JP2004069131A - 冷凍方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】食品の品質の低下を防止、抑制することが可能な冷凍方法を提供すること。
【解決手段】本発明の冷凍方法は、水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、冷凍対象物５を処理する第１の工程と、低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物５に照射する第２の工程とを有することを特徴とする。第２の工程は、冷凍対象物５中の水のクラスターを細分化するクラスター細分化装置１Ａと、冷凍対象物５を載置する載置部７と、熱交換器８と、冷気を循環させるファン９とを備えた冷凍装置１０を用いて行うことができる。クラスター細分化装置１Ａは、冷凍対象物５に磁場を与え、かつその磁場強度を経時的に変化させる、複数個の磁場発生装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、各磁場発生装置が発生する磁場の強度を制御する磁場制御装置３とを有する。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明の冷凍方法は、水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、冷凍対象物５を処理する第１の工程と、低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物５に照射する第２の工程とを有することを特徴とする。第２の工程は、冷凍対象物５中の水のクラスターを細分化するクラスター細分化装置１Ａと、冷凍対象物５を載置する載置部７と、熱交換器８と、冷気を循環させるファン９とを備えた冷凍装置１０を用いて行うことができる。クラスター細分化装置１Ａは、冷凍対象物５に磁場を与え、かつその磁場強度を経時的に変化させる、複数個の磁場発生装置２Ａ、２Ｂ、２Ｃと、各磁場発生装置が発生する磁場の強度を制御する磁場制御装置３とを有する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、冷凍方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
氷点下以下の温度で、食品等を冷凍させ、保存する冷凍庫が広く用いられている。このような冷凍庫は、主として、食品の腐敗等を防止することにより長期間保存することを目的とするものであった。
【０００３】
ところで、食品の冷凍に従来の冷凍庫を用いた場合、冷凍時における食品のミクロ的な構造の変化（例えば、食品を構成する細胞の破壊等）が原因と考えられる、食品の品質（例えば、風味、外観、香り等）の低下を生じる場合があった。また、食品の種類によっては、冷凍することによる品質の劣化が著しく、実質的に冷凍保存が不可能なものもあった。
【０００４】
また、冷凍された食品は、通常、解凍して食されるが、食品の種類によっては、解凍時に、ドリップを発生するという問題点も有していた。
【０００５】
また、中華麺等の麺類は、冷凍後、解凍して調理した場合、著しく風味・外観が損なわれ易かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、食品の品質の低下を防止、抑制することが可能な冷凍方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２０）の本発明により達成される。
【０００８】
（１） 水を含む冷凍対象物を冷凍する方法であって、
水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を処理する第１の工程と、
低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を前記冷凍対象物に照射する第２の工程とを有することを特徴とする冷凍方法。
【０００９】
（２） 前記クラスター細分化水は、エネルギーが付与されることによりクラスターが細分化されたものである上記（１）に記載の冷凍方法。
【００１０】
（３） 前記エネルギーは、経時的に強度が変化する磁場エネルギーである上記（２）に記載の冷凍方法。
【００１１】
（４） 前記冷凍対象物が食品である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１２】
（５） 前記第１の工程において、前記クラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を調理する上記（４）に記載の冷凍方法。
【００１３】
（６） 前記第１の工程において、前記クラスター細分化水を前記冷凍対象物の表面に付与する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１４】
（７） 前記第１の工程において、前記冷凍対象物を前記クラスター細分化水中に浸漬する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１５】
（８） 前記第２の工程は、前記冷凍対象物に磁場を与えかつその強度を経時的に変化させる磁場発生装置を複数個有する冷凍装置を用いて行うものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１６】
（９） 冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも１つからの磁場の発生タイミングが、他の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御する上記（８）に記載の冷凍方法。
【００１７】
（１０） 前記冷凍装置は、前記磁場発生装置を３つ以上有するものであり、
冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも２つからの磁場の発生タイミングが、これら以外の１つ以上の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御する上記（８）または（９）に記載の冷凍方法。
【００１８】
（１１） 前記冷凍装置は、前記磁場発生装置を３つ以上有するものであり、
冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも２つからの磁場の発生タイミングが同期し、かつ、これら以外の１つ以上の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御し、
磁場の発生タイミングが同期する２つ以上の前記磁場発生装置の組み合わせが経時的に変化する上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１９】
（１２） 前記冷凍装置は、前記冷凍対象物を載置する載置部と、冷凍機と、冷気を循環させるファンとを有するものである上記（８）ないし（１１）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２０】
（１３） 前記磁場発生装置は、前記載置部またはその近傍に配置されている上記（１２）に記載の冷凍方法。
【００２１】
（１４） 前記載置部付近において、磁力線の方向が回転するように、前記磁場発生装置からの磁場の発生を制御した上記（１３）に記載の冷凍方法。
【００２２】
（１５） 少なくとも２つの前記磁場発生装置が対面するように配置された上記（８）ないし（１４）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２３】
（１６） 複数個の前記磁場発生装置は、前記冷凍対象物に対向する面が、互いに直交するように設置された上記（８）ないし（１５）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２４】
（１７） 前記磁場発生装置は、交番磁場を発生させるものである上記（８）ないし（１６）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２５】
（１８） 使用時における前記冷凍装置内の温度が−２０℃以下である上記（８）ないし（１７）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２６】
（１９） 前記磁場発生装置は、耐低温性を有するものである上記（８）ないし（１８）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２７】
（２０） 前記冷凍対象物中の水のクラスターが細分化した状態で、前記冷凍対象物を凍結させる上記（１）ないし（１９）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の冷凍方法の第１実施形態で用いる冷凍装置の構成を示す概略図であり、図２は、図１に示す冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図であり、図３、図４は、クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの例である。なお、図１、図２（後述する図５、図６、図７および図１０も同様）は、一部を誇張して示したものであり、実際の大きさを反映するものではない。
【００３０】
本発明の冷凍方法は、水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を処理する第１の工程と、低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を前記冷凍対象物に照射する第２の工程とを有することを特徴とする。以下、これらの工程について順次説明する。
【００３１】
［第１の工程］
まず、水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、冷凍対象物５を処理する。
【００３２】
本発明に適用される冷凍対象物５は、水を含むものであれば、いかなるものであってもよい。このような冷凍対象物５としては、例えば、食品（飲料を含む）、飼料、生体組織（例えば、血液（血液成分）、臓器、皮膚組織、筋組織、神経組織、骨組織、軟骨組織等の各種組織や、生殖細胞等の各種細胞等）、生花、薬品（医薬品、試薬等を含む）や、これらのうち少なくとも一つを含むもの等が挙げられ、これらをそのまま用いてもよいし、例えば、梱包、包装した状態で用いてもよい。この中でも、冷凍対象物５としては、食品が好ましい。食品は、従来の冷凍方法では、品質（例えば、風味、外観、香り等）の低下を特に生じ易く、実質的に冷凍保存が不可能なものもある。食品の中でも特に、中華麺等の麺類は、冷凍後、解凍して調理した場合、著しく風味が損なわれ易かった。以下の説明では、食品を冷凍対象物５の代表として説明する。
【００３３】
一方、クラスター細分化水としては、水のクラスターが細分化されたものを用いる。
【００３４】
本明細書中では、「水のクラスター」とは、主として水分子で構成されたクラスター（Ｃｌｕｓｔｅｒ）のことを指すものとして説明する。「水のクラスター」としては、例えば、実質的に水分子のみで構成されたクラスターや、主として水分子で構成され、かつ水以外の成分（水分子以外の分子、イオン等）を含むもの等が挙げられる。
【００３５】
クラスター細分化水としては、水のクラスター（以下、単に「クラスター」とも言う。）が細分化されたものであればいかなるものを用いてもよいが、クラスター細分化水は、エネルギーが付与されることによりクラスターが細分化されたものであるのが好ましい。このようにして得られるクラスター細分化水では、クラスターの大きさが特に小さく、また、細分化されたクラスターが比較的長期間にわたって安定して存在することができる。前記エネルギーとしては、例えば、電気エネルギー、磁場エネルギー（例えば、静磁場エネルギー（永久磁石等）、経時的に強度が変化する磁場エネルギー等）、機械的な振動エネルギー等が挙げられるが、この中でも特に、経時的に強度が変化する磁場エネルギーが好ましい。経時的に強度が変化する磁場エネルギーを付与することにより得られたものであると、前述した効果はさらに顕著なものとなる。
【００３６】
クラスター細分化水を用いた処理としては、例えば、冷凍対象物５の表面へのクラスター細分化水の付与（例えば、シャワー、噴霧等）、クラスター細分化水中への冷凍対象物５の浸漬、クラスター細分化水（調理用水）を用いた冷凍対象物５の調理等が挙げられる。
【００３７】
上記のようなクラスター細分化水を用いた処理を施すことにより、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターも細分化される。このようにして対象物５中の水のクラスターが細分化されることにより、冷凍対象物５（食品）は、例えば、風味、外観、香り等の品質の劣化がし難いものとなる。
【００３８】
また、このような処理を施すことにより、後述する第２の工程において、冷凍対象物５中に含まれるクラスターのさらなる細分化が進行しやすくなる。その結果、水のクラスターが十分に細分化した状態で、冷凍対象物５を凍結させることが可能となる。このように、水のクラスターが細分化した状態で冷凍対象物５が固化すると、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶も十分に微細化された（結晶粒径の小さい）ものとなる。
【００３９】
ところで、従来の方法で、食品を冷凍した場合、食品の品質（例えば、風味、外観、香り等）の低下を生じる場合があった。このような食品の品質の低下は、冷凍時における食品のミクロ的な構造の変化（例えば、食品を構成する細胞の破壊等）が原因と考えられる。そして、本発明者は、このようなミクロ的な構造の変化が、主として、冷凍時に形成される、粗大化した氷によるものであることを見出した。
【００４０】
上述したように、本発明では、冷凍対象物の冷却（凍結）に先立ち、クラスター細分化水で冷凍対象物を処理する点に特徴を有する。これにより、後述する第２の工程において、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶は、十分に微細化されたものとなる。このため、本発明では、冷凍により、冷凍対象物５中でのミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することができる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止することができる）。その結果、冷凍対象物５の品質を十分に保持しつつ、極めて長期間にわたって保存することが可能となる。また、冷凍時における前記細胞の破壊を、効果的に防止、抑制することができるため、冷凍対象物５の解凍時におけるドリップの発生も効果的に防止することができる。
【００４１】
なお、本工程においてクラスター細分化水は、例えば、単独で用いられるものであってもよいし、他の材料と混合して用いられるものであってもよい。
【００４２】
［第２の工程］
次に、クラスター細分化水で処理した冷凍対象物５を、低温環境下におき、冷凍する。
【００４３】
この第２の工程では、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物５に照射しつつ、冷却する。
【００４４】
このように、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物５に照射しつつ、冷却することにより、冷凍対象物５中の水のクラスターは、細分化される。特に、本発明では、クラスター細分化水で処理する工程を有しているため、本工程におけるクラスターの細分化は特に進行しやすい。このため、本発明では、水のクラスターが十分に細分化した状態で、冷凍対象物５を凍結させることができ、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶の粗大化が防止される。その結果、冷凍により、冷凍対象物５中でのミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することが可能となる。
【００４５】
第２の工程には、例えば、図１に示すような冷凍装置を用いることができる。
冷凍装置１０は、水を含む冷凍対象物５に対して用いるものであり、冷凍対象物５中の水のクラスターを細分化した状態で冷凍する機能を有する。言い換えると、冷凍装置１０は、冷凍対象物５中の水分子等が形成する水素結合を部分的に切断した状態で冷凍する機能を有する。
【００４６】
