DE974443C

DE974443C - Process for preserving food by deep freezing

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Publication number: DE974443C
Application number: DEA17070A
Authority: DE
Original assignee: OEYVIND HELGERUD DR; Protan AS
Current assignee: OEYVIND HELGERUD DR; Protan AS
Priority date: 1951-12-11
Filing date: 1952-12-11
Publication date: 1960-12-22

Description

Neben den heute bevorzugten Gefriermethoden, wie z. B. Gefrieren durch Eintauchen oder Berieseln mit kalter Sole oder im kalten Luftstrom oder zwischen kalten Platten, gibt es die seltener benutzte Methode des Einfrierens der Lebensmittel in einen kompakten Block (das Blockgefrieren), obwohl diese Methode bei langfristiger Lagerung besonders gute Ergebnisse zeigt.In addition to the freezing methods preferred today, such as. B. Freezing by immersion or sprinkling with cold brine or in a cold air stream or between cold plates, there are those that are less frequently used Method of freezing the food into a compact block (block freezing), though this method shows particularly good results with long-term storage.

Das Blockgefrierverfahren ist schon lange bekannt, so werden beispielsweise Fische in mit Wasser gefüllten Gefäßen in einer Eis-Salz-Mischung oder durch Eintauchen in ein kaltes Solebad gefroren. In Weiterentwicklung dieser Methoden werden Fische in ganzen Blöcken oder in flachen rechteckigen Zellen gefroren oder auch in Zellen, die der Form der Fische angepaßt sind.The block freezing process has been known for a long time, for example fish are frozen in vessels filled with water in an ice-salt mixture or by immersion in a cold brine bath. As a further development of these methods, fish are frozen in whole blocks or in flat rectangular cells or in cells that are adapted to the shape of the fish.

Nach und nach wurden Methoden entwickelt, bei welchen die Fische mit einer Schutzhülle überzogen werden. So hat man die Fische mit einem Latexfilm umgeben oder in einen Latexbeutel gelegt. Durch Absaugen der Luft schließt sich der Latexfilm ganz dicht an die Oberfläche der Fische an. Sowohl das Austrocknen wie die Oxydation werden dadurch weitgehend verhindert.Gradually, methods were developed in which the fish were covered with a protective cover will. The fish were surrounded by a latex film or put in a latex bag. By When the air is sucked in, the latex film is very close to the surface of the fish. As well as this largely prevents drying out and oxidation.

Die bekannteste Methode ist jedoch das Glasieren, d. h. durch wiederholtes Eintauchen in kaltes Wasser eine Eishaut zu bilden, die für die Luft fast undurchlässig ist. Die größten Nachteile dieser Methode sind, daß das Eis bei niedriger Temperatur sehr spröde ist, so daß sich leicht Risse bilden, und daß das Eis nach und nach sublimiert, weshalb die Eiskante von Zeit zu Zeit erneuert werden muß.The best known method, however, is glazing, i. H. by repeated immersion in cold Water to form a skin of ice that is almost impermeable to air. The main drawbacks of this The method is that the ice is very brittle at low temperature, so that cracks easily form, and that the ice gradually sublimes, which is why the edge of the ice must be renewed from time to time.

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Bei Raumtemperaturen über —18° C beträgt diese Erneuerungszeit etwa 2 Monate. Dagegen hält sich die Eisschicht bei Temperaturen von -40⁰C wegen der sehr kleinen Partialdruckdifferenz zwischen Luft und Eisoberfläche viel länger.At room temperatures above -18 ° C, this renewal time is about 2 months. In contrast, the layer of ice at temperatures from -40 ⁰ C lasts much longer because of the very small partial pressure difference between the air and the ice surface.

