올바른 냉동 지식

올바른 냉동 지식

‘동결’ 기술은 냉동 비즈니스의 한 요소에 불과하다.
진정으로 중요한 것은, ‘원재료와 전처리’, ‘보관·운송’, ‘해동 및 섭취 방법’ 등 일련의 흐름 전체를 종합적으로 고려하여 전반적인 최적화(全体最適)를 추구하는 것이다.

당사는 이 사고방식을 **‘시스템 냉동(System Freezing)’**이라 부르고 있다.
시스템 냉동의 관점을 가지면, 소비자의 맛과 안전을 본질적으로 고려할 수 있으며, 비즈니스 측면에서는 예산의 최적 배분도 가능해진다.

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맛있는 냉동식품을 만들기 위한 4가지 요건 – 시스템으로 사고하는 올바른 냉동

좋은 냉동식품을 만들기 위해서는 어떤 요소가 필요할까?
냉동이라고 하면 ‘급속 냉동’만 하면 모든 문제가 해결된다고 착각하는 경우가 있으나, 이는 큰 오해다.

품질이 우수한 냉동식품을 만들기 위해서는 다음의 4가지 요건을 고려하여
적절히 최적화하고, 조합 방식까지 검토하는 시스템적 사고방식이 필요하다.

1. 원재료 / 전처리
2. 동결(냉동)
3. 보관 / 운송
4. 해동 / 조리

이러한 사고방식을 바탕으로 한 것이 바로 시스템 냉동이며, 이는 냉동기술의 기본 개념이라 할 수 있다.

 

시스템 냉동이란?

맛있는 냉동식품을 만들기 위한 4가지 요건

[시스템 냉동의 4대 요건]

1. 좋은 원재료를 냉동에 적합한 방식으로 조리할 것
   • 냉동 전 단계부터 품질을 결정짓는 중요한 과정이다.
2. 원재료에 맞는 적절한 냉동(동결) 방식을 적용할 것
   • 재료 특성에 따라 급속 냉동, 진공 냉동 등 방식을 선택해야 한다.
3. 적정한 제품 온도와 환경에서 보관할 것
   • 온도 편차 없이 품질이 유지되도록 안정적인 저장 조건을 확보한다.
4. 적절한 방식으로 해동하고 조리할 것
   • 식감을 살리고 드립 손실을 줄이기 위해 해동·조리 과정이 중요하다.

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이 4요소를 개별적으로가 아닌 하나의 시스템으로 통합하여 설계하고 운영하는 것이
바로 ‘시스템 냉동’의 핵심 개념이다.

시스템 냉동

원재료·전처리
좋은 원재료를
냉동에 적합한 방식으로
전처리한다.

냉동
원재료에 알맞은
적절한 냉동을 실시한다.

보관·운송
적정한 품온과 환경에서
보관한다.

해동·조리
적절한 방식으로
해동하고 조리한다.

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식품을 맛있게 냉동하기 위해서는
‘시스템 냉동’을 이해하는 것이 중요하다.

 

최근 들어 급속 냉동기의 제조 기술이 향상됨에 따라, 고성능 냉동기를 활용한 냉동 기술에 대한 기대가 높아지고 있다. 그러나 고품질 냉동식품을 제조하기 위해서는, 단순히 '냉동'만으로는 해결되지 않는다.

냉동식품을 제조하기 위해서는
「원재료／전처리 → 냉동 → 보관／운송 → 해동／조리」라는 일련의 공정을 거치게 된다.
각각의 공정을 면밀히 검토하고 최적화하는 것, 그리고 이들 공정 간의 연계 방식까지 고려하여 전체를 하나의 시스템으로 바라보는 사고방식이 중요하다.

냉동식품의 제조·유통·소비 과정 중 어떤 문제가 발생했을 경우, 그 원인은 대개 이 일련의 프로세스 어딘가에 존재하는 경우가 적지 않다. 따라서 과제가 드러났을 때에는, 우선 이 공정 각각을 다시 점검하는 것이 필요하다.

