Сохранение структуры тканей при замораживании является одной из основных задач технологии. Структура лучше сохраняется, если рыбу замораживать как можно быстрее после вылова, когда сарколемма волокон еще достаточно эластична. В этом случае при быстром замораживании кристаллы льда, образующиеся внутри мышечных волокон, не разрушают оболочку. В глубине тела рыбы замораживание идет медленнее, чем в поверхностных, поэтому кристаллы льда по сечению тела рыбы имеют различные размеры. Важным фактором при замораживании является характер кристаллообразования. Желательно получение более мелких кристаллов, что обеспечит большую обратимость замораживания.
Рыбу следует замораживать до температуры -20°С. При этой температуре в мясе рыбы фактически уже не остается свободной воды, обладающей свойствами растворителя. Вещества мышечного сока не могут проявить своего денатурирующего действия, а ферментативная деятельность протекает настолько медленно, что не оказывает заметного влияния на изменение качества рыбы. В последние годы имеется тенденция к понижению температуры замораживания до -30°С. При этом необходимым условием является полное превращение свободной воды в лед. Температуру, при которой вымерзает последняя капля свободной воды, следует считать оптимальной.
Конечная температура продукта и связанная с ней температура камеры хранения должны устанавливаться в соответствии с биохимическими и физическими изменениями, протекающими в продукте при различных температурах, а также возможными сроками его хранения. Разрушающее влияние бактерий и плесеней предотвращается при температуре -12°С. Главным образом потому, что субстрат по своей структуре становится неблагоприятной средой для развития микроорганизмов. Отсутствие капельно-жидкой влаги приводит к прекращению питания микроорганизмов. Однако при этой температуре не прекращаются процессы гидролиза и окисления жира, в результате чего образуется ржавчина, значительно ухудшающая пищевые качества рыбы. У большинства рыб процессы гидролиза и окисления жира приостанавливаются лишь при температуре -18°С, а у некоторых и при более низкой температуре. Рыбу с большим содержанием жира необходимо замораживать до конечной температуры -25...-30°С и ниже. Кроме того, лучше жирную рыбу замораживать только в герметических камерах, одновременно с ее глазированием. Денатурация белка приостанавливается при температуре -20°С.
Для того чтобы до возможного минимума уменьшить химические изменения в замороженной рыбе, необходимо до температуры -10°С вести процесс с максимальной скоростью.