Es sind hauptsächlich die fetten Fische, die eine so sorgfältige Behandlung wegen ihrer Neigung zum Ranzigwerden benötigen. Das Ranzigwerden ist auf die Einwirkung von Mikroorganismen, von Enzymen und auf Antoxydation zurückzuführen. Beim Tiefgefrieren von Fischen kann man von den zwei ersten Ursachen absehen, weil sowohl die Mikroorganismen wie auch die Enzyme bei tiefen Temperaturen sehr wenig wirksam sind. Für die fetten Fische, die gefroren werden, ist das antoxydative Ranzigwerden von ausschlaggebender Bedeutung, und die Qualität ist stark davon abhängig, wie weit es verringert werden kann.It is chiefly the oily fish that should be treated so carefully because of their inclination need to get rancid. The rancidity is due to the action of microorganisms, from Enzymes and due to antioxidation. When freezing fish you can use the foresee two first causes, because both the microorganisms and the enzymes at deep Temperatures are very ineffective. For the fat fish that are frozen, that is the antioxidative Going rancid is critical, and quality is heavily dependent on how far it can be reduced.

Beim Blockgefrieren in Süßwasser sind die Eisschichten gewöhnlich so dick, daß die Sicherheit gegen Lufteinwirkung sehr groß ist; noch besser ist es, wenn der Block außerdem in einer schützenden Hülle, etwa von Zellglas oder Wachspapier, angefroren wird. Es ist bemerkenswert, daß die Gefrierzeit erheblich verringert wird durch das Gefrieren in Wasser oder Salzwasser, trotz des zusätzlichen Kältebedarfs, die das Wasser zum Ausfrieren erfordert. Ferner muß man beachten, daß die Fische erst zwischen — 1 und 1,5⁰C zu gefrieren beginnen, während das Wasser schon bei o° C in Eis übergeht. Umgekehrt sind beim langsamen Auftauen eines solchen Blockes die Fische bereits weich und ganz aufgetaut, obwohl sie immer noch von Eis umgeben sind.When blocks are frozen in fresh water, the layers of ice are usually so thick that the security against the effects of air is very high; It is even better if the block is also frozen in a protective cover, such as cellulose glass or wax paper. It is noteworthy that freezing time is significantly reduced by freezing in water or salt water, despite the additional refrigeration requirement that the water requires to freeze out. It must also be noted that the fish only begin to freeze between -1 and 1.5 ° C, while the water turns into ice at ^{0 ° C.} Conversely, when such a block is slowly thawed, the fish are already soft and completely thawed, although they are still surrounded by ice.

Bekannt ist, daß das Eis aus Süßwasser sehr stark an der Haut der Fische klebt, und die Erfahrung zeigt, daß man beim Zerteilen eines solchen Blockes sehr oft nicht verhindern kann, daß sich die Haut der Fische ablöst, weil die Bindung zwischen Eis und Fischhaut größer ist als die mit der Fettschicht, die unter der Fischhaut liegt. -It is known that the ice from fresh water sticks very strongly to the skin of the fish, and experience shows that when dividing up such a block, it is very often impossible to prevent the The skin of the fish peels off because the bond between the ice and fish skin is greater than that with the layer of fat, which lies under the fish skin. -

Es ist ein sehr naheliegender Gedanke, anstatt Süßwasser eine'Salzlösung zu gebrauchen, deren Gefrierpunkt etwas unter dem Gefrierpunkt des Fischfleisches liegt. Möglichst schwache Salzlösungen müssen verwendet werden, z. B. Seewasser, weil das Salz in der Lösung das Ranzigwerden des Fettes stark begünstigt. Beim Blockgefrieren im Salzwasser müssen auch die physikalischen Vorgänge beim Gefrieren einer Salzlösung berücksichtigt werden. Bekanntlich wird erst reines Wasser ausfrieren, solange die Lösung den kryohydratischen Punkt noch nicht erreicht hat. Bei Kochsalz entspricht der kryohydratische Punkt einer Konzentration von 23,1% und einer Temperatur von -21,2⁰C.It is a very obvious idea to use a 'saline solution' instead of fresh water, the freezing point of which is slightly below the freezing point of fish meat. The weakest possible salt solutions must be used, e.g. B. Sea water, because the salt in the solution makes the fat rancid. When freezing blocks in salt water, the physical processes involved in freezing a salt solution must also be taken into account. As is well known, pure water will only freeze out as long as the solution has not yet reached the cryohydrate point. In the saline cryohydric point corresponds to a concentration of 23.1% and a temperature of -21.2 ⁰ C.

