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食品を冷凍すると、調理してから食べるまで保存できます。古くから、農民、漁師、罠猟師は、冬の間、暖房のない建物で穀物や農産物を保存してきました。[ 1 ]食品を冷凍すると、残留水分が氷に変わり、ほとんどの細菌種の増殖が抑制されるため、腐敗が遅くなります。食品業界では、機械的冷凍と極低温（または急速冷凍）の2つのプロセスがあります。冷凍速度は、食品の品質と食感を維持するために重要です。冷凍が速いほど、氷の結晶が小さくなり、細胞構造が維持されます。極低温冷凍は、液体窒素の超低温である-196 ℃（-320 °F）のため、利用可能な最も速い冷凍技術です。[ 2 ]
現代の家庭の台所で食品を保存するには、家庭用冷凍庫を使用するのが一般的です。家庭では、食品は購入したその日に冷凍するのが一般的なアドバイスでした。2012年にスーパーマーケットグループが（英国の廃棄物・資源行動計画の支援を受けて）始めた取り組みでは、「製品の消費期限までにできるだけ早く」食品を冷凍することを推奨しています。食品基準庁は、それまで食品が適切に保管されていたことを条件に、この変更を支持していると報じられています。[ 3 ]
冷凍食品には保存料を添加する必要はありません。食品の温度が-9.5 ℃（15 °F）以下になると微生物は増殖しないため、それだけで食品の腐敗を防ぐのに十分です。食品を長期保存するには、さらに低い温度で食品を保管する必要がある場合もあります。無味無臭の安定剤であるカルボキシメチルセルロース（CMC）は、製品の品質を損なわないため、冷凍食品によく添加されます。[ 4 ]
冬の霜を利用した自然な食品冷凍方法は、寒冷地の人々によって何世紀にもわたって利用されてきた。
1861年、トーマス・サトクリフ・モートはオーストラリアのシドニーのダーリングハーバーに世界初の冷凍工場を設立し、後にニューサウスウェールズ・フレッシュフード・アンド・アイス・カンパニーとなった。モートは、 1853年にシドニーに到着し、1861年に最初の製氷特許を取得したフランス生まれのエンジニア、ユージン・ドミニク・ニコルの実験に資金を提供した。ロンドンへの冷凍肉の最初の試験出荷は1868年だった。彼らの機械は冷凍肉貿易には使用されなかったが、モートとニコルは国内貿易向けの商業的に実行可能なシステムを開発した。モートにとってその投資に対する経済的利益は最小限だった。オーストラリアとニュージーランドからヨーロッパへの冷凍肉の定期出荷は1881年に始まり、ダニーデン号に積まれた冷凍ニュージーランド産羊肉がロンドンに輸出された。
1885年までに、この技術を用いて断熱ケースに入れた少数の鶏やガチョウがロシアからロンドンへ輸送されるようになった。1899年3月までに、「British Refrigeration and Allied Interests」は、食品輸入業者「Baerselman Bros」が、冬の3～4ヶ月間、ロシアの3つの倉庫からロンドンのロウアー・シャドウェルにあるニュー・スター・ワーフへ、週に約20万羽の冷凍ガチョウと鶏を輸送していると報告した。この冷凍食品の取引は、ロシアの3つの倉庫とロンドンの倉庫にリンデ社の冷気冷凍プラントが導入されたことで可能になった。シャドウェルの倉庫は、冷凍食品がロンドン、バーミンガム、リバプール、マンチェスターの市場に出荷されるまで保管した。この技術は後に食肉加工業界にも拡大された。
1929年から、クラレンス・バーズアイは「急速冷凍」をアメリカ国民に紹介した。バーズアイが食品冷凍に初めて興味を持ったのは、 1912年と1916年にラブラドールへの毛皮猟遠征中に、先住民が自然冷凍で食品を保存しているのを見た時だった。[ 5 ] 1920年代にカナダへの狩猟旅行で先住民イヌイットの伝統的な方法を目撃したことが、バーズアイの食品保存方法に直接的なインスピレーションを与えた。[ 6 ]
アイスランド漁業委員会は、業界の革新を推進するために1934年に設立され、漁師たちに漁獲物の急速冷凍を始めるよう奨励した。 最初の冷凍魚会社の1つであるÍshúsfélag Ísfirðingaは、 1937年に合併によりアイスランドのイーサフィヨルズルで設立された。 [ 7 ]より高度な試みとしては、エレノア・ルーズベルトがロシア旅行中に 冷凍食品を受け取ったことが挙げられる。オレンジジュース、アイスクリーム、野菜に関するその他の実験は、第二次世界大戦末期に軍によって行われた。
冷凍技術自体も、冷凍食品市場と同様に、より速く、より効率的に、より費用対効果の高いものへと発展している。バードアイの研究が示すように、より速く冷凍することで氷の結晶が小さくなり、製品の保存状態が良くなる。[ 8 ]
Birdseye が最初に考案した液体窒素に浸漬する極低温冷凍法は今でも使われています。[ 9 ]しかし、コストが高いため、魚の切り身、魚介類、果物、ベリー類にしか使用できません。より高温（-70 °C (-94 °F) ）で安価な液体二酸化炭素に浸漬して食品を冷凍することも可能で、これは機械的冷凍によって生成できます（下記参照）。[ 8 ]
