JPH078222B2

JPH078222B2 - 生物組織の冷凍方法

Info

Publication number: JPH078222B2
Application number: JP63-503091A
Authority: JP
Inventors: 優之松浦
Original assignee: 株式会社シーメツクス・ジャパン
Filing date: 1988-04-08
Publication date: 1995-02-01
Anticipated expiration: 2010-02-01
Also published as: JPH078222B1; WO1989009548A1

Description

【発明の詳細な説明】技術分野この発明は、生物組織の冷凍方法、特に、魚、肉、果実
類等の食品に用いて好適な冷凍方法の改良に関する。

背景技術現在、肉、魚類の食品は、冷凍庫においてこれらを−20
℃以下に凍結し、且つ冷凍保存される。しかし、このよ
うな凍結方法では、凍結の際に、肉、魚の中に氷結晶が
生じて、これが肉あるいは魚の鮮度、旨味等を著しく破
壊するという問題点がある。

即ち、魚、肉あるいは葉菜、果物等の凍結すべき生物組
織には、種類によって多少の温度差はあるが、−１℃〜
−５℃の範囲に最大氷結晶生成温度帯がある。このた
め、生物組織が、温度降下中にこの温度帯を通過する際
に、これら生物組織中の水分が針状に結晶し、成長した
結晶が、生物組織の細胞、繊維あるいは細胞膜、繊維膜
を傷めたり破壊したりする。

このように、細胞、繊維等が損傷を受けると、該生物組
織を解凍した際に、ドリップと称される肉汁等の旨味が
流出してしまい、これが食品としての生物組織の価値を
著しく低減してしまうという問題点があった。また、冷
凍保存中に肉汁等が昇華して、生物組織が脱水状態とな
ることもある。

これに対して、近年、前記最大氷結晶生成温度帯の直近
の温度域まで冷却して、肉、魚等を保存する方法が開発
されている。

このようにすれば、食品を０℃以下に冷却しても、その
組織体内に氷結晶が生じないので、食品の鮮度、旨味が
保持されることになる。

しかしながら、０℃近傍から最大氷結晶生成温度帯との
間の、僅かな温度帯域に、食品の温度を保持することは
かなり面倒である。

即ち、食品の流通過程において、運送中もこのように僅
かの温度帯域に食品の温度をコントロールすることは、
多大のコストを要するという問題点が生じる。

さらに、食品は凍結していないので、その細胞、繊維、
細胞膜あるいは繊維膜は柔らかい状態であって、転々流
通の過程で損傷され易いという問題点もある。

また、冷却温度が比較的高いので、細菌の死滅効果、静
菌作用が小さいのみならず、食品を１ケ月以上の長期に
保存できないという問題点がある。

他に、生物組織を液体窒素等の極超低温の液体中に浸漬
して、急激に凍結させる方法がある。このような方法
は、肉、魚等の冷凍には不適当である。即ち、肉、魚等
の生物組織を液体窒素の中に直接あるいは合成樹脂フィ
ルム等の容器中に入れた状態で浸漬すると、余りにも急
速に冷却されるため、生物組織の外側と内側での温度差
が大きくなる。この温度差により歪みが生じるために、
該生物組織が粉砕されてしまうという問題点が生じる。

従って、液体窒素等の極超低温の液体を利用して生物組
織を凍結させる場合は、まず液体窒素の容器の上方にあ
る低温窒素ガス中で、生物組織をゆっくりと凍結させ、
しかる後に、液体窒素の中に浸漬させる方法が考えられ
る。

しかしながら、このような凍結作業は、時間およびコス
トが掛り、大量の肉、魚等の冷凍に利用することができ
ない。

さらに、液体窒素は製造コストが高く、また気化し易く
て、容器中に保存している間に徐々に気化して損失が大
きい。また、生物組織の冷凍作業中には、気化した窒素
が、多量に空気中に放散してしまうという問題点があ
る。

特に、気体となった窒素は、比重が空気より小さいた
め、空気中への拡散速度が大きい。従って、液体窒素に
よる冷凍は非常にコストが掛り、従来は一部の高価な
肉、魚等に利用されているのみである。

