冰結(jié)晶是表現(xiàn)凍結(jié)過程的最基本的實(shí)質(zhì)。當(dāng)食品中所含水分結(jié)成冰結(jié)晶時，既有熱量從食品中傳出，同時食品的溫度也隨之降低。圖4-1為食品凍結(jié)時中心溫度變化的曲線圖。
從物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)來看，液體是介于氣體和固體之間的。當(dāng)液體溫度降低至冰結(jié)點(diǎn)時，液相與結(jié)晶相處于平衡狀態(tài)。要使液體變成冰結(jié)晶體，就必須破壞這種平衡狀態(tài)，也就是使液體溫度降至稍低于冰結(jié)點(diǎn)的溫度，造成液體的過冷。由此可見，過冷現(xiàn)象是使液體中產(chǎn)生冰結(jié)晶的先決條件。
食品在凍結(jié)過程中，隨著凍結(jié)時間的延長，冰晶將不斷地發(fā)展，使食品內(nèi)部的熱量不斷導(dǎo)出而在其內(nèi)部產(chǎn)生冰結(jié)晶。總之，食品冰結(jié)晶形成的條件主要包括以下三點(diǎn)。
1. 液體過冷
當(dāng)液體的溫度降至凍結(jié)點(diǎn)時，液相與結(jié)晶相處于平衡狀態(tài)。要使液相向結(jié)晶相轉(zhuǎn)變，必須降溫至稍低于凍結(jié)點(diǎn)，造成液體的過冷。過冷現(xiàn)象是冰結(jié)晶的先決條件。
2. 晶核形成
當(dāng)液體處于過冷狀態(tài)時，由于某種刺激作用會產(chǎn)生結(jié)晶中心，形成晶核。例如，溶液內(nèi)局部溫度過低，水溶液中的氣泡、微粒及容器壁等。
3. 冰結(jié)晶生長
晶核形成后，冷卻的水分子向晶核移動，凝結(jié)在晶核或冰結(jié)晶的表面，造成冰結(jié)晶生長。