図１に示すように、冷凍装置１０は、冷凍装置本体１０１と、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターを細分化するためのクラスター細分化装置１Ａと、冷凍対象物５を載置する載置部７と、冷凍機８と、冷気を循環させるファン９とを有する。
【００４７】
冷凍装置本体１０１は、その内部に、冷凍対象物５を収納するための空間を有している。
【００４８】
載置部７は、冷凍装置本体１０１の内部に配されている。
図示の構成では、載置部７は、複数のトレイ７１を有するラックである。載置部７がこのようなラックであることにより、例えば、冷凍装置本体１０１内を循環する冷気と、冷凍対象物５との接触面積が大きくなるように、冷凍対象物５を配することが可能となる。このため、例えば、冷凍対象物５の総量が比較的多い場合であっても（冷凍対象物５が複数個ある場合であっても）、冷凍対象物５の冷凍処理を効率良く行うことができる。
【００４９】
ラックは、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、主として、アルミニウム、銅等の非磁性金属や、各種プラスチック等の非磁性材料で構成されたものであるのが好ましく、主としてアルミニウムで構成されたものであるのがより好ましい。
【００５０】
冷凍機８は、蒸発器８１と、圧縮機８２と、凝縮器８３とを有し、蒸発器８１−圧縮機８２間および蒸発器８１−凝縮器８３間は、それぞれ、冷媒配管８４、８５で接続されている。また、冷凍機８内には、冷媒が充填されている。
【００５１】
このような冷凍機８は、冷凍装置本体１０１の内部と外部との間で熱交換を行うことにより、冷凍装置本体１０１の内部を冷温に保つ作用を有する。
【００５２】
すなわち、冷凍機８は、その内部に充填された冷媒が、蒸発器８１において冷凍装置本体１０１内部の熱を奪い、圧縮機８２において圧縮され、凝縮器８３において外気に熱を排出することにより、冷凍装置本体１０１の内部を冷温に保つ。
【００５３】
ファン９は、冷凍装置本体１０１の内部の冷気を循環させる機能を有する。これにより、冷凍装置本体１０１の内部の各部位における温度のバラツキが小さくなり、より安定した冷却速度で冷凍対象物５を冷却、冷凍させることが可能となる。
【００５４】
冷凍装置１０を使用する際における冷凍装置本体１０１の内部の温度は、冷凍対象物５の少なくとも一部が冷凍される温度であれば、特に限定されないが、例えば、−２０℃以下であるのが好ましく、−３０〜−７０℃であるのがより好ましい。冷凍装置本体１０１の内部の温度を−２０℃以下とすることにより、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターを十分に微細化した状態（水素結合を効率良く切断した状態）で、冷凍対象物５を凍結させることができ、その後、クラスター細分化装置１Ａの運転を停止させたり、凍結した冷凍対象物５を、冷凍装置１０から取り出し、公知の冷凍装置（クラスター細分化装置を有していない冷凍装置）内に移した場合であっても、冷凍対象物５の品質を十分長期間にわたって、維持することができる。
【００５５】
冷凍装置本体１０１の内部に配された冷凍対象物５は、クラスター細分化装置１Ａの作用により、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターが細分化される。以下、クラスター細分化装置１Ａについて詳細に説明する。
【００５６】
図１、図２に示すように、クラスター細分化装置１Ａは、水を含む冷凍対象物５に磁場を与え、かつその磁場強度を経時的に変化させる、複数個の磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）と、各磁場発生装置が発生する磁場の強度を制御する磁場制御装置３とを有している。
【００５７】
まず、磁場発生装置について説明する。
第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃは、同様の構成であるので、第１の磁場発生装置２Ａについて代表的に説明する。
【００５８】
第１の磁場発生装置２Ａは、コイル２１と、非磁性体カバー２２とを有する。
コイル２１は、電流が流れることにより、その周辺に磁場を発生する。そして、例えば、コイル２１に流れる電流の方向や量を変化させることにより、発生する磁場の強度を変化させることができる。その結果、第１の磁場発生装置２Ａの近傍に置かれた冷凍対象物５に与える磁場強度（冷凍対象物５が受ける磁力）を経時的に変化させることが可能となる。
【００５９】
このように、冷凍対象物５に対して、強度が経時的に変化する磁場を与えることにより、冷凍対象物５中において、主として水分子−水分子間で形成されている水素結合が効率良く切断され、水のクラスターがさらに細分化される。
【００６０】
このようにして水のクラスターの細分化が進行することにより、冷凍対象物５（食品）は、例えば、風味、外観、香り等の品質の劣化がし難いものとなる。
【００６１】
また、前述したように、冷凍装置１０の使用時における冷凍装置本体１０１の内部は、冷凍対象物５の少なくとも一部を冷凍する温度となっている。このため、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターは、細分化した状態で固化する。これにより、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶も微細化された（結晶粒径の小さい）ものとなる。その結果、本発明では、冷凍により、冷凍対象物５中でのミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することができる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止することができる）。その結果、冷凍対象物５の品質を十分に保持しつつ、極めて長期間にわたって保存することが可能となる。また、冷凍時における前記細胞の破壊を、効果的に防止、抑制することができるため、冷凍対象物５の解凍時におけるドリップの発生も効果的に防止することができる。
【００６２】
コイル２１を流れる電流は、直流であっても、交流であってもよい。特に、コイル２１を流れる電流が交流であると、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の強度を比較的容易に変化させることができる。
【００６３】
図示の構成では、コイル２１は円形コイルであるが、コイル２１の形状は、特に限定されない。コイル２１は、例えば、ベースボールコイル、角形コイル等、いかなる形状のものであってもよい。
【００６４】
非磁性体カバー２２は、コイル２１を保護、固定する機能を有する。
非磁性体カバー２２の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられる。
【００６５】
第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場は、特に限定されないが、例えば、交番磁場であるのが好ましい。これにより、冷凍対象物５における磁場強度を容易に変化させることができ、また、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することが可能となる。
【００６６】
交番磁場における周波数は、特に限定されないが、例えば、２０〜２５０００Ｈｚであるのが好ましく、４０〜１２００Ｈｚであるのがより好ましい。交番磁場における周波数が前記範囲内の値であると、冷凍対象物５中の水のクラスターを、より効果的に細分化することができる。
【００６７】
第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の最大強度（絶対値）は、特に限定されないが、例えば、冷凍対象物５における磁場が、１００〜１２０００Ｇｓであるのが好ましく、３００〜７０００Ｇｓであるのが好ましい。第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の強度が前記下限値未満であると、冷凍対象物５における磁場強度の変化量を十分に大きくすることが困難となり、冷凍対象物５の種類等によっては、冷凍対象物５中の水のクラスターを十分に小さくすることが困難となる可能性がある。一方、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の強度が前記上限値を超えると、装置の大型化を招く。
【００６８】
また、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場は、上述したような交番磁場に限定されない。例えば、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場は、間欠的なものであってもよい。この場合、発生する磁場の周波数、最大強度等の好ましい範囲は、前記と同様である。
【００６９】
以上、第１の磁場発生装置２Ａについて説明したが、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃについても、第１の磁場発生装置２Ａと同様の構成、機能を有している。
【００７０】
本実施形態では、冷凍装置１０は、複数個の磁場発生装置を有している。複数個の磁場発生装置を有することにより、後に詳述するように、磁場制御装置３で、各磁場発生装置が発生する磁場の発生パターンを、個別に制御することができる。これにより、クラスター細分化装置１Ａ全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）を、容易に、所望の形状、大きさ、強度を有するものとすることができる。その結果、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することができる。
【００７１】
また、クラスター細分化装置１Ａを構成する磁場発生装置のうち、少なくとも２つが対面するように配置されたものであるのが好ましい。これにより、冷凍対象物５中の水のクラスターを、さらに効率良く細分化することが可能となる。
【００７２】
また、例えば、それぞれの磁場発生装置で、コイル２１の形状、大きさは、同じであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００７３】
このような磁場発生装置は、載置部７またはその近傍に配置されているのが好ましい。これにより、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効果的に細分化することが可能となる。
【００７４】
磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂまたは第３の磁場発生装置２Ｃ）と冷凍対象物５との距離（最短距離）は、磁場発生装置が発生する磁場強度等により異なるが、例えば、１５０ｃｍ以下であるのが好ましく、２０ｃｍ以下であるのがより好ましい。磁場発生装置と冷凍対象物５との距離（最短距離）が１５０ｃｍを超えると、磁場発生装置が発生する磁場強度等によっては、冷凍対象物５中の水のクラスターを十分に小さくすることが困難となる可能性がある。
【００７５】
図示のように、本実施形態では、第３の磁場発生装置２Ｃと、載置部７とが一体的に形成されている。これにより、冷凍対象物５と、磁場発生装置との距離を、常に短くすることができる。その結果、クラスター細分化の効果をさらに高めることができる。また、別部材として設置する磁場発生装置の数を減らすことができるため、冷凍装置の大容量化、省スペース化に有利である。
【００７６】
また、磁場発生装置は、冷凍装置本体１０１の内部の温度に耐え得る耐低温性を有するものであるのが好ましい。これにより、磁場発生装置の耐久性が向上するため、冷凍装置１０は、長期間にわたって安定した効果を発揮するものとなる。また、磁場発生装置の交換を行わなくてもよいので（または、磁場発生装置の交換回数を少なくできるので）、冷凍装置１０のメンテナンスも容易となる。
【００７７】
次に、磁場制御装置３について説明する。
磁場制御装置３は、各磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）が発生する磁場の強度を、個別に制御する機能を有する。これにより、磁場発生装置のうち少なくとも１つからの磁場の発生のタイミング（磁場の発生パターン）を、他の磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御することができる。このように、複数個の磁場発生装置で、磁場の発生タイミングを異なるものとすることにより、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することができる。すなわち、冷凍対象物５中の水分子等が形成する水素結合を効率良く切断することができる。その結果、品質の低下を十分に防止・抑制しつつ、冷凍対象物５を冷凍することができる。
【００７８】
磁場制御装置３は、例えば、各磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）のコイル２１を流れる電流の方向、周波数や電流量等を変化させる可変機能を有するものであってもよい。これにより、各磁場発生装置が発生する磁場の強度を、より正確に制御することができ、クラスター細分化装置１Ａ全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）を、容易に、所望の形状、大きさ、強度を有するものとすることができる。その結果、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することができる。
【００７９】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図３に示すように制御することができる。
【００８０】
すなわち、まず、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に交流電圧を印加し、これら２つの磁場発生装置から磁場を発生させる。このとき、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１には、電圧を印加しない。また、第１の磁場発生装置２Ａからの磁場の発生タイミングと、第２の磁場発生装置２Ｂからの磁場の発生タイミングとが同期するようにする。第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂが発生する磁場の変化に伴い、冷凍対象物５における磁場が変化し、冷凍対象物５中の水のクラスターが細分化する。
【００８１】
所定時間、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に通電した後、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を中止し、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１から、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ａ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５の各部位における磁場をまんべんなく変化させることが可能となり、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【００８２】
その後、前記と同様に、所定時間、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【００８３】
その後、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１への通電を中止し、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１から、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ａ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【００８４】
その後、上記と同様に、交流電圧を印加する磁場発生装置のコイルを、繰り返し、切り替える。これにより、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度が、経時的に変化する。このように、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度を、経時的に変化させることにより、冷凍対象物５中の各部位において、均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【００８５】
