Die chemische Konservierung von Lebensmitteln wird praktiziert, seit der Mensch begann, Lebensmittel für den späteren Gebrauch aufzubewahren. Die Lagerung von Lebensmitteln warf das Problem des Verderbens auf, das normalerweise durch Mikroorganismen wie Bakterien, Pilze und Hefen verursacht wird. Die mikrobielle Aktivität kann nicht nur Lebensmittel ungenießbar oder unappetitlich machen, sondern auch zu einer potenziell tödlichen Lebensmittelvergiftung führen. Im Laufe der Geschichte wurde eine Vielzahl von Chemikalien verwendet, um den Verderb von Lebensmitteln zu verhindern, und ihre Verwendung datiert weit vor dem Zeitpunkt, an dem die Existenz von Mikroorganismen zum ersten Mