除了抗菌剂和抗氧化剂，控制水分活性是影响微生物和组织败坏另一个主要因素。通过测量控制温度下密封容器中食品样品相对空气湿度，水分活性指食品中结合水的紧密程度。数学上用aw=P/Po=%ERH/100表示，其中aw指给定温度下样品的水分-水蒸气压P和纯水压Po的比。乘以100，水分活性就转换成容器中空气的均衡相对湿度ERH。
水分活性是水分作为溶剂和参与化学和生化反应的可用性的衡量。大多数食品腐败菌能生长的最低aw是0.90，而对于酵母和霉菌最低限制是0.61。aw的水平对孢子形成，发芽和毒素的产生程度都有直接的影响。除了微生物安全问题，水分活性还影响化学和酶的活性，褐变，淀粉降解，油脂氧化，维生素损失，蛋白质变性等。而这些因素都影响食品的风味，组织，颜色和其它活性。
在设定食品水分活性的同时，食品开发者也必须考虑如何维持它。高水分活性的食品一开始湿润，柔嫩和有嚼劲，但是如果水分活性不期下降，食品将变得粗硬而走味。而如果低水分活性和松脆是食品的最初特性，储存过程中水分活性的提高会导致黏湿而味差的产品，水分活性的提高也可能使干混合物结团块，使流动性和混合性变差。
水分活性描述了特定环境中食品的ERH和化学变化的关系，高分子科学则描述了水分和温度对食品组织结构的变化。玻璃化转变温度(Tg)表示聚合体的关键点。将聚合体冷却低于该温度，它变得硬而易碎，而如果维持在Tg以上，聚合体以柔韧而弹性的状态存在。一些聚合体和食品在高于Tg时应用，另一些则反之。可塑剂（例如水）的含量也是影响聚合体玻璃/橡胶状态的因素。Tg是非晶态聚合物的特性，规则的晶体结构则用熔点描述。不过事情并非如此简单，食品往往不以完全的非晶态或晶体系统存在—它可以有Tg也可以有熔点。熔点和玻璃化转变温度都能由差示扫描量热分析（Differential Scanning Calorimetry，DSC）计算。
总之，Tg描述了聚合体移动的容易程度—低Tg聚合体移动的相对较容易，高Tg则不移动（它们要求更高的温度和/或可塑剂）。移动的能力被温度，可塑剂含量和系统内移动分子的大小影响—所有的这些都描述了系统的自由体积。
货架期控制
但是这如何应用到货架控制呢？一个简单的应用例子便是无蔗糖硬质糖果。许多这类硬质糖果几乎完全由麦芽糖醇糖浆或氢化淀粉水解物（HSH）组成。麦芽糖醇糖浆含有超过50%的二糖麦芽糖醇，其余部分由单糖山梨糖醇和大分子量的多羟基化合物。氢化淀粉水解物HSH含有低于50%的麦芽糖醇，有更多比例的高分子量多羟基化合物。麦芽糖醇甜度是蔗糖的90%，因此这类糖果的甜度来自麦芽糖醇部分和其它加入的高强度甜味剂。无蔗糖的糖果储存时会由于水分平衡变化（糖果中水分的提高）和自由体积的增大产生冷变形过程（cold flow）。多年来，这个问题的解决办法便是将每个糖果单独包裹或应用异麦芽酮糖醇（Isomalt），一种较低溶解度和保湿的聚合体。
另一个解决办法，便是保持高含量的麦芽糖醇，提高更高分子量的聚合物比例，尽量降低中间聚合度DP3-10的聚合物和山梨糖醇。国外已经有成功的例子：将超过90%的麦芽糖醇溶液和极高分子量的HSH协同处理，提供麦芽糖醇糖浆很高的甜度和高稳定性。这种尽量减少系统中自由体积,控制冷变形的概念能够被应用到任何含有高分子量物质分布的糖浆中。
如果对Tg设计一个温度vs固形物含量的计划，加工后和在货架期产品存在的状态必须事先预测好。要生产酥脆的烘焙产品，它必须焙烤到低于Tg，配料和包装的设计需要保证产品温度/固形物百分比保持在Tg一下。在软曲奇和蛋糕产品，保持高于Tg同时维持水分活性低于0.6才能取得理想的结果。这通常可以通过平衡具有保湿剂的更高分子量的碳水化合物实现，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。