発明の開示この発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので
あって、液体窒素を用いることなく、最大氷結晶生成温
度帯を短時間で通過して、針状の氷結晶を生成させるこ
となく、従って凍結すべき生物組織の細胞、繊維、細胞
膜あるいは繊維膜を傷めたり破損したりすることなく、
該生物組織を凍結させることができるようにした生物組
織の冷凍方法を提供することを目的とする。

この発明は、生物組織を、PHおよび浸透圧が、凍結させ
るべき生物組織のPHおよび浸透圧と等しく調整され、−
６℃〜−79℃に冷却された不凍液中に浸漬して凍結させ
ることにより、上記目的を達成するものである。

また、生物組織を、PHおよび浸透圧が、凍結させるべき
生物組織のPHおよび浸透圧と等しく調整された液体と共
に容器に入れ、−９℃〜−150℃に冷却した不凍液中に
浸漬して凍結させるようにして、上記目的を達成するも
のである。

また、前記記生物組織を、0.1〜20％濃度のグリセリン
またはエステルを含むグリセリン誘導体の水溶液と共に
前記容器中に入れ、この状態で前記不凍液中に浸漬して
凍結させるようにして、上記目的を達成するものであ
る。

また、前記グリセリンまたはグリセリン誘導体の水溶液
のPHおよび浸透圧を、凍結させるべき生物組織のPHおよ
び浸透圧と等しく調整させるようにして、上記目的を達
成するものである。

また、前記生物組織が海水魚の場合、該海水魚を、0.1
〜20％濃度のグリセリンまたはエステルを含むグリセリ
ン誘導体の海水溶液と共に容器中に入れ、この状態で前
記不凍液中に浸漬して凍結させるようにして、上記目的
を達成するものである。

また、生物組織を葉菜とし、該葉菜を、吸水性材料で包
んで密封容器中に入れ、この状態で不凍液中に浸漬して
凍結させるようにして、上記目的を達成するものであ
る。

また、前記密封容器内に葉菜を入れる際に、該密封容器
から空気を引抜いた後に密封するようにして、上記目的
を達成するものである。

また、生物組織を、その最大氷結晶生成温度帯の直近の
温度域まで予冷却し、しかる後に、前記不凍液中に浸漬
して凍結させるようにして、上記目的を達成するもので
ある。

この発明において、従来は低温空気によって肉、魚等を
冷凍していたのに対して、不凍液、即ち比熱が空気の約
20ある液体によって、生物組織を冷却するので、該生物
組織の最大氷結晶生成温度帯を瞬時に通して、針状の氷
結晶を生成させることなく生物組織を凍結できる。

従って、該生物組織中の水分は、粒状のまま凍結され、
細胞、繊維、細胞膜あるいは繊維膜が損傷されたり破壊
されたりすることがない。

発明を実施するための最良の状態以下、本発明の実施例を詳細に説明する。

本発明方法の第１実施例は、不凍液をエチレングリコー
ル水溶液として、これを−６℃以下の、エチレングリコ
ールの濃度により異なる凍結温度近傍まで冷却して、そ
の中に肉、魚等の生物組織を浸漬して凍結させるもので
ある。

このエチレングリコールの量は、凍結すべき生物組織、
即ち魚、肉等の大きさに応じて適宜選択する。

一般に、液体の比熱熱は空気の20倍程度であって、且つ
熱伝導率も空気と比較して大きい。

従って、液体を用いた場合、空気の場合と比較して、生
物組織を約20倍倍の速度で冷却させることができる。

このように、高速度で生物組織を冷却すると、−１℃〜
−５℃の間にある最大氷結晶生成温度帯は、非常に短時
間に通過し、細胞の水分が針状結晶に成長する余裕がな
く、粒状のまま凍結してしまう。

このため、針状結晶によって、生物組織の細胞、繊維、
細胞膜あるいは繊維膜が傷められたり破壊されたりする
ことがない。

従って、該生物組織を解凍させても、細胞液、繊維間の
体液等が洩れ出したりすることなく、生物組織の鮮度が
長期間に亘て保持されることになる。

本発明者の実験によれば、小魚等は新鮮な場合、死後硬
直によって魚体が反ったり捩れたりし、時間の経過と共
にこの反りあるいは捩れが元に戻るが、上記実施例方法
によって凍結した小魚は、解凍後もその死後硬直が残っ
ているほどであった。

