Teknik pendinginan dan pembekuan merupakan salah satu cara pengawetan tertua yang didasarkan pada pengambilan panas dari bahan. Teknik pendinginan (refrigerasi) mengacu pada proses penurunan suhu produk yang tidak mencapai titik bekunya yang artinya selama proses pendinginan, suhu bahan pangan menurun tetapi kandungan air didalamnya tidak sampai membeku. Pendinginan produk pangan biasanya dilakukan pada suhu -2C sampai dengan 16C.
Bahan pangan pada umumnya memiliki kandungan air yang berbeda-beda. Kandungan air sangat berpengaruh terhadap konsistensi bahan pangan karena sebagian bahan pangan mempunyai kandungan air sampai dengan 70 persen atau lebih. Contohnya sayur sayuran dan buah-buahan segar memiliki kandungan air sebanyak 90-95 persen , susu 85-90 persen , ikan 70-80 persen , telur 70-75 persen dan daging 60-70%.
Kandungan air inilah yang merupakan salah satu faktor yang menentukan kualitas mutu dari bahan pangan. Semakin banyak kadar air yang terkandung dalam bahan pangan, maka umur simpannya semakin pendek karena kalau suatu bahan pangan banyak mengandung kadar air, maka sangat memungkinkan adanya mikroba yang tumbuh sehingga dapat menurunkan mutu dari bahan pangan tersebut. Untuk mempertahankan mutu dari bahan pangan, maka dibutuhkan suatu teknik rekayasa proses pangan untuk mempertahankan mutu bahan pangan seperti teknik pendinginan.
Salah satu metode pendinginan yang biasanya diapakai adalah sistem refrigerasi kompresi mekanis. Cara kerja sistem ini adalah dengan menyerap panas oleh zat pendingin pada waktu terjadi perubahan fase, yaitu dari fase cair ke fase uap. Mesin utama yang digunakan untuk memanfaatkan bahan pendingin adalah kompresor. Alat ini dibutuhkan untuk memompa zat pendingin agar siklus perubahan gas menjadi cair dan sebaliknya dapat terjadi secara kontiniu. Alat pendingin di rumah tangga seperti kulkas, air conditioner (AC) atau cold storage umumnya menggunakan prinsip sistem refrigerasi mekanis ini.
Secara umum, hampir semua bakteri patogen pertumbuhannya terhambat pada suhu rendah. Akan tetapi, beberapa mikroba pembusuk ada yang bersifat psikrofilik yaitu tahan terhadap suhu rendah (0-5C) dan menyebabkan kerusakan, sehingga beberapa bahan pangan tidak disarankan untuk disimpan dalam suhu pendinginan dan sebaiknya dilakukan proses pembekuan.
Pendinginan dapat menghambat pertumbuhan mikroba dan laju beberapa reaksi kimia dan biokimia, sehingga mampu meningkatkan umur simpannya 2-5 kali pada setiap penurunan suhu 10C. Namun pendinginan juga dapat menyebabkan chilling injury atau perubahan tekstur yang ditandai dengan penampakan bahan pangan yang memar atau busuk. Proses pendinginan dapat memperpanjang umur simpan produk pangan yang mudah rusak hingga beberapa hari atau beberapa minggu. Hal ini disebabkan karena terhambatnya beberapa mikroba pembusuk/patogen pada suhu rendah.
Teknik pembekuan (freezing) adalah penyimpanan bahan pangan dibawah titik level, yang melibatkan proses perubahan fase cair menjadi es dan kristal es. Proses pembekuan -18C sampai dengan -40C. Pembekuan juga melibatkan pindah panas seperti sistem refrigeran pada pendinginan, akan tetapi panas yang diserap dari bahan/produk pangan lebih banyak dibandingkan dengan pendinginan sehingga melampaui panas laten pembekuannya dan menyebabkan air dalam bahan pangan berubah fase cair menjadi es (beku).
Dengan mengetahui perbedaan antara teknik pembekuan dan pendinginan, kita dapat menentukan untuk menyimpan bahan pangan sesuai dengan kebutuhan. Pada bahan pangan segar seperti sayur dan buah sebaiknya disimpan pada suhu dingin (7C – 10C), sedangkan bahan pangan hewani disimpan pada suhu beku dimana untuk penyimpanan selama 3 hari dengan suhu -5C – 10C, untuk penyimpanan 1 minggu menggunakan suhu -19C – (-5C) dan untuk penyimpanan lebih dari 1 minggu di bawah -10C.