급속-냉동 과일의 공정 및 원리

과일을 냉동하는 과정은 3단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계는 과일의 원래 온도를 얼기 시작하는 온도까지 낮추는 것입니다. 두 번째 단계는 과일 주스를 얼리는 것입니다. 세 번째 단계는 과일을 동결 온도에서 원하는 온도 저장 온도로 낮추는 것입니다. 냉동은 표면에서 내층까지 점진적으로 이루어지며, 제품의 열중심 온도(균질화된 등방성 물질에서는 열중심이 제품의 기하학적 중심에 해당함)가 저장온도 3~5도 이하일 때 동결이 완료된 것으로 볼 수 있다. 과일즙에는 다량의 물 외에 칼륨, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 철, 기타 유기물 등 각종 무기염이 용해되어 순수한 물보다 어는점이 낮은 콜로이드 용액을 형성한다. 대부분의 과일의 가장 높은 어는점은 -0.8--2.5도입니다(표 1). 과일의 온도가 어는점까지 떨어지면 물이 주스에서 부분적으로 분리되고 얼음 결정이 형성되기 시작합니다. 물이 주스에서 점차 분리되어 얼음 결정으로 얼면서 주스의 농도가 점차 증가하고 어는점이 감소합니다. 얼음의 어는 온도가 낮은-용해성 얼음 소금의 공융점(약 -55도 이하)까지 낮아지면 가장 걸쭉한 주스가 완전히 얼게 됩니다. 이때 콜로이드가 변성되어 가역성이 사라져 제품의 회복에 도움이 되지 않는다. 따라서 결빙온도는 콜로이드의 가역한계(보통 -18~-25도)보다 낮아서는 안 되며, 과일의 결빙 수분함량은 보통 70~80%로 조절된다. 대부분의 과일은 약 -3도에서 얼기 시작합니다. 어는 온도가 -7도까지 떨어지면 물의 약 50~60%가 얼게 되는데, 즉 -3~-7도의 온도 범위에서는 얼음 결정이 많이 형성된다. 이를 가장 큰 얼음결정 형성대라고 부른다(표 2). 과일이 급속 냉동되면 가장 큰 얼음 결정 형성 구역을 빠르게 통과할 수 있으며 대부분의 물은 과육 세포에 매우 미세한 얼음 결정을 많이 형성합니다. 물리화학적 변화는 그다지 강하지 않으며, 치수조직의 손상도 극히 적습니다. 얼음이 녹으면 물이 치수조직에 완전히 침투하여 치수조직이 잘 회복되어 보다 높은 품질의 제품을 얻을 수 있습니다. 일반적으로 소매포장의 냉동속도(제품 내부의 얼음 앞부분의 속도)는 0.5cm/h 이상, 개별급속냉동제품의 냉동속도는 5cm/h 이상을 권장하는 것이 일반적입니다.