また、上記実施例において、生物組織は超低温に瞬間的
に冷却されるので、これらに付着する、例えばボルデテ
ラ、エリジペラス、レプトスピラ、ブルモラ、ぶどう状
球菌、連鎖状球菌、大腸菌等の大部分の細菌は死滅し、
あるりは海産魚介類に寄生するものとして知られている
アニサキス幼虫等も瞬間的に死滅する等、凍結後の静菌
作用も他の凍結方法に比較して非常に優れている。

また、上記実施例においては、不凍液としてエチレング
リコールまたはその水溶液を利用しているが、エチレン
グリコールは日本国食品衛生上も使用が認められてい
て、安全且つ無害である。

次に、生物組織の具体的な種類に応じて凍結方法の実施
例について説明する。

まず、比較的小型の淡水魚、例えば鮎、若さぎ等は、ま
ず約２％濃度のグリセリンの水溶液と共に、合成樹脂フ
ィルム等の密封パッケージ中に入れてから、前記不凍液
中に浸漬して凍結させる。

このようにすると、グリセリンの被膜が魚体の細胞ある
いは細胞膜を覆ってこれを保護すると共に、前記グリセ
リン水溶液がパッケージ内での冷熱の伝導を速やかにし
て、淡水魚を直接不凍液中に浸漬した場合と殆ど同一の
速度で凍結でき、しかも取扱いに便利である。

また、生物組織の解凍は、通常、常温の水の中に前記パ
ッケージを浸漬する。この場合、冷凍された生物組織
は、急激な温度上昇によってひび割れが生ずるが、グリ
セリン溶液によって保護されていると、緩やかな解凍が
生じ、ひび割れが生じないことが本発明者の実験によっ
て確認された。

次に、魚体の比較的小さい海水魚の場合であるが、この
場合は、２％濃度のグリセリンからなる滅菌した海水溶
液と共に合成樹脂フィルム等からなる密封パッケージ中
に該海水魚を入れて、不凍液中に浸漬して凍結させる。
さらに、鰯、鯡、鮎等の幼魚、即ち白子あるいは白魚等
の数cm以下の小さな魚の凍結には、0.1％濃度のグリセ
リンからなる滅菌した海水溶液または水溶液を利用す
る。

この場合、魚は、その生息する水あるいは海水中に対し
所要濃度となるようにグリセリンを添加して得られる液
体を使用して、凍結を行うことにより、より鮮度を保持
して凍結保存することが、実験の結果確認された。

すなわち、魚と接触する水あるいは海水について、その
浸透圧およびPHを、凍結させる魚の浸透圧およびPHと等
しくなるように調整した液体とすることにより、魚の細
胞液、体液の浸透、PHの変化を抑制し、生物組織の破壊
を防止することができるかからである。因みに、PHの値
は、淡水魚の場合に約6.8〜7.0であり、海水魚の場合に
約7.0〜7.2である。

次に、大型の魚、例えば鮭、鮪、鰹等は、予め合成樹脂
フィルムのパッケージ中に密封した状態で、空気を抜
き、その生息する海水または水に２％濃度のグリセリン
を添加した溶液を注入した後、前記不凍液中に浸漬して
凍結させる。

なお、パッケージを使用しないで、そのまま不凍液中に
魚を浸漬してもよい。この場合は、前記不凍液のPHおよ
び浸透圧を、冷凍すべき生物組織のPHおよび浸透圧と一
致するように、調整すればば好適である。

前述したように、海水または水の浸透圧の調整に際して
は、グリセリンまたはエステルを含むグリセリン誘導体
を使用することができる。また、PHの調整に際しては、
ブドウ糖、クエン酸等を使用することができる。

凍結すべき生物組織をそのまま不凍液中に浸漬する場合
と、合成樹脂フィルム等のパッケージ中に単独あるいは
前述のようなグリセリン溶液と共に入れて、不凍液中に
浸漬して凍結する場合とでは、該不凍液の最低温度が異
なる。

