냉동 (완만동결, 급속동결, drip) (123)

 

냉동의 정의

어떤 물체나 공간의 열을 인위적으로 빼앗음으로써 제품의 온도를 빙결점 아래로 냉각한 것을 말하며

대부분의 물질이 액체에서 고체로 변하는 상변화(phase change)가 수반된다.

 

냉동 저장

 1. 식품을 장기간 안전하게 저장하기 위해서는 식품의 온도를 -18℃ 이하의 빙결점 이하로 낮추어

    동결상태로 저장하는 방법

 

 2. 식품 중 대부분의 물은 빙결정이 되고 남았는 물에는 수용성 물질이 농축

    → 삼투압이 상승, 수분활성도 하락

    → 미생물의 생육 억제

    → 효소나 화학반응 속도 감소

 

 

쵀대빙결정생성대

1. 최대빙결정생성대 : 냉동시 -5 ~ -1℃ 사이의 온도범위로 동결율이 70~80%에 달하는 구간

 

2. 최대빙결정생성대의 통과시간에 따라 완만동결과 급속동결로 구분한다

 

3. 최대빙결정생성대의 통과시간에 따라 빙결정의 크기, 수, 분포상황 등이 좌우되며 식품의 품질에 미치는 영향이 크다

 

4. 최대 빙결정생성대의 온도 범위는 근육단백질의 동결변성과 전분의 노화가 되기 쉬운 온도 범위이다

 

 

냉동의 장점

 

1. 식품의 장기적인 보관이 가능

   → 식량 자원의 폐기에 의한 낭비 억제

 

2. 안전하고 위생적인 유통

 

3. 식품이 가장 신선한 상태일 때 동결하여 영양소를 보존

 

4. 소비 시장의 완충 작용

   가격 조절 기능, 수급 조절 기능 → 농업의 전반적인 안정화

 

 

완만동결 (Slow freezing)

1. 특징

 ① 수분이 적은 식품은 큰 영향이 없으나 수분이 많은 식품은 빙결정이 대형 생성

 ② 식품조직의 물리적 손상에 의한 texture 저하

 ③ 해동 시 가용성물질의 drip화로 인한 풍미, 영양 손실

 ④ 금속이나 산 등의 농축으로 인한 단백질의 변성 등이 발생하며

 ⑤ 해동 시 단단한 조직이 연화되면서 미생물이나 효소들의 작용이 용이해진다

 ⑥ 최대 빙결정생성대 통과시간이 긴(약350분) 동결방법

 

2. 종류

 ① dry ice동결법

 ② 공기동결법

 ③ 반송풍동결법

 

3. 적용품목 : 버섯류

 

급속동결 (Quick freezing)

1. 특징

 ① 온도를 급강하시킴으로서 최대빙결정생성대를 단시간에 통과 (25~35분)하는 방법

 ② 빙결정의 크기(70㎛ 이하)가 작고 균일하여 식품 조직의 손상이 적다

 ③ 해동 중에 drip의 유출로 인한 영양분의 손실을 적고 식감이 좋다

 ④ 해동 후에도 냉동 전의 상태와 유사한 품질을 유지할 수 있다

 

2. 종류

 1) 송풍동결 (air blast 동결)

   ① -55 ~ -30℃의 냉기를 3~5m/s의 속도로 송풍시켜 동결

   ② 고온의 식품을 그대로 동결이 가능하다

   ③ 동결속도가 침지동결에 비하여 떨어진다

   ④ 적용품목 : 일반적인 식품

 2) 침지동결(액체동결)

   ① 진공팩에 포장된 식품을 -50 ~ -25℃ 정도의 냉매tank 등에 침지하여 동결

   ② 액체의 높은 열전도율을 이용하기 때문에 동결속도가 송풍동결보다 약2배 빠르며 균일하게 냉동된다

   ③ 진공팩에 포장해야 하기 때문에 고온의 식품을 바로 동결시키는 것이 어렵다

   ④ 적용품목 : 어패류, 육류

 3) 액체질소동결

   ① 냉매로 -195.8℃의 액체질소를 사용하여 식품을 순간적으로 동결한다

   ② 유지비용과 설치비용이 비싸고 위험성이 높다

 4) 접촉식 동결

   ① -40 ~ -30℃의 냉매가 흐르는 금속판을 접촉시켜 동결

 

 

급속동결과 완만냉동의 차이

 

 

냉동곡선

1. 정의식품을 동결하는 경우 식품내의 온도 저하가 가장 낮은 지점에서 시간에 따른 온도 변화의 관계를 나타낸 곡선

 

2. 구분

  ① 1영역(pre-cooling) : 실온에서 식품의 어는점까지 냉각 과정

  ② 2영역(latent zone) : 식품의 수분이 거의 다 얼게 되는 최대빙결정생성대

  ③ 3영역(subcooling) : 냉동저장온도인 -18℃까지 냉각하는 과정

  ④ 4영역(equalize) : 냉각온도 및 식품의 외부 온도가 평형이 되는 지점

 

 

드립 (Drip)

1. 정의

  식품의 동결 손상에 의해 해동 시 빙결정이 녹아 생성된 수분이 본래의 식품조직에 다시 흡수되지 못하고

  유리되는 액즙

 

2. 종류

 1) 유출(해동)drip

  ① 해동 중 자연적으로 발생하는 drip

  ② 사후 강직 전 육류를 동결저장 후 단시간에 해동하면 많은 양의 drip이 발생

 2) 압출drip

  ① 해동 후 1~2kg/㎠ 정도의 압력을 가할 때 발생하는 drip

 

3. 발생원인

  1) 빙결정이 세포를 파괴하거나 손상

  2) 체액의 빙결분리

  3) protein의 변성

  4) 해동 경직에 의한 수축

 

4. 식품에 미치는 영향

  1) 보수성 저하

  2) 영양분 손실 : 수용성 물질(protein, 염류, vitamin류) 용출

  3) 기호성 저하 : 풍미물질 용출, 식감 저하

  4) 경제적 손실 : 중량 감소에 따른 수율 저하

 

5. 방지대책

  1) 동결온도가 낮을수록 동결기간이 짧을수록 drip 발생이 적다

  2) 원료가 신선하고 표면적이 작을수록 drip 발생이 적다

  3) 육류는 저온 완만해동 시 drip 발생이 적다

  4) 채소, 야채류는 급속해동 시 drip 발생이 적다

  5) 복합인산염, 당류, glycerol의 첨가

  6) 완만동결은 drip의 발생량을 증가시킨다