Praktisch zeigt es sich, daß es bei schnellem Gefrieren doch möglich ist, eine einigermaßen gleichmäßige Verteilung des Salzes in der gefrorenen Lösung zu erreichen, es werden sich aber bei den gebräuchlichen Packungen ganz große Abweichungen zeigen. Beim Gefrieren von Heringen in Salzwasser mit ,einer mittleren Konzentration von 3 ^fl/o und bei einer Blockhöhe von 90 mm wurden Konzentrationen von 1,62 bis 4,26% gemessen. Die Gefrierzeit betrug dabei etwa 200 Minuten und die Temperatur in der Mittelschicht — io° C. Bei dünneren Packungen werden diese Verhältnisse besser sein, bei größerer Dicke und bei langsamerem Gefrieren schlechter.In practice it has been shown that with rapid freezing it is still possible to achieve a more or less even distribution of the salt in the frozen solution, but there will be very large deviations in the usual packs. When herring was frozen in salt water with a mean concentration of 3 ^fl / o and a block height of 90 mm, concentrations of 1.62 to 4.26% were measured. The freezing time was about 200 minutes and the temperature in the middle layer - 10 ° C. These conditions will be better with thinner packs, worse with thicker packs and slower freezing.

Beim Gefrieren von Makrelen in Blöcken mit einer Dicke von 150 mm zeigte sich, daß die Salzkonzentration in der Mittelschicht den kryohydratischen Punkt erreichte und daß der Block beim Herausnehmen aus der Zelle zerbrach.When freezing mackerel in blocks with a thickness of 150 mm, it was found that the salt concentration in the middle layer reached the cryohydrate point and that the block at Taking it out of the cell broke up.

Wegen der Schwierigkeiten, die man mit Wasser oder Salzwasser hat, liegt es nahe, besondere Füllstoffe zu suchen, die das Ausscheiden von Salz während des Gefrierens verhindern und die sich gleichzeitig mit den Waren so fest verbinden, daß der gebildete Block sich wie ein Filetpaket behandeln und auch in den üblichen Mehrplattenapparaten mit horizontalen Platten einfrieren läßt.Because of the difficulties one has with water or salt water, it makes sense to use special fillers to look for, which prevent the excretion of salt during freezing and which at the same time so firmly bond with the goods that the block formed treats itself like a fillet packet and can also freeze in the usual multi-plate apparatus with horizontal plates.

Eine der größten Schwierigkeiten beim Gefrieren von Wasser oder Salzwasserblöcken liegt darin, ein Packungsmaterial zu finden, das genügend dicht ist, um das Auslaufen des Wassers während des Gefrierens zu verhindern.One of the biggest difficulties with freezing water or blocks of salt water is to find a packing material that is sufficiently tight to prevent water leakage during the To prevent freezing.

Bei den von den Erfindern angestellten Versuchen werden zunächst statt Wasser schaum- g₀ bildende Stoffe benutzt, z. B. Saponin. Die Mischung wurde in einem Speiseeisgefrier aufgeschlagen, und Heringe verschiedener Größe wurden in diesem Schaum in Schachteln gelegt. Dem Schaum wurde teilweise Trockeneis zugesetzt, um die konservierende Wirkung dieser Stoffe auszunutzen. Bei der Lagerung ist auch die niedrige Wärmeleitzahl der Kohlensäure günstig. Der Schaum hatte jedoch eine starke Neigung zusammenzufallen, schon bevor das Durchfrieren beendet war, abgesehen davon, daß er wegen des niedrigen Raumgewichtes verhältnismäßig schnell sublimierte.The considerations by the inventors are first foam-forming substances used g _0, z instead of water. B. Saponin. The mixture was whipped in an ice cream freezer and various sizes of herrings were placed in boxes in this foam. Dry ice was partially added to the foam in order to take advantage of the preservative effect of these substances. The low coefficient of thermal conductivity of carbon dioxide is also beneficial for storage. However, the foam had a strong tendency to collapse even before it had finished freezing, apart from the fact that it sublimed relatively quickly because of its low density.

