（一）蛋白質(zhì)變性
食品中的結(jié)合水是與原生質(zhì)、膠體、蛋白質(zhì)、淀粉等結(jié)合的，在凍結(jié)時(shí)，水分從其中分離出來而結(jié)冰。這也是一個(gè)脫水過程，過程往往是不可逆的，尤其是緩慢的凍結(jié)，其脫水程度更大，冰晶體主要在細(xì)胞間隙中形成，胞內(nèi)水分產(chǎn)生外移，原生質(zhì)膠體和蛋白質(zhì)等分子過多失去結(jié)合水，分子受壓凝集，會(huì)破壞其結(jié)構(gòu)，或者由于原生質(zhì)體中因濃縮作用而使無機(jī)鹽濃度提高，產(chǎn)生鹽析作用而使蛋白質(zhì)變性。蛋白質(zhì)在貯藏過程中發(fā)生變性是肉類、乳類、蛋類、豆類等富含蛋白質(zhì)的食品在貯藏或加工過程中發(fā)生的一種變性現(xiàn)象。蛋白質(zhì)的水解和變性對食品質(zhì)量有很大的影響。蛋白質(zhì)的變性主要有熱變性、凍結(jié)變性、脫水變性等。蛋白質(zhì)凍結(jié)變性主要指含蛋白質(zhì)的食品如動(dòng)物肉類、魚貝類等在凍結(jié)貯藏后，其所含蛋白質(zhì)的ATPase活性減少，肌球蛋白的溶解性降低。防止蛋白質(zhì)凍結(jié)變性的方法即為快速凍結(jié)、低溫貯藏，凍結(jié)前添加糖類、磷酸鹽類、山梨醇、天冬氨酸等氨基酸、檸檬酸等有機(jī)酸、氧化三甲胺等物質(zhì)，均可防止或減輕蛋白質(zhì)的凍結(jié)變性。
水產(chǎn)品中的脂肪在耐低溫的磷脂酶作用下水解產(chǎn)生不穩(wěn)定的游離脂肪酸，其氧化產(chǎn)物醛、酮等可促使蛋白質(zhì)變性，此作用在凍藏時(shí)較突出。這些情況都會(huì)使這些物質(zhì)失掉對水的親和力，以后水分即不能再與之重新結(jié)合。蛋白質(zhì)變性或不可逆的凝固，會(huì)造成細(xì)胞死亡，解凍后組織解體、質(zhì)地軟化、流出汁液、風(fēng)味下降等。
（二）淀粉老化
淀粉類食品在慢速凍結(jié)過程中，其保水性會(huì)減少，發(fā)生淀粉老化的現(xiàn)象。淀粉老化的最適溫度是2~4℃，亦稱淀粉的最大老化溫度帶。慢速凍結(jié)過程中，食品不能快速通過這個(gè)溫度帶，淀粉類食品就易發(fā)生淀粉老化現(xiàn)象。在食品食用和保藏過程中，經(jīng)常遇到食味不可口，如新鮮蛋糕放置幾天后變硬，這種發(fā)生淀粉老化的面包和蛋糕吸水率減小，從而失去了原有的柔軟度，可口性也差。
（三）變色
食品凍結(jié)中的變色主要是水產(chǎn)品的變色。從外觀上看有褐變、黑變、退色等現(xiàn)象。水產(chǎn)品變色的原因如下。
（1）自然色澤被氧化、分解。如金槍魚肉褐變，紅色魚皮的退色等。
（2）產(chǎn)生新的變色物質(zhì)。如蝦類的黑變，鱈魚肉的褐變等。凍結(jié)產(chǎn)品的變色有褐變、黑變、退色等，會(huì)影響產(chǎn)品外觀和風(fēng)味。常見變色的原因有：美拉德反應(yīng)，如鱈魚肉中的核酸系物質(zhì)反應(yīng)生成核糖，再與氨基化合物反應(yīng)發(fā)生的褐變；酪氨酸酶的氧化造成蝦的黑變；肌肉的肌紅蛋白受空氣中氧的作用而變色。
