Le basse temperature permettono un rallentamento della velocità delle reazioni degradative, sia di origine enzimatica sia chimica. Il freddo ha un’azione batteriostatica, ovvero con l’abbassarsi della temperatura l’attività enzimatica dei batteri rallenta fino ad arrestarsi; ha inoltre un’azione battericida. Infatti, se l’alimento viene congelato, inizialmente possiamo osservare la morte di un alto numero di batteri, tuttavia quelli che sopravvivono possono rimanere vitali per un lungo periodo a temperature bassissime. Per prolungare nel tempo la conservazione degli alimenti, quindi, è necessario avere a disposizione sistemi frigoriferi in grado di raggiungere temperature al di sotto dello 0°C.

Con il termine ‘refrigerazione’ s’intende il raffreddamento dell’alimento a temperature prossime allo 0°C, in ogni caso sempre positive (1- 4°C). Questa tecnologia è in grado di bloccare la moltiplicazione dei batteri che si trovano nell’alimento e lascia intatto il valore nutritivo dell’alimento; inoltre in queste condizioni l’acqua presente nell’alimento non può solidificare, pertanto il prodotto non si conserva a lungo.

L’acqua si può trovare in forma libera negli alimenti. Normalmente è allo stato liquido con soluti disciolti e congela a seconda della concentrazione di questi - in generale, più è concentrata una soluzione da gelare (maggiore è la percentuale di solidi disciolti) più si abbassa il punto di congelamento - oppure legata a zuccheri, proteine, amido eccetera. Il congelamento è una tecnica di conservazione il cui scopo è quello di portare l’alimento a temperature basse o bassissime che provocano la cristallizzazione dell’acqua presente all’interno dell’alimento - la quale sottoforma di ghiaccio si separa dagli altri componenti - e la solidificazione del prodotto. Il punto crioscopico, o anche punto di gelo, per gli alimenti non è 0°C ma è compreso tra -0,5 e -4°C e dipende dalle sostanze disciolte.

In generale nel processo di congelamento si distinguono due fasi: la fase di nucleazione o cristallizzazione, che avviene a temperature comprese tra 0°C e -7°C in cui solidifica la maggior parte dell’acqua, e la fase di accrescimento dei cristalli. Se durante il processo di congelamento di un alimento prevale la nucleazione avremo tanti minuscoli piccoli cristalli, se prevale l’accrescimento pochi e molto grandi.