JP4988617B2

JP4988617B2 - 冷凍食品用ブライン組成物及び冷凍食品の製造方法

Info

Publication number: JP4988617B2
Application number: JP2008023272A
Authority: JP
Inventors: 日出男森田; 文雄野田
Original assignee: 杉野哲也; 日出男森田
Priority date: 2008-02-01
Filing date: 2008-02-01
Publication date: 2012-08-01
Anticipated expiration: 2028-02-01
Also published as: US8381537B2; US20090196965A1; JP2009183157A

Description

本発明は、食品のブライン冷凍方法に使用する冷凍食品用ブライン組成物および冷凍食品の製造方法に関する。

国内外を問わず、豊作、豊魚に際しての、食材の有効利用、食生活の多様化への対応や添加物が不要で安全、安心である食品への要求に対処するには、食の冷凍化は避けて通れないテーマであり、よりこだわりのある美味しい冷凍食品が求められている。

美味しい冷凍食品を消費者に提供するには、新鮮な原材料の確保、冷凍前の食品の美味しさを維持する冷凍、解凍技術、および冷凍、解凍に適した加工技術の３点が必要であり、さらには冷凍流通のインフラ整備も必須である。

食品の冷凍方法は、使用する冷却媒体により、エアブラスト方式、接触凍結方式、ブライン方式、液体窒素あるいは液体炭酸ガス凍結方式等に分類される。

そのうち、冷凍庫内で冷気を接触させる方法（エアブラスト方式）がよく知られているが、冷気流が食品に十分に接触し難く、例えば、冷凍庫内に配置した食品の奥側、側面、底部などに冷凍むらが生じやすく、また熱伝導率が低いために被凍結食品の最大氷結晶生成帯（−１〜−５℃）を通過する時間が長くなり、そのため食品の組織（細胞）内の水が氷晶となり成長して組織破壊を起こし、解凍時にドリップとなって、品質劣化の主原因となる。

従って凍結による食品の品質劣化を防ぐには最大氷結晶生成帯を短時間に通過することが重要となる。

ブライン方式はエアブラスト方式に比較して約２０倍の熱伝導率を有するので（表１）、急速凍結による高品質の食品を製造する場合には優れているが、非包装食品が多い現在の冷凍ではエアブラスト方式が圧倒的に多いのが現状である。

一方ではより高品質な冷凍食品への要望も高く、アルコールブライン冷凍に、５〜５０ｋｖという高電圧電場を付加することにより、熱伝導性をさらに高くして、極めて短時間で急速冷凍を可能とし、かつ安価なランニングコストの冷凍装置が開発された。（特許第３６３９４９９号公報、特許文献１および特開平８−１２６４６５号公報、特許文献２）
しかし、従来の方法では、次の欠点がある。

冷媒としてアルコールを用いた場合に、空気中の水を吸い、そのためアルコール度数が低くなるので温度が下がりにくくなる。従って、凍結温度も高くなる。例えば、ブラインとしてエタノールを用いた場合、エタノールは食品に対して安全で、粘度も低く、ブライン方式の冷媒として有効ではあるが、エタノール水溶液を−３５℃以下に冷却すると、運転中に空気中の水分を巻き込み、エタノール度数が低下し、凍結温度が高くなる欠点がある。
特許第３６３９４９９号公報特開平８−１２６４６５号公報

本発明は上記欠点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、エタノール濃度が低くても凍結温度が上がらず、そのため食品の組織（細胞）内の水が氷晶となり成長して組織破壊を起こすことを抑制できる冷凍食品用ブライン組成物、食品の冷凍装置及び冷凍食品の製造方法を提供することにある。

すなわち、本発明の冷凍食品用ブライン組成物は、エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有し、そのことにより上記目的が達成される。

一つの実施形態では、前記エチルアルコールの濃度が３５〜６０重量％、エリスリトールの濃度が０．８〜５．０重量％、残りが水である。

本発明の食品の冷凍装置は、ブライン組成物を収容した冷凍槽と、該ブライン組成物を冷却するための冷凍機と、該ブライン組成物に電界を与える高電位電場発生手段とを備えた食品の冷凍装置であって、該ブライン組成物が、エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有し、そのことにより上記目的が達成される。