Erst das erfindungsgemäße Verfahren ergab eine in jeder Weise zufriedenstellende Lösung des obenerwähnten Problems. Die Erfindung besteht darin, daß die in Betracht kommenden Lebensmittel in eine die Bildung eines schnittfesten Gels im Laufe von 5 bis 30 Minuten bewirkende wäßrige Alginatlösung eingelegt werden, worauf der von den Lebensmitteln und dem Gel gebildete kompakte Block tiefgefroren wird! In diesem Zustand wird jegliche Wasserverdampfung verhindert; die Geschmacksstoffe werden nicht herausgezogen und diffundieren nicht in die umgebende Masse.Only the process according to the invention resulted in a solution of the above-mentioned which was satisfactory in every way Problem. The invention consists in that the food in question in an aqueous alginate solution which causes the formation of a firm gel in the course of 5 to 30 minutes inserted, whereupon the compact formed by the food and the gel Block is frozen! In this state, any water evaporation is prevented; the flavors are not pulled out and do not diffuse into the surrounding mass.

Die Alginate haben drei, typische Haupteigenschäften: The alginates have three typical main properties:

1. Quellfähigkeit beim Mischen mit Wasser mit entsprechender Erhöhung der Viskosität der Lösung,1. Swelling ability when mixed with water with appropriate Increasing the viscosity of the solution,

2. Fähigkeit zu gelieren,2. Ability to gel

3. Fähigkeit, einen Film zu bilden. iao Diese Eigenschaften sind beim Gefrieren von3. Ability to make a movie. iao These properties are common in freezing

Lebensmitteln vorteilhaft, denn:Food because:

a) das Alginatgelee verhindert die Oxydation,a) the alginate jelly prevents oxidation,

b) die Blöcke können direkt in gewöhnlichen Pappkartons gebildet werden, in welche die Fische ia₅ gleichmäßig nebeneinandergelegt werden,b) the blocks may be formed directly in ordinary cardboard boxes, in which the fish are placed side by side ia ₅ uniformly,

c) die Kartons können, wenn das Gelee gebildet ist, wie Filetpakete behandelt werden; man kann also die gewöhnlichen Gefrierapparate (Mehrplattenapparate mit horizontalen Platten), verwenden,c) when the jelly is formed, the cardboard boxes can be treated like fillet packets; man can the usual freezers (multi-plate appliances with horizontal plates), use,

d) im Gelee bleibt die Konzentration des Salzes konstant; je nach der Menge des Salzzusatzes kann der Schmelzpunkt der Mischung der gleiche sein wie der Gefrierpunkt der Fische, oder darunter liegen,d) the concentration of the salt in the jelly remains constant; depending on the amount of salt added the melting point of the mixture can be the same as the freezing point of the fish, or below lie,

e) wegen der wasserbindenden Eigenschaft des Alginates wird die Austrocknung auf ein Mindestmaß verringert,e) Due to the water-binding property of the alginate, drying out is reduced to a minimum decreased,

f) wegen der filmbildenden Eigenschaft des Alginates können die einzelnen Fische aus einem gefrorenen Block herausgebrochen werden, ohne zerrissen zu werden,f) because of the film-forming property of the alginate the individual fish can be broken out of a frozen block without to be torn apart

g) beim Auftauen des ganzen Blockes behält dieser seine Form. Ein Alginatgeleeblock behält auch bei Temperaturen über o° C seine Form und schützt die Lebensmittel weiterhin gegen die Einwirkung der Luft.g) When the whole block is thawed, it retains its shape. An alginate jelly block also retains its shape at temperatures above o ° C and continues to protect the food against the Exposure to air.

Beim Auftauen gegen o° C erhält das Gel wieder seine ursprüngliche Konsistanz; der Inhalt kann in mehr oder weniger gefrorenem Zustand herausgenommen werden und ist bezüglich Geschmack und Aussehen ebenso frisch wie beim Einlegen.When thawing towards 0 ° C, the gel regains its original consistency; the content can be in can be taken out more or less frozen and is in terms of taste and Looks just as fresh as when it is placed in it.

