除了抗菌劑和抗氧化劑，控制水分活性是影響微生物和組織敗壞另一個(gè)主要因素。通過(guò)測(cè)量控制溫度下密封容器中食品樣品相對(duì)空氣濕度，水分活性指食品中結(jié)合水的緊密程度。數(shù)學(xué)上用aw=P/Po=%ERH/100表示，其中aw指給定溫度下樣品的水分-水蒸氣壓P和純水壓Po的比。乘以100，水分活性就轉(zhuǎn)換成容器中空氣的均衡相對(duì)濕度ERH。 
         
    水分活性是水分作為溶劑和參與化學(xué)和生化反應(yīng)的可用性的衡量。大多數(shù)食品腐敗菌能生長(zhǎng)的最低aw是0.90，而對(duì)于酵母和霉菌最低限制是0.61。aw的水平對(duì)孢子形成，發(fā)芽和毒素的產(chǎn)生程度都有直接的影響。除了微生物安全問(wèn)題，水分活性還影響化學(xué)和酶的活性，褐變，淀粉降解，油脂氧化，維生素?fù)p失，蛋白質(zhì)變性等。而這些因素都影響食品的風(fēng)味，組織，顏色和其它活性。 
         
    在設(shè)定食品水分活性的同時(shí)，食品開(kāi)發(fā)者也必須考慮如何維持它。高水分活性的食品一開(kāi)始濕潤(rùn)，柔嫩和有嚼勁，但是如果水分活性不期下降，食品將變得粗硬而走味。而如果低水分活性和松脆是食品的最初特性，儲(chǔ)存過(guò)程中水分活性的提高會(huì)導(dǎo)致黏濕而味差的產(chǎn)品，水分活性的提高也可能使干混合物結(jié)團(tuán)塊，使流動(dòng)性和混合性變差。 
         
      水分活性描述了特定環(huán)境中食品的ERH和化學(xué)變化的關(guān)系，高分子科學(xué)則描述了水分和溫度對(duì)食品組織結(jié)構(gòu)的變化。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)表示聚合體的關(guān)鍵點(diǎn)。將聚合體冷卻低于該溫度，它變得硬而易碎，而如果維持在Tg以上，聚合體以柔韌而彈性的狀態(tài)存在。一些聚合體和食品在高于Tg時(shí)應(yīng)用，另一些則反之�？伤軇�（例如水）的含量也是影響聚合體玻璃/橡膠狀態(tài)的因素。Tg是非晶態(tài)聚合物的特性，規(guī)則的晶體結(jié)構(gòu)則用熔點(diǎn)描述。不過(guò)事情并非如此簡(jiǎn)單，食品往往不以完全的非晶態(tài)或晶體系統(tǒng)存在—它可以有Tg也可以有熔點(diǎn)。熔點(diǎn)和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度都能由差示掃描量熱分析（Differential Scanning Calorimetry，DSC）計(jì)算。 
         
       總之，Tg描述了聚合體移動(dòng)的容易程度—低Tg聚合體移動(dòng)的相對(duì)較容易，高Tg則不移動(dòng)（它們要求更高的溫度和/或可塑劑）。移動(dòng)的能力被溫度，可塑劑含量和系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)分子的大小影響—所有的這些都描述了系統(tǒng)的自由體積。 
         
    貨架期控制
        
        但是這如何應(yīng)用到貨架控制呢？一個(gè)簡(jiǎn)單的應(yīng)用例子便是無(wú)蔗糖硬質(zhì)糖果。許多這類硬質(zhì)糖果幾乎完全由麥芽糖醇糖漿或氫化淀粉水解物（HSH）組成。麥芽糖醇糖漿含有超過(guò)50%的二糖麥芽糖醇，其余部分由單糖山梨糖醇和大分子量的多羥基化合物。氫化淀粉水解物HSH含有低于50%的麥芽糖醇，有更多比例的高分子量多羥基化合物。麥芽糖醇甜度是蔗糖的90%，因此這類糖果的甜度來(lái)自麥芽糖醇部分和其它加入的高強(qiáng)度甜味劑。無(wú)蔗糖的糖果儲(chǔ)存時(shí)會(huì)由于水分平衡變化（糖果中水分的提高）和自由體積的增大產(chǎn)生冷變形過(guò)程（cold flow）。多年來(lái)，這個(gè)問(wèn)題的解決辦法便是將每個(gè)糖果單獨(dú)包裹或應(yīng)用異麥芽酮糖醇（Isomalt），一種較低溶解度和保濕的聚合體。
        
