微生物对生鲜食品的破坏作用与食品的种类、成分以及贮藏环境有关。新鲜的动植物性食品如畜禽肉类、鱼类、蛋类、蔬菜等，由于其含水率高，营养丰富，为微生物的繁殖提供了良好的环境。为了很好地保藏生鲜食品，要掌握微生物繁殖和生长的条件，以便更好地采取措施抑制微生物繁殖，保持生鲜食品原有的色、香、味。微生物生长和繁殖的主要条件有水分、温度和营养物。
用冻藏所需低温来控制微生物作用，从而保藏生鲜食品，其主要原理是使生鲜食品内部的水分结成冰晶，降低了微生物生命活动和实现生化反应所必需的液态水的含量，剥夺了微生物生长的主要条件。
由于微生物种类的不同，其最适温度的界限也不同。根据其最适温度的界限，可将微生物分为嗜冷性微生物、嗜温性微生物、嗜热性微生物，但不管何种微生物，其最适温度均在0T以上，而且大部分腐败细菌属于嗜温性微生物。一般来说，冻藏低温只是阻止嗜冷性微生物繁殖，不能杀死微生物，一旦温度升高，嗜冷性微生物的繁殖也逐渐恢复。在微生物中，细菌对低温耐力较差，在食品冻结后，部分细菌即死亡，但很少见到细菌完全灭绝的情况。嗜冷性微生物如霉菌或酵母菌能忍受低温，即使在-8丈的低温下，仍然可发现孢子芽。个别的致病菌能忍受极低的温度，甚至在温度-20--44.8丈下，也仅起到抑制作用。几种嗜冷性微生物的最低生长温度见实际。降到最低生长温度后，可起到抑制其生长的目的，再进一步降温时，就会促使微生物的死亡，但在低温下，其死亡速度比在高温下要缓慢得多。尤其值得注意的是肉毒杆菌和葡萄球菌的耐低温性。据研究，在-16丈下肉毒杆菌能存活达1年之久；其毒素在-79丈下可保持2个月，在-16T下可保持14个月。在速冻蔬菜中经常发现能产肠毒素的葡萄球菌，它们对速冻的抵抗力比一般细菌强，但研究发现，适当的解冻温度能控制肠毒素的产生。
实际几种微生物的最低生长温度
菌名学名最低生长温度/X菌名学名最低生长温度/%：
肉毒梭菌Clostridiumbotulinum10左右大毛霉Mucormucedo-2黑曲霉AspergillusnigervanTieghem10乳酸杆菌Lactcbacillussp.-4大肠杆菌Escherichiacoli2——5灰绿青霉PanecilliumglaucumLink-5灰绿曲霉AspergillusglacusLink5圆酵母Torulasp.-6--5乳粉孢OidiumlactisFresenins2荧光假单胞杆菌Pseudomonasfluorescens-6.7灰葡萄孢Botrytiscinerea-5-8.9——5一般速冻食品冻藏前微生物的死亡率仅为50%左右，而在随后的冻藏中，微生物的数量一般总是随着贮藏期的增加而有所减少，但以贮藏初期减少得最迅速。试验还发现，随着冻藏温度降低，微生物成活数量反而增加。
影响微生物生长和繁殖除上述水分、温度、营养物质三个基本条件外，还有其他一些因素，如pH等。大多数细菌在中性或弱碱性的环境中较适宜，霉菌和酵母菌则在弱酸的环境中为适宜。如：在速冻果蔬前，需进行预处理，可结合保色烫漂，调整pH，以达到控制某些有害微生物的目的。
控制酶作用引起的生鲜食品品质劣变和变质的冻藏原理酶是一种特殊蛋白质生物催化剂，它能促使化学变化的发生而不消耗它自身。生物体内各种复杂的生化反应均需要微量酶的催化作用来加速生化反应的进程，原因是酶与被作用基质结合形成一定的中间产物后，基质分子内键的结合力便会减弱，这会使基质分子所需要的活化能降低，因而大大加快生化反应。