In tiefgefrorenem Zustand sind diese Produkte steinhart, ähnlich der auf übliche Weise blockgefrorenen Ware, wobei das gefrorene Gel mit Eiskristallen durchsetzt ist. Man hat nun gefunden, daß die Härte der gefrorenen Masse so weit erniedrigt werden kann, daß sie in gefrorenem Zustand leicht geschnitten oder zerbröckelt werden kann. Hierzu werden der Lösung Stoffe wie wasserlösliche anorganische Salze oder in Wasser lösliche organische Verbindungen oder Mischungen derselben zugesetzt. Durch Zusatz von Salz, ζ. Β. Kochsalz in einer Menge von bis zu io<y₀, kann das Auftauen des Gels bei Temperaturen unter dem Auftaupunkt der Ware, beispielsweise der Fische, stattfinden, so daß man den Inhalt in steifgefrorenem Zustande herausnehmen kann.In the deep-frozen state, these products are rock-hard, similar to the usual block-frozen goods, whereby the frozen gel is interspersed with ice crystals. It has now been found that the hardness of the frozen mass can be lowered to such an extent that it can be easily cut or crumbled while frozen. For this purpose, substances such as water-soluble inorganic salts or water-soluble organic compounds or mixtures thereof are added to the solution. By adding salt, ζ. Β. Table salt in an amount of up to 10 <y ₀ , the thawing of the gel can take place at temperatures below the thawing point of the goods, for example the fish, so that the contents can be removed in a frozen state.

Wenn dem Gel eine in Wasser lösliche oirganische Verbindung, z. B. Glyzerin in einer Menge von 5 bis 300/0, zugesetzt wird, dann kann man ein gefrorenes Gel herstellen, welches bei —20⁰ C oder niedrigeren Temperaturen, also im tiefgefrorenen Zustand, eine derartige Konsistenz hat, daß es ohne Schwierigkeit geschnitten oder zerbröckelt werden kann, so daß der Inhalt in unbeschädigtem und tiefgefrorenem Zustand herausgenommen werden kann, ohne daß etwas von dem Gel an dem Produkt haftet.If the gel contains a water-soluble organic compound, e.g. B. glycerine is added in an amount of 5 to 300/0, then you can produce a frozen gel which at -20 ⁰ C or lower temperatures, so in the frozen state, has such a consistency that it can be cut or cut without difficulty can be crumbled so that the contents can be removed in an undamaged and frozen state without any of the gel adhering to the product.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet gegenüber den früher angewandten Verfahren große Vorteile, weil man die Produkte aus einem Gel, welches nicht flüssig ist, herausnehmen kann, so daß alle mit Behandlung wäßriger Lösungen verbundenen Unannehmlichkeiten vermieden werden, und weil nichts von dem Nährwert oder von den Geschmacksstoffen in das Gel hinüberwandert, so daß das Gel weggeworfen werden kann.The method according to the invention offers great advantages over the methods previously used, because you can take the products out of a gel that is not liquid, so that all inconveniences associated with the treatment of aqueous solutions are avoided, and because none of the nutritional value or flavor will migrate into the gel, so that the Gel can be thrown away.

Der Säuiregrad der Lösung, der p_H-Wert derselben, wird dem zu konservierenden Produkt entsprechend gewählt. Als Beispiel sei genannt, daß Krabben in eine Lösung mit einem p_H-Wert von 2,s bis 4 eingelegt werden. Zur Einstellung des p_H-Wertes werden gewöhnlich organische Säuren benutzt.The Säuiregrad the solution, the _pH value thereof is selected according to the product to be preserved. An example is that crabs in a solution with a _pH value of 2, s to be inserted. 4 For adjusting the p _H -value usually organic acids are used.

Es kann auch vorteilhaft sein, der Lösung ein geeignetes Antioxydationsmittel, z. B. Askorbinsäure, zuzusetzen.It may also be advantageous to add a suitable antioxidant, e.g. B. ascorbic acid, to add.

Als Beispiel einer Lösung, welche sich zutr Einlegung von SchaltLeren eignet, sei folgende Zu- 75-sammensetzung angegeben: 1 bis 3 Teile Alginat in 100 Teilen Wasser gelöst und so viel Citronensäure, daß der p_H-Wert zwischen 2,5 und 4 zu liegen kommt. Des weiteren wird ein Calciumsalz, z.B. Calciumtartrat, in einer Menge von 0,1 bis o, 5 Teilen, je nach der gewünschten Gel-Bildungszeit, welche passend zu 5 bis 30 Minuten gewählt wird, zugesetzt.As an example a solution which is suitable zutr lodging of SchaltLeren, following allocation is specified composition 75: 1 to 3 parts alginate dissolved in 100 parts of water and as much citric acid, that the _pH value _is between 2.5 and 4 to come lying down. Furthermore, a calcium salt, for example calcium tartrate, is added in an amount of 0.1 to 0.5 parts, depending on the desired gel formation time, which is selected appropriately from 5 to 30 minutes.

