移動が生じｐＨを変える
おそれがある。

この工程においては中心温度と外周温度との差をできる
だけ少なくし、水分が中央部から外周に移動するのを防
止しながら中心温度を０８Ｃ〜３°Ｃ前後にする。

氷結カブスルによる外周固定と内部一部凍結により内圧
が高捷り、はざ才水が固定されて難凍状態が作り出され
る。

２）過冷却工程 最大氷結晶生成帯（−１℃〜−５°Ｃ）を難凍状態で通
過させる過冷却状態を作り出すものである。

すなわち自由水、結合水ともにできるだけ凍結しないよ
うに冷却条件を定めるものであるが、好捷しくは一５０
°Ｃ〜−９０°Ｃの冷風を１０〜３０分間吹き付けると
よい。

−５０°Ｃ以上では過冷却状態がつくれずに結氷し、捷
だ一９０°Ｃ以下ではエネルギが無駄になる。

この過冷却工程はコツプの水に一７０°Ｃ〜−９０°Ｃ
の冷風を吹き付は急冷すると一７８Ｃ〜−１０°Ｃにな
っても凍結ゼす、ショックを与えると一挙に凍結する現
象を利用するもので、細胞内の自由水、結合水は未凍結
の状態で最大氷結晶生成帯を通過し、食品の中心温度は
一６℃以下となる。

３）緩慢冷却工程 食品中心温度が一６°Ｃ〜−１０℃位になったとき、浸
透圧の差によって再び食物の中心部より外周部に自由水
が移動してｐＨの変化が起きないように、才だタンパク
質のアミノ酸のすぐそばが水利状態であるようにするた
め、中心部と外周部の温度差を小さくする工程であって
、好捷しくは一２５°Ｃ〜−４５°Ｃの冷風を１０〜４
０分間吹き付けて行なう −２５°Ｃ以上では温度伝達
時間がかかり過ぎて温度均衡が遅れる。

また−４５℃以下では外周部と中心部の温度差が拡がり
好捷しくない。

４）氷結工程 以上の各工程を経て難凍状態にある食品中の水分を物理
的に凍結？しめ、氷結晶をペプチド結合の継手を切るこ
とのないｌＯμｍ台の大きさとするとともに、食品中に
均一に分布させる工程である。

これは二段階に分けて行なうことが好寸しい。

すなわち最初は過冷却状態の食品を一挙に凍結さ？て食
品中心温度を瞬時に一１０°Ｃ以下とするもので、好才
しくは一５０°Ｃ〜−９０°Ｃの冷風を１０〜３０分間
吹き付けて行なう。

−５０°Ｃ以上では当該食品を一挙に低温域に持込むこ
とができず、一度に花が咲いたような奸才しい結氷が得
られない。

才た一９０℃以下としても結氷の微細化の効果は増大セ
スエネルギが無駄になる。

次は脂質との結合が強い未凍結の水分をゆっくり凍結し
て変質を防止する工程である。

これは好ましくは一２５８Ｃ〜−４５°Ｃの冷風を１０
〜４０分間吹き付けることによって達成され、中心温度
が一１８°Ｃ以下になったとき氷結工程を終了して保存
状態とする。

−２５℃以上の冷却温度では結氷に時間がかかり過ぎて
冷凍サイクルが長くなり設備の利用度が落ちてコストが
上がる 捷だ一４５℃以下としても、脂質との結合力の
強い水分の結氷については顕著な微細化の効果は得られ
ずエネルギの無駄になる。

以上の各工程を経て冷凍保存された食品を真空解凍、自
然解凍等によって解凍すると、タンパク質の立体構造小
枝との間に微細にちらばっていたｌＯμｍ台の氷結晶が
とけ、再びタンパク質との水利状態に戻る。

これによってカリウムイオン、ナ） ＩＪウムイオンの
電解質濃度も変化せず、分子生物学的に見て生細胞のよ
うな活性状態に復元することができる。

以下実施例につき本発明方法の効果を説明する。

〈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１０（ＸＸ １０ ＣＴＩ′Ｌｘ ３ｃｍ角で３００
ｇの豚モモ肉３個を長さ４０篩×巾２０ｃＴｌ×深さ５
ｃｒｒＬのステンレス製器の中に１ｃ４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１ｃＴＬのカブリの出来
るよう浸漬さゼてから一３５°Ｃの冷風を２５分間吹付
けて、肉片の表面に強固なカプセルを形成させながら中
心温度が３°Ｃになるようセットした。