无论是动物性还是植物性的生鲜食品，其本身都含有酶。进行生化反应的速度随生鲜食品性质而变化。特别是生鲜鱼类中的海水鱼，在适宜温度条件下，酶催化的速度很快，鱼类因其本身组织酶的作用，在相当短的时间内，经过一系列中间变化，使蛋白质水解为氨基酸和其他含氮化合物及非含氮化合物，脂肪分解成游离脂肪酸，糖原酵解成乳酸。由于鱼体组织中氨基酸一类物质的增多，为腐败微生物繁殖提供了有利条件，使鱼类的品质急剧下降，以致不能食用，这是酶带来的不良作用。所以鱼类越新鲜，其风味与营养价值越好。相反，畜肉食品生化过程进行缓慢，牲畜经屠宰放血后，停止对肌肉细胞供给氧气，破坏了肌肉组织的新陈代谢，停止了生命活动，破坏了正常的生理活动。其体内氧化酶的活动减弱，有自行分解作用的酶活动加强，酶在有机磷化物参与下很快地将糖原变成乳酸，磷化物形成正磷酸。由于乳酸和磷酸的积聚，使肉呈酸性、僵硬状态，坚硬干燥，不易煮烂。僵硬维持一段时间后，肉中乳酸继续增加，又使肌肉变柔软，富有汁液，具有肉香味较易煮烂（即肉的成熟）。虽然肉的成熟能改善肉类本身的品质和风味，但也为下一步肉的腐败创造了条件。因为经过成熟的畜肉呈酸性，不利于腐败细菌的繁殖，但如果继续在较高温度条件下保存，蛋白质在蛋白酶的作用下会分解产生氨，使肉呈碱性，为腐败细菌创造有利环境，引起肉类的腐败变质。果蔬类等含蛋白质少的生鲜食品，由于氧化酶的催化，促进了呼吸作用。由于呼吸作用的加强，使温度升高，加速了食品的腐败变质。
酶活力与温度有关。在o——4（n:温度范围内，酶活力随温度的升髙而增大；在ot以下酶活力随温度降低而降低，这就是低温冻藏可控制酶活力的原理。但冻藏所需低温并不能使酶完全失活，也不能完全抑制酶的作用。冻藏低温下的酶仍能保持部分活力，因而其催化作用实际上也未停止，只是进行得非常缓慢而已。有些生鲜食品在一段时间冻藏后会有不良风味的出现。如脂肪分解酶在-20T下仍能引起脂肪的缓慢分解，胰蛋白酶在-3（rt下仍有微弱的作用。一般来说，如将生鲜食品保持在-18T以下的低温，酶活力会受到很大程度的抑制。因此生鲜食品冻藏可以延缓由酶作用引起的食品品质劣变和变质。冻藏温度应根据酶和食品的种类而定，一般要求在-20T低温下贮藏，而对含有不饱和脂肪酸的多脂鱼类及其他食品，则需在-30——-25T低温下贮藏，以达到有效抑制酶的作用，防止氧化的目的。为了防止速冻食品（尤其是速冻蔬菜）解冻后酶的重新复活，常常采取冻前短时烫漂的方法使酶彻底灭活。由于过氧化物酶的耐热性较强，故常以其活力被破坏的程度作为确定烫漂时间的依据。
油脂与空气直接接触后发生氧化反应，生成醛、酮、酸、内酯、醚等化学物质，并且油脂本身黏度增加，比重增加，出现令人不愉快的“哈喇”味，称为油脂的酸败。维生素C很容易被氧化成脱氢维生素C。若脱氢维生素C继续分解，生成二酮古洛糖酸，则失去维生素C的生理功能。番茄色素是由8个异戊二烯结合而成，由于其中有较多的共扼双键，故易被空气中氧所氧化。研究表明，小型冷库对控制氧化非酶作用引起的生鲜食品品质劣变的冻藏原理主要基于冻藏低温结合各种阻隔性良好的包装的联合控制，效果往往非常好。