一つの実施形態では、前記ブライン組成物中のエチルアルコールの濃度が３５〜６０重量％、エリスリトールの濃度が０．８〜５．０重量％、残りが水である。

本発明の冷凍食品の製造方法は、食品を袋に密封する工程、該食品を密封した袋を、ブライン組成物に浸漬する工程、および該ブライン組成物に電界を付加しながら冷凍する工程、を包含する冷凍食品の製造方法であって、該ブライン組成物が、エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有し、そのことにより上記目的が達成される。

本発明の冷凍食品用ブライン組成物は、エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有するので、食品の安全性を損なうことなく、ブライン組成物の氷点を降下させることができる。

従って、ブライン組成物に高電圧電場を与えて食品をブライン冷凍する際に、冷凍食品用ブライン組成物の温度が、最大氷結晶生成帯である０〜−５℃をより速く通過させることができる。そのため、食品素材に含まれる水分によって形成された氷結晶の成長を抑制し、これにより組織破壊を防止し、解凍したとき、食品素材の冷凍前の状態を保つことができる。

すなわち、運転中にブライン組成物の氷点が上がることがないので、冷凍において食品の品質に重要な最大氷結晶生成帯（−１〜−５℃）を通過する時間を従来のブライン冷凍方法に比較して短縮できる。その結果、鮮度のよい、食感、色調に優れ、解凍時にドリップの少ない冷凍食品を製造できる。

また、本発明では、エリスリトールを氷点降下剤として使用するので以下のような利点がある。
（１）水の氷点降下剤としては、寒冷地のラジエーター水のジエチレングリコールがよく知られている。また、食品ではプロピレングリコール等の糖アルコールが使われている。

エリスリトールを含むエタノール溶液は、これらの他の糖アルコール類より低粘度である。ブライン冷凍では、低粘度性の冷凍液を使用する方が作業性が良く、また溶媒の欠減も低い。
（２）エリスリトールは、高エタノール濃度下で他の糖アルコール類より溶解性が高い。

エチレングリコール、プロピレングリコールは溶解性が高いが、高粘度である。氷点降下の大きさは溶質濃度に比例するので、溶解度が高いことは氷点降下剤としてメリットが大きい。
（３）エリスリトールは、他の糖アルコール類より氷点降下度が高い。例えば、２０重量％のエリスリトールの氷点は−４℃、同濃度のショ糖の氷点は−１．２℃、ソルビトール−の氷点は２.５℃である。
（４）冷凍装置の低腐食性
冷凍溶媒であるエタノール溶液によく利用されている食塩、クエン酸等に比較し、エリスリトールの腐食性は低い。
（５）水の氷点降下剤としてエリスリトール無水物があるがエリスリトールはない。

以下に本発明の実施の形態を具体的に説明する。

本発明の冷凍食品用ブライン組成物（以下、冷媒ともいう）は、エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有する。好ましいエチルアルコールの濃度は３５〜６０重量％であり、さらに好ましくは４０〜５０重量％である。好ましいエリスリトールの濃度は０．８〜５．０重量％であり、さらに好ましくは１．０〜３．５重量％である。

ブライン組成物中におけるエチルアルコールの濃度が３０重量％未満であると、凍結温度が−２５℃に達することが難しくなり、エチルアルコールの濃度が７０重量％を超えると、凍結温度は−５０℃以下になるが、冷凍装置への負荷が大きくなり、所定の温度維持も難しく経済的ではない。

エリスリトールの濃度が０．５重量％未満であると、ブライン組成物を、例えば−４０℃、６０分間保存した場合に氷結ができる場合があり氷点降下剤としての効果が小さくなり、エリスリトールの濃度が１０重量％を超えると、エリスリトールの溶解性が悪くなり、アルコール濃度が５８％では溶解しない。

本発明の食品の冷凍方法は、上記ブライン組成物を用い、食品を密封した袋をブライン組成物中に浸漬し、その浸漬状態で該ブライン組成物に電場を付与しながら冷凍する工程、を包含する。

本発明の冷凍方法の対象となる食品には、魚、貝、海藻、甲殻類、魚卵等の水産物、牛、豚、鶏、卵等の畜産物、根菜類、果物等の農産物、及びこれらの調理加工品など食品全般が含まれる。特に、本発明が有効である食品としては、魚貝類、畜産物等の蛋白質主体の食品およびその加工品があげられる。

本発明の食品の冷凍装置は、上記ブライン組成物を収容した冷凍槽と、該ブライン組成物を冷却するための冷凍機と、該ブライン組成物に電界を与える高電位電場発生手段とを備えている。

