Sous l’effet des fluctuations de température induites par l’effacement, deux principaux phénomènes physiques peuvent se produire dans les produits alimentaires surgelés : la recristallisation et la sublimation.

La recristallisation se manifeste par la croissance des cristaux et la sublimation conduit à la formation de givre en surface des produits, qui peuvent alors former un "amas". Mais surtout, dans le cas des produits végétaux, ces deux phénomènes physiques peuvent entraîner la rupture des cellules et, par conséquent, accélérer les réactions chimiques et enzymatiques au sein des produits.

Cela conduit dans ce cas à la dégradation des qualités sensorielles et nutritionnelles du produit pour le consommateur.Très peu d'études ont été effectuées sur l'évaluation des changements microstructuraux pouvant intervenir dans les produits surgelés sous l’influence des fluctuations de température. Toutefois, ces études ont permis de mettre en évidence l'état des cellules ainsi que la localisation des cristaux de glace suite aux phénomènes de recristallisation et/ou de sublimation. 

Les études menées sur la recristallisation et la sublimation dans les produits surgelés ont permis de mettre en évidence les effets des températures de stockage et des amplitudes de fluctuations sur la croissance des cristaux de glace (recristallisation) et la formation de givre (sublimation).

Poovarodom et al. [1] et Bak. et al [2] ont quantifié la perte de poids due à la formation de givre des produits emballés au cours du stockage. La première étude montre que la perte de poids augmente rapidement avec la durée (6% après une période de stockage de 9 mois à -20 ° C). Ensuite, le poids devient stable en raison de la formation d'une croûte à la surface du produit, empêchant ainsi la sublimation de l'eau.

Laguerre et Flick [3] ont rapporté les paramètres qui ont une influence importante sur la formation de givre: position de produit dans l’empilement, les caractéristiques du produit (teneur en eau, capacité thermique et conductivité thermique), température moyenne de l’air dans l’enceinte. Ces auteurs ont également proposé un modèle thermique simplifié permettant de suivre l’évolution des pertes de poids.

Plusieurs études ont été réalisées pour étudier l'influence des conditions ambiantes (température, vitesse, humidité relative) sur la formation de givre, mais les conclusions sont parfois contradictoires car le phénomène est complexe.

 

[1] Poovarodom, N., et al., Influence de l’emballage et des fluctuations de température de conservation sur la qualité des denrées alimentaires surgelées, IIF, Paris, Coll. Science et technique du froid. Progrès dans la science et la technique du froid en industrie alimentaire, 1990: p. 559-567.

[2] Bak, L.S., et al., Effect of modified atmosphere packaging on oxidative changes in frozen stored cold water shrimp (Pandalus borealis). Food Chemistry, 1999. 64(2): p. 169-175.

[3] Laguerre, O. and D. Flick, Frost formation on frozen products preserved in domestic freezers. Journal of Food Engineering, 2007. 79(1): p. 124-136.