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① 원재료／전처리 – 원재료에 적합한 전처리 방식과 조리법을 고려해야 한다

원재료는 신선하고 맛있는 상태일수록 좋다.
냉동은 원래 상태를 유지하기 위한 기술이므로, 가능한 한 높은 품질 상태에서 냉동을 실시하는 것이 중요하다.

신선식품(야채, 수산물 등)의 경우, 수확 직후의 신선도를 최대한 유지한 상태에서 공장 가공 및 냉동이 가능한가가 핵심 과제가 된다.

또한, 식재료별로 적절한 냉동 전 전처리를 실시하면,
냉동 보관 후나 해동·조리 후의 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

 

 

전처리의 예시:

브로콜리

그대로 냉동할 경우, 해동 시 변색이나 잡내가 발생할 수 있다.
→ 냉동 전에 살짝 데치기, 찜 처리를 실시한다.

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육류

보관 중 건조가 발생하기 쉽다.
→ 냉동 전에 밑간을 한다, 진공 포장을 한다.

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생선

보관 중 건조되기 쉽고, 해동 시 조직 변화가 일어나기 쉽다.
→ 냉동 전에 가열 처리하거나 얼음막을 입힌다.

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이처럼 식재료 특성에 따라 적절한 전처리를 실시하는 것이, 냉동 후 품질 유지에 매우 중요하다.

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예를 들어, 채소는 냉동으로 인한 손상을 매우 쉽게 받는 식재료이다. 냉동을 하게 되면 채소 내 수분의 보유력이 떨어지기 때문에, 생채소 특유의 식감을 유지하기 어렵다.

또한 채소는 효소 반응이 활발한 경우가 많아, 해동 후에 변색이나 잡내가 발생하는 등 품질 저하가 일어나기 쉽다.

이러한 이유로 채소를 냉동할 때 자주 활용되는 방법이, 냉동 전에 짧게 가열하여 효소를 불활성화시키는 **'블랜칭(Blanching)'**이다.
블랜칭을 실시하면 해동 시의 식감 변화, 색 변화, 냄새 발생 등을 억제할 수 있다. 이는 시판되는 냉동 채소에서 널리 사용되는 전처리 방법이다.

또한 육류나 어류는 냉동 보관 중 건조되기 쉬우므로, 건조 방지 대책이 필수이다.
육류의 경우에는 조미료 등을 사용하여 밑간을 하거나, 진공 포장 처리하는 방법이 있다.
어패류 역시 밑간이나 진공 포장을 실시하며, 더 나아가 '글레이징(Glazing)', 즉 얼음막을 형성하는 방법도 사용된다.

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② 냉동 – 맛있는 냉동식품을 만들기 위해 필요한 급속냉동이란

식품을 냉동할 경우, 식품 내 수분이 얼음 결정(빙결정)으로 바뀌면서 온도가 낮아지게 된다.
이를 통해 식품의 장기 보존 및 품질 유지를 실현할 수 있다.

냉동 시, 식품 조직 내 수분이 모여 얼게 되는데, 이때 형성된 얼음 결정이 크면 주변 조직을 압박하여 손상을 초래한다.
얼음 결정이 커질수록 식품의 세포 조직 파괴가 심해지고,
그 결과 식감 저하나 드립(해동 시 육즙 등 수분 성분)의 유출과 같은 문제가 발생하게 된다.

따라서 고품질 냉동식품을 만들기 위해서는,
조직 내 수분이 **크지 않은 결정으로 빠르게 얼도록 만드는 '급속냉동'**이 필수적이라 할 수 있다.

 

이 이미지는 식품 냉동 과정에서 **얼음 결정(氷結晶)**이 형성되고 커짐에 따라 조직이 손상되는 메커니즘을 설명한 도해입니다. 각 단계는 다음과 같이 해석됩니다:

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왼쪽: 냉동 전

• 水分 (수분): 식품 조직 내에 고르게 분포된 수분
• 組織 (조직): 손상되지 않은 세포 구조

냉동 전에는 수분이 세포 내에 고르게 존재하며, 조직은 건강한 상태이다.