また、上記のように、本実施形態では、２つの磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを同期させ、かつ、同期する磁場発生装置の組み合わせを経時的に変化させることにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が回転するように、磁場の発生を制御する。これにより、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【００８６】
なお、図３に示すタイミングチャートでは、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相が常に一致しているが、必ずしも位相は一致しなくてもよい。例えば、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相は、２分の１波長分ずれたもの等であってもよい。
【００８７】
また、各磁場発生装置が発生する磁場の最大強度は、ほぼ等しいものであってもよいし、各磁場発生装置で異なるものであってもよい。
【００８８】
また、クラスター細分化装置１Ａは、常に稼動させる必要はない。例えば、冷凍対象物５が凍結した後、クラスター細分化装置の稼動を終了してもよい。
【００８９】
また、各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図４に示すように制御してもよい。
【００９０】
すなわち、第１の磁場発生装置２Ａおよび第３の磁場発生装置２Ｃから、所定の周波数の交番磁場を連続的に発生しつつ、第２の磁場発生装置２Ｂから非連続的に（断続的に）所定の周波数の交番磁場を発生してもよい。
【００９１】
この場合、各磁場発生装置から発生する交番磁場の周波数は、同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよい。
【００９２】
クラスター細分化装置１Ａは、さらに、マイクロ波、α線、遠赤外線、超音波およびマイナスイオンのうち少なくとも一つを照射するエネルギー付与手段４を有するものであるのが好ましい。クラスター細分化装置１Ａが、エネルギー付与手段４を有するものであると、冷凍対象物５中の水のクラスターを、さらに効率良く細分化することが可能となる。エネルギー付与手段４がマイクロ波を照射するものである場合、当該マイクロ波は、断続的（非連続的）に照射されるものであるのが好ましい。具体的には、０．１〜１０秒間のマイクロ波の照射と、１〜２０秒間のマイクロ波の照射の停止とを繰り返し行うのが好ましい。これにより、冷凍対象物５中の水のクラスターを、さらに効率良く細分化することが可能となる。
【００９３】
図示の構成では、磁場発生装置と、エネルギー付与手段４とが一体的に形成されている。
【００９４】
エネルギー付与手段４が遠赤外線を照射するものである場合、エネルギー付与手段４の構成材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、フェライト（ＦｅＯ・Ｆｅ３Ｏ４）、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）、セリア（ＣｅＯ３）、ベリリア（ＢｅＯ）、Ｎａ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＴａＣ、ＺｒＢ２等のセラミックス、トルマリン等の鉱石等を用いることができる。この中でも、特に優れた効率で遠赤外線を照射することが可能であると言う点で、エネルギー付与手段４の構成材料としてセラミックスを用いるのが好ましい。
【００９５】
また、エネルギー付与手段４が超音波を照射するものである場合、エネルギー付与手段４としては、例えば、超音波振動子等を用いることができる。
【００９６】
また、エネルギー付与手段４がマイナスイオンを照射するものである場合、エネルギー付与手段４の構成材料としては、例えば、トルマリン、デービド鉱、ブランネル石、センウラン鉱、ニンギョウ石、リンカイウラン石、カルノー石、ツャムン石、メタチャムン石、フランセビル石、トール石、コフィン石、サマルスキー石、トリウム石、トロゴム石、モズナ石等の鉱石、ＢａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、ＫＮｂＯ３、ＫＴａＯ３、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３、ＬｉＮｂＯ３やロッシェル塩、硫酸グリシン、りん酸カリウム、プロピオン酸カルシウムストロンチウム等を用いることができる。エネルギー付与手段４がマイナスイオンを照射するものであると、冷凍対象物５の酸化等を防止・抑制することができ、品質を保持することができる。このため、例えば、冷凍対象物５が食品である場合、より長期間保存した場合であっても、優れた風味等を保持することができる。
【００９７】
また、エネルギー付与手段４は、冷凍装置本体１０１の内部の温度に耐え得る耐低温性を有するものであるのが好ましい。これにより、エネルギー付与手段４の耐久性が向上するため、冷凍装置１０は、長期間にわたって安定した効果を発揮するものとなる。また、エネルギー付与手段４の交換を行わなくてもよいので（または、エネルギー付与手段４の交換回数を少なくできるので）、冷凍装置１０のメンテナンスも容易となる。
【００９８】
次に、本発明の冷凍方法の第２実施形態について説明する。以下、第２実施形態の冷凍方法について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００９９】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｂの構成が、前記第１実施形態で用いたものとは異なる以外は前記第１実施形態と同様である。
【０１００】
図５は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１０１】
図５に示すように、クラスター細分化装置１Ｂは、複数個の磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）を有しており、これらの冷凍対象物５に対向する面が、互いに直交するように、各磁場発生装置が設置されている。
【０１０２】
複数個の磁場発生装置がこのように配置されることにより、クラスター細分化装置１Ｂ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の形状、冷凍対象物５付近における磁力線の方向を、三次元的に効率良く変化させることができる。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化を、均等かつ効率良く進行させることができる。
【０１０３】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、前記実施形態で説明した図３のように制御することができる。これにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が三次元的に回転するように、磁場の発生が制御される。その結果、冷凍対象物５が複雑な形状を有するものであっても、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【０１０４】
次に、本発明の冷凍方法の第３実施形態について説明する。以下、第３実施形態の冷凍方法について、前述した第１、第２実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１０５】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｃの構成が、前記第１、第２実施形態で用いたものとは異なる以外は前記実施形態と同様である。
【０１０６】
図６は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１０７】
図６に示すように、クラスター細分化装置１Ｃは、４つの磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ、第４の磁場発生装置２Ｄ）を有している。また、クラスター細分化装置１Ｃにおいては、第１の磁場発生装置２Ａと、第３の磁場発生装置２Ｃとが対面しており、同様に、第２の磁場発生装置２Ｂと、第４の磁場発生装置２Ｄとが対面している。そして、第１の磁場発生装置２Ａおよび第３の磁場発生装置２Ｃの冷凍対象物５に対向する面が、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第４の磁場発生装置２Ｄの冷凍対象物５に対向する面に直交するように、各磁場発生装置が設置されている。すなわち、第４の磁場発生装置２Ｄは、図１中の左側に示された冷凍装置１０の扉の内面側に形成されている。
【０１０８】
このように、冷凍対象物の四方を包囲するように、複数の磁場発生装置を配置することにより、冷凍対象物５中におけるクラスターをより効率良く細分化することが可能となる。
【０１０９】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図７に示すように制御することができる。
【０１１０】
すなわち、まず、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に交流電圧を印加し、これら２つの磁場発生装置から磁場を発生させる。このとき、第３の磁場発生装置２Ｃおよび第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１には、電圧を印加しない。また、第１の磁場発生装置２Ａからの磁場の発生タイミングと、第２の磁場発生装置２Ｂからの磁場の発生タイミングとが同期するようにする。第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂが発生する磁場の変化に伴い、冷凍対象物５における磁場が変化し、冷凍対象物５中の水のクラスターが細分化する。
【０１１１】
所定時間、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に通電した後、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を中止し、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１から、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１２】
その後、前記と同様に、所定時間、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【０１１３】
その後、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１への通電を中止し、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１から、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１４】
その後、前記と同様に、所定時間、第３の磁場発生装置２Ｃおよび第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【０１１５】
その後、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１への通電を中止し、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１から、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１６】
その後、前記と同様に、所定時間、第４の磁場発生装置２Ｄおよび第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【０１１７】
その後、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１への通電を中止し、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１から、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１８】
その後、上記と同様に、交流電圧を印加する磁場発生装置のコイルを、繰り返し、切り替える。これにより、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度が、経時的に変化する。このように、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度を、経時的に変化させることにより、冷凍対象物５中の各部位において、均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【０１１９】
このように、本実施形態では、２つの磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを同期させ、かつ、同期する磁場発生装置の組み合わせを経時的に変化させることにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が回転するように、磁場の発生を制御する。これにより、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターをより効果的に微細化することができる。
【０１２０】
なお、図７に示すタイミングチャートでは、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相が常に一致しているが、必ずしも位相は一致しなくてもよい。例えば、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相は、２分の１波長分ずれたもの等であってもよい。
【０１２１】
また、各磁場発生装置が発生する磁場の最大強度は、ほぼ等しいものであってもよいし、各磁場発生装置で異なるものであってもよい。
【０１２２】
また、クラスター細分化装置は、常に稼動させる必要はない。例えば、冷凍対象物５が凍結した後、クラスター細分化装置の稼動を終了してもよい。
【０１２３】
また、図７に示すタイミングチャートでは、２つの磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを同期させ、かつ、同期する磁場発生装置の組み合わせを経時的に変化させているが、発生タイミングを同期させる磁場発生装置は３つであってもよい。
【０１２４】
また、各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図８に示すように制御してもよい。
【０１２５】
すなわち、第１の磁場発生装置２Ａおよび第３の磁場発生装置２Ｃから、所定の周波数の交番磁場を連続的に発生しつつ、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第４の磁場発生装置２Ｄから非連続的に（断続的に）所定の周波数の交番磁場を発生してもよい。
【０１２６】
この場合、第２の磁場発生装置２Ｂからの磁場の発生タイミングと、第４の磁場発生装置２Ｄからの磁場の発生タイミングとは、同期していてもしていなくてもよい。
【０１２７】
また、各磁場発生装置から発生する交番磁場の周波数は、同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよい。
【０１２８】
次に、本発明の冷凍方法の第４実施形態について説明する。以下、第４実施形態の冷凍方法について、前述した第１〜第３実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１２９】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｄの構成が、前記第１〜第３実施形態で用いたものとは異なる以外は前記実施形態と同様である。
【０１３０】
図９は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１３１】
図９に示すように、クラスター細分化装置１Ｄは、前記第３実施形態でのクラスター細分化装置１Ｃと同様に、４つの磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃおよび第４の磁場発生装置２Ｄ）を有しているが、これらの配置がクラスター細分化装置１Ｃと異なる。すなわち、クラスター細分化装置１Ｄでは、第１の磁場発生装置２Ａの冷凍対象物５に対向する面と、第２の磁場発生装置２Ｂの冷凍対象物５に対向する面とが、同一面上に位置し、かつ、第３の磁場発生装置２Ｃの冷凍対象物５に対向する面と、第４の磁場発生装置２Ｄの冷凍対象物５に対向する面とが、同一面上に位置するように配置されている。また、第１の磁場発生装置２Ａと、第４の磁場発生装置２Ｄとは、対面するように配置されており、かつ、第２の磁場発生装置２Ｂと、第３の磁場発生装置２Ｃとは、対面するように配置されている。
【０１３２】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、前記第３実施形態で説明した図７のように制御することができる。
【０１３３】
次に、本発明の冷凍方法の第５実施形態について説明する。以下、第５実施形態の冷凍方法について、前述した第１〜第４実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１３４】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｅの構成が、前記第１〜第４実施形態で用いたものとは異なる以外は前記実施形態と同様である。
【０１３５】
図１０は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１３６】
図１０に示すように、クラスター細分化装置１Ｅでは、第４の磁場発生装置２Ｄが、載置部７と一体的に形成されている。これにより、冷凍対象物５と、磁場発生装置との距離を、常に短くすることができる。その結果、クラスター細分化の効果をさらに高めることができる。また、別部材として設置する磁場発生装置の数を減らすことができるため、冷凍装置の大容量化、省スペース化に有利である。
【０１３７】
また、各磁場発生装置を、図１０に示すように配置することにより、第４の磁場発生装置２Ｄの冷凍対象物５に対向する面は、第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃの冷凍対象物５に対向する面と、直交する。これにより、クラスター細分化装置１Ｅ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の形状、冷凍対象物５付近における磁力線の方向を、三次元的に効率良く変化させることができる。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化を、均等かつ効率良く進行させることができる。
【０１３８】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、前記第３実施形態で説明した図７のように制御することができる。これにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が三次元的に回転するように、磁場の発生が制御される。その結果、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【０１３９】
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０１４０】
例えば、前述の実施形態では、冷凍対象物として食品を用いたものについて説明したが、冷凍対象物は、水を含むものであればいかなるものであってもよい。冷凍対象物として、例えば、移植等に用いられる臓器等の生体組織を用いた場合、前記生体組織内の水のクラスターが細分化した状態で冷凍することにより、前記生体組織を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止、抑制することができる。したがって、生体組織の機能低下を十分に防止、抑制しつつ、前記生体組織を長期間にわたって保存することが可能となる。結果として、移植後においても、前記生体組織は、本来有する機能を、十分に発揮することができる。
【０１４１】
また、冷凍対象物として、例えば、薬品を用いた場合、当該薬品の品質の低下を防止、抑制することができる。
【０１４２】
また、第２の工程は、低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物に照射するものであればよく、前述したような磁場発生装置を用いなくてもよい。例えば、静磁場を発生する磁場発生装置と、冷凍対象物とを、相対的に移動させることにより、冷凍対象物における磁場の強度を経時的に変化させてもよい。
【０１４３】
また、前述した実施形態では、複数個の磁場発生装置のうち少なくとも１つからの磁場の発生タイミングが、他の磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御される構成について説明したが、磁場の発生タイミングは、全ての磁場発生装置で同一であってもよい。
【０１４４】
また、前述した実施形態では、磁場発生装置を３つまたは４つ有する構成について説明したが、磁場発生装置の数は、１つまたは２つであってもよいし、５つ以上であってもよい。
【０１４５】
また、前述した実施形態では、磁場発生装置が固定され、冷凍対象物を静置した状態で冷凍する構成の冷凍装置について説明したが、磁場発生装置と冷凍対象物が相対的に移動する構成であってもよい。すなわち、磁場発生装置、冷凍対象物のうち少なくとも一方が移動する構成のものであってもよい。これにより、冷凍対象物における磁場をより複雑に変化させることができ、冷凍対象物５中におけるクラスターを、より効率良く細分化することが可能となる。このような構成の冷凍装置としては、例えば、ベルトコンベア式のトンネル型冷凍装置等が挙げられる。
【０１４６】
また、前述した実施形態では、クラスター細分化装置の磁場発生装置と、エネルギー付与手段とが一体的に形成された構成について説明したが、本発明においては、磁場発生装置と、エネルギー付与手段とは、それぞれ別々に設けられていてもよい。
【０１４７】
また、前述した実施形態では、磁場発生装置としては、平板状の形状を有するものについて説明したが、磁場発生装置の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、筒状、湾曲版状、棒状等、いかなるものであってもよい。
【０１４８】
また、前述した実施形態では、ファン、冷凍機を、それぞれ１つずつ有する構成のものについて説明したが、ファンや冷凍機を複数個有する構成のものであってもよい。
【０１４９】
【実施例】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【０１５０】
［冷凍対象物の冷凍］
（実施例１）
まず、冷凍対象物としての中華麺を用意し、この中華麺の表面にクラスター細分化水を噴霧した（第１の工程）。
【０１５１】
クラスター細分化水としては、６０Ｈｚの交番磁場を１分間照射することにより、クラスターが細分化された水を用いた。水に照射する交番磁場の最大強度は、２０００Ｇｓとした。
【０１５２】
次に、上記のようにクラスター細分化水で処理した冷凍対象物を、図２に示すようなクラスター細分化装置を備えた冷凍装置（図１参照）を用いて冷凍した（第２の工程）。エネルギー付与手段は、主としてトルマリンで構成されるものとした。なお、本実施例では、磁場発生装置（非磁性体カバー）と、エネルギー付与手段とが一体的に形成されたものを用いた。
【０１５３】
この冷凍装置を、以下に示すような条件で作動させた。
各磁場発生装置が発生する磁場の発生パターンを図３に示すように制御した。各磁場発生装置が発生する磁場は、いずれも６０Ｈｚの交番磁場とした。
【０１５４】
また、クラスター細分化装置全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）の最大強度（絶対値）は、２０００Ｇｓとした。
【０１５５】
以上のような条件で、冷凍装置を作動させ、冷凍装置本体の内部の温度を−５０℃とした後、載置部の各トレイ上に、冷凍対象物を載置し、冷凍対象物を凍結させた。このとき、磁場発生装置と、冷凍対象物との距離（最短距離）は、５ｃｍであった。
【０１５６】
（実施例２）
第１の工程で、冷凍対象物の表面にクラスター細分化水を噴霧する代わりに、冷凍対象物をクラスター細分化水中に浸漬する処理を施した以外は、前記実施例１と同様にして冷凍対象物を冷凍した。クラスター細分化水中への冷凍対象物の浸漬時間は、１分間とした。
【０１５７】
（実施例３）
冷凍対象物として、パスタソースを用い、第１の工程で、冷凍対象物の表面にクラスター細分化水を噴霧する代わりに、クラスター細分化水を用いて、冷凍対象物を調理（クラスター細分化水の含有量：８５ｗｔ％）した以外は、前記実施例１と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１５８】
（実施例４〜６）
クラスター細分化装置として、図５に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例１〜３と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１５９】
（実施例７〜９）
クラスター細分化装置として、図６に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例１〜３と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１６０】
冷凍装置は、以下に示すような条件で作動させた。
各磁場発生装置が発生する磁場の発生パターンを図７に示すように制御した。各磁場発生装置が発生する磁場は、いずれも６０Ｈｚの交番磁場とした。
【０１６１】
また、クラスター細分化装置全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）の最大強度（絶対値）は、２０００Ｇｓとした。
【０１６２】
以上のような条件で、冷凍装置を作動させ、冷凍装置本体の内部の温度を−５０℃とした後、載置部の各トレイ上に冷凍対象物を載置し、冷凍対象物を凍結させた。このとき、磁場発生装置と、冷凍対象物との距離（最短距離）は、５ｃｍであった。
【０１６３】
（実施例１０〜１２）
クラスター細分化装置として、図９に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例７〜９と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１６４】
（実施例１３〜１５）
クラスター細分化装置として、図１０に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例７〜９と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１６５】
（比較例１〜３）
冷凍装置として、クラスター細分化装置を有していないものを用いた以外は、前記実施例１〜３と同様にして、冷凍対象物を冷凍した。
【０１６６】
（比較例４〜６）
第１の工程を行わずに、冷凍装置内に冷凍対象物を投入した以外は、前記実施例１〜３と同様にして、冷凍対象物を冷凍した。
【０１６７】
［評価］
前記各実施例および各比較例の方法により冷凍した冷凍対象物（中華麺、パスタソース）を冷凍装置内で３ヵ月保存した後、これらの冷凍対象物を解凍した。冷凍対象物として中華麺を用いた実施例、比較例については、その後、解凍された中華麺を、同一の条件で調理した。
【０１６８】
その後、これら解凍された冷凍対象物の品質（風味、外観、香り等）を評価した。その結果を表１に示す。
【０１６９】
【表１】
【０１７０】
表１から明らかなように、本発明の方法により冷凍した冷凍対象物は、解凍後においても、優れた品質が保持されていた。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。
【０１７１】
すなわち、冷凍対象物は、冷凍装置（冷凍庫）内という低温環境下に置かれ、凍結に至るが、このとき、クラスター細分化装置の作用を受け、冷凍対象物中の水のクラスターが細分化される。特に、実施例１〜１５では、第２の工程に先立ち、冷凍対象物に対してクラスター細分化水を用いた処理を施してあるため、第２の工程において、冷凍対象物中のクラスターの細分化は特に進行しやすい。このため、冷凍対象物は、水のクラスターが十分に細分化された状態で、凍結に至る。その結果、冷凍対象物中に形成される氷の結晶は、十分に微細化されたものとなる。
【０１７２】
このように、氷の結晶が微細化されることにより、粗大化した氷の形成が、効果的に防止、抑制される。このため、粗大化した氷によって、前記冷凍対象物のミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することができる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止することができる）。その結果、食品の品質の低下を効果的に防止、抑制することができるものと考えられる。
【０１７３】
これに対し、各比較例で冷凍した冷凍対象物は、表１に示すように解凍後における品質の低下が著しかった。これは、水のクラスターが十分に微細化されていない状態で冷凍対象物が凍結したため、冷凍対象物中において粗大化した氷が形成され、このような氷によって、前記冷凍対象物のミクロ的な構造が冷凍前の構造から著しく変化したためであると考えられる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されたためであると考えられる）。
【０１７４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、品質の低下を防止、抑制しつつ、食品を冷凍することができる。
また、冷凍された食品を長期間にわたって保存した場合であっても、優れた品質が保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍方法の第１実施形態で用いる冷凍装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図３】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図４】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図５】本発明の冷凍方法の第２実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の冷凍方法の第３実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図７】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図８】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図９】本発明の冷凍方法の第４実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図１０】本発明の冷凍方法の第５実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ クラスター細分化装置
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 磁場発生装置
２１ コイル
２２ 非磁性体カバー
３ 磁場制御装置
４ エネルギー付与手段
５ 冷凍対象物
６ 管体
６１ 中空部
７ 載置部
７１ トレイ
８ 冷凍機
８１ 蒸発器
８２ 圧縮機
８３ 凝縮器
８４ 冷媒配管
８５ 冷媒配管
９ ファン
１０ 冷凍装置
１０１ 冷凍装置本体
【発明が属する技術分野】
本発明は、冷凍方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
氷点下以下の温度で、食品等を冷凍させ、保存する冷凍庫が広く用いられている。このような冷凍庫は、主として、食品の腐敗等を防止することにより長期間保存することを目的とするものであった。
【０００３】
ところで、食品の冷凍に従来の冷凍庫を用いた場合、冷凍時における食品のミクロ的な構造の変化（例えば、食品を構成する細胞の破壊等）が原因と考えられる、食品の品質（例えば、風味、外観、香り等）の低下を生じる場合があった。また、食品の種類によっては、冷凍することによる品質の劣化が著しく、実質的に冷凍保存が不可能なものもあった。
