La preservación química de los alimentos se ha practicado desde que el hombre comenzó a almacenar alimentos para su uso posterior. El almacenamiento de alimentos planteó el problema del deterioro, generalmente causado por microorganismos como bacterias, hongos y levaduras. Además de hacer que los alimentos no sean comestibles o no sean apetitosos, la actividad microbiana podría conducir a una intoxicación alimentaria potencialmente mortal. A lo largo de la historia, se ha empleado una amplia variedad de productos químicos para evitar el deterioro de los alimentos, y su uso data mucho antes del momento en que se sospechó por primera vez la existencia de microorganismos. Estos productos químicos van desde sustancias naturales, como sal, azúcar, salitre y especias, hasta aditivos alimentarios modernos como benzoatos, sorbatos y sulfitos.
Dos de los conservantes de alimentos más antiguos son la sal y el azúcar, que funcionan eliminando el agua de las células microbianas vivas, causando la muerte o evitando el crecimiento. Se necesita usar aproximadamente seis veces más azúcar que sal para lograr el efecto deseado, pero ambos deben usarse en cantidades relativamente grandes para que sean efectivos, y esto obviamente limita su uso, ya que impartirán un sabor fuerte a los alimentos, especialmente en el caso de la sal. Por lo tanto, se emplean donde sus gustos complementarán los de los alimentos, por lo que la sal se usa para las carnes y el azúcar para las frutas. Muchas hierbas y especias contienen productos químicos que pueden matar microorganismos y estos también se han utilizado como conservantes. El ajo, la cebolla, la pimienta de Jamaica y el orégano son particularmente efectivos para matar las bacterias.
El nitrato de sodio y potasio, también conocido como salitre, se han utilizado para preservar y curar la carne durante siglos, y todavía se usan hoy en día. Las bacterias reducen los nitratos (NO3-) a nitritos (NO2-) y luego a óxido nítrico (NO), que destruye la enzima ferredoxina, utilizada por algunas bacterias para obtener su energía, por ejemplo Clostridium botulinum, la bacteria que causa el botulismo. Por esta razón, los nitratos o nitritos se consideran esenciales en los productos cárnicos curados, como el jamón, el tocino y las salchichas. Esta forma de conservación química de alimentos es, sin embargo, controvertida; Los nitritos pueden reaccionar con los químicos en la carne para formar nitrosaminas, que son cancerígenas. Los nitratos y nitritos no son efectivos contra microorganismos que no usan ferredoxina, por ejemplo, Salmonella.
Entre los métodos de conservación química de alimentos introducidos en el siglo XX se encuentran el uso de sales de algunos ácidos orgánicos, como los ácidos benzoico, propionoico y sórbico, por ejemplo, benzoato de sodio, propionato de sodio y sorbato de potasio. Al ser absorbidos por las células microbianas, estos químicos interfieren con el sistema de transporte celular que permite que los nutrientes sean absorbidos a través de la membrana celular, evitando el crecimiento. Son eficaces contra una amplia gama de bacterias y mohos a bajas concentraciones y, por lo general, no afectan el sabor de los alimentos; sin embargo, generalmente funcionan mejor a un pH bastante bajo, lo que los hace más adecuados para su uso en alimentos ácidos como jugos de frutas, bebidas gaseosas y aderezos para ensaladas. Los parabenos (ésteres del ácido hidroxiparabenzoico) son efectivos en un rango más amplio de pH.
Los sulfitos y los metabisulfitos liberan dióxido de azufre, que se disuelve en agua para formar ácido sulfuroso. Esto parece funcionar de manera similar a los ácidos orgánicos, y es particularmente efectivo contra levaduras y mohos, incluidos los hongos que producen aflatoxinas. Estos conservantes se usan a menudo en frutas secas y vino; sin embargo, su uso no está permitido en la carne ya que enrojecen el color y pueden disfrazar el olor de la descomposición, haciendo que la carne en mal estado parezca fresca. Algunas personas con asma son muy sensibles al dióxido de azufre y sus derivados y deben evitar los alimentos y bebidas que contienen niveles relativamente altos de sulfitos.
El uso de antibióticos para la conservación química de alimentos no está permitido en la mayoría de los países, ya que puede dar lugar a la aparición de cepas de bacterias resistentes a los antibióticos. Sin embargo, la bacteriocina nisina a veces se usa porque, a diferencia de la mayoría de las bacteriocinas, es efectiva contra una amplia gama de microorganismos. Se agrega a algunos productos de queso procesados y a algunos alimentos enlatados.
Los alimentos y los envases de alimentos a veces se tratan con ciertos productos químicos antes de ser empacados, en lugar de agregar conservantes. Por ejemplo, la fruta a menudo se fumiga con óxidos de etileno y propileno para inhibir el moho. Varios sabores y antioxidantes agregados a los alimentos también pueden ayudar a preservarlos.