即ち、生物組織を−79℃よりも低い温度の不凍液中に直
接浸漬した場合は、その組織の一部が破壊されることが
起きるが、パッケージ中にグリセリン溶液等と共に密封
した場合は、該パッケージおよびグリセリン溶液がサー
マルショックを吸収するために、例えば−150℃に冷却
した不凍液中に浸漬しても、急激な冷却による生物組織
の破壊が見られなかった。

次に、葉菜の場合は、例えば厚手の和紙等の吸水性材料
で該葉菜を包み、しかる後、密封容器中に入れて、該密
封容器から空気を抜いた後に密封する。

この状態で、不凍液中に浸漬して該葉菜を凍結させる。

このようにすると、密封容器中に空気に含まれる水分が
葉菜の表面に付着したりすることがなく、該付着による
葉菜のいわゆる霜焼けによる損傷が防止される。

さらに、例えばわさび、朝鮮人参等の根菜類は、２％程
度の濃度のグリセリン水溶液を用い、前記淡水魚の場合
と同様に冷凍する。

また、松茸、椎茸等の菌類は、松茸の場合、松あるいは
松葉のチップを密封容器中に松茸と共に入れて、この密
封容器ごと不凍液中に浸漬して凍結させる。

また、椎茸の場合は、密封容器中に椎茸と共に、椎の木
のチップあるいは椎の葉のチップを入れて、この状態で
不凍液中に浸漬し凍結させる。

このようにすると、実験によって確認したものである
が、単に容器中に入れて凍結した場合と比較して、鮮度
が高い状態で、より長期間保存できることが確認され
た。

ここで、前記のような冷凍に先立ち、生物組織を予めそ
の最大氷結晶生成温度帯の直近まで冷却しておき、次に
前記のように不凍液中に浸漬して冷凍させると、さらに
急速に最大氷結晶生成温度帯を通過できる。また、生物
組織を予冷却しておくと、不凍液中に浸漬した際のサー
マルショックが少ないために、より低温の不凍液を利用
することができる。

不凍液は、生物組織を浸漬させることによって温度上昇
するが、生物組織を可能な限り予冷却しておけば温度上
昇が少ない。さらに、予冷却によって生物組織に与えら
れるサーマルショックが少ないことから、不凍液をより
低温にすることができるので、不凍液の温度上昇を低く
押えることができる。

なお、上記実施例において、不凍液を−６℃〜−150℃
に冷却したとしているが、この温度は冷凍すべき生物組
織の種類によって適宜選択する。

さらに、グリセリンの水溶液あるいはグリセリンの海水
溶液を生物組織と共に密封容器中に入れて凍結する場
合、該グリセリン濃度は、0.1％または２％に限定され
るものでなく、実験によれば0.1〜20％の範囲で有効で
あることが確認された。

さらに、上記実施例においては、不凍液をエチレングリ
コールもしくはこの水または海水溶液としたものである
が、本発明はこれに限定されるものではなく、ある程度
の親水性があり、且つ−６℃〜−150℃の範囲で凍結し
ないものであればよい。

従って、プロピレングリコールを含む不凍液あるいはエ
チルアルコール、メチルアルコール、プロピルアルコー
ル等のアルコール系不凍液、あるいは塩化ナトリウム水
溶液、塩化カリウム水溶液を用いてもよい。

但し、アルコール系不凍液の場合は、引火し易い性質で
あるので、防爆措置が必要となる。また、メチルアルコ
ール等の毒性のある不凍液は、生物組織を密封容器に入
れて冷凍する場合のみ使用する。

また、上記実施例において、生物組織を直接浸漬する場
合の不凍液の冷却温度は、−６℃〜−79℃としている
が、−６℃の上限は、最大氷結晶生成温度帯との関係か
ら決定され、また−79℃は、生物組織を急速に冷凍した
場合、これが液体窒素等に浸漬した場合と同様の組織の
粉砕現象が生じないための限界値から決定される。

生物組織を合成樹脂フィルム等の密封容器に入れた状態
で不凍液中に浸漬する場合の該不凍液の冷却温度の下限
を、−150℃としているが、これは常温で気化し難い不
凍液で、考えられる限界値から決定される。