ほとんどの冷凍食品は、通常の冷凍庫と同様の蒸気圧縮冷凍技術を用いた機械的プロセスで冷凍されています。このようなプロセスは規模が大きいほど安価ですが、通常は時間がかかります。（建設という形での初期投資も多くなります。）それにもかかわらず、食品から冷媒への熱伝達を速めるために、さまざまなプロセスが考案されています。 [ 8 ]
個別急速冷凍とは、「個別」（塊全体ではなく）かつ「迅速」（最大でも数分以内）なあらゆる形態の冷凍を包括する用語である。これは、極低温冷凍、流動床冷凍、または定義を満たすその他の技術に該当する。
冷凍食品の包装は、充填、密封、冷凍、保管、輸送、解凍、そして多くの場合調理に至るまで、その完全性を維持する必要があります。[ 10 ]多くの冷凍食品は電子レンジで調理されるため、メーカーは冷凍庫から直接電子レンジに入れることができる包装を開発しました。
1974年、最初の差動加熱容器（DHC）が一般に販売されました。DHCは、冷凍食品が適切な量の熱を受けられるように設計された金属製の筒です。筒の周囲にはさまざまなサイズの開口部が配置されています。消費者は、最も熱を必要とする冷凍食品を筒に入れます。これにより、適切な調理が保証されます。[ 11 ]
今日では、冷凍食品の包装にはさまざまな選択肢があります。箱、カートン、袋、パウチ、ボイルインバッグ、蓋付きトレイと鍋、結晶化PETトレイ、複合缶とプラスチック缶などです。[ 12 ]
科学者たちは冷凍食品包装の新たな側面について研究を続けている。アクティブ包装は、細菌やその他の有害物質の存在を積極的に感知し、無害化できる多くの新技術を提供する。アクティブ包装は、賞味期限を延ばし、製品の安全性を維持し、食品をより長期間保存するのに役立つ。アクティブ包装のいくつかの機能について研究が進められている。
急速冷凍のプロセス自体は、一般的に食品の栄養成分を効果的に保持し、ビタミンの損失はわずかであるため、生鮮食品の代替品として費用対効果が高く栄養価も高い。しかし、包装済み食品などの味付け済みの冷凍食品には、かなりの量の塩分や脂肪が添加されている可能性がある。そのため、栄養成分表示と原材料リストを読むことをお勧めする。[ 14 ]
冷凍は、食品の腐敗を引き起こす病原菌が低温では死滅するか、あるいは急速には増殖しないため、効果的な食品保存方法です。ただし、病原菌は高温よりも低温で生存しやすいため、冷凍は煮沸などの加熱処理よりも食品保存効果は劣ります。[ 21 ]冷凍を食品保存方法として使用する際の問題点の1つは、冷凍食品が解凍されたときに、冷凍によって不活性化された（ただし死滅したわけではない）病原菌が再び活性化する危険性があることです。
食品は冷凍することで数ヶ月間保存できます。長期冷凍保存には、-18 °C (0 °F)以下の一定温度が必要です。[ 22 ]
冷凍保存された調理済み食品の多くは、食べる前に解凍する必要があります。特に冷凍肉は、均一に火が通り、食感も良くなるため、調理前に解凍しておくのが望ましいでしょう。
冷凍庫の霜取りシステムは、厚い氷の層が形成されるのを防ぎ、機器が適切に機能するようにする役割を果たします。これにより、蒸発器コイルが熱を吸収して庫内を冷却するのを防ぐことができます。
理想的には、ほとんどの冷凍食品は病原菌の著しい増殖を防ぐために冷蔵庫で解凍すべきである。しかし、これにはかなりの時間を要する場合がある。
食品の解凍には、いくつかの方法があります。
時間的な制約や知識不足から、冷凍食品を室温で解凍する人がいる。そのような食品は調理後すぐに消費するか廃棄し、再冷凍や冷蔵は絶対にしない方が良い。再冷凍しても病原菌は死滅しないからである。[ 25 ]
凍結速度は、食品の細胞内および細胞外空間に形成される氷結晶の大きさおよび数に直接影響します。ゆっくり凍結すると氷結晶の数は少なくなりますが大きくなり、急速凍結すると氷結晶は小さくなりますが数が多くなります。この氷結晶の大きさの違いは、凍結濃縮のプロセスを介して冷凍保存中の残留酵素活性の程度に影響を与える可能性があります。凍結濃縮とは、流体媒体中に存在する酵素と溶質が氷結晶の形成の間に濃縮されるプロセスです。[ 26 ]大きな氷結晶の形成によって媒介される凍結濃縮レベルの上昇は、酵素的褐変を促進する可能性があります。[ 27 ]
大きな氷の結晶は食品の細胞壁を突き破ることもあり、解凍中に食品の食感が劣化したり、天然の果汁が失われたりします。[ 28 ]そのため、換気式機械冷凍、非換気式機械冷凍、液体窒素による極低温冷凍で冷凍された食品の間には、品質に違いが生じます。[ 29 ]
2007年の調査によると、アメリカ人は平均して年間71回冷凍食品を消費しており、そのほとんどは調理済みの冷凍食品である。[ 30 ]
大手スーパーマーケットチェーンは、食品廃棄物をさらに削減するための全国的な取り組みの一環として、消費者に長年推奨されてきた購入当日の食品冷凍に関するアドバイスを変更する予定だ。[...]代わりに、消費者に製品の「消費期限」までにできるだけ早く食品を冷凍するようアドバイスする。この取り組みは、政府の廃棄物諮問機関である廃棄物・資源行動計画（WRAP）によって支持されている。[...]食品基準庁の食品安全専門家であるボブ・マーティン氏は、「食品が提供された指示に従って保管されている限り、購入日以降に冷凍しても食品安全上のリスクはないはずだ」と述べた。[...]
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