次に一６５°Ｃの冷風を吹付け、前工程で内部圧の高捷
り等によってはざ１水の固定化が進み難凍状態にある該
食品を過冷却状態として更に難凍状態を増幅し最大氷結
晶生成帯を急速に通過？しめたところ中心温度は一６°
Ｃになった。

しかるのち冷風を一３５°Ｃに切換えて２５分間吹付は
外周と中心温度の均衡を図りながら緩慢に冷却したとこ
ろ中心温度が一８°Ｃになった。

次に冷風を一６５°Ｃに切換え１５分間冷却し、該食品
の中心温度を一１３℃にしたところ１０μｍ台の大きさ
の自由水の結晶が食品中に万遍にできた。

次に冷風を一３５℃に切り替えて３０分間冷却し、結合
水と脂質の凍結固定を完了したところ中心温度は一２０
°Ｃとなった。

その後、−１８°Ｃの通常の冷凍庫に移して、６ケ月保
存した。

別に同量の豚モモ肉３個ずつを一３５℃のエアーフリー
ジング、エアブラストフリージングで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
度を顕微鏡下で観察し、さらに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。

本発明方法による冷凍保存肉は冷凍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。

〈実施例 ２〉 冷却用ボックス内温度１５℃（常温）雰囲気下で活魚鮎
（体重５０ ｇ）−・マチ（同１．ｔＫｐ）各３匹を延
髄打撃により即殺し、鮎は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を振
りきけ、ハマチはその１まステンレスの皿の上に乗せ一
３５°Ｃの冷風で３０分冷却し鮎の表面に厚さ１ｃｒｒ
Ｌの強固な氷結カプセル、ハマチは表皮を含む皮下脂質
０．５ｃｒＩＬの氷結カプセルを形成させたところ両者
ともに中心温度は２℃となった。

その後−７５℃の冷風を２０分間吹付けて鮎の中心温度
を一８℃、ハマチを一６℃とした 次に冷風を一３５℃
に戻して３０分間吹付は外周と中心温度との差を平均化
？しめたのち冷風を再び一７５°Ｃとして１５分間吹つ
け、中心温度が鮎−１８℃、ハマチ−１４°Ｃになった
とき冷風を一３５℃に戻して３０分間吹きつけ、中心温
度−２３℃としたのち一１８℃の通常の冷凍庫に移して
１年間保存した。

別に同量の鮎と・・マチ各３匹ずつを同様に即殺し一３
５℃のエアーフリージング、エアープラストフリージン
グ及びコンタクトフリージングで２４時間処理後厚さ４
０μｍのポリエチレン袋に包み一１８℃の通常の冷凍庫
に１年間保存して対照区とした。

次に本発明及対照区の冷凍魚を３°Ｃで真空解凍し解凍
時のドリップ、肉色、肉の柔軟度、魚体中央背側皮膚よ
り５原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、さらに鮎は塩焼としハマチは刺身として風
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
魚と一様であった。

表２はその試験結果を示すものである。〈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個ず
つを何れも巾１５ｃＴＬ×長さ３０ｃｒｒＬＸ深す３ｃ
ｍのステンレス製バットの中に入れ植物多糖類とかゼラ
チン又はアルコールを含有するバラケ剤液を注入して完
全に液中に浸漬させ、−３５℃の冷風を２０分間吹付は
強固な結晶による氷結カプセルを形成させて該食品を外
側より固定した。