        另一個(gè)解決辦法，便是保持高含量的麥芽糖醇，提高更高分子量的聚合物比例，盡量降低中間聚合度DP3-10的聚合物和山梨糖醇。國(guó)外已經(jīng)有成功的例子：將超過(guò)90%的麥芽糖醇溶液和極高分子量的HSH協(xié)同處理，提供麥芽糖醇糖漿很高的甜度和高穩(wěn)定性。這種盡量減少系統(tǒng)中自由體積,控制冷變形的概念能夠被應(yīng)用到任何含有高分子量物質(zhì)分布的糖漿中。
        
        如果對(duì)Tg設(shè)計(jì)一個(gè)溫度vs固形物含量的計(jì)劃，加工后和在貨架期產(chǎn)品存在的狀態(tài)必須事先預(yù)測(cè)好。要生產(chǎn)酥脆的烘焙產(chǎn)品，它必須焙烤到低于Tg，配料和包裝的設(shè)計(jì)需要保證產(chǎn)品溫度/固形物百分比保持在Tg一下。在軟曲奇和蛋糕產(chǎn)品，保持高于Tg同時(shí)維持水分活性低于0.6才能取得理想的結(jié)果。這通�？梢酝ㄟ^(guò)平衡具有保濕劑的更高分子量的碳水化合物實(shí)現(xiàn)，如具有降低水分活性和保持水分多重功效的甘油和山梨糖醇。
        
        形成外層
        
        在不同成分配方的產(chǎn)品時(shí)，要記住重要的一點(diǎn)，這些不同成分層次的水分活性經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì)達(dá)到平衡。果醬果凍接觸烘焙硬皮時(shí)，假如果醬的水分活性不降低而硬皮的卻升高接近平衡，最終會(huì)產(chǎn)生黏濕的外皮。食用薄膜或其它厭水性屏障也應(yīng)當(dāng)考慮。
        
        雙重質(zhì)地的軟曲奇就是如何平衡水分活性和玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的一個(gè)例子。這種曲奇的內(nèi)層和外層的水分活性必須取得平衡以使得水分遷移經(jīng)可能減少，但同時(shí)爽脆的外層脆皮和松軟的內(nèi)部中心是所期望的。由于蔗糖的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)高于果糖的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，蔗糖是外層面團(tuán)的增甜糖，而果糖是內(nèi)部面團(tuán)的甜味劑。如果曲奇被烘焙到低于外層面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，但是高于內(nèi)部面團(tuán)的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)，那么外層就處于玻璃態(tài)（蔗糖重結(jié)晶），而內(nèi)層則保持柔軟有彈性。如果外層的水分活性與內(nèi)層水分活性相同，那么水分遷移就不會(huì)發(fā)生來(lái)提高外層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)。
        
        最后，一款產(chǎn)品的外層也能作為一層屏障，一個(gè)典型的例子便是巧克力涂層。如果應(yīng)用得當(dāng)并且注意力集中在產(chǎn)品涂層的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)上，柔韌的內(nèi)層就能有更長(zhǎng)的貨架期。 
         
