冰水泡虾变黑主要是虾肉里的酶和金属离子起反应。虾肉含有一种叫酪氨酸酶的活性物质，低温会让这种酶提前释放到细胞外。当虾肉接触到冰水里的微量铁离子或者水中的氧气时，酶就会把虾肉里的酚类物质氧化成黑色素，颜色就变深了。

虾肉里的酪氨酸酶在低温下活性会增强，根据2021年《食品科学》期刊的研究，当pH值在3.5-4.5时酶促褐变速度最快。虾肉中的铁含量每增加0.1毫克/100克，氧化反应时间就缩短12分钟。冰水温度通常在4℃左右，这时候虾肉细胞破裂释放的金属离子浓度是常温泡虾的3倍。实验发现用纯净水泡虾颜色变化最小，而用含铁量0.05%的矿泉水泡虾，30分钟内颜色就变深到接近墨鱼色。冰块反复融化产生的气泡还可能把氧气带进虾隙，加速氧化过程。