なお、本発明において、一例としてはブライン方式として、電極の１本をブライン内に挿入したブライン冷凍装置及び高電圧電場発生手段を用いて、ブラインに高電圧電場を与えながら調理食品を冷凍する方法をいう。ブラインの温度は、−２０℃〜−５０℃の範囲で、高電圧電場発生手段の電位は５〜５０ｋＶを発生させるものが好ましい。

また、冷凍工程は、０℃から−５℃の温度域を１５分以内に通過し、−２０℃から−５０℃の温度範囲に至るまで冷凍するのが好ましい。

本発明の冷凍装置の概略は以下の通りである。

すなわち、ブライン冷凍装置のブライン内に高電圧電場発生手段の２本ある電極の一方を挿入する。電極の他方は、ブライン冷凍装置のブラインに挿入せず、絶縁処理を行い、２本の電極間に電流が流れないようにする。これらの電極は、特公昭３８−６１０６号公報に示されているような高周波電位発生装置の２次側に接続されている。

ブラインは冷凍装置に接続した冷凍機を用いて冷却し、駆動モータを使用した循環装置を用いてブラインを循環させることにより、ブラインの入っている槽内の温度を一定に保持する。

冷却装置、高電圧電場発生手段、及び循環装置の駆動モータはそれらの設置に際し、床面と各装置との間は絶縁硝子を支持体として用いる。

市販品としては、例えば、高電圧電場アルコール冷凍機（商品名：クイックフリーザーＲＱＦ−５０型、アルファシステム社製）を使用することができる。

具体的には、本発明の食品の冷凍装置は、低温に維持されるブライン組成物（冷媒）を収容した冷凍槽と、その冷凍槽に設けられ内部の冷媒を攪拌もしくは循環させるように電気モータで駆動される冷媒駆動部と、食品を支持して冷凍槽内の冷媒中に浸漬するように設けられ電気モータで駆動される被冷凍物昇降部と、冷媒冷却用の電気モータで駆動される冷凍機とを備えている。本発明の食品の冷凍装置は、さらに、該冷媒に電場を与えるために高電位電場発生手段が設けられている。

本発明の食品の冷凍装置は、その全体が設置床面に対して電気的に絶縁支持され、且つ各々の該電気モータは取付部に電気的に絶縁支持され、モータ出力は電気絶縁ベルトを介して出力するように構成されている。

装置全体が床面に対して絶縁支持されているので、高電位発生手段から冷凍槽内の冷媒に支障なく電場を付与できる。また、装置の機械的な駆動を行う各部の駆動源である電気モータは、その取付部に対して絶縁支持され、且つ絶縁ベルトを介して駆動力の伝達を行うように構成されていることにより、電気モータ側に高電位電場発生手段の影響が及ぶことはなく、各動作部分は確実に動作する。

この装置を用いて、−２０〜−５０℃に冷却した冷媒中に５〜１００ｋｖの高電位を付与した電場をつくり、これにポリエチレン等の容器に入れた食品を１０〜６０分間浸漬して冷凍食品とする。この容器内には、調味液を入れることができる。このように食品を容器内に密封することにより、食品は冷媒に接触することなくブライン冷凍でき、また解凍及び調理を同時に行うことができる。

このように、本発明においては、ブライン冷凍時に、高電圧電場を付加することにより、ブライン組成物の熱伝導性をさらに高くして極めて短時間で急速冷凍ができる。

以下に本発明の方法の実施例を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
エタノールは食品に対して安全で、粘度も低く、ブライン方式の冷媒としては有効であるが、エタノール水溶液を−３５℃以下に冷却すると、空気中の水分を巻き込み、エタノール度数が低下し、凍結温度が高くなる欠点がある。

そこで、凍結温度を下げること、およびエタノール濃度が低くても凍結温度が上がらないような氷点降下剤の検討を行った。
（１）氷点降下剤としては、食品に添加可能な以下に示す界面活性剤、多価アルコール等を検討した。

界面活性剤：グリセリン脂肪酸エステル（モノグリセリン）、ショ糖脂肪酸エステル（ショ糖エステル）、ソルビタン脂肪酸エステル（ソルビタンエステル）、プロピレングリコール脂肪酸エステル、大豆リン脂質（レシチン）
多価アルコール類：エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、エリスリトール、マニトール、ソルビトール、還元麦芽水飴
（２）実験方法および結果
冷媒、蓄冷剤としては、エチレングリコールが冷媒などでよく利用される。