    但是并不是所有類型的巧克力能提供同樣的長(zhǎng)期品質(zhì)。據(jù)美國(guó)威斯康辛大學(xué)食品工程大學(xué)的教授Richard Hartel指出，“有數(shù)種可可脂應(yīng)用在巧克力生產(chǎn)中。馬來(lái)西亞和印度尼西亞的可可脂較硬，而巴西和其它南美的可可脂被認(rèn)為更軟，當(dāng)被壓榨時(shí)更易結(jié)白霜。當(dāng)可可脂在巧克力生產(chǎn)中結(jié)晶，甘油三酸酯聚集成一個(gè)有規(guī)律的晶格。乳脂改變這種結(jié)構(gòu)。通過(guò)調(diào)節(jié)巧克力，我們正試圖將之形成適當(dāng)?shù)木�狀結(jié)構(gòu)或者多晶形物。白霜發(fā)生在當(dāng)巧克力從我們產(chǎn)生的多晶形物轉(zhuǎn)變成更穩(wěn)定的多晶形物的時(shí)候。我們認(rèn)為當(dāng)添加了乳脂，我們就能防止巧克力轉(zhuǎn)變成更穩(wěn)定的多晶形物。” 
         
    通過(guò)提取乳脂的更高熔點(diǎn)片斷并將之添加到巧克力中，Hartel能穩(wěn)定來(lái)自所有產(chǎn)地的巧克力。他指出，更高熔點(diǎn)的乳脂片斷更類似可可脂，而且乳脂實(shí)際上更便宜并且是巧克力標(biāo)準(zhǔn)分類的一部分。
        
        “根據(jù)FDA的規(guī)定，巧克力是指可可脂、可可固形物、糖、牛奶配料和卵磷脂，” Hartel說(shuō)。“那是所有你能添加到巧克力中的配料。如果應(yīng)用其它配料，例如植物油，產(chǎn)品就應(yīng)當(dāng)被標(biāo)示為模擬巧克力或巧克力味。”
        
        無(wú)論應(yīng)用在巧克力、肉類還是其它食品產(chǎn)品中，對(duì)于貨架穩(wěn)定的加工處理和新興技術(shù)的回顧證明，新興技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展使得食品科學(xué)領(lǐng)域更令人感興趣。在今后的發(fā)展中，相關(guān)的技術(shù)將顯著改變貨架期和加工食品的質(zhì)量。
        
        包裝
        
        包裝也能降低食品的氧化。選擇合適包裝的辦法非常關(guān)鍵，貨架期兩周或兩個(gè)月的產(chǎn)品包裝有求都有所不同。真空包裝，空氣改性包裝，以及新型活性包裝（將防腐劑如BHA和BHT直接添加包裝材料中）都是方法。而通過(guò)限制食品與機(jī)器桌等接觸的表面形成生物膜，也是一個(gè)方向。 
         
    奧瑞岡州立大學(xué)（Oregon State University）研究發(fā)現(xiàn)，乳酸鏈球菌素或溶菌酶作為有效的消毒殺菌劑能通過(guò)抑制生物膜的形成�？巳R姆森大學(xué)(Clemson University)的研究者還將的添加乳酸鏈球菌肽和月桂酸以大豆為基質(zhì)塑料薄膜作為午餐肉包裝，結(jié)果顯示能控制李斯特菌Listeria。進(jìn)一步研究還顯示，應(yīng)用這種由大豆衍生的塑料作為聚乙烯包裝的復(fù)合層，能使生產(chǎn)商利用聚乙烯的彈性和耐性。
        
        加工處理
        
        除了化學(xué)和天然防腐劑可控制食品貨架期，合適的加工處理方法也必須配合采用。這些通常受到實(shí)用性和花費(fèi)的限制。常用的方法包括：巴氏消毒，蒸餾，冷凍，輻射，酸化，干燥或用其它一些新技術(shù)。
        
        根據(jù)食品類型，許多方法都可以應(yīng)用：食品輻照Food irradiation(如肉類處理)，高溫處理UHT(如液態(tài)奶)，微濾microfiltration(如液態(tài)奶處理)，脈沖電場(chǎng)PEF技術(shù)和高壓處理HPP技術(shù)(如果汁，牛奶，液態(tài)雞蛋)，流體動(dòng)壓hydrodynamic pressure(HDP)(如肉類處理)。