М'ясо починає замерзати при температурі -1 ... -2 0 С. зниженням температури зростає утворення крижаних кристалів, а при -5 0 С більша частина вологи в м'ясі (більше 70%) перетворюється в лід. Розмір і форма крижаних кристалів, що утворилися в м'ясі під час звичайного заморожування, неоднакові як у всій туше, так і в отрубах.
Повільне заморожування призводить до утворення в позаклітинному просторі меншого числа кристалів великого розміру. Відповідно внутрішньоклітинна рідина з м'язових фібрил буде переміщатися в позаклітинний простір, що, очевидно, призведе до зневоднення і скорочення м'язових фібрил. Кристали льоду можуть також порушити цілісність клітинних мембран міофібрил, що призводить до вивільнення ферментів.
Швидке заморожування призводить до утворення більшої кількості кристалів меншого розміру, і не тільки у внутрішньоклітинному просторі, але також і всередині клітини. Швидкозаморожене м'ясо блідіше, ніж повільно заморожене, через різниць в числі і розмірі крижаних кристалів на поверхні м'яса.
У той же час занадто швидке заморожування, наприклад зануренням в рідкий азот, може викликати розтріскування (або розлом) через утворення кірки на поверхні з подальшим розвитком внутрішнього тиску через розширення обсягу, викликаного утворенням льоду на більш пізній стадії.
Рекомендована швидкість заморожування м'яса 0.5см / ч або більше. Однак наукових даних про те, що споживач може виявити різницю в смакових якостях продукту, пов'язану з широким діапазоном використовуваних в практиці темпів заморожування, мало, якщо вони взагалі є.
Заморожування і холодильне зберігання можуть застосовуватися для знищення патогенних найпростіших, а також цестод і нематод, які іноді присутні в яловичині і свинині. Личинки плоских хробаків Taenia saginata і Taenia solium знищуються при зберіганні м'яса в перебігу 10 днів при температурі -10 0 С і нижче.
Подібним же чином личинки нематоди, що викликають трихінельоз (Trichinella spiralis), що живуть в основному в свинині, можуть бути знищені при заморожуванні і холодильному зберіганні. Заморожений продукт товщиною до 6 дюймів включно (15см) вважається не мав Trichinella spiralis після зберігання в замороженому стані при температурі -15 0 С протягом 20 днів, при температурі -23 0 С - 10 днів або при температурі -29 0 С - 6 днів .
Продукти більшої товщини - до 27 дюймів включно (приблизно 69см) - повинні витримуватися при -15 0 С протягом 30 днів, при -23 0 С - 20 днів або при -29 0 С - 12 днів.
Фізичні, хімічні та ферментів процеси.
Під час зберігання в замороженому стані тривають хімічні та біохімічні реакції, правда, зі значно меншою швидкістю, ніж в сирому або охолодженому м'ясі. Таким чином, фізичні і хімічні якості м'яса повільно змінюються з часом і неминуче викликають втрату якості.
Вторинна кристалізація льоду і більш виражений зростання крижаних кристалів можуть мати місце при підвищених температурах зберігання або через різкі повторюваних коливань температури. Це може викликати деяке пошкодження структури і щодо більш швидку втрату якості. Таким чином, видимі переваги швидкого заморожування можуть бути легко зведені до нуля під час холодильного зберігання при високих або нестабільних температурах в холодильнику. Неправильне розморожування м'яса також впливає на його якість.
Хімічні та ферментів реакції, що протікають під час зберігання замороженого м'яса, можуть викликати втрату його якості, зазвичай через окислення жирів. Загалом, ці руйнують якість реакції протікають швидше при більш високих температурах зберігання, особливо вище -5 0 С. однак деякі реакції мають максимальну швидкість при -5 ... -15 0 С. наприклад, окислення міоглобіну відбувається швидше за все при температурі -10 0 С .
Окислення жирів відбувається не тільки в жирових відкладеннях, а й в пісному м'ясі під внутрішньом'язових ліпідах через окислення фосфоліпідів. Окислення жирів може викликати згірклості і інші небажані зміни смаку. Розвиток окислювальних змін смаку. Розвиток окислювальних змін смаку, в тому числі прогорклости, є загальним і найголовнішою перешкодою для виробництва замороженого м'яса прийнятної якості.
Схильність м'яса окисленню жирів і прогорклости пов'язана з концентрацією ненасичених жирних кислот і ступенем їх ненасичені, тобто кількістю подвійних зв'язків. Так, м'ясо, що містить більше поліненасичених жирних кислот, буде більшою мірою схильна до окислення.
Жуйні тварини мають в своєму м'ясі менше ненасичених жирних кислот, ніж нежуйні. Яловичий жир зазвичай є більшою мірою ненасиченим, ніж баранячий, і в меншій мірі ненасичений, ніж свинячий жир. Відповідно яловичина схильна до окислення більшою мірою, ніж баранина, але в меншій, ніж свинина.