そこで、エチレングリコールと同等以上の効果があり、食品として安全である添加剤を探した。

食品の冷凍では、０℃〜−５℃までの最大氷結晶温度帯をすばやく通過し、かつ−２５℃以下まで短時間で低下することが必要であるので、−３５℃〜−４０℃で通常運転可能な冷凍装置が望まれる。

そこで、４０％アルコール溶液に、表２に示す各種氷点降下剤を添加したものについて実験を行った。

エタノール水溶液と凍結温度の関係を図１に示す。４０％アルコール溶液の凍結温度は図１より−３１℃である。

この４０％アルコール溶液に各種添加剤を１．０％、２．５％添加し、常温、−３５℃、−４０℃での冷媒の溶解性を調べた。その結果を表２に示す。

表２中、○は溶解していることを示し、×は溶解していないことを示す。

表２に示すように、エチレングリコールと同等以上の効果が認められたのは、エリスリトールであり、次いでプロピレングリコール、グリセリンであった。ただし、グリセリン、プロピレングリコールは、温度が低下するにつれて、粘性が高く、食品冷凍用氷点降下剤としては適さない。
（３）結論
食品に使われるアルコールブライン冷凍法に適した氷点降下剤としては、エリスリトールが最適である。次いで、プロピレングリコール、グリセリンが良い。

種々の界面活性剤、炭素数５以上の糖アルコール類は、アルコールに対する溶解性が悪く、氷点降下の有効性も低いものであった。

エリスリトールは、４単糖アルコールで、果実、キノコやワイン、醤油等の発酵食品に含まれている天然の糖質で、砂糖代替甘味料として食品添加物として認知されている。
（実施例２）
（１）４０％エタノールに、エリスリトールを１％、３％、５％、１０％、１５％添加し、得られた５つのエタノール溶液におけるエリスリトールの溶解性を温度を変えて（常温、−３５℃、−５０℃）それぞれ観察した。その結果を表３に示す。

（２）５８％エタノールに、エリスリトールを１％、３％、５％、１０％、１５％添加し、得られた５つのエタノール溶液におけるエリスリトールの溶解性を温度を変えて（常温、−３５℃、−５０℃）それぞれ観察した。その結果を表４に示す。

表３および表４に示すように、エリスリトールは、高エタノール濃度下で溶解性が高く、氷点降下剤として優れていることが認められた。

また、４０％、５８％エタノールに溶解した１０％エリスリトールの溶液は、−３５℃で２０ｋｖの高電圧を加えたものでも沈殿は生じなかった。

以上のことから、５８％エタノール溶液中では、−５５℃以上では、５％のエリスリトール、−３５℃以上では１０％のエリスリトールが溶解することが認められた。
（実施例３）
（１）４０％アルコールに、表５に示す糖アルコールを１．０％又は２．５％添加して、−４０℃にて６０分間静置し、冷媒の結晶または沈殿の有無を検討した。

（２）結果
各種糖アルコールは１．０％添加では全て氷結が起きなかった。

各種糖アルコールは２．５％添加では、マニトール、ソルビトール、アマルティ（還元麦芽水飴）は氷結した。

エリスリトールは、氷結が起きず、有望な氷点降下剤と考えられた。

アルコール水溶液の濃度とその凍結温度との関係を示すグラフである。

Claims

エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有する冷凍食品用ブライン組成物。
前記エチルアルコールの濃度が３５〜６０重量％、エリスリトールの濃度が０．８〜５．０重量％、残りが水である請求項１に記載の冷凍食品用ブライン組成物。
ブライン組成物を収容した冷凍槽と、該ブライン組成物を冷却するための冷凍機と、該ブライン組成物に電界を与える高電位電場発生手段とを備えた食品の冷凍装置であって、
該ブライン組成物が、エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有する食品の冷凍装置。
前記ブライン組成物中のエチルアルコールの濃度が３５〜６０重量％、エリスリトールの濃度が０．８〜５．０重量％、残りが水である請求項３に記載の食品の冷凍装置。
食品を袋に密封する工程、
該食品を密封した袋を、ブライン組成物に浸漬する工程、および
該ブライン組成物に電界を付加しながら冷凍する工程、を包含する冷凍食品の製造方法であって、
該ブライン組成物が、エチルアルコールを３０〜７０重量％、エリスリトールを０．５〜１０．０重量％および水を含有する冷凍食品の製造方法。
前記ブライン組成物中のエチルアルコールの濃度が３５〜６０重量％、エリスリトールの濃度が０．８〜５．０重量％、残りが水である請求項５に記載の冷凍食品の製造方法。