鱼、贝类一经冻结，其色泽有明显变化，冻藏一段时间以后，色泽变化更为严重。如黄花鱼的姜黄色变为灰白色，乌贼的花斑纹变为暗红色。鱼、贝类变色的原因包括自然色泽的分解和新的变色物质的产生两个方面。自然色泽的破坏表现为红色鱼肉的退色，如冷冻金枪鱼的变色：产生新的变色物质，如白色鱼肉的褐变、虾类的黑变等。上述变色不仅使商品外观不佳，而且会产生臭气，使其失去香味，营养价值下降。
鱼、贝类变色反应的机制是复杂的，不仅仅是单一的反应机制。具体有如下几种变化。
1. 还原糖与氨化合物反应造成的褐变
也称美拉德反应，这个反应通过一系列的中间体、配糖物、紫外光吸收物和荧光物质聚合产生褐变的类黑精（melanoidin）。如鳕鱼是由于鱼死后肉中核酸系物质反应生成核糖，然后与氨化合物反应造成褐变。
2. 酪氨酸酶的氧化造成虾的黑变
虾类在冻结及冻藏时，其头、胸、足、关节处会发生黑变，这与鱼类经过冻结产生的黑变是同类现象，其原因主要是氧化酶（酚酶、酚氧化酶）使酪氨酸产生黑色素造成的。
防止的办法是煮熟，使酶失去活性，然后冻结：或去内脏、头、壳、血液，水洗后冻结；或用水溶性抗氧化剂浸渍后冻结以及真空包装等。
3. 血液蛋白质的变化造成的变色
金枪鱼肉在-20℃下冻藏两个月以上，其肉色变化从红色一深红色一红褐色一褐色。这种现象是鱼肉中的肌红蛋白（myoglobin,Mb）氧化产生氧化肌红蛋白（metmyoglobin,Met-Mb）的结果。
根据不同的海水鱼可以进行不同的处理。例如，在海上冻结的鱼片，常在切断面上出现褐变，要是去头、去尾，再向血管注入海水，则可防止褐变。
4. 旗鱼类的绿变
冻旗鱼类为淡红色，在冻藏时变绿色。还有金枪鱼、黑皮旗鱼也是如此，把鱼切开时，在脊骨处可以看到绿变。这是由于鲜度下降，细菌繁殖产生硫化氢，与血红蛋白（hemoglobin,Hh）、肌红蛋白在贮藏中产生硫络血红蛋白与硫络肌红蛋白造成的。目前，尚无防止办法，就只能注意冻前的保鲜工作，防止鲜度下降。
5. 红色鱼的退色
有些鱼的体表有红色素，在冻结和冻藏时会发生退色现象，如绿鳍鱼、带纹红纳、红娘鱼等。大麻哈鱼、龙虾也能看到有此退色现象，它受光线的影响大。脂溶性红色色素在脂酶的作用下，使不饱和脂质产生二次氧化造成此现象。至于退色机理在本质上还不清楚。
防止退色的方法：用不透紫外光的玻璃纸包装，或用0.1%~0.5%的抗坏血酸钠、山梨酸钠溶液浸渍或用此液镀冰均有效果。