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가운데: 냉동 후 (얼음 결정 생성)

• 氷結晶 (얼음 결정): 수분이 얼어 결정화되기 시작
• 脱水された組織 (탈수된 조직): 얼음 결정이 형성되면서 세포 외로 수분이 빠져나간 상태

냉동되면서 수분이 얼음 결정으로 변하고, 조직은 부분적으로 수축된다.
이 과정에서 미세한 손상이 발생한다.

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오른쪽: 얼음 결정의 조대화(粗大化)

• 粗大化した氷結晶 (거대화된 얼음 결정): 얼음 결정이 커져 조직을 압박
• 脱水された組織 (탈수된 조직): 세포 구조가 심하게 손상됨

느리게 냉동되거나 저장 중 온도 변화가 있을 경우,
얼음 결정이 점점 커지면서 세포막을 물리적으로 파괴하게 된다.
이는 해동 시 드립 손실, 식감 저하로 이어진다.

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이 도해는 급속 냉동의 중요성을 시각적으로 설명하는 자료로 적합하며,
냉동 기술 교육이나 장비 도입 제안서에도 유용하게 활용될 수 있습니다.

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이 얼음 결정의 비대화를 억제하기 위해서는 급속냉동이 필요하다.

얼음 결정은 생성 과정에서 조직 내 수분을 흡수하며 점차 커지게 되지만,
이는 모든 온도대에서 동일하게 일어나는 것은 아니다.

특히 얼음 결정이 비대화되기 쉬운 온도대를
**'최대 얼음 결정 생성 온도대(–1℃ ~ –5℃)'**라고 부르며,
이 온도대에 오래 머무를수록 얼음 결정의 비대화가 진행된다.

이 온도대에 30분 이상 머무르는 냉동 방식을 **완만냉동(緩慢凍結)**이라 하며,
반대로 30분 이내에 이 온도대를 통과하는 냉동 방식을 **급속냉동(急速凍結)**이라고 부른다.

 

이 이미지는 급속냉동(A)와 완만냉동(B)의 온도 변화 곡선을 비교하면서,
식품이 **‘최대 얼음 결정 생성 온도대(–1℃ ~ –5℃)’**를 얼마나 오랫동안 통과하느냐에 따라
얼음 결정의 크기와 식품 조직 손상 정도가 달라진다는 점을 시각적으로 설명한 도표입니다.

 

• A: 급속냉동(赤線)
  식품의 온도가 빠르게 하강하여,
  –1℃ ~ –5℃ 구간(최대 얼음 결정 생성대)을 단시간 내에 통과한다.
  이로 인해 얼음 결정이 미세하게 형성되며,
  식품 조직의 손상이 작고 품질 유지에 유리하다.
• B: 완만냉동(緑線)
  식품이 천천히 냉동되며,
  최대 얼음 결정 생성대에 오랫동안 머무르게 된다.
  그 결과, 얼음 결정이 크고 조대해지며,
  세포 구조를 파괴하여 식감 저하, 드립 발생 등 품질 손상이 크다.

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요점:

• 최대 얼음 결정 생성대에 머무는 시간이 길수록 손상이 크다.
• 급속냉동은 이 온도대를 빠르게 통과함으로써 품질 저하를 최소화한다.

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따라서 냉동식품은 급속냉동기를 활용하여 ‘최대 얼음 결정 생성 온도대’를 빠르게 통과하도록 함으로써, 얼음 결정의 비대화를 방지하는 방식이 적용되고 있다.

식품 등의 급속 냉동에 사용되는 냉동기는, 크게 다음 네 가지 방식을 기반으로 제작된다.