应该指出，无论是细菌、霉菌、酵母菌等微生物引起的，或者由酶及非酶作用引起的生鲜食品品质劣变和变质，在低温冻藏的环境下，可以延缓或减弱它们的作用，但低温并不能完全抑制，因此生鲜食品在长期冻藏中，其品质仍然有所下降。
生鲜食品的典型速冻加工技术
从本质来看，产生冻结冷效应的原理主要有三种：一是化学原理，在一些化学反应中，需要吸收热量才能完成，根据能量守恒定律，供给热量的物体就一定会失去热量，失去相当热量后就产生冻结冷效应；二是接触原理，即一物体和一较它温度低的物体直接或间接接触，也会失去热量而产生冻结冷效应；三是机械做功原理，即供给能量使其发动热泵吸收低温物体的热量来产生冻结冷效应。目前的典型速冻加工新技术以上述三种原理的组合居多。
生鲜食品超低温制冷剂喷淋冻结技术
当前生鲜食品冻结工艺的总趋势是低温速冻。有些场合为获得超速冻结效果，常常利用超低温制冷剂的喷雾来实现。目前已有高纯度食用级特种氟利昂作为超低温制冷剂的速冻方法，用其制成的速冻食品，其水分成为微细的冰结晶，而细胞组织的破坏少。利用液体气化进行冻结是一种有前途的获取高品质速冻食品的新方法，下面介绍常用的液氮、液态二氧化碳喷淋冻结新技术。
液氮喷淋冻结
液氮为无毒的无活性性气体，和食品成分不发生化学反应，液氮取代食品内的空气后，还能减轻食品在速冻和冻藏时的氧化。在标准大气压下液氮在-195.8T下沸腾蒸发，由于其强烈的致冷效果，因此无需用其他制冷剂将其预冷。当其与食品接触时可吸收199.5kJ/kg的蒸发潜热，如再升温至-2（n：，其比热容以1.05kJ（kg，K）计，则还可以再吸收184.3kJ/kg的显热。二者合计可吸收384.3kj/kg的热量。因此液氮已成为直接接触速冻食品时最重要的超低温致冷剂。
液氮冻结设备发展很迅速，目前大多为装有网状输送带的隧道式连续喷淋速冻装置，其结构简单，冻结速度比平板冻结器快5——6倍。但由于冻结速度极快，在食品表面与中心产生极大的瞬时温差，易造成食品龟裂，所以过厚的食品不宜采用，一般适用食品厚度小于10cm。虽然用液氮速冻可以使食品温度降到-196^，但实际上没有必要这样做，因为超低温对某些食品会造成损伤，因此一般速冻时工作温度限制在-60——-30t（但根据特殊需要可达-120T）。在这样的冻结温度下可得到优良的速冻品质，对l——3cm厚的食品，在1——5min内即可冻到-181以下。速冻lkg食品约需液氮0.8——1.2kg（平均lkg）0液氮是生产液氧时的副产品，资源丰富，但运输和贮藏要特殊的容器和车辆，成本也高。
液态二氧化碳喷淋冻结
液态二氧化碳也因其接触食品不会发生反应而被用作直接接触速冻食品时的超低温制冷剂。液态二氧化碳在标准大气压下于-78.9丈沸腾。此时可吸收576.8kJ/kg的蒸发潜热，如蒸发后温度再上升到-20T，以比热容0.84kJ/（kg.K）计，还可吸收49.5kJ/kg的显热，二者合计可吸收626.3kJ/kg的热量。液态二氧化碳速冻制品品质和液氮冻结的相同，但其同量干冰（固态二氧化碳）汽化时吸收的热量为液氮的2倍，因此采用液态二氧化碳速冻比液氮速冻要经济一些。液态二氧化碳冻结法的原理与液氮冻结相似，这里不再赘述。
流态化单体快速冻结
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