Untuk air membeku, air harus terlebih dahulu disuperdinginkan—artinya, didinginkan di bawah 32 derajat Fahrenheit. Barulah saat itu ia mengalami perubahan fase dari cair menjadi padat: Strukturnya berubah dari massa molekul yang mengalir longgar menjadi agregat kristal dengan penataan yang ketat dan teratur. Kristal-kristal agregat ini dalam makanan beku bisa bervariasi ukurannya, mulai dari mikroskopis dan lembut di lidah menjadi jelas terlihat dengan tekstur butiran (seperti tekstur beludru es krim yang diputar dengan baik dibandingkan dengan serpihan tajam granita, misalnya).
Apa yang menentukan ukuran kristal-kristal tersebut?
Saya suka memikirkan air sebagai ruangan yang dipenuhi Tinkertoys dan es padat sebagai struktur yang mungkin dibangun teman-teman sekelas putri saya di kelas satu. Jika Anda meminta mereka untuk merangkai potongan-potongan tersebut secepat mungkin, sangat sedikit kerjasama yang akan terjadi. Ruangan Anda akan penuh dengan banyak struktur kecil. Namun, jika sebaliknya, berikan mereka waktu lebih, mereka mungkin akan mulai dengan sembarangan, membangun beberapa proyek kecil di sana-sini, tetapi akhirnya daya tarik menara super besar akan membuat mereka bekerja sama, mengorbankan struktur kecil untuk ditambahkan ke struktur besar. Anda akan berakhir dengan lebih sedikit, bangunan yang lebih besar.
Demikian pula dengan pembentukan es. Kristal es, seperti pencakar langit mainan, membutuhkan waktu untuk dibangun. Dan sama seperti pencakar langit mainan itu, kecepatan di mana mereka terbentuk membuat perbedaan besar. Seperti yang dijelaskan dalam artikel Mei 2020 di Food Engineering Reviews, jurnal yang mengulas ilmu pangan dan industri makanan, ketika air membeku dengan lambat, kristal es kecil cenderung untuk secara spontan meleleh kembali dalam proses yang dikenal sebagai rekalesensi, dan bergabung menjadi kristal yang lebih besar, yang terus tumbuh seperti ameba, menyerap kristal yang lebih kecil dan kurang stabil.
Secara sederhana, dalam hal ukuran kristal es, semakin lama makanan membeku, semakin besar kristalnya. Semakin besar kristal es, semakin banyak kerusakan sel yang dapat disebabkan. Semakin banyak kerusakan sel yang disebabkan, semakin banyak kelembaban yang akan bocor saat pengolahan kembali. Dan semakin banyak cairan yang bocor, semakin lembek hasil olahan Anda saat dicairkan kembali.
Oleh karena itu, jika membatasi kerusakan sel adalah tujuannya, maka Anda ingin membekukan makanan secepat mungkin. Di dapur komersial, seseorang mungkin mengandalkan cairan yang sangat dingin seperti nitrogen cair, atau menggunakan pembeku cepat, freezer yang dijaga pada 40 derajat di bawah nol atau lebih dingin dan dilengkapi dengan kipas yang kuat yang dirancang untuk dengan cepat mengambil panas dari makanan.