形成外层
在不同成分配方的产品时，要记住重要的一点，这些不同成分层次的水分活性经过一段时间会达到平衡。果酱果冻接触烘焙硬皮时，假如果酱的水分活性不降低而硬皮的却升高接近平衡，最终会产生黏湿的外皮。食用薄膜或其它厌水性屏障也应当考虑。
双重质地的软曲奇就是如何平衡水分活性和玻璃化转变温度的一个例子。这种曲奇的内层和外层的水分活性必须取得平衡以使得水分迁移经可能减少，但同时爽脆的外层脆皮和松软的内部中心是所期望的。由于蔗糖的玻璃化转变温度(Tg)高于果糖的玻璃化转变温度，蔗糖是外层面团的增甜糖，而果糖是内部面团的甜味剂。如果曲奇被烘焙到低于外层面团的玻璃化转变温度(Tg)，但是高于内部面团的玻璃化转变温度(Tg)，那么外层就处于玻璃态（蔗糖重结晶），而内层则保持柔软有弹性。如果外层的水分活性与内层水分活性相同，那么水分迁移就不会发生来提高外层的玻璃化转变温度(Tg)。
最后，一款产品的外层也能作为一层屏障，一个典型的例子便是巧克力涂层。如果应用得当并且注意力集中在产品涂层的玻璃化转变温度(Tg)上，柔韧的内层就能有更长的货架期。
但是并不是所有类型的巧克力能提供同样的长期品质。据美国威斯康辛大学食品工程大学的教授Richard Hartel指出，“有数种可可脂应用在巧克力生产中。马来西亚和印度尼西亚的可可脂较硬，而巴西和其它南美的可可脂被认为更软，当被压榨时更易结白霜。当可可脂在巧克力生产中结晶，甘油三酸酯聚集成一个有规律的晶格。乳脂改变这种结构。通过调节巧克力，我们正试图将之形成适当的晶状结构或者多晶形物。白霜发生在当巧克力从我们产生的多晶形物转变成更稳定的多晶形物的时候。我们认为当添加了乳脂，我们就能防止巧克力转变成更稳定的多晶形物。”
通过提取乳脂的更高熔点片断并将之添加到巧克力中，Hartel能稳定来自所有产地的巧克力。他指出，更高熔点的乳脂片断更类似可可脂，而且乳脂实际上更便宜并且是巧克力标准分类的一部分。
“根据FDA的规定，巧克力是指可可脂、可可固形物、糖、牛奶配料和卵磷脂，” Hartel说。“那是所有你能添加到巧克力中的配料。如果应用其它配料，例如植物油，产品就应当被标示为模拟巧克力或巧克力味。”
无论应用在巧克力、肉类还是其它食品产品中，对于货架稳定的加工处理和新兴技术的回顾证明，新兴技术的继续发展使得食品科学领域更令人感兴趣。在今后的发展中，相关的技术将显著改变货架期和加工食品的质量。
包装
包装也能降低食品的氧化。选择合适包装的办法非常关键，货架期两周或两个月的产品包装有求都有所不同。真空包装，空气改性包装，以及新型活性包装（将防腐剂如BHA和BHT直接添加包装材料中）都是方法。而通过限制食品与机器桌等接触的表面形成生物膜，也是一个方向。
奥瑞冈州立大学（Oregon State University）研究发现，乳酸链球菌素或溶菌酶作为有效的消毒杀菌剂能通过抑制生物膜的形成。克莱姆森大学(Clemson University)的研究者还将的添加乳酸链球菌肽和月桂酸以大豆为基质塑料薄膜作为午餐肉包装，结果显示能控制李斯特菌Listeria。进一步研究还显示，应用这种由大豆衍生的塑料作为聚乙烯包装的复合层，能使生产商利用聚乙烯的弹性和耐性。
加工处理
除了化学和天然防腐剂可控制食品货架期，合适的加工处理方法也必须配合采用。这些通常受到实用性和花费的限制。常用的方法包括：巴氏消毒，蒸馏，冷冻，辐射，酸化，干燥或用其它一些新技术。
根据食品类型，许多方法都可以应用：食品辐照Food irradiation(如肉类处理)，高温处理UHT(如液态奶)，微滤microfiltration(如液态奶处理)，脉冲电场PEF技术和高压处理HPP技术(如果汁，牛奶，液态鸡蛋)，流体动压hydrodynamic pressure(HDP)(如肉类处理)。