j Dadurch, daß man zur obengenannten Lösung 15 0/0 Glyzerin zusetzt, erhält man ein Gel, welches bei 15 bis 20⁰ C unter Null fest ist, ohne hart zu sein, und welches leicht geschnitten oder in Stücke zerbrochen werden kann, so daß das Produkt in steifgefrorenem Zustand herausgenommen j werden kann.By adding 15 0/0 glycerine to the above solution, a gel is obtained which ^{is solid at 15 to 20 0} C below zero without being hard, and which can be easily cut or broken into pieces so that the frozen product can be removed j.

Statt der obengenannten Lösung 15 0/0 Glyzeirin zuzusetzen, kann dieselbe Wirkung erzielt werden dadurch, daß der Lösung bis zu 10O/0 Salz, vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 4%, zugesetzt werden. Als Salz wird gewöhnliches Natriumchlorid verwendet.Instead of the above solution, 15 0/0 glycerine add, the same effect can be achieved by adding up to 10O / 0 salt, preferably in an amount of 2 to 4%. Common sodium chloride is used as the salt used.

Die durch vorliegende Erfindung erzielten besonderen Vorteile bestehen darin, daß insbesondere fette Fische, wie Heringe, Makrelen, Lachs usw., in wirksamer Weise geschützt werden. Das in diesen Fischen enthaltene Fett kann durch Tieffrieren gemäß der Erfindung in haltbarem Zustand bewahrt werden über Zeiträume, die weit größer sind als diejenigen, welche man· durch die früher bekannten Methoden erzielen konnte. Versuche haben gezeigt, daß selbst nach Verlauf von 9 Monaten das Fett nicht ranzig geworden war.The particular advantages achieved by the present invention are that in particular oily fish such as herring, mackerel, salmon, etc. can be effectively protected. This in The fat contained in these fish can be preserved by deep freezing according to the invention are preserved over periods of time which are far greater than those which one · through the previously known methods could achieve. Tests have shown that even after the course of 9 months the fat had not gone rancid.

Außer den vorstehend genannten Bestandteilen der Lösung kann unter Umständen auch mit Vorteil Füllstoff zugesetzt werden. Als Füllstoff kommen in erster Linie die von der Gummiindustrie unds Papierindustrie her bekannten Füllstoffe in Betracht. In addition to the above-mentioned components of the solution, it may also be advantageous under certain circumstances Filler can be added. The fillers used are primarily those from the rubber industry and so on Paper industry known fillers into consideration.

Claims

PATENT APPROACH:

1. A method for block freezing pieces of meat and fish, characterized in that that these foods in a the formation of a firm gel in the course of 5 to 30 minutes causing aqueous alginate solution are inserted, whereupon the food and the compact block formed by the gel is frozen.

2. The method according to claim i, characterized in that the solution is a water-soluble inorganic salt, for example cooking

salt, in
will.
3. To

added to an amount of up to 10%

Carrying out the method according to claim ι serving solution, characterized in that that this from 1 to

3 parts of water soluble alginate, 100 parts of water, organic Acid and a calcium salt in an amount of 0.1 to 0.5 parts.

4. Solution according to claim 3, characterized in that it is specified in claim 2 Contains amount of salt.

Considered publications:
MW Tuchschneid, "The cold treatment of rapidly perishable foods", p. 296, paragraph 2, German patents No. 75 168, 78 893,

588463;

U.S. Patent Nos. 2441729, 2558042, 2567085;

W. Diemair, "The preservation of food", 1941, p. 201; "The preservation of food and its basics", 1946, Pp. 194, 209 and 210;

"Food Industries" magazine, 1941, pp. 55 to 57;

"The Freezing Preservation of Foods", 2nd Edition, 1947, p. 566;

"Food Packer" magazine, 1948, pp. 39 to 43;

Can. Progress Reports of the Pacific Coast Stations, Oct. 1951, no. 88, pp. 67 and 68;

"Food Technology" magazine, Feb. 1951, p. 76 to 78 and 1951, 5, pp. 254 to 260.