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■ 급속냉동기의 주요 방식

1. 에어블라스트 냉동 (Air Blast Freezing)
   • 차가운 바람을 강하게 순환시켜 식품을 빠르게 냉각시키는 방식
   • 가장 보편적인 급속냉동 방식 중 하나
2. 브라인 냉동 (Brine Freezing)
   • **염수(브라인 용액)**에 식품을 담가 냉각하는 방식
   • 식품과 냉매 간의 열전도 효율이 높아 빠른 냉동이 가능
3. 액화가스 냉동 (Cryogenic Freezing)
   • 액체질소나 액화탄산가스 등 극저온의 기체를 이용한 냉동
   • 가장 빠른 냉동 속도를 제공하며, 고급 식품 냉동에 적합
4. 컨택트 냉동 (Contact Freezing)
   • 금속판 등 냉각면에 직접 접촉시켜 식품을 냉각시키는 방식
   • 주로 단면이 평평한 식재료에 적합하며, 냉각 효율이 우수

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각 냉동 방식은 식품의 종류나 처리량, 예산에 따라 선택된다.

 

 

■ 에어블라스트식 냉동기

냉각된 공기를 식품에 직접 불어넣어 냉동하는 방식으로, 가장 대중적인 형태이다.
기계에 따라 공기 온도는 –70℃에서 –35℃까지 다양하다.
'만능 프리저'라고 불릴 만큼 다양한 식품을 냉동할 수 있다.
다만, 강한 바람이 식품에 직접 닿기 때문에 형태가 무너지기 쉬운 케이크류는 주의가 필요하다.

• ✅ 다양한 식품에 적합
• ❌ 형태가 약한 식품(예: 케이크 등)은 부적합

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■ 브라인 냉동기

알코올이나 염수를 이용한 얼지 않는 냉각액에 식품을 담가 냉동하는 방식이다.
식품의 표면 전체를 액체가 밀착하여 빠르게 냉동할 수 있다.
냉각액 온도는 대략 –40℃~–30℃ 수준이다.
식품이 직접 액체에 닿지 않도록, 파우치 포장 후 냉동하는 것이 일반적이다.

• ✅ 진공 포장 상태의 식품에 적합
• ❌ 특별한 단점 없음

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■ 컨택트(접촉식) 냉동기

금속판 사이에 식품을 넣고, 그 사이에 –40℃~–30℃의 냉매가 순환하는 냉각판을 통해 냉동한다.
금속은 열전도율이 높아 빠른 냉동이 가능하며, 일정한 압력을 가해도 괜찮은 식품에 적합하다.
슬라이스 육류, 생선살, 페이스트 제품 등에 활용된다.

• ✅ 육류·생선류 및 페이스트류에 적합
• ❌ 형태가 부서지기 쉬운 식품에는 부적합

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■ 액화가스 냉동기

극저온 가스를 식품에 직접 분사해 냉동하는 방식이다.
액체질소는 –196℃, 액화이산화탄소(드라이아이스)는 –56.6℃로, 초급속 냉동이 가능하여 품질 손상이 적다.
단, 운영비용이 매우 높아, 주로 고급 식품(예: 고급 새우, 고급 육류 등)에 사용된다.

• ✅ 어떤 식품에도 사용 가능
• ❌ 비용이 매우 높아 고급품 전용

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식품의 종류나 형태, 생산 효율, 설비 투자 예산 등에 따라 적절한 냉동기를 선택하는 것이 중요하다.

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③ 보관／운송 – 생각보다 중요한 냉동 보관 중 발생하는 문제

냉동을 통해 식품을 장기간 보관하는 것이 가능하지만,
보관 중에도 서서히 식품 내에는 다양한 변화가 일어난다.

예를 들어, 냉동 시 생성된 얼음 결정은 보관 중에도 점차 비대화되는 성질을 갖고 있다.

아이스크림을 이용한 보관 실험에서는,
–30℃ 이하의 저온 환경에서는 얼음 결정의 비대화가 거의 일어나지 않았으나,
일반적으로 사용되는 냉동 보관 기준 온도인 –18℃ 환경에서는
3개월이 지나면서 점차 얼음 결정이 커지는 경향이 나타났다.

반면, –30℃ 이하의 환경에서는 수분의 이동이 억제되기 때문에
얼음 결정의 비대화가 효과적으로 억제되는 결과를 확인할 수 있었다.

 

 

이 이미지는 아이스크림을 이용한 냉동 보관 중 얼음 결정의 비대화(粗大化) 과정을 시각적으로 설명한 도표입니다. 아래는 문어체 평서체로 정리한 해설입니다:

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【그림 11】

아이스크림에 의한 얼음 결정 비대화 이미지

• 보관 전
  냉동 직후의 상태로, 얼음 결정이 작고 균일하게 분포되어 있다.

