速凍食品在凍藏過程中會緩慢地發生下面一系列變化，其中就包括冰晶成長。剛生產出來的速凍食品，它的冰晶大小並不完全均勻一致。在凍藏過程中，由於凍藏時間較長，微細的冰晶會逐漸合併，成長為較大的冰晶，這種現象稱為冰晶成長。
基本介紹
- 中文名：冰晶成長
- 外文名：Growth of ice crystal
- 發生時期：凍藏過程
- 發生對象：速凍食品
- 發生原因：冰晶的合成
- 發生結果：合成較大的冰晶
簡介,冰晶成長的原因,如何防止冰晶成長帶來的不良影響,冰晶成長的控制,
簡介
速凍食品適合較長期貯藏，因此其凍藏期一般較長。在凍藏過程中，由於凍藏溫度的波動和環境中氧的作用，速凍食品會緩慢地發生下面一系列變化，其中就包括冰晶成長。剛生產出來的速凍食品，它的冰晶大小並不完全均勻一致。在凍藏過程中，由於凍藏時間較長，微細的冰晶會逐漸合併，成長為較大的冰晶，這種現象稱為冰晶成長。
冰晶成長的原因
冰晶成長的原因之一是冰晶周圍的水或水蒸氣向冰晶移動，附著並凍結在上面。在速凍食品的內部存在有三個相，即固相(大小不同的冰晶)、液相(殘留的未凍結水溶液)及氣相(水蒸氣)。它們的飽和水蒸氣壓之間有下述關係：①液相的水蒸氣壓>冰晶的水蒸氣壓；②氣相的水蒸氣壓>冰晶的水蒸氣壓；③小型冰晶的水蒸氣壓>大型冰晶的水蒸氣壓。由於壓差的存在，水蒸氣就從蒸氣壓高的一方向蒸氣壓低的一方移動，並不斷附著、凝結到冰晶上面，使大冰晶越長越大，而小冰晶逐漸減少、消失。大冰晶的形成使細胞受到機械損傷的程度增加，導致蛋白質變性，解凍後液汁流失增加，食品的風味和營養價值等都受到影響。
冰晶成長的另一個原因是重結晶導致冰晶成長。重結晶是指凍藏過程中，由於凍藏溫度的波動，導致反覆解凍和再結晶所出現的結晶體積增大的現象。重結晶的程度直接取決於單位時間內溫度波動的次數和程度，溫度波動幅度越大、次數越多，重結晶的程度也越深，就會促使冰晶體顆粒迅速增大、數量迅速減少，以致嚴重破壞速凍食品的組織結構，使其解凍後失去彈性，使食品像慢凍那樣受到嚴重的損傷。
剛生產出的速凍食品具有細微的冰晶結構。在其凍藏過程中，如果凍藏溫度經常變動就會出現重結晶。當溫度上升時，速凍食品細胞內的冰晶融化成水，使液相增加，由於水蒸氣壓差的存在，水分透過細胞膜擴散到細胞間隙中去，當溫度又下降時，它們就附著並凍結到細胞間隙中的冰晶上面，使冰晶成長。因此，當凍藏溫度波動時，細胞間隙中的冰晶成長(重結晶)最為明顯。
如何防止冰晶成長帶來的不良影響
要防止凍藏過程中因冰晶成長給速凍食品帶來的不良影響，可以從以卜．兩方面加以防止：①採用深溫速凍方式，使食品中90%的水分在凍結過程中來不及移動，就在原位變成極微細的冰晶，這樣形成的冰晶的大小及分布比較均勻。同時由於是深溫速凍，凍結食品的終溫比較低，食品的凍結率提高了，殘留的液相少，也可減緩凍藏中此類冰晶的成長。②凍藏溫度應儘量低，並且少變動，特別要避免-18℃以上溫度的變動。
一般食品如要長期貯藏，-18℃的溫度已能滿足，但目前速凍產品貯藏溫度仍有降低的趨勢，有的降到-30℃甚至-40— -50℃，這主要是為了保持速凍產品的色澤。值得注意的是凍藏溫度應與速凍溫度相匹配。如果速凍溫度低而凍藏溫度高，則凍結中形成的小冰晶會在貯藏中逐漸增大而失去速凍的優點，最後結果亦與緩慢凍結相同。
冰晶成長的控制
1.減少冷凍食品的結構破壞有兩個方面:(1)要形成小冰晶的基質;(2)要防止這些冰晶在食品流通過程中長大。從熱力學角度來講,即使溫度被充分控制,但在能量方面,冰晶的分布仍然朝著有利於形成一個單一大晶體的目標發展。這是一個對溫度非常敏感的過程。例如, 如果我們收集了平均直徑25μm的冰晶, 已證明在-18℃下不經過24d的時間,直徑就會翻番;而在-5℃僅存放24h就會出現同樣的結果。
2.自然界在這方面同樣也提供某種可能的解決辦法。已經證明原本在北極魚內發現的能阻止結凍的抗凍蛋白,通過用一個冰晶格限制在特定位置而生效。抗凍蛋白的存在使冰晶表面生長的能量分布改變。雖然它們抗結凍的能力不大，只能降低1℃～2℃結冰溫度, 但它對重結晶的作用顯著。因為這些蛋白已經移植給了多種多樣的植物,所以,通過最佳化育種 ,未來的冷凍食品可能提供具有抗重結晶性的栽培品種,用於將來的冷凍食品。
3.對於某些食品可以保持冷凍的品質。採用滲透脫水,軟性水果放在糖溶液中冷凍,對於它們最終的品質就有多重作用。首先,滲透脫水將水從細胞中擠出,降低了從水到凍的膨脹所聚積的壓力;其次,碳水化合物的滲入則表現出能產生更好的生化穩定性,尤其在顏色和風味的保持方面。這些保護性因素的機理還不十分清楚 ,但可能與解凍組分的玻璃轉化溫度升高有幾分關係。解凍組分中粘度降低了反應物之間相互接觸的速率。魚類產品利用此技術取得了延長貨架期的效果。
