Метод замораживания позволяет сохранять пищевые про­дукты значительно более длительное время, чем метод хране­ния в охлажденном состоянии, однако качество замороженных продуктов ниже прежде всего из-за повреждений ткани.

Особенно резкие изменения в структуре растительной и животной ткани происходят при медленном замораживании, например, если сырье помещают в холодильные камеры с тем­пературой воздуха минус 20 °С и замораживают до достиже­ния температуры минус 18 °С. Сначала кристаллы льда образу­ются в межклеточной жидкости, концентрация растворенных веществ которой вследствие вымерзания воды начинает увели­чиваться. Возникает разность между концентрациями раство­ров в межклеточном пространстве и внутри клеток. Это приво­дит к перемещению влаги из клеток к кристаллам льда и росту кристаллов. Крупные кристаллы травмируют клетки, одновре­менно обезвоживается содержимое клеток.

В медленно замороженной ткани внутри клеток, потеряв­ших упругость, находится незамерзший раствор, а образовав­шийся лед - вне клеток. При этом доля поврежденных клеток около 70 %. После оттаивания плоды и овощи, особенно неж­ные виды (например, ягоды), теряют форму, размягчаются, из них самопроизвольно вытекает большое количество сока. При быстром замораживании, например, когда плоды обдуваются в скороморозильном аппарате воздухом, имеющим темпера­туру минус (30...35) °С, тепло отводится интенсивно. Прежде чем успеет развиться миграционный процесс, температура внутри клеток становится достаточной для начала льдообра­зования. Влага затвердевает без ее значительного перераспре­деления. Образуется большое количество мелких кристаллов, которые равномерно распределены в клетках и межклеточ­ном пространстве. При этом травмирующее действие кри­сталлов на клетки и ткани меньше, качество продукта выше.

Механическое действие на клетки кристаллов льда (проко­лы, порезы) не может считаться единственной причиной по­вреждения клеток продукта при замораживании. Повреждаю­щее действие замораживания обусловлено также комплексом явлений, сопутствующих льдообразованию и обезвоживанию клетки.

Одним из повреждающих факторов является повышение концентрации солей в незамерзшей клеточной жидкости в ре­зультате льдообразования, что ведет к денатурации белков, в том числе входящих в состав ферментов и клеточных мем­бран. В концентрированном растворе макромолекулы белка теряют оболочку из строго ориентированных молекул воды. Потеря сольватных оболочек ведет к достаточному сближе­нию макромолекул белка, образованию связей между ними, коагуляции. Происходит необратимое нарушение полупрони­цаемости цитоплазменной мембраны и нарушение деятельно­сти ферментов.

При быстром понижении температуры время воздействия солевых растворов на белковые молекулы живой клетки умень­шается. Возможно, поэтому многие органические вещества и некоторые биологические объекты лучше сохраняются при быстром и сверхбыстром замораживании.