食品凍結(jié)的溫度曲線和冰結(jié)晶最大生成帶。食品凍結(jié)時(shí)的溫度曲線是根據(jù)凍結(jié)速度而變化的,但不論是快速凍結(jié)或慢速凍結(jié),在凍結(jié)過程中,溫度的下降可分三個(gè)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(jié)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(shí)食品內(nèi)部80%以上水分都已凍結(jié),這種大量形成冰結(jié)晶的溫度范圍,稱為冰結(jié)晶的最大生成帶。在冰結(jié)晶形成時(shí)放出的潛熱相當(dāng)大,因此,通過最大冰結(jié)晶生成帶時(shí),熱負(fù)荷最大,相對需要較長的時(shí)間。當(dāng)慢速凍結(jié)時(shí),食品內(nèi)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(shí)間內(nèi)處于停滯階段水平線段較長。當(dāng)快速凍結(jié)時(shí),由于強(qiáng)烈的熱傳導(dǎo),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(jìn)入第三階段,此線段表明凍結(jié)后的食品繼續(xù)凍結(jié)到規(guī)定的最終溫度的降溫過程。

  凍結(jié)速度與凍結(jié)晶的分布。食品中的水分分布,大致可分為兩部分:細(xì)胞內(nèi)的水分和細(xì)胞間隙中的水分。在食品的細(xì)胞間隙內(nèi),水蒸氣張力比細(xì)胞內(nèi)小,鹽的濃度也小些,凍結(jié)點(diǎn)則高些。當(dāng)食品凍結(jié)時(shí),細(xì)胞間隙內(nèi)水分首先結(jié)成冰晶。由于冰的侈和蒸氣壓較水低,因此，在食品凍結(jié)初期,當(dāng)細(xì)胞外的水分已凍成冰,而細(xì)胞內(nèi)的水分因冰點(diǎn)較低仍處在液體狀態(tài)時(shí)，由于兩者伯和蒸氣壓的不同,致使細(xì)胞中的水分以蒸氣狀態(tài)透過細(xì)胞膜而擴(kuò)散至細(xì)胞間隙中。如果是慢速凍結(jié),就使大部分水凍結(jié)于細(xì)胞間隙內(nèi),并形成較大的冰結(jié)晶。水在轉(zhuǎn)變成冰時(shí)，體積約增大9%~10%,結(jié)果使細(xì)胞因受壓擠而變形,甚至造成細(xì)胞膜破裂。于是當(dāng)食品解凍時(shí),冰晶融化成水,食品汁液流失。

如果采用快速凍結(jié)時(shí),由于冰結(jié)晶形成的速度大于水燕氣的擴(kuò)散速度,因而冰結(jié)晶可均勻地分布在食品細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞間隙中,并形成小的結(jié)晶體。這樣就不會使細(xì)胞變形和破裂。