1. Biến đổi về vật lí
Sự thay đổi nhiệt độ, do nhiệt độ nướng cao và ít thay đổi trong suốt quá trình nhiệt độ quá trình nướng tăng dần. Tốc độ tăng nhiệt của từng lớp giảm dần theo chiều dày của vật liệu lớp ngoài tăng nhanh ,trung tâm của vật liệu tăng chậm. Như vậy trong quá trình tăng nhiệt. Trong vật liệu sẽ tạo thành trường nhiệt độ. Khi nướng thực phẩm chênh lệch nhiệt độ Δt giữa lớp trung tâm và lớp ngoài tăng trong giai đọan đầu, sau đó giảm dần đến nhiệt độ không đổi. Vào giai đọan chót của quá trình, gradient nhiệt độ có thể tăng vọt. Điều đó tương ứng với tốc độ tăng nhiệt độ ở hai lớp nói trên. Giai đọan đầu nhiệt độ lớp ngoài tăng nhanh trong khi nhiệt độ lớp trong tăng chậm. Khi lớp ngoài tiến đến nhiệt độ không đổi ( thời kì bốc hơi) thì nhiệt độ trung tâm tăng dần do đó gradient nhiệt độ giảm đi.
Ở thời kì sau, nhiệt độ lớp ngoài tăng do quá trình bốc hơi kết thúc trong khi nhiệt độ trung tâm tiến đến không đổi, điều đó dẫn đến sự tăng vọt của gradient nhiệt độ.
Biến đổi về khối lượng: Khối lượng của sản phẩm giảm đi đáng kể, nguyên nhân là do mất nước.
Biến đổi về thể tích và khối lượng riêng: trong quá trình nướng thể tích của cá sẽ bị giảm do bốc hơi nước và bị co lại, khối lượng riêng sẽ tăng lên.
2. Biến đổi về hóa lí
Hàm ẩm
Trong môi trường luôn phải duy trì một lượng ẩm nhất định. Song song với sự thay đổi nhiệt độ, ẩm trong vật liệu cũng biến đổi do quá trình trao đổi ẩm với môi trường. Đặc trưng của quá trình này là sự bốc hơi nước, tiến tới cân bằng với độ ẩm môi trường.
Quá trình gồm 3 giai đọan như sau:
Giai đọan 1: Nhiệt độ ban đầu của nguyên liệu thấp ( 30-40oC), hơi nước ngưng tụ trên bề mặt sản phẩm. Ngay sau đó nhiệt độ bên ngoài tăng, gradient nhiệt độ giữa lớp ngoài và lớp trong tăng. Sự tăng nhiệt độ đó làm cho một phần hàm ẩm chuyển từ ngoài vào trung tâm dưới dạng hơi.
Hiện tượng di chuyển ẩm từ ngoài vào trong do sự chênh lệch nhiệt độ còn gọi là sự dẫn “nhiệt - ẩm”. Đồng thời với hiện tượng đó còn có sự dẫn ẩm từ trong ra ngoài do sự chênh lệch ẩm. Khi bị đốt nóng một phần ẩm ở lớp ngoài của sản phẩm bị bốc hơi, làm giảm hàm ẩm, tạo ra sự chênh lệch ẩm so với lớp bên trong. Mặc dù tồn tại đồng thời 2 dòng ẩm, nhưng ở giai đoạn đầu khi gradien nhiệt độ còn cao, dòng ẩm từ ngoài vào lớn hơn dòng từ trong ra do đó cuối cùng độ ẩm bên trong vẫn tăng. Hai dòng ẩm này dần tiến tới cân bằng khi gradien nhiệt độ giảm dần và gradien ẩm thì tăng lên.
Giai đọan 2: Ở giai đọan này nhiệt độ lớp ngoài tăng lên quá 100 oC, sự bốc hơi hàm ẩm trong vật liệu giảm. Hiện tượng bốc hơi ngày càng tiến sâu vào lớp trong do nhiệt độ ở lớp vỏ tăng lên cao. Như vậy giai đọan này hướng chuyển ẩm từ trong ra ngoài.
so với giai đọan 2. Do lượng ẩm tự do của nguyên liệu bốc hơi gần hết. Biến đổi hệ keo
Khi nướng, Protit trương nở ở nhiệt độ 30oC, nhiệt độ cao trương nở giảm dần, trên 50Oc protit đông tụ và tách nước. làm cho sản phẩm khô hơn.
Biến đổi trạng thái
Dưới tác dụng của nhiệt độ cao, trạng thái của sản phẩm thay đổi đáng kể. Đó là sự tạo thành cấu trúc mao xốp và sự tạo thành lớp vỏ. Protit đóng vai trò quan trọng trong việc tạo thành cấu trúc mao xốp. Nhiệt độ khỏang 50-70oC protit đông tụ giải phóng nước tạo thành khung xốp. Lớp vỏ hình thành khi đốt nóng vật liệu có dạng mao xốp keo ẩm, do sự trao đổi ẩm giữa môi trường và sản phẩm nướng. Khi cường độ bay hơi trên bề mặt xảy ra mạnh mẽ, sự chuyển ẩm đến bề mặt không bù đắp lượng ẩm mất đi, bề mặt sẽ khô dần và tạo thành lớp vỏ cứng. Khi đã khô, nhiệt độ lớp ngòai tăng dần làm cháy xém sản phẩm tại đó. Sự tạo thành lớp vỏ cháy xém làm hạn chế sự tăng thể tích hay quá trình tạo hơi ẩm khi nướng. Vỏ tạo thành quá sớm sẽ cản trở quá tình truyền nhiệt làm cho sản phẩm không chín đều hoặc hơi ẩm, CO2 khó thóat hơn, làm cho sản phẩm bị vỡ nứt. Do vậy việc điều chỉnh chế độ nướng thích hợp làm cho chất lượng và trạng thái sản phẩm sẽ tốt hơn.
3. Biến đổi hóa học
Dưới tác dụng của nhiệt độ nướng cao, một số thành phần hóa học có sự thay đổi. Đường trong sản phẩm giảm do quá trình caramen hóa ở nhiệt độ cao tạo thành lớp vỏ ngòai màu vàng xén. Màu vàng xén của sản phẩm còn do phản ứng Melanoid là phản ứng khử của đường với các acid amin. Mức độ biến đổi của các thành phần hóa học phụ thuộc vào sự tiếp xúc với nguồn nhiệt. Lớp ngòai cũng tiếp xúc với nguồn nhiệt mạnh nên thành phần của nó biến đổi mạnh hơn.
4. Biến đổi sinh học
Nguyên nhân cơ bản là sự tăng nhiệt độ khi nướng. Vì cá có nhiều loại enzym. Tốc độ tăng nhiệt trong vật liệu sẽ ảnh hưởng đến họat động của các enzym
Quá trình nướng nhiệt độ cao vi sinh vật bị tiêu diệt gần như hoàn toàn trong suốt quá trình nướng, do vậy sản phẩm được bảo quản lâu hơn.
6. Biến đổi cảm quan
Quá trình nướng xúc tiến sự biến đổi tính chất sinh lí hóa của các thành phần tham gia cấu trúc sản phẩm, làm cho sản phẩm chín, sử dụng được. Sự biến đổi đó dẫn tới sự tạo thành hương vị, màu sắc đặc trưng có sự hấp dẫn đặc biệt. Nướng làm tăng giá trị cảm quan của sản phẩm lên đáng kể.