食品冻结的温度曲线和冰结晶最大生成带。食品冻结时的温度曲线是根据冻结速度而变化的,但不论是快速冻结或慢速冻结,在冻结过程中,温度的下降可分三个阶段;见图2-1。
在最初阶段,食品的温度迅速下降,直到降低至结晶温度为止。第二阶段即冰晶形成阶段,以近于水平线段表示。这阶段在0~-5℃左右,这时食品内部80%以上水分都已冻结,这种大量形成冰结晶的温度范围,称为冰结晶的最大生成带。在冰结晶形成时放出的潜热相当大,因此,通过最大冰结晶生成带时,热负荷最大,相对需要较长的时间。当慢速冻结时,食品内冰晶的形成以较慢速度由表面向中心推移,而食品中心温度在很长时间内处于停滞阶段水平线段较长。当快速冻结时,由于强烈的热传导,冰晶形成很快的从食品表面层推移到食品中心,因此水平线段很短。最后,进入第三阶段,此线段表明冻结后的食品继续冻结到规定的最终温度的降温过程。
冻结速度与冻结晶的分布。食品中的水分分布,大致可分为两部分:细胞内的水分和细胞间隙中的水分。在食品的细胞间隙内,水蒸气张力比细胞内小,盐的浓度也小些,冻结点则高些。当食品冻结时,细胞间隙内水分首先结成冰晶。由于冰的侈和蒸气压较水低,因此，在食品冻结初期,当细胞外的水分已冻成冰,而细胞内的水分因冰点较低仍处在液体状态时，由于两者伯和蒸气压的不同,致使细胞中的水分以蒸气状态透过细胞膜而扩散至细胞间隙中。如果是慢速冻结,就使大部分水冻结于细胞间隙内,并形成较大的冰结晶。水在转变成冰时，体积约增大9%~10%,结果使细胞因受压挤而变形,甚至造成细胞膜破裂。于是当食品解冻时,冰晶融化成水,食品汁液流失。
如果采用快速冻结时,由于冰结晶形成的速度大于水燕气的扩散速度,因而冰结晶可均匀地分布在食品细胞内与细胞间隙中,并形成小的结晶体。这样就不会使细胞变形和破裂。
