(一)冰晶的生长和重结晶
重结晶是指冻藏过程中食品物料中冰晶的大小、形状、位置等都发生了变化,冰晶的数量减少、体积曾大的现象。但这个过程很缓慢,若冻藏库温度波动则会促进这样的移动。人们发现,将速冻的水果与缓冻的水果同样贮藏在-18℃下,速冻水果中的冰晶不断增大,几个月后速冻水果中冰晶的大小变得和缓冻得差不多。这种情况在其他食品物料中也会发生。
众多结晶系统中,当小结晶存在时,大结晶有“长大”的趋势,这可能是融化-扩散-重新冻结过程中冰晶变大的原因,属于迁移性重结晶。在恒定温度和压力下,由于其很小的曲率半径,小结晶对其表面分子的结合能力没有大结晶那么大,因此小结晶的相对熔点较高。在温度恒定的情况下,当物料中含有大量的直径小于2um的结晶时,迁移性重结晶可以相当大的速率进行。在速冻果蔬等食品物料(甚至包括冰淇淋)中冰晶的大小一般远大于2um,而在一些速冻的小的生物材料中可能有直径小于2um的冰晶,因此冻藏食品贮藏在恒定温度和压力下可以减少迁移性重结晶现象。冻藏中温度的波动及与之相关的蒸汽压梯度会促进迁移性重结晶。食品物料中低温(低蒸汽压)处的冰晶会在牺牲高温(高蒸汽压)处的冰晶的情况下长大,在高温(高蒸汽压)处的最小的冰晶会消失,较大的冰晶会减小;当温度梯度相反时,较大的冰晶会长大,而由于结晶能的限制,最小的冰晶不会重新生成。
冰晶相互接触也会发生重结晶,结晶数量的减少可导致整个结晶相表面能的降低,有人将此称为连生性重结晶。这也是造成冰晶数量不断减少、体积不断增大的原因之一。
重结晶同样会造成组织的机械伤,使产品流汁。因此,采用低温速冻使食品的水分来不及转移从而就在原来位置冻结,保持冻藏库温度的稳定,避免贮运温度波动,可减少冰晶的成长和重结晶对食品质量带来的不良影响。
(二)干耗
冻结食品在冷冻和冻藏过程中也会产生干耗,因冻藏时间长,干耗问题更为突出。冻结食品冻藏过程中因温度的变化造成水蒸气压差,出现冰晶的升华作用而引起表面出现干燥,质量减少,称为“干耗”。如图4-4所示。
(三)冻结烧
冻结烧是冻结食品在冻藏期间脂肪氧化酸败和羰氨反应所引起的结果,它不仅使食品产生哈喇味,而且发生黄褐色的变化,其感官、风味、营养价值都变差。
冻结烧一般随着冻结食品的冰晶升华而加剧。因为冰晶升华会使食品表面水分下降,这种变化长时间逐渐向里推进,达到深部冰晶升华,造成质量损失,同时形成较多的微孔,增加了食品与氧气的接触面积而引起氧化酸败。酸败产物含有羰基,再与蛋白质、氨基酸等含氨基的成分发生羰氨反应,导致冻结烧。
冻结家畜肉脂肪较为稳定,不产生冻结烧,禽类脂肪的稳定性稍次之,而鱼类脂肪最易引起冻结烧。采用较低的冻藏温度(一般不高于-18℃)、镀冰衣或密封包装等隔氧措施,均可以有效防止冻结烧的发生。
(四)冻干害
冻干害又称为冻烧、干缩,这是由于食品物料表面脱水(升华)形成多孔干化层,物料表面的水分可以下降到15%以下,使食品物料表面出现氧化、变色、变味等品质明显降低的现象。冻干害是一种表面缺陷,多见于动物性的组织。减少干缩的措施包括减少冻藏间的外来热源及温度波动,降低空气流速,改变食品物料的大小、形状、堆放形式和数量,采取适当的包装等。
(五)汁液流失
蛋白质等变性会使这些物质失掉对水的亲和力,以后水分不能再与之重新结合。这样,当冻品解冻时,冰体融化成水,如果组织又受到了损伤,就会产生大量“流失液”,流失液会带走各种营养成分,既影响了风味又造成营养损失,使食品的质量下降,所以流失液的产生率是评定速冻食品质量的指标之一。