【０００４】
また、冷凍された食品は、通常、解凍して食されるが、食品の種類によっては、解凍時に、ドリップを発生するという問題点も有していた。
【０００５】
また、中華麺等の麺類は、冷凍後、解凍して調理した場合、著しく風味・外観が損なわれ易かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、食品の品質の低下を防止、抑制することが可能な冷凍方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（２０）の本発明により達成される。
【０００８】
（１） 水を含む冷凍対象物を冷凍する方法であって、
水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を処理する第１の工程と、
低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を前記冷凍対象物に照射する第２の工程とを有することを特徴とする冷凍方法。
【０００９】
（２） 前記クラスター細分化水は、エネルギーが付与されることによりクラスターが細分化されたものである上記（１）に記載の冷凍方法。
【００１０】
（３） 前記エネルギーは、経時的に強度が変化する磁場エネルギーである上記（２）に記載の冷凍方法。
【００１１】
（４） 前記冷凍対象物が食品である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１２】
（５） 前記第１の工程において、前記クラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を調理する上記（４）に記載の冷凍方法。
【００１３】
（６） 前記第１の工程において、前記クラスター細分化水を前記冷凍対象物の表面に付与する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１４】
（７） 前記第１の工程において、前記冷凍対象物を前記クラスター細分化水中に浸漬する上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１５】
（８） 前記第２の工程は、前記冷凍対象物に磁場を与えかつその強度を経時的に変化させる磁場発生装置を複数個有する冷凍装置を用いて行うものである上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１６】
（９） 冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも１つからの磁場の発生タイミングが、他の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御する上記（８）に記載の冷凍方法。
【００１７】
（１０） 前記冷凍装置は、前記磁場発生装置を３つ以上有するものであり、
冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも２つからの磁場の発生タイミングが、これら以外の１つ以上の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御する上記（８）または（９）に記載の冷凍方法。
【００１８】
（１１） 前記冷凍装置は、前記磁場発生装置を３つ以上有するものであり、
冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも２つからの磁場の発生タイミングが同期し、かつ、これら以外の１つ以上の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御し、
磁場の発生タイミングが同期する２つ以上の前記磁場発生装置の組み合わせが経時的に変化する上記（８）ないし（１０）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００１９】
（１２） 前記冷凍装置は、前記冷凍対象物を載置する載置部と、冷凍機と、冷気を循環させるファンとを有するものである上記（８）ないし（１１）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２０】
（１３） 前記磁場発生装置は、前記載置部またはその近傍に配置されている上記（１２）に記載の冷凍方法。
【００２１】
（１４） 前記載置部付近において、磁力線の方向が回転するように、前記磁場発生装置からの磁場の発生を制御した上記（１３）に記載の冷凍方法。
【００２２】
（１５） 少なくとも２つの前記磁場発生装置が対面するように配置された上記（８）ないし（１４）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２３】
（１６） 複数個の前記磁場発生装置は、前記冷凍対象物に対向する面が、互いに直交するように設置された上記（８）ないし（１５）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２４】
（１７） 前記磁場発生装置は、交番磁場を発生させるものである上記（８）ないし（１６）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２５】
（１８） 使用時における前記冷凍装置内の温度が−２０℃以下である上記（８）ないし（１７）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２６】
（１９） 前記磁場発生装置は、耐低温性を有するものである上記（８）ないし（１８）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２７】
（２０） 前記冷凍対象物中の水のクラスターが細分化した状態で、前記冷凍対象物を凍結させる上記（１）ないし（１９）のいずれかに記載の冷凍方法。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明の冷凍方法の第１実施形態で用いる冷凍装置の構成を示す概略図であり、図２は、図１に示す冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図であり、図３、図４は、クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの例である。なお、図１、図２（後述する図５、図６、図７および図１０も同様）は、一部を誇張して示したものであり、実際の大きさを反映するものではない。
【００３０】
本発明の冷凍方法は、水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を処理する第１の工程と、低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を前記冷凍対象物に照射する第２の工程とを有することを特徴とする。以下、これらの工程について順次説明する。
【００３１】
［第１の工程］
まず、水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、冷凍対象物５を処理する。
【００３２】
本発明に適用される冷凍対象物５は、水を含むものであれば、いかなるものであってもよい。このような冷凍対象物５としては、例えば、食品（飲料を含む）、飼料、生体組織（例えば、血液（血液成分）、臓器、皮膚組織、筋組織、神経組織、骨組織、軟骨組織等の各種組織や、生殖細胞等の各種細胞等）、生花、薬品（医薬品、試薬等を含む）や、これらのうち少なくとも一つを含むもの等が挙げられ、これらをそのまま用いてもよいし、例えば、梱包、包装した状態で用いてもよい。この中でも、冷凍対象物５としては、食品が好ましい。食品は、従来の冷凍方法では、品質（例えば、風味、外観、香り等）の低下を特に生じ易く、実質的に冷凍保存が不可能なものもある。食品の中でも特に、中華麺等の麺類は、冷凍後、解凍して調理した場合、著しく風味が損なわれ易かった。以下の説明では、食品を冷凍対象物５の代表として説明する。
【００３３】
一方、クラスター細分化水としては、水のクラスターが細分化されたものを用いる。
【００３４】
本明細書中では、「水のクラスター」とは、主として水分子で構成されたクラスター（Ｃｌｕｓｔｅｒ）のことを指すものとして説明する。「水のクラスター」としては、例えば、実質的に水分子のみで構成されたクラスターや、主として水分子で構成され、かつ水以外の成分（水分子以外の分子、イオン等）を含むもの等が挙げられる。
【００３５】
クラスター細分化水としては、水のクラスター（以下、単に「クラスター」とも言う。）が細分化されたものであればいかなるものを用いてもよいが、クラスター細分化水は、エネルギーが付与されることによりクラスターが細分化されたものであるのが好ましい。このようにして得られるクラスター細分化水では、クラスターの大きさが特に小さく、また、細分化されたクラスターが比較的長期間にわたって安定して存在することができる。前記エネルギーとしては、例えば、電気エネルギー、磁場エネルギー（例えば、静磁場エネルギー（永久磁石等）、経時的に強度が変化する磁場エネルギー等）、機械的な振動エネルギー等が挙げられるが、この中でも特に、経時的に強度が変化する磁場エネルギーが好ましい。経時的に強度が変化する磁場エネルギーを付与することにより得られたものであると、前述した効果はさらに顕著なものとなる。
【００３６】
クラスター細分化水を用いた処理としては、例えば、冷凍対象物５の表面へのクラスター細分化水の付与（例えば、シャワー、噴霧等）、クラスター細分化水中への冷凍対象物５の浸漬、クラスター細分化水（調理用水）を用いた冷凍対象物５の調理等が挙げられる。
【００３７】
上記のようなクラスター細分化水を用いた処理を施すことにより、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターも細分化される。このようにして対象物５中の水のクラスターが細分化されることにより、冷凍対象物５（食品）は、例えば、風味、外観、香り等の品質の劣化がし難いものとなる。
【００３８】
また、このような処理を施すことにより、後述する第２の工程において、冷凍対象物５中に含まれるクラスターのさらなる細分化が進行しやすくなる。その結果、水のクラスターが十分に細分化した状態で、冷凍対象物５を凍結させることが可能となる。このように、水のクラスターが細分化した状態で冷凍対象物５が固化すると、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶も十分に微細化された（結晶粒径の小さい）ものとなる。
【００３９】
ところで、従来の方法で、食品を冷凍した場合、食品の品質（例えば、風味、外観、香り等）の低下を生じる場合があった。このような食品の品質の低下は、冷凍時における食品のミクロ的な構造の変化（例えば、食品を構成する細胞の破壊等）が原因と考えられる。そして、本発明者は、このようなミクロ的な構造の変化が、主として、冷凍時に形成される、粗大化した氷によるものであることを見出した。
【００４０】
上述したように、本発明では、冷凍対象物の冷却（凍結）に先立ち、クラスター細分化水で冷凍対象物を処理する点に特徴を有する。これにより、後述する第２の工程において、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶は、十分に微細化されたものとなる。このため、本発明では、冷凍により、冷凍対象物５中でのミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することができる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止することができる）。その結果、冷凍対象物５の品質を十分に保持しつつ、極めて長期間にわたって保存することが可能となる。また、冷凍時における前記細胞の破壊を、効果的に防止、抑制することができるため、冷凍対象物５の解凍時におけるドリップの発生も効果的に防止することができる。
【００４１】
なお、本工程においてクラスター細分化水は、例えば、単独で用いられるものであってもよいし、他の材料と混合して用いられるものであってもよい。
【００４２】
［第２の工程］
次に、クラスター細分化水で処理した冷凍対象物５を、低温環境下におき、冷凍する。
【００４３】
この第２の工程では、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物５に照射しつつ、冷却する。
【００４４】
このように、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物５に照射しつつ、冷却することにより、冷凍対象物５中の水のクラスターは、細分化される。特に、本発明では、クラスター細分化水で処理する工程を有しているため、本工程におけるクラスターの細分化は特に進行しやすい。このため、本発明では、水のクラスターが十分に細分化した状態で、冷凍対象物５を凍結させることができ、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶の粗大化が防止される。その結果、冷凍により、冷凍対象物５中でのミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することが可能となる。
【００４５】
第２の工程には、例えば、図１に示すような冷凍装置を用いることができる。
冷凍装置１０は、水を含む冷凍対象物５に対して用いるものであり、冷凍対象物５中の水のクラスターを細分化した状態で冷凍する機能を有する。言い換えると、冷凍装置１０は、冷凍対象物５中の水分子等が形成する水素結合を部分的に切断した状態で冷凍する機能を有する。
【００４６】
図１に示すように、冷凍装置１０は、冷凍装置本体１０１と、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターを細分化するためのクラスター細分化装置１Ａと、冷凍対象物５を載置する載置部７と、冷凍機８と、冷気を循環させるファン９とを有する。
【００４７】
冷凍装置本体１０１は、その内部に、冷凍対象物５を収納するための空間を有している。
【００４８】
載置部７は、冷凍装置本体１０１の内部に配されている。
図示の構成では、載置部７は、複数のトレイ７１を有するラックである。載置部７がこのようなラックであることにより、例えば、冷凍装置本体１０１内を循環する冷気と、冷凍対象物５との接触面積が大きくなるように、冷凍対象物５を配することが可能となる。このため、例えば、冷凍対象物５の総量が比較的多い場合であっても（冷凍対象物５が複数個ある場合であっても）、冷凍対象物５の冷凍処理を効率良く行うことができる。
【００４９】
ラックは、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、主として、アルミニウム、銅等の非磁性金属や、各種プラスチック等の非磁性材料で構成されたものであるのが好ましく、主としてアルミニウムで構成されたものであるのがより好ましい。
【００５０】
冷凍機８は、蒸発器８１と、圧縮機８２と、凝縮器８３とを有し、蒸発器８１−圧縮機８２間および蒸発器８１−凝縮器８３間は、それぞれ、冷媒配管８４、８５で接続されている。また、冷凍機８内には、冷媒が充填されている。
【００５１】
このような冷凍機８は、冷凍装置本体１０１の内部と外部との間で熱交換を行うことにより、冷凍装置本体１０１の内部を冷温に保つ作用を有する。
【００５２】
すなわち、冷凍機８は、その内部に充填された冷媒が、蒸発器８１において冷凍装置本体１０１内部の熱を奪い、圧縮機８２において圧縮され、凝縮器８３において外気に熱を排出することにより、冷凍装置本体１０１の内部を冷温に保つ。
【００５３】
ファン９は、冷凍装置本体１０１の内部の冷気を循環させる機能を有する。これにより、冷凍装置本体１０１の内部の各部位における温度のバラツキが小さくなり、より安定した冷却速度で冷凍対象物５を冷却、冷凍させることが可能となる。
【００５４】
冷凍装置１０を使用する際における冷凍装置本体１０１の内部の温度は、冷凍対象物５の少なくとも一部が冷凍される温度であれば、特に限定されないが、例えば、−２０℃以下であるのが好ましく、−３０〜−７０℃であるのがより好ましい。冷凍装置本体１０１の内部の温度を−２０℃以下とすることにより、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターを十分に微細化した状態（水素結合を効率良く切断した状態）で、冷凍対象物５を凍結させることができ、その後、クラスター細分化装置１Ａの運転を停止させたり、凍結した冷凍対象物５を、冷凍装置１０から取り出し、公知の冷凍装置（クラスター細分化装置を有していない冷凍装置）内に移した場合であっても、冷凍対象物５の品質を十分長期間にわたって、維持することができる。