このとき中心温度は３℃であった。その後−６５℃の冷
風で１０分間急速に冷却したところ中心温度はサヨリ、
ホタテ貝とも一１０℃になった。

さらに冷風を一３５℃に戻し１５分間吹付けて外周と中
心温度の差を縮めた後再び一６５℃の冷風で１０分間冷
却し中心温度を共に一１５℃とした。

その後、−３５℃冷風を１５分間吹付は中心温度を一２
０°Ｃとしたのち４０μｍ厚さのポリエチレン袋に包み
一１８℃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
して一３５℃のエアーフリージング、エアープラストフ
リージングおよ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一１８℃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サヨリおよびホタテ貝柱を３℃
で真空解凍し、解凍時のドリップ、肉色、肉の柔軟度、
魚体中央側線直下の肉片（サヨリ）及び貝柱中心部（ホ
タテ貝柱）の肉片の凍結切片による細胞破壊度を顕微鏡
下で観察し、さらにサヨリは刺身として貝柱はフライパ
ンでバタ焼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においても生鮮品と区別
がつかない程の高品質を保っていた。

〈実施例 ４〉 冷却用ボックス内温度２０℃（常温）湿度６５係雰囲気
下でマグロにぎりずしく４０ｇ）及びのり甘きずしく３
００．？）各３個ずつを何れもステンレス板の上におき
、−３５℃の冷風を３０分間吹付けて冷凍庫内部の空間
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
の表面及びマグロ、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ると中心温度０°Ｃにな
った。

その後−７５℃の冷風を２０分間吹付けて急速に冷却し
たところ中心温度が一８°Ｃとなった。

次に一３５℃の冷風を３０分間吹付は緩慢に温度を降下
させて外周と中心温度の均衡を計り、中心温度を一１１
℃とした。

そこで一挙に自由水を凍結させるために一７５°Ｃの冷
風を１５分間吹付けると中心温度が一１７°（Ｊなった
。

ミセル状の結合の固い水分を凍結させるため更に一３５
℃の冷風で３０分間冷却し中心温度が一２３°Ｃになっ
たとき４０μｍ厚のポリエチレン袋に包み一１８℃の通
常の冷凍庫内に移して１年間保存した。

別に同量のマグロにぎりずしとのり甘きすしを和紙に包
みそれぞれ３個１群として一３５°Ｃのエアーフリージ
ング、エアープ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の厚さのポリエチレ
ン袋に包んで−１８°Ｃの通常の冷凍庫に移し１年間保
存して対照とした。

次に本発明及び対照区の冷凍ずしを室温２５°Ｃ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、米飯のゲルコアミラーゼ法による糊化度（
α仕度）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。

〈実施例 ５〉 冷却用ボックス内温度２２℃（常温）湿度６５チ雰囲気
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、−３５℃の冷風を３０分間吹付けて冷凍庫内
の空間の空気中の水分ともち表面の遊離水とにより表面
３原を凝結させて強固なカプセルを形成し、各中心温度
を３°Ｃとする。

その後、−６０℃の冷風を２０分間吹付けて急速冷却し
たところ中心温度は一１０°Ｃとなった。

次いで一３５°Ｃ冷風に切りかえ緩慢に３０分間冷却し
て外周と中心温度の差を少なくしたのち更に一６０°Ｃ
の冷風で１５分間急冷し、単一多糖類でのα化したミセ
ル状の構造を破壊することなく保有水の結晶を完成さ？
た。

中心温度は一１７°Ｃとなった。

再度−３５°Ｃの冷風に切り替え３０分間冷却して中心
温度を一２５℃にしたのち４０μｍ厚すのポリエチレン
袋に包み一１８°Ｃの通常の冷凍庫内に移して１年間保
存した。

別に同量のもち３個を１群として一３５℃のエアーフリ
ージング、エアープ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°Ｃで１時
間放置して自然解凍し、指先で押えた時の形状の変形と
復原性、生の才＼食べたときの食感、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午後生鮮なつきたでのもちに近い高品
質を維持した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 冷凍保存すべき食品の外周面に氷結カプセルを形成
   するとともに食品中心温度をＯ１℃〜３℃前後とするよ
   うに冷却する氷結カプセル形成工程；続いて最大氷結晶
   生成帯を難凍状態で通過させる過冷却状態を作り出し、
   食品中心温度を一６℃以下とするように冷却する過冷却
   工程；食品の外周温度と中心温度とを均衡させるように
   冷却する緩慢冷却工程；および食品中に氷結晶を形成す
   るように冷却する氷結工程を含む食品の冷凍保存方法。