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보관 1개월 후:

• –18℃:
  얼음 결정이 점차 커지기 시작하며, 입자가 굵어지고 뭉침 현상이 나타난다.
• –40℃:
  –18℃에 비해 얼음 결정의 변화가 적고, 상대적으로 작은 입자 상태가 유지된다.
• –60℃:
  거의 초기 상태와 차이가 없을 정도로 결정이 미세하게 유지되어 있다.

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보관 3개월 후:

• –18℃:
  얼음 결정이 뚜렷하게 비대화되어 식감 저하 및 품질 열화가 우려된다.
• –40℃:
  일정 수준의 안정성을 유지하고 있으며, 결정의 성장 속도가 느리다.
• –60℃:
  여전히 작고 고른 결정 상태를 유지하고 있어 품질 보존 효과가 가장 우수하다.

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요약:

• 보관 온도가 낮을수록 수분 이동이 줄어들어 얼음 결정 비대화가 억제된다.
• –18℃는 일반 냉동 보관의 기준이지만, 품질 유지 측면에서는 –30℃ 이하가 바람직하다.
• 아이스크림처럼 식감 변화에 민감한 제품은 초저온 보관이 특히 중요하다.

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서리는 냉동된 식품 주변의 온도가 냉동고 문을 여는 등의 이유로 한 차례 상승한 후, 다시 냉동고 문을 닫는 등의 동작으로 주변 온도가 하강함에 따라 발생한다.

냉동된 식품 주변의 온도가 상승하면, 식품 자체의 중심 온도(品温)도 점차 상승하게 된다. 그 이후 주변 온도가 하강하더라도, 식품의 중심 온도는 느리게 반응하여 여전히 주변 온도보다 높은 상태가 된다.

이러한 상태가 되면, 식품으로부터 수분이 증발하게 되고, 포장재와 식품 사이에 빈 공간이 있는 경우, 포장 내부에 서리가 생긴다. 서리가 끼어 있다는 것은 곧 식품 자체의 수분이 날아갔다는 의미이므로, 이는 건조가 상당히 진행된 상태라고 볼 수 있다.

 

【그림 13】

보관고 내 온도 변화와 수분 증발

1. 보관고가 냉각된 상태 (왼쪽)
   • 보관고 내부의 공기와 냉동식품, 포장재 모두 충분히 차가운 상태이다.
   • 온도 차이가 없기 때문에 수분의 이동은 거의 일어나지 않는다.
2. 보관고 내부 온도가 상승한 상태 (중앙)
   • 냉동고 문 개방 등의 원인으로 보관고 내부의 공기가 따뜻해지면,
     식품 내부보다 주변 공기와 포장 내부 공기가 더 빨리 온도가 오른다.
   • 이로 인해 식품 중심 온도는 낮고, 외부는 따뜻한 상태가 된다.
3. 보관고 내부 온도가 다시 하강한 상태 (오른쪽)
   • 온도가 재차 낮아질 경우, 식품 중심은 여전히 따뜻한 상태로 남는다.
   • 이때 중심부에서 수분이 증발하여 포장 내부로 이동하고,
     그 수분이 차가운 포장 내부에 닿아 서리로 응결된다.

이 현상은 반복되면 식품 자체의 수분 손실(건조)로 이어지며, 품질 저하를 야기한다.

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이 도식은 서리 발생 원인과 냉동 식품 품질 관리의 중요성을 설명하는 데 매우 유용합니다.

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식품 주변의 온도 변화로 인한 건조를 방지하기 위해서는, 크게 다음의 세 가지 방법이 있다.

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① 냉동고의 온도 변동을 최소화한다
예를 들어, 평균 온도를 더 낮게 설정하는 등으로 온도 변화 폭을 줄이는 것이 효과적이다.

② 냉동된 식재료를 단열재로 감싼다
열 교환을 억제하여 외부 온도 변화의 영향을 줄이기 위한 방법이다.

