Das Abtöten von Mikroben allein reicht zur Lebensmittelkonservierung nicht aus. Denn neben dem mikrobiellen Verderb findet auch ein chemischer (z.B. Oxidation durch Metallspuren) und ein enzymatischer statt (z.B. Lipolyse von Fleisch in der Tiefkühltruhe). Das schränkt die Eignung der Bestrahlung zur Haltbarkeitsverlängerung ein. Darüber hinaus wirken die energiereichen Gammastrahlen nicht nur auf Bakterien und Pilze, sondern verändern auch den Geschmack. Bei der Radiolyse von Zuckern und Fetten bilden sich geruchlich und geschmacklich auffällige Carbonylverbindungen. Diese können wiederum mit Aminosäuren reagieren und führen so zu einer stärkeren Bräunung. Ab 1 kGy verändern sich Dotterfarbe und Geschmack von frischen Eiern - aber mindestens 2 kGy sind erforderlich, um Salmonella enteritidis abzutöten. Auch bei Rindfleisch treten ab 1,5 kGy unangenehme Geschmacksnoten auf ("wet dog flavor"). Andererseits sind diese Dosen viel zu gering, um die Haltbarkeit nennenswert zu verlängern. Für sterile Produkte wären je nach Lebensmittel mindestens 20 kGy, manchmal sogar bis zu 58 kGy erforderlich.

Die Bestrahlung wird deshalb mit anderen Methoden - vor allem Hitze und Kälte - kombiniert. Erhitzen inaktiviert Enzyme und erhöht die Empfindlichkeit von Mikroben gegenüber einer Gammabehandlung. Eine Bestrahlung von gefrosteter Ware mit anschließender TK-Lagerung bremst die freien Radikale, was sich positiv auf den Geschmack auswirkt. Optimale Ergebnisse erhält man bei -80°C. Allerdings sind Mikroorganismen bei niedriger Temperatur strahlenresistenter, so daß die Dosis erhöht werden muß. Da vor allem in Entwicklungsländern Möglichkeiten zur Tiefkühllagerung fehlen, werden als praktikablere Alternative bestimmte Zusatzstoffe erwogen: Vor der Behandlung zugesetztes Kaliumsorbat (E 202) stabilisierte den Geschmack vieler Produkte, z.B. von Avocadopaste. Der Ausschluß von Sauerstoff zur Verringerung der Radiolyse erfordert eine stärkere Gammastrahlung. Zugleich begünstigen anaerobe Bedingungen jedoch das Auskeimen von Clostridiensporen.