因为快速冷冻形成的冰晶更小,而小冰晶对食物的破坏更弱。

其实,每一次冷冻都是对食物内部组织的一次破坏。
——因为食物内部的水会形成冰晶。
这些尖锐的冰晶会刺穿肉的肌膜、或者植物的细胞膜,破坏它们的原生结构。
下图是水果冷冻过程中针状冰晶的形成,和细胞壁被冰晶破坏的图示。

所以,经过冷冻 - 解冻的食物,细胞里的组织液(或血水)会渗出来。
就如下图的猕猴桃。

这么一来,水溶性的营养会随着组织液的渗出而流失;
同时,细胞被冰晶刺破、不再「密封」,意味着里面的物质会被氧化、被酶解,营养价值变低。
就像切开的水果一样,变得「不耐放」了。
虽然我们没法完全阻止这种破坏,但我们可以减轻它。
在冷冻的过程中,我们可以让形成的冰晶更小,减少它们对食物内部组织的杀伤力。
其中的关键点就是「快速冷冻」。
下图可以看到,在快速冷冻的食物中,黑色代表的小冰晶(0-100um)更多;而慢速冷冻过程中,浅灰色代表的大冰晶(>200um)比例更高。

也就是说,快速冷冻形成冰晶更小,能更好地降低冷冻对食物组织的损伤,所以营养价值保留的更好。
那么,如何快速冷冻呢?
我们可以用碗、碟盛着食物放进冷冻室,把它们冻硬了之后再装袋子里密封。
这样冷气可以直接接触到食物,加速食物的降温。
为了防止食物被污染,操作时最好专门空出来一格冷冻室单独处理。
另外,已经冷冻的食物要密封好,防止食物表面失水和交叉污染。
对于一些比较贵重的食材,比如品质比较好的鱼、牛排等等,我们还可以利用一些工具来加速冷冻,比如金属的冷冻 / 解冻板。
把食物放在冷冻板上,等冻硬了再密封装袋。
冷冻板的原理是增大了食物和冷空气的接触面积(传热效率),加快冷冻的效率。
个人使用下来,大概可以加快 2-4 倍的冷冻速率 (看冷冻板和食物的大小)。

另外,解冻也很重要。
合适的解冻方式也能降低冷冻对食物品质的影响。
最好的解冻方式是放在冷藏层解冻,一方面让食物内的汁液慢慢融化、被细胞重新吸收,另一方面低温也会减慢细菌的繁殖。
解冻也是温度上升、细菌加速繁殖的过程。
所以,建议提前一晚把要解冻的食物放到冷藏里面。
如果下班回来赶时间,需要快速地解冻食物的话,
这里也有个「越快越好」原则,可以避免长时间放置增加长细菌的风险:
流水解冻≈解冻板解冻>泡水解冻>空气解冻。
这几种方式,原理上都是加速食物和外界的热交换速率,所以低效的空气解冻首先被排除。
如果用水解冻的话,记得把食物用袋子包好,尽量不要和水直接接触。

- 防止食物中水溶性营养、香味物质流失;
- 防止食物吸水膨胀,影响烹饪;
- 防止微生物污染。
对于形状规则,又怕吸水的食材 (比如牛排),我比较喜欢用解冻板:
原理和冷冻是一样的,增大食材和空气的接触面;实际用下来解冻速度可以加快 2-4 倍。

再说一下微波解冻法。
有的人用微波炉解冻食物,解冻完发现有的地方已经煮熟了,有些地方还结冰,效果并不好。
这是因为微波加热水的效率要比冰高 (高了近 1000 倍)。
——已经融化的部分(水)升温比较快,没融化的部分(冰)升温比较慢。
所以微波解冻过程容易把温差进一步拉大了,出现一部分熟、一部分结冰的现象。
因此,微波炉解冻要用专用的解冻功能。
即用比较低的功率把融化的部分加热,再让食物中温度高的部分把热传导到温度低的部分,让冷冻的食品能均匀地解冻。
最后
不要反复冷冻 - 解冻食物,除了营养、品质的损失以外,这也是微生物飞速生长的过程。
解冻后一次吃完,或者提前分装好、吃一袋取一袋,才是王道。
或者可以放「0 度保鲜」的隔层,大部分肉和蔬果的结冰点在零下 1-3℃,比纯水要低。
——谢谢阅读!
参考资料:
- Refrigerator Thermometers - Cold Facts about Food Safety
- Kateryna Bazaka, Mohan V. Jacob, Russell J. Crawford, Elena P. Ivanov. (2011). Plasma-assisted surface modification of organic biopolymers to prevent bacterial attachment. Acta Biomaterialia. 7: 2015–2028.
- Exacerbation of Inflammation by Aggressive Cold Therapy: Preventing Microcellular Ice Crystal Injury
- Violette Mulota, Ndoye Fatou-Toutiea, Hayat Benkhelifa, etc. Investigating the effect of freezing operating conditions on microstructure of frozen minced beef using an innovative X-ray micro-computed tomography method. Journal of Food Engineering. 262 (2019) 13–21.
- Takako Ninagawa, Akemi Eguchi, Yukio Kawamura, etc. A study on ice crystal formation behavior at intracellular freezing of plant cells using a high-speed camera. Cryobiology. 73 (2016) 20e29