【００５５】
冷凍装置本体１０１の内部に配された冷凍対象物５は、クラスター細分化装置１Ａの作用により、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターが細分化される。以下、クラスター細分化装置１Ａについて詳細に説明する。
【００５６】
図１、図２に示すように、クラスター細分化装置１Ａは、水を含む冷凍対象物５に磁場を与え、かつその磁場強度を経時的に変化させる、複数個の磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）と、各磁場発生装置が発生する磁場の強度を制御する磁場制御装置３とを有している。
【００５７】
まず、磁場発生装置について説明する。
第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃは、同様の構成であるので、第１の磁場発生装置２Ａについて代表的に説明する。
【００５８】
第１の磁場発生装置２Ａは、コイル２１と、非磁性体カバー２２とを有する。
コイル２１は、電流が流れることにより、その周辺に磁場を発生する。そして、例えば、コイル２１に流れる電流の方向や量を変化させることにより、発生する磁場の強度を変化させることができる。その結果、第１の磁場発生装置２Ａの近傍に置かれた冷凍対象物５に与える磁場強度（冷凍対象物５が受ける磁力）を経時的に変化させることが可能となる。
【００５９】
このように、冷凍対象物５に対して、強度が経時的に変化する磁場を与えることにより、冷凍対象物５中において、主として水分子−水分子間で形成されている水素結合が効率良く切断され、水のクラスターがさらに細分化される。
【００６０】
このようにして水のクラスターの細分化が進行することにより、冷凍対象物５（食品）は、例えば、風味、外観、香り等の品質の劣化がし難いものとなる。
【００６１】
また、前述したように、冷凍装置１０の使用時における冷凍装置本体１０１の内部は、冷凍対象物５の少なくとも一部を冷凍する温度となっている。このため、冷凍対象物５中に含まれる水のクラスターは、細分化した状態で固化する。これにより、冷凍対象物５中に形成される氷の結晶も微細化された（結晶粒径の小さい）ものとなる。その結果、本発明では、冷凍により、冷凍対象物５中でのミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することができる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止することができる）。その結果、冷凍対象物５の品質を十分に保持しつつ、極めて長期間にわたって保存することが可能となる。また、冷凍時における前記細胞の破壊を、効果的に防止、抑制することができるため、冷凍対象物５の解凍時におけるドリップの発生も効果的に防止することができる。
【００６２】
コイル２１を流れる電流は、直流であっても、交流であってもよい。特に、コイル２１を流れる電流が交流であると、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の強度を比較的容易に変化させることができる。
【００６３】
図示の構成では、コイル２１は円形コイルであるが、コイル２１の形状は、特に限定されない。コイル２１は、例えば、ベースボールコイル、角形コイル等、いかなる形状のものであってもよい。
【００６４】
非磁性体カバー２２は、コイル２１を保護、固定する機能を有する。
非磁性体カバー２２の構成材料としては、例えば、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂等の各種樹脂材料等が挙げられる。
【００６５】
第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場は、特に限定されないが、例えば、交番磁場であるのが好ましい。これにより、冷凍対象物５における磁場強度を容易に変化させることができ、また、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することが可能となる。
【００６６】
交番磁場における周波数は、特に限定されないが、例えば、２０〜２５０００Ｈｚであるのが好ましく、４０〜１２００Ｈｚであるのがより好ましい。交番磁場における周波数が前記範囲内の値であると、冷凍対象物５中の水のクラスターを、より効果的に細分化することができる。
【００６７】
第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の最大強度（絶対値）は、特に限定されないが、例えば、冷凍対象物５における磁場が、１００〜１２０００Ｇｓであるのが好ましく、３００〜７０００Ｇｓであるのが好ましい。第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の強度が前記下限値未満であると、冷凍対象物５における磁場強度の変化量を十分に大きくすることが困難となり、冷凍対象物５の種類等によっては、冷凍対象物５中の水のクラスターを十分に小さくすることが困難となる可能性がある。一方、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場の強度が前記上限値を超えると、装置の大型化を招く。
【００６８】
また、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場は、上述したような交番磁場に限定されない。例えば、第１の磁場発生装置２Ａが発生する磁場は、間欠的なものであってもよい。この場合、発生する磁場の周波数、最大強度等の好ましい範囲は、前記と同様である。
【００６９】
以上、第１の磁場発生装置２Ａについて説明したが、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃについても、第１の磁場発生装置２Ａと同様の構成、機能を有している。
【００７０】
本実施形態では、冷凍装置１０は、複数個の磁場発生装置を有している。複数個の磁場発生装置を有することにより、後に詳述するように、磁場制御装置３で、各磁場発生装置が発生する磁場の発生パターンを、個別に制御することができる。これにより、クラスター細分化装置１Ａ全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）を、容易に、所望の形状、大きさ、強度を有するものとすることができる。その結果、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することができる。
【００７１】
また、クラスター細分化装置１Ａを構成する磁場発生装置のうち、少なくとも２つが対面するように配置されたものであるのが好ましい。これにより、冷凍対象物５中の水のクラスターを、さらに効率良く細分化することが可能となる。
【００７２】
また、例えば、それぞれの磁場発生装置で、コイル２１の形状、大きさは、同じであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００７３】
このような磁場発生装置は、載置部７またはその近傍に配置されているのが好ましい。これにより、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効果的に細分化することが可能となる。
【００７４】
磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂまたは第３の磁場発生装置２Ｃ）と冷凍対象物５との距離（最短距離）は、磁場発生装置が発生する磁場強度等により異なるが、例えば、１５０ｃｍ以下であるのが好ましく、２０ｃｍ以下であるのがより好ましい。磁場発生装置と冷凍対象物５との距離（最短距離）が１５０ｃｍを超えると、磁場発生装置が発生する磁場強度等によっては、冷凍対象物５中の水のクラスターを十分に小さくすることが困難となる可能性がある。
【００７５】
図示のように、本実施形態では、第３の磁場発生装置２Ｃと、載置部７とが一体的に形成されている。これにより、冷凍対象物５と、磁場発生装置との距離を、常に短くすることができる。その結果、クラスター細分化の効果をさらに高めることができる。また、別部材として設置する磁場発生装置の数を減らすことができるため、冷凍装置の大容量化、省スペース化に有利である。
【００７６】
また、磁場発生装置は、冷凍装置本体１０１の内部の温度に耐え得る耐低温性を有するものであるのが好ましい。これにより、磁場発生装置の耐久性が向上するため、冷凍装置１０は、長期間にわたって安定した効果を発揮するものとなる。また、磁場発生装置の交換を行わなくてもよいので（または、磁場発生装置の交換回数を少なくできるので）、冷凍装置１０のメンテナンスも容易となる。
【００７７】
次に、磁場制御装置３について説明する。
磁場制御装置３は、各磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）が発生する磁場の強度を、個別に制御する機能を有する。これにより、磁場発生装置のうち少なくとも１つからの磁場の発生のタイミング（磁場の発生パターン）を、他の磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御することができる。このように、複数個の磁場発生装置で、磁場の発生タイミングを異なるものとすることにより、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することができる。すなわち、冷凍対象物５中の水分子等が形成する水素結合を効率良く切断することができる。その結果、品質の低下を十分に防止・抑制しつつ、冷凍対象物５を冷凍することができる。
【００７８】
磁場制御装置３は、例えば、各磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）のコイル２１を流れる電流の方向、周波数や電流量等を変化させる可変機能を有するものであってもよい。これにより、各磁場発生装置が発生する磁場の強度を、より正確に制御することができ、クラスター細分化装置１Ａ全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）を、容易に、所望の形状、大きさ、強度を有するものとすることができる。その結果、冷凍対象物５中の水のクラスターをより効率良く細分化することができる。
【００７９】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図３に示すように制御することができる。
【００８０】
すなわち、まず、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に交流電圧を印加し、これら２つの磁場発生装置から磁場を発生させる。このとき、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１には、電圧を印加しない。また、第１の磁場発生装置２Ａからの磁場の発生タイミングと、第２の磁場発生装置２Ｂからの磁場の発生タイミングとが同期するようにする。第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂが発生する磁場の変化に伴い、冷凍対象物５における磁場が変化し、冷凍対象物５中の水のクラスターが細分化する。
【００８１】
所定時間、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に通電した後、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を中止し、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１から、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ａ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５の各部位における磁場をまんべんなく変化させることが可能となり、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【００８２】
その後、前記と同様に、所定時間、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【００８３】
その後、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１への通電を中止し、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１から、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ａ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【００８４】
その後、上記と同様に、交流電圧を印加する磁場発生装置のコイルを、繰り返し、切り替える。これにより、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度が、経時的に変化する。このように、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度を、経時的に変化させることにより、冷凍対象物５中の各部位において、均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【００８５】
また、上記のように、本実施形態では、２つの磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを同期させ、かつ、同期する磁場発生装置の組み合わせを経時的に変化させることにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が回転するように、磁場の発生を制御する。これにより、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【００８６】
なお、図３に示すタイミングチャートでは、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相が常に一致しているが、必ずしも位相は一致しなくてもよい。例えば、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相は、２分の１波長分ずれたもの等であってもよい。
【００８７】
また、各磁場発生装置が発生する磁場の最大強度は、ほぼ等しいものであってもよいし、各磁場発生装置で異なるものであってもよい。
【００８８】
また、クラスター細分化装置１Ａは、常に稼動させる必要はない。例えば、冷凍対象物５が凍結した後、クラスター細分化装置の稼動を終了してもよい。
【００８９】
また、各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図４に示すように制御してもよい。
【００９０】
すなわち、第１の磁場発生装置２Ａおよび第３の磁場発生装置２Ｃから、所定の周波数の交番磁場を連続的に発生しつつ、第２の磁場発生装置２Ｂから非連続的に（断続的に）所定の周波数の交番磁場を発生してもよい。
【００９１】
この場合、各磁場発生装置から発生する交番磁場の周波数は、同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよい。
【００９２】
クラスター細分化装置１Ａは、さらに、マイクロ波、α線、遠赤外線、超音波およびマイナスイオンのうち少なくとも一つを照射するエネルギー付与手段４を有するものであるのが好ましい。クラスター細分化装置１Ａが、エネルギー付与手段４を有するものであると、冷凍対象物５中の水のクラスターを、さらに効率良く細分化することが可能となる。エネルギー付与手段４がマイクロ波を照射するものである場合、当該マイクロ波は、断続的（非連続的）に照射されるものであるのが好ましい。具体的には、０．１〜１０秒間のマイクロ波の照射と、１〜２０秒間のマイクロ波の照射の停止とを繰り返し行うのが好ましい。これにより、冷凍対象物５中の水のクラスターを、さらに効率良く細分化することが可能となる。
【００９３】
図示の構成では、磁場発生装置と、エネルギー付与手段４とが一体的に形成されている。
【００９４】
エネルギー付与手段４が遠赤外線を照射するものである場合、エネルギー付与手段４の構成材料としては、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、マグネシア（ＭｇＯ）、ジルコニア（ＺｒＯ２）、チタニア（ＴｉＯ２）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）、フェライト（ＦｅＯ・Ｆｅ３Ｏ４）、スピネル（ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３）、セリア（ＣｅＯ３）、ベリリア（ＢｅＯ）、Ｎａ２Ｏ３、ＳｎＯ２、ＳｉＣ、ＺｒＣ、ＴａＣ、ＺｒＢ２等のセラミックス、トルマリン等の鉱石等を用いることができる。この中でも、特に優れた効率で遠赤外線を照射することが可能であると言う点で、エネルギー付与手段４の構成材料としてセラミックスを用いるのが好ましい。
【００９５】
また、エネルギー付与手段４が超音波を照射するものである場合、エネルギー付与手段４としては、例えば、超音波振動子等を用いることができる。
【００９６】
また、エネルギー付与手段４がマイナスイオンを照射するものである場合、エネルギー付与手段４の構成材料としては、例えば、トルマリン、デービド鉱、ブランネル石、センウラン鉱、ニンギョウ石、リンカイウラン石、カルノー石、ツャムン石、メタチャムン石、フランセビル石、トール石、コフィン石、サマルスキー石、トリウム石、トロゴム石、モズナ石等の鉱石、ＢａＴｉＯ３、ＰｂＴｉＯ３、ＰｂＺｒＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３、ＫＮｂＯ３、ＫＴａＯ３、Ｋ（Ｔａ，Ｎｂ）Ｏ３、ＬｉＮｂＯ３やロッシェル塩、硫酸グリシン、りん酸カリウム、プロピオン酸カルシウムストロンチウム等を用いることができる。エネルギー付与手段４がマイナスイオンを照射するものであると、冷凍対象物５の酸化等を防止・抑制することができ、品質を保持することができる。このため、例えば、冷凍対象物５が食品である場合、より長期間保存した場合であっても、優れた風味等を保持することができる。
【００９７】
また、エネルギー付与手段４は、冷凍装置本体１０１の内部の温度に耐え得る耐低温性を有するものであるのが好ましい。これにより、エネルギー付与手段４の耐久性が向上するため、冷凍装置１０は、長期間にわたって安定した効果を発揮するものとなる。また、エネルギー付与手段４の交換を行わなくてもよいので（または、エネルギー付与手段４の交換回数を少なくできるので）、冷凍装置１０のメンテナンスも容易となる。
【００９８】
次に、本発明の冷凍方法の第２実施形態について説明する。以下、第２実施形態の冷凍方法について、前述した第１実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【００９９】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｂの構成が、前記第１実施形態で用いたものとは異なる以外は前記第１実施形態と同様である。
【０１００】
図５は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１０１】
図５に示すように、クラスター細分化装置１Ｂは、複数個の磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ）を有しており、これらの冷凍対象物５に対向する面が、互いに直交するように、各磁場発生装置が設置されている。
【０１０２】
複数個の磁場発生装置がこのように配置されることにより、クラスター細分化装置１Ｂ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の形状、冷凍対象物５付近における磁力線の方向を、三次元的に効率良く変化させることができる。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化を、均等かつ効率良く進行させることができる。
【０１０３】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、前記実施形態で説明した図３のように制御することができる。これにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が三次元的に回転するように、磁場の発生が制御される。その結果、冷凍対象物５が複雑な形状を有するものであっても、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【０１０４】
次に、本発明の冷凍方法の第３実施形態について説明する。以下、第３実施形態の冷凍方法について、前述した第１、第２実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１０５】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｃの構成が、前記第１、第２実施形態で用いたものとは異なる以外は前記実施形態と同様である。
【０１０６】
図６は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１０７】
図６に示すように、クラスター細分化装置１Ｃは、４つの磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃ、第４の磁場発生装置２Ｄ）を有している。また、クラスター細分化装置１Ｃにおいては、第１の磁場発生装置２Ａと、第３の磁場発生装置２Ｃとが対面しており、同様に、第２の磁場発生装置２Ｂと、第４の磁場発生装置２Ｄとが対面している。そして、第１の磁場発生装置２Ａおよび第３の磁場発生装置２Ｃの冷凍対象物５に対向する面が、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第４の磁場発生装置２Ｄの冷凍対象物５に対向する面に直交するように、各磁場発生装置が設置されている。すなわち、第４の磁場発生装置２Ｄは、図１中の左側に示された冷凍装置１０の扉の内面側に形成されている。
【０１０８】
このように、冷凍対象物の四方を包囲するように、複数の磁場発生装置を配置することにより、冷凍対象物５中におけるクラスターをより効率良く細分化することが可能となる。
【０１０９】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図７に示すように制御することができる。
【０１１０】
すなわち、まず、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に交流電圧を印加し、これら２つの磁場発生装置から磁場を発生させる。このとき、第３の磁場発生装置２Ｃおよび第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１には、電圧を印加しない。また、第１の磁場発生装置２Ａからの磁場の発生タイミングと、第２の磁場発生装置２Ｂからの磁場の発生タイミングとが同期するようにする。第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂが発生する磁場の変化に伴い、冷凍対象物５における磁場が変化し、冷凍対象物５中の水のクラスターが細分化する。
【０１１１】
所定時間、第１の磁場発生装置２Ａおよび第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に通電した後、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を中止し、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１から、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１２】
その後、前記と同様に、所定時間、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【０１１３】
その後、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１への通電を中止し、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１から、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１４】
その後、前記と同様に、所定時間、第３の磁場発生装置２Ｃおよび第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【０１１５】
その後、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１への通電を中止し、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第３の磁場発生装置２Ｃのコイル２１から、第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１６】
その後、前記と同様に、所定時間、第４の磁場発生装置２Ｄおよび第１の磁場発生装置２Ａのコイル２１に通電する。これにより、冷凍対象物５中のクラスターの細分化がさらに進行する。
【０１１７】
その後、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１への通電を中止し、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１への通電を開始する。すなわち、交流電圧の印加を、第４の磁場発生装置２Ｄのコイル２１から、第２の磁場発生装置２Ｂのコイル２１に切り替える。これにより、クラスター細分化装置１Ｃ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の方向が切り替わり、冷凍対象物５付近での磁力線の方向が変化する。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化が効率良く進行する。
【０１１８】
その後、上記と同様に、交流電圧を印加する磁場発生装置のコイルを、繰り返し、切り替える。これにより、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度が、経時的に変化する。このように、冷凍対象物５における磁力線の方向、磁場強度を、経時的に変化させることにより、冷凍対象物５中の各部位において、均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【０１１９】
このように、本実施形態では、２つの磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを同期させ、かつ、同期する磁場発生装置の組み合わせを経時的に変化させることにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が回転するように、磁場の発生を制御する。これにより、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターをより効果的に微細化することができる。
【０１２０】
なお、図７に示すタイミングチャートでは、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相が常に一致しているが、必ずしも位相は一致しなくてもよい。例えば、同期する２つの磁場発生装置において、発生する磁場の位相は、２分の１波長分ずれたもの等であってもよい。
【０１２１】
また、各磁場発生装置が発生する磁場の最大強度は、ほぼ等しいものであってもよいし、各磁場発生装置で異なるものであってもよい。
【０１２２】
また、クラスター細分化装置は、常に稼動させる必要はない。例えば、冷凍対象物５が凍結した後、クラスター細分化装置の稼動を終了してもよい。
【０１２３】
また、図７に示すタイミングチャートでは、２つの磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを同期させ、かつ、同期する磁場発生装置の組み合わせを経時的に変化させているが、発生タイミングを同期させる磁場発生装置は３つであってもよい。
【０１２４】
また、各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、図８に示すように制御してもよい。
【０１２５】
すなわち、第１の磁場発生装置２Ａおよび第３の磁場発生装置２Ｃから、所定の周波数の交番磁場を連続的に発生しつつ、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第４の磁場発生装置２Ｄから非連続的に（断続的に）所定の周波数の交番磁場を発生してもよい。
【０１２６】
この場合、第２の磁場発生装置２Ｂからの磁場の発生タイミングと、第４の磁場発生装置２Ｄからの磁場の発生タイミングとは、同期していてもしていなくてもよい。
【０１２７】
また、各磁場発生装置から発生する交番磁場の周波数は、同一のものであってもよいし、互いに異なるものであってもよい。
【０１２８】
次に、本発明の冷凍方法の第４実施形態について説明する。以下、第４実施形態の冷凍方法について、前述した第１〜第３実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１２９】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｄの構成が、前記第１〜第３実施形態で用いたものとは異なる以外は前記実施形態と同様である。
【０１３０】
図９は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１３１】
図９に示すように、クラスター細分化装置１Ｄは、前記第３実施形態でのクラスター細分化装置１Ｃと同様に、４つの磁場発生装置（第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂ、第３の磁場発生装置２Ｃおよび第４の磁場発生装置２Ｄ）を有しているが、これらの配置がクラスター細分化装置１Ｃと異なる。すなわち、クラスター細分化装置１Ｄでは、第１の磁場発生装置２Ａの冷凍対象物５に対向する面と、第２の磁場発生装置２Ｂの冷凍対象物５に対向する面とが、同一面上に位置し、かつ、第３の磁場発生装置２Ｃの冷凍対象物５に対向する面と、第４の磁場発生装置２Ｄの冷凍対象物５に対向する面とが、同一面上に位置するように配置されている。また、第１の磁場発生装置２Ａと、第４の磁場発生装置２Ｄとは、対面するように配置されており、かつ、第２の磁場発生装置２Ｂと、第３の磁場発生装置２Ｃとは、対面するように配置されている。
【０１３２】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、前記第３実施形態で説明した図７のように制御することができる。
【０１３３】
次に、本発明の冷凍方法の第５実施形態について説明する。以下、第５実施形態の冷凍方法について、前述した第１〜第４実施形態との違いを中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。
【０１３４】
本実施形態の冷凍方法は、第２の工程で用いる冷凍装置のクラスター細分化装置１Ｅの構成が、前記第１〜第４実施形態で用いたものとは異なる以外は前記実施形態と同様である。
【０１３５】
図１０は、本実施形態の冷凍方法で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【０１３６】
図１０に示すように、クラスター細分化装置１Ｅでは、第４の磁場発生装置２Ｄが、載置部７と一体的に形成されている。これにより、冷凍対象物５と、磁場発生装置との距離を、常に短くすることができる。その結果、クラスター細分化の効果をさらに高めることができる。また、別部材として設置する磁場発生装置の数を減らすことができるため、冷凍装置の大容量化、省スペース化に有利である。
【０１３７】
また、各磁場発生装置を、図１０に示すように配置することにより、第４の磁場発生装置２Ｄの冷凍対象物５に対向する面は、第１の磁場発生装置２Ａ、第２の磁場発生装置２Ｂおよび第３の磁場発生装置２Ｃの冷凍対象物５に対向する面と、直交する。これにより、クラスター細分化装置１Ｅ全体として、冷凍対象物５に与える磁場の形状、冷凍対象物５付近における磁力線の方向を、三次元的に効率良く変化させることができる。これにより、冷凍対象物５中におけるクラスターの細分化を、均等かつ効率良く進行させることができる。
