(一)冰晶的生長(zhǎng)和重結(jié)晶
重結(jié)晶是指凍藏過(guò)程中食品物料中冰晶的大小、形狀、位置等都發(fā)生了變化,冰晶的數(shù)量減少、體積曾大的現(xiàn)象。但這個(gè)過(guò)程很緩慢,若凍藏庫(kù)溫度波動(dòng)則會(huì)促進(jìn)這樣的移動(dòng)。人們發(fā)現(xiàn),將速凍的水果與緩凍的水果同樣貯藏在-18℃下,速凍水果中的冰晶不斷增大,幾個(gè)月后速凍水果中冰晶的大小變得和緩凍得差不多。這種情況在其他食品物料中也會(huì)發(fā)生。
眾多結(jié)晶系統(tǒng)中,當(dāng)小結(jié)晶存在時(shí),大結(jié)晶有“長(zhǎng)大”的趨勢(shì),這可能是融化-擴(kuò)散-重新凍結(jié)過(guò)程中冰晶變大的原因,屬于遷移性重結(jié)晶。在恒定溫度和壓力下,由于其很小的曲率半徑,小結(jié)晶對(duì)其表面分子的結(jié)合能力沒(méi)有大結(jié)晶那么大,因此小結(jié)晶的相對(duì)熔點(diǎn)較高。在溫度恒定的情況下,當(dāng)物料中含有大量的直徑小于2um的結(jié)晶時(shí),遷移性重結(jié)晶可以相當(dāng)大的速率進(jìn)行。在速凍果蔬等食品物料(甚至包括冰淇淋)中冰晶的大小一般遠(yuǎn)大于2um,而在一些速凍的小的生物材料中可能有直徑小于2um的冰晶,因此凍藏食品貯藏在恒定溫度和壓力下可以減少遷移性重結(jié)晶現(xiàn)象。凍藏中溫度的波動(dòng)及與之相關(guān)的蒸汽壓梯度會(huì)促進(jìn)遷移性重結(jié)晶。食品物料中低溫(低蒸汽壓)處的冰晶會(huì)在犧牲高溫(高蒸汽壓)處的冰晶的情況下長(zhǎng)大,在高溫(高蒸汽壓)處的最小的冰晶會(huì)消失,較大的冰晶會(huì)減小;當(dāng)溫度梯度相反時(shí),較大的冰晶會(huì)長(zhǎng)大,而由于結(jié)晶能的限制,最小的冰晶不會(huì)重新生成。
冰晶相互接觸也會(huì)發(fā)生重結(jié)晶,結(jié)晶數(shù)量的減少可導(dǎo)致整個(gè)結(jié)晶相表面能的降低,有人將此稱為連生性重結(jié)晶。這也是造成冰晶數(shù)量不斷減少、體積不斷增大的原因之一。
重結(jié)晶同樣會(huì)造成組織的機(jī)械傷,使產(chǎn)品流汁。因此,采用低溫速凍使食品的水分來(lái)不及轉(zhuǎn)移從而就在原來(lái)位置凍結(jié),保持凍藏庫(kù)溫度的穩(wěn)定,避免貯運(yùn)溫度波動(dòng),可減少冰晶的成長(zhǎng)和重結(jié)晶對(duì)食品質(zhì)量帶來(lái)的不良影響。
(二)干耗
凍結(jié)食品在冷凍和凍藏過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生干耗,因凍藏時(shí)間長(zhǎng),干耗問(wèn)題更為突出。凍結(jié)食品凍藏過(guò)程中因溫度的變化造成水蒸氣壓差,出現(xiàn)冰晶的升華作用而引起表面出現(xiàn)干燥,質(zhì)量減少,稱為“干耗”。如圖4-4所示。
(三)凍結(jié)燒
凍結(jié)燒是凍結(jié)食品在凍藏期間脂肪氧化酸敗和羰氨反應(yīng)所引起的結(jié)果,它不僅使食品產(chǎn)生哈喇味,而且發(fā)生黃褐色的變化,其感官、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值都變差。
凍結(jié)燒一般隨著凍結(jié)食品的冰晶升華而加劇。因?yàn)楸A會(huì)使食品表面水分下降,這種變化長(zhǎng)時(shí)間逐漸向里推進(jìn),達(dá)到深部冰晶升華,造成質(zhì)量損失,同時(shí)形成較多的微孔,增加了食品與氧氣的接觸面積而引起氧化酸敗。酸敗產(chǎn)物含有羰基,再與蛋白質(zhì)、氨基酸等含氨基的成分發(fā)生羰氨反應(yīng),導(dǎo)致凍結(jié)燒。
凍結(jié)家畜肉脂肪較為穩(wěn)定,不產(chǎn)生凍結(jié)燒,禽類脂肪的穩(wěn)定性稍次之,而魚(yú)類脂肪最易引起凍結(jié)燒。采用較低的凍藏溫度(一般不高于-18℃)、鍍冰衣或密封包裝等隔氧措施,均可以有效防止凍結(jié)燒的發(fā)生。
(四)凍干害
凍干害又稱為凍燒、干縮,這是由于食品物料表面脫水(升華)形成多孔干化層,物料表面的水分可以下降到15%以下,使食品物料表面出現(xiàn)氧化、變色、變味等品質(zhì)明顯降低的現(xiàn)象。凍干害是一種表面缺陷,多見(jiàn)于動(dòng)物性的組織。減少干縮的措施包括減少凍藏間的外來(lái)熱源及溫度波動(dòng),降低空氣流速,改變食品物料的大小、形狀、堆放形式和數(shù)量,采取適當(dāng)?shù)陌b等。
(五)汁液流失
蛋白質(zhì)等變性會(huì)使這些物質(zhì)失掉對(duì)水的親和力,以后水分不能再與之重新結(jié)合。這樣,當(dāng)凍品解凍時(shí),冰體融化成水,如果組織又受到了損傷,就會(huì)產(chǎn)生大量“流失液”,流失液會(huì)帶走各種營(yíng)養(yǎng)成分,既影響了風(fēng)味又造成營(yíng)養(yǎng)損失,使食品的質(zhì)量下降,所以流失液的產(chǎn)生率是評(píng)定速凍食品質(zhì)量的指標(biāo)之一。