③ 식재료 주변의 빈 공간을 줄인다
진공 포장 등으로 식품과 외부 공기 사이의 공간을 줄이면 수분 증발을 억제할 수 있다.

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이러한 대책은 서리 발생을 억제함으로써 식품의 건조를 방지하고,
장기간 냉동식품의 품질을 유지하기 위해 매우 중요하다.

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④ 해동／조리 – 맛있는 냉동식품에 필수적인 적절한 해동 방법

 

【해동／조리 – 맛있는 냉동식품을 위한 적절한 해동 방법】

냉동식품을 해동할 때는, 식품이 ‘최대 얼음 결정 생성 온도대(–5℃ ~ –1℃)’에 오래 머물지 않도록 하는 것이 중요하다. 이 구간에서는 얼음 결정이 비대화되어, 조직 손상과 드립 발생의 원인이 되기 때문이다.

그래프에는 다음과 같은 해동 방식들이 제시되어 있다:

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■ 가열 조리(빨간 선)

전자레인지 또는 끓는 물 등에 넣어 냉동된 상태 그대로 가열 조리
→ 매우 빠르게 가열되므로, 해동 구간에 머무는 시간이 짧음
→ 효소가 이미 불활성화된 식품에는 이상적임

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■ 흐르는 물 해동 / 자연 해동 (파란색·녹색 선)

10~25℃의 상온에서 해동
→ 효소 반응이 촉진되고, 변질 가능성이 있음
→ 효소가 있는 식품(예: 채소류)은 주의 필요
※ 단, 이미 블랜칭 등으로 효소를 불활성화한 식품에는 영향 없음

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■ 얼음물 해동 / 냉장 해동 (주황색·회색 선)

0℃ 부근에서 천천히 해동
→ 식품을 최저 온도대에서 안정적으로 해동
→ 품질 유지에 가장 적합하나, 시간 소요가 큼

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요점 정리:

• **빠른 해동(가열 등)**은 품질 손상이 적으나, 조리 방식이 제한됨
• 자연 해동은 효소 변화와 조직 손상 위험이 크므로 신중히 사용해야 함
• 냉장 해동은 품질을 가장 잘 유지하지만, 시간이 오래 걸리는 단점이 있음

이 도표는 해동 전략 수립이나 냉동 제품 품질 관리 매뉴얼 작성 시 활용하기에 적합합니다.

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시스템 냉동에 대한 이해를 바탕으로 한 상품 개발

슈퍼마켓이나 편의점 등에서는 일반 반찬용 고기감자조림을 자주 볼 수 있지만, 냉동 고기감자조림은 거의 볼 수 없다. 냉동 달걀말이도 마찬가지로 거의 유통되지 않는다. 이는 단순히 유통상의 이유가 아니라, 기술적 특성에 기인한다.

반찬이나 요리류의 냉동식품은, 해당 요리를 그대로 급속냉동한다고 해서 반드시 해동 후에도 조리 전 상태로 되돌아가는 것은 아니다. 고기감자조림이나 달걀말이는 단순히 급속냉동만으로는 조리된 상태로 복원되지 않는다.

해동했을 때 갓 만든 듯한 맛을 재현하기 위해서는,
① 어떤 해동 방법으로 섭취하는 것이 좋을지, 어떤 방식으로 먹게 될지를 고려하고
② 그에 맞춰 식재료와 요리의 특성을 이해한 뒤, 어떤 전처리나 조리 방식으로 해결할 것인지에 대한 **‘상품 개발’**이 매우 중요해진다.

냉동한다는 것은, 비록 급속냉동이라 할지라도 식재료나 조리된 요리의 맛과 식감이 냉동 이전보다 좋아지는 일은 없다는 것을 의미한다. 냉동 전과 비교했을 때 어느 정도 품질 저하는 피할 수 없으나, 해동 후 그 변화가 거의 느껴지지 않도록 전처리나 조리 과정에서의 치밀한 설계가 요구된다. 냉동식품의 상품 개발은 이처럼 **‘역산적 설계’**라 할 수 있다.

 

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