微生物正常生長、繁殖都有一定的溫度范圍，溫度越低，其活動能力也越弱。當溫度降至微生物的最低生長溫度時，微生物就會停止生長、滋生，繁殖就會減慢，酶的活性也會減弱，從而可以延長食品的儲藏期。例如，許多嗜溫菌和嗜冷菌的最低生長溫度低于0℃，有的甚至可低達-8℃(熒光桿菌的最低生長溫度為-8.9 ℃)。當食品的溫度降至-18℃以下時，食品中90%以上的水分都會變成冰，所形成的冰晶可以以機械的方式破壞微生物細胞，細胞或因失去養料、或因部分原生質凝固、或因細胞脫水等，都會造成微生物死亡。
1.低溫對微生物活力降低的影響
溫度下降，微生物細胞內酶的活性隨之下降，使物質代謝過程中各種生化反應速度減慢，微生物細胞內原生質黏度增加，膠體吸水性下降，蛋白質分散度改變。當對食品進行凍結加工時，冰晶體的形成會使得微生物細胞內的原生質或膠體脫水，細胞內溶質濃度的增加常會促使蛋白質變性。同時冰晶體的形成還會使微生物細胞受到機械性破壞。
2.致使微生物活力降低的因素
致使微生物活力降低的因素通常有兩種：一是溫度，二是降溫速度。當冷間溫度在食品冰點或冰點以上時，仍有部分微生物在低溫環境下滋生、繁殖，致使被凍食品腐敗變質。但食品經過凍結后冷藏，情況大有好轉。因為凍結食品中微生物的生命活動及酶的生化作用均受到抑制，水分活度下降，因此經過凍結的食品可以較長時間的儲存。研究表明，凍結溫度以上冷藏時，降溫速度越快，微生物的死亡率越高。降溫速度越緩慢。情況則相反。因為在迅速降溫過程中微生物細胞內新陳代謝所需的各種生化反應的協調一致性被迅速破壞，而在食品緩凍過程中因緩凍而形成少量的冰晶體，對微生物細胞不僅產生機械性破壞作用，還促使蛋白質變性。速凍時對細胞威脅性最大的溫度范圍為-5~-2℃，若迅速降至-18℃以下還能終止微生物細胞內酶的反應和延緩膠質體變性。