また、上記実施例においては、グリセリンが用いられて
いるが、これはグリセリンに限定されるものではなく、
グリセリンの他にエステルを含むグリセリン誘導体をも
含むものである。さらにまた、生物組織と共に密封容器
中に入れられる液体は、生物組織のPHおよび浸透圧と略
同一に調整されたものであればよく、グリセリン等の溶
液に限定されない。

また、上記葉菜の実施例の場合、吸水性材料で葉菜を含
み、且つ密封容器から空気を引抜いて脱湿、脱酸素を行
っていたが、脱湿、脱水あるいは脱酸素は、脱湿剤、脱
酸素剤を密封容器中に同封することにより行ってもよ
い。また、それらを併用するようにしてもよい。

このような脱湿剤、脱酸素剤の同封は、葉菜に限られる
ものでなう。他の生物組織の冷却にも利用され得る。

産業上の利用可能性本発明によれば、生物組織中に含まれる水分が針状結晶
となる最大氷結晶生成温度帯を、その冷却に際して瞬間
的に通過できるために、針状結晶による生物組織の細
胞、繊維、細胞膜あるいは繊維膜の損傷、破壊を防止で
きる、さらに生物組織に接触する液体のPH、浸透圧を、
その生物組織のPHおよび浸透圧と等しく調整し、細胞
液、体液の浸透、PHの変化を抑制でき、従って生物組織
をその旨味を失うことなく新鮮な状態で長期間冷凍保存
することができる。

また、上記のような冷却を、低コストで且つ連続的に、
大量に行うことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】肉、魚、野菜、果物等の生物組織を、PHお
よび浸透圧が、凍結させるべき前記生物組織のPHおよび
浸透圧と等しく調整され、且つ−６℃〜−79℃に冷却し
た不凍液中に浸漬して凍結させることを特徴とする生物
組織の冷凍方法。
【請求項２】生物組織を、その最大氷結晶生成温度帯の
直近の温度域まで予冷却し、しかる後に、前記不凍液中
に浸漬して凍結させてなる請求の範囲第１項記載の生物
組織の冷凍方法。
【請求項３】PHおよび浸透圧が、凍結させるべき生物組
織のPHおよび浸透圧と等しく調整された液体と共に生物
組織を容器に入れ、−６℃〜−150℃に冷却した不凍液
中に浸漬して凍結させることを特徴とする生物組織の冷
凍方法。
【請求項４】前記生物組織を、0.1〜20％濃度のグリセ
リンまたはエステルを含むグリセリン誘導体の水溶液と
共に前記容器中に入れ、この状態で前記不凍液中に浸漬
して凍結させてなる請求の範囲第３項記載の生物組織の
冷凍方法。
【請求項５】前記グリセリンまたはグリセリン誘導体の
水溶液のPHおよび浸透圧を、凍結させるべき生物組織の
PHおよび浸透圧と等しく調整してなる請求の範囲第４項
記載の生物組織の冷凍方法。
【請求項６】前記生物組織が海水魚の場合、該海水魚
を、0.1〜20％濃度のグリセリンまたはエステルを含む
グリセリン誘導体の海水溶液と共に前記容器中に入れ、
この状態で前記不凍液中に浸漬して凍結させてなる請求
の範囲第３項記載の生物組織の冷凍方法。
【請求項７】前記グリセリンまたはグリセリン誘導体を
海水溶液のPHおよび浸透圧を、凍結させるべき生物組織
のPHおよび浸透圧と等しく調整してなる請求の範囲第６
項記載の生物組織の冷凍方法。
【請求項８】生物組織は葉菜であって、該葉菜を、吸水
性材料で包んで密封容器中に入れ、この状態で−６℃〜
−150℃に冷却した不凍液中に浸漬して凍結させること
を特徴とする生物組織の冷凍方法。
【請求項９】前記密封容器内に葉菜を入れる際に、該密
封容器から空気を引抜いた後に密封してなる請求の範囲
第８項記載の生物組織の冷凍方法。
【請求項１０】生物組織を、その最大氷結晶生成温度帯
の直近の温度域まで予冷却し、しかる後に、前記不凍液
中に浸漬して凍結させてなる請求の範囲第３項ないし第
９項のいずれか１項に記載の生物組織の冷凍方法。