【０１３８】
各磁場発生装置からの磁場の発生タイミング（発生パターン）は、例えば、前記第３実施形態で説明した図７のように制御することができる。これにより、冷凍対象物５付近において、磁力線が三次元的に回転するように、磁場の発生が制御される。その結果、冷凍対象物５中の各部位において、より均等に、水のクラスターを微細化することができる。
【０１３９】
以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
【０１４０】
例えば、前述の実施形態では、冷凍対象物として食品を用いたものについて説明したが、冷凍対象物は、水を含むものであればいかなるものであってもよい。冷凍対象物として、例えば、移植等に用いられる臓器等の生体組織を用いた場合、前記生体組織内の水のクラスターが細分化した状態で冷凍することにより、前記生体組織を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止、抑制することができる。したがって、生体組織の機能低下を十分に防止、抑制しつつ、前記生体組織を長期間にわたって保存することが可能となる。結果として、移植後においても、前記生体組織は、本来有する機能を、十分に発揮することができる。
【０１４１】
また、冷凍対象物として、例えば、薬品を用いた場合、当該薬品の品質の低下を防止、抑制することができる。
【０１４２】
また、第２の工程は、低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を冷凍対象物に照射するものであればよく、前述したような磁場発生装置を用いなくてもよい。例えば、静磁場を発生する磁場発生装置と、冷凍対象物とを、相対的に移動させることにより、冷凍対象物における磁場の強度を経時的に変化させてもよい。
【０１４３】
また、前述した実施形態では、複数個の磁場発生装置のうち少なくとも１つからの磁場の発生タイミングが、他の磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御される構成について説明したが、磁場の発生タイミングは、全ての磁場発生装置で同一であってもよい。
【０１４４】
また、前述した実施形態では、磁場発生装置を３つまたは４つ有する構成について説明したが、磁場発生装置の数は、１つまたは２つであってもよいし、５つ以上であってもよい。
【０１４５】
また、前述した実施形態では、磁場発生装置が固定され、冷凍対象物を静置した状態で冷凍する構成の冷凍装置について説明したが、磁場発生装置と冷凍対象物が相対的に移動する構成であってもよい。すなわち、磁場発生装置、冷凍対象物のうち少なくとも一方が移動する構成のものであってもよい。これにより、冷凍対象物における磁場をより複雑に変化させることができ、冷凍対象物５中におけるクラスターを、より効率良く細分化することが可能となる。このような構成の冷凍装置としては、例えば、ベルトコンベア式のトンネル型冷凍装置等が挙げられる。
【０１４６】
また、前述した実施形態では、クラスター細分化装置の磁場発生装置と、エネルギー付与手段とが一体的に形成された構成について説明したが、本発明においては、磁場発生装置と、エネルギー付与手段とは、それぞれ別々に設けられていてもよい。
【０１４７】
また、前述した実施形態では、磁場発生装置としては、平板状の形状を有するものについて説明したが、磁場発生装置の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、筒状、湾曲版状、棒状等、いかなるものであってもよい。
【０１４８】
また、前述した実施形態では、ファン、冷凍機を、それぞれ１つずつ有する構成のものについて説明したが、ファンや冷凍機を複数個有する構成のものであってもよい。
【０１４９】
【実施例】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
【０１５０】
［冷凍対象物の冷凍］
（実施例１）
まず、冷凍対象物としての中華麺を用意し、この中華麺の表面にクラスター細分化水を噴霧した（第１の工程）。
【０１５１】
クラスター細分化水としては、６０Ｈｚの交番磁場を１分間照射することにより、クラスターが細分化された水を用いた。水に照射する交番磁場の最大強度は、２０００Ｇｓとした。
【０１５２】
次に、上記のようにクラスター細分化水で処理した冷凍対象物を、図２に示すようなクラスター細分化装置を備えた冷凍装置（図１参照）を用いて冷凍した（第２の工程）。エネルギー付与手段は、主としてトルマリンで構成されるものとした。なお、本実施例では、磁場発生装置（非磁性体カバー）と、エネルギー付与手段とが一体的に形成されたものを用いた。
【０１５３】
この冷凍装置を、以下に示すような条件で作動させた。
各磁場発生装置が発生する磁場の発生パターンを図３に示すように制御した。各磁場発生装置が発生する磁場は、いずれも６０Ｈｚの交番磁場とした。
【０１５４】
また、クラスター細分化装置全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）の最大強度（絶対値）は、２０００Ｇｓとした。
【０１５５】
以上のような条件で、冷凍装置を作動させ、冷凍装置本体の内部の温度を−５０℃とした後、載置部の各トレイ上に、冷凍対象物を載置し、冷凍対象物を凍結させた。このとき、磁場発生装置と、冷凍対象物との距離（最短距離）は、５ｃｍであった。
【０１５６】
（実施例２）
第１の工程で、冷凍対象物の表面にクラスター細分化水を噴霧する代わりに、冷凍対象物をクラスター細分化水中に浸漬する処理を施した以外は、前記実施例１と同様にして冷凍対象物を冷凍した。クラスター細分化水中への冷凍対象物の浸漬時間は、１分間とした。
【０１５７】
（実施例３）
冷凍対象物として、パスタソースを用い、第１の工程で、冷凍対象物の表面にクラスター細分化水を噴霧する代わりに、クラスター細分化水を用いて、冷凍対象物を調理（クラスター細分化水の含有量：８５ｗｔ％）した以外は、前記実施例１と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１５８】
（実施例４〜６）
クラスター細分化装置として、図５に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例１〜３と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１５９】
（実施例７〜９）
クラスター細分化装置として、図６に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例１〜３と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１６０】
冷凍装置は、以下に示すような条件で作動させた。
各磁場発生装置が発生する磁場の発生パターンを図７に示すように制御した。各磁場発生装置が発生する磁場は、いずれも６０Ｈｚの交番磁場とした。
【０１６１】
また、クラスター細分化装置全体として発生する磁場（各磁場発生装置が発生する磁場の総和）の最大強度（絶対値）は、２０００Ｇｓとした。
【０１６２】
以上のような条件で、冷凍装置を作動させ、冷凍装置本体の内部の温度を−５０℃とした後、載置部の各トレイ上に冷凍対象物を載置し、冷凍対象物を凍結させた。このとき、磁場発生装置と、冷凍対象物との距離（最短距離）は、５ｃｍであった。
【０１６３】
（実施例１０〜１２）
クラスター細分化装置として、図９に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例７〜９と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１６４】
（実施例１３〜１５）
クラスター細分化装置として、図１０に示すような構成のものを用いた以外は、前記実施例７〜９と同様にして冷凍対象物を冷凍した。
【０１６５】
（比較例１〜３）
冷凍装置として、クラスター細分化装置を有していないものを用いた以外は、前記実施例１〜３と同様にして、冷凍対象物を冷凍した。
【０１６６】
（比較例４〜６）
第１の工程を行わずに、冷凍装置内に冷凍対象物を投入した以外は、前記実施例１〜３と同様にして、冷凍対象物を冷凍した。
【０１６７】
［評価］
前記各実施例および各比較例の方法により冷凍した冷凍対象物（中華麺、パスタソース）を冷凍装置内で３ヵ月保存した後、これらの冷凍対象物を解凍した。冷凍対象物として中華麺を用いた実施例、比較例については、その後、解凍された中華麺を、同一の条件で調理した。
【０１６８】
その後、これら解凍された冷凍対象物の品質（風味、外観、香り等）を評価した。その結果を表１に示す。
【０１６９】
【表１】
表１から明らかなように、本発明の方法により冷凍した冷凍対象物は、解凍後においても、優れた品質が保持されていた。これは、以下のような理由によるものであると考えられる。
【０１７１】
すなわち、冷凍対象物は、冷凍装置（冷凍庫）内という低温環境下に置かれ、凍結に至るが、このとき、クラスター細分化装置の作用を受け、冷凍対象物中の水のクラスターが細分化される。特に、実施例１〜１５では、第２の工程に先立ち、冷凍対象物に対してクラスター細分化水を用いた処理を施してあるため、第２の工程において、冷凍対象物中のクラスターの細分化は特に進行しやすい。このため、冷凍対象物は、水のクラスターが十分に細分化された状態で、凍結に至る。その結果、冷凍対象物中に形成される氷の結晶は、十分に微細化されたものとなる。
【０１７２】
このように、氷の結晶が微細化されることにより、粗大化した氷の形成が、効果的に防止、抑制される。このため、粗大化した氷によって、前記冷凍対象物のミクロ的な構造が冷凍前の構造から変化するのを、効果的に防止・抑制することができる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されるのを効果的に防止することができる）。その結果、食品の品質の低下を効果的に防止、抑制することができるものと考えられる。
【０１７３】
これに対し、各比較例で冷凍した冷凍対象物は、表１に示すように解凍後における品質の低下が著しかった。これは、水のクラスターが十分に微細化されていない状態で冷凍対象物が凍結したため、冷凍対象物中において粗大化した氷が形成され、このような氷によって、前記冷凍対象物のミクロ的な構造が冷凍前の構造から著しく変化したためであると考えられる（冷凍対象物を構成する細胞が破壊されたためであると考えられる）。
【０１７４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、品質の低下を防止、抑制しつつ、食品を冷凍することができる。
また、冷凍された食品を長期間にわたって保存した場合であっても、優れた品質が保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の冷凍方法の第１実施形態で用いる冷凍装置の構成を示す概略図である。
【図２】図１に示す冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図３】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図４】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図５】本発明の冷凍方法の第２実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明の冷凍方法の第３実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図７】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図８】クラスター細分化装置の各磁場発生装置からの磁場の発生タイミングを示すタイミングチャートの一例である。
【図９】本発明の冷凍方法の第４実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【図１０】本発明の冷凍方法の第５実施形態で用いる冷凍装置が有するクラスター細分化装置の構成を示す概略図である。
【符号の説明】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ クラスター細分化装置
２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ 磁場発生装置
２１ コイル
２２ 非磁性体カバー
３ 磁場制御装置
４ エネルギー付与手段
５ 冷凍対象物
６ 管体
６１ 中空部
７ 載置部
７１ トレイ
８ 冷凍機
８１ 蒸発器
８２ 圧縮機
８３ 凝縮器
８４ 冷媒配管
８５ 冷媒配管
９ ファン
１０ 冷凍装置
１０１ 冷凍装置本体
Claims (20)
- 水を含む冷凍対象物を冷凍する方法であって、
水のクラスターが細分化されたクラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を処理する第１の工程と、
低温環境下において、経時的に強度が変化する磁場を前記冷凍対象物に照射する第２の工程とを有することを特徴とする冷凍方法。 - 前記クラスター細分化水は、エネルギーが付与されることによりクラスターが細分化されたものである請求項１に記載の冷凍方法。
- 前記エネルギーは、経時的に強度が変化する磁場エネルギーである請求項２に記載の冷凍方法。
- 前記冷凍対象物が食品である請求項１ないし３のいずれかに記載の冷凍方法。
- 前記第１の工程において、前記クラスター細分化水を用いて、前記冷凍対象物を調理する請求項４に記載の冷凍方法。
- 前記第１の工程において、前記クラスター細分化水を前記冷凍対象物の表面に付与する請求項１ないし５のいずれかに記載の冷凍方法。
- 前記第１の工程において、前記冷凍対象物を前記クラスター細分化水中に浸漬する請求項１ないし６のいずれかに記載の冷凍方法。
- 前記第２の工程は、前記冷凍対象物に磁場を与えかつその強度を経時的に変化させる磁場発生装置を複数個有する冷凍装置を用いて行うものである請求項１ないし７のいずれかに記載の冷凍方法。
- 冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも１つからの磁場の発生タイミングが、他の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御する請求項８に記載の冷凍方法。
- 前記冷凍装置は、前記磁場発生装置を３つ以上有するものであり、
冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも２つからの磁場の発生タイミングが、これら以外の１つ以上の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御する請求項８または９に記載の冷凍方法。 - 前記冷凍装置は、前記磁場発生装置を３つ以上有するものであり、
冷凍を行うに際し、前記磁場発生装置のうち少なくとも２つからの磁場の発生タイミングが同期し、かつ、これら以外の１つ以上の前記磁場発生装置からの磁場の発生タイミングと異なるように制御し、
磁場の発生タイミングが同期する２つ以上の前記磁場発生装置の組み合わせが経時的に変化する請求項８ないし１０のいずれかに記載の冷凍方法。 - 前記冷凍装置は、前記冷凍対象物を載置する載置部と、冷凍機と、冷気を循環させるファンとを有するものである請求項８ないし１１のいずれかに記載の冷凍方法。
- 前記磁場発生装置は、前記載置部またはその近傍に配置されている請求項１２に記載の冷凍方法。
- 前記載置部付近において、磁力線の方向が回転するように、前記磁場発生装置からの磁場の発生を制御した請求項１３に記載の冷凍方法。
- 少なくとも２つの前記磁場発生装置が対面するように配置された請求項８ないし１４のいずれかに記載の冷凍方法。
- 複数個の前記磁場発生装置は、前記冷凍対象物に対向する面が、互いに直交するように設置された請求項８ないし１５のいずれかに記載の冷凍方法。
- 前記磁場発生装置は、交番磁場を発生させるものである請求項８ないし１６のいずれかに記載の冷凍方法。
- 使用時における前記冷凍装置内の温度が−２０℃以下である請求項８ないし１７のいずれかに記載の冷凍方法。
- 前記磁場発生装置は、耐低温性を有するものである請求項８ないし１８のいずれかに記載の冷凍方法。
- 前記冷凍対象物中の水のクラスターが細分化した状態で、前記冷凍対象物を凍結させる請求項１ないし１９のいずれかに記載の冷凍方法。
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