食品凍結的溫度曲線和冰結晶最大生成帶。食品凍結時的溫度曲線是根據凍結速度而變化的,但不論是快速凍結或慢速凍結,在凍結過程中,溫度的下降可分三個階段;見圖2-1。
在最初階段,食品的溫度迅速下降,直到降低至結晶溫度為止。第二階段即冰晶形成階段,以近于水平線段表示。這階段在0~-5℃左右,這時食品內部80%以上水分都已凍結,這種大量形成冰結晶的溫度范圍,稱為冰結晶的最大生成帶。在冰結晶形成時放出的潛熱相當大,因此,通過最大冰結晶生成帶時,熱負荷最大,相對需要較長的時間。當慢速凍結時,食品內冰晶的形成以較慢速度由表面向中心推移,而食品中心溫度在很長時間內處于停滯階段水平線段較長。當快速凍結時,由于強烈的熱傳導,冰晶形成很快的從食品表面層推移到食品中心,因此水平線段很短。最后,進入第三階段,此線段表明凍結后的食品繼續凍結到規定的最終溫度的降溫過程。
凍結速度與凍結晶的分布。食品中的水分分布,大致可分為兩部分:細胞內的水分和細胞間隙中的水分。在食品的細胞間隙內,水蒸氣張力比細胞內小,鹽的濃度也小些,凍結點則高些。當食品凍結時,細胞間隙內水分首先結成冰晶。由于冰的侈和蒸氣壓較水低,因此，在食品凍結初期,當細胞外的水分已凍成冰,而細胞內的水分因冰點較低仍處在液體狀態時，由于兩者伯和蒸氣壓的不同,致使細胞中的水分以蒸氣狀態透過細胞膜而擴散至細胞間隙中。如果是慢速凍結,就使大部分水凍結于細胞間隙內,并形成較大的冰結晶。水在轉變成冰時，體積約增大9%~10%,結果使細胞因受壓擠而變形,甚至造成細胞膜破裂。于是當食品解凍時,冰晶融化成水,食品汁液流失。
如果采用快速凍結時,由于冰結晶形成的速度大于水燕氣的擴散速度,因而冰結晶可均勻地分布在食品細胞內與細胞間隙中,并形成小的結晶體。這樣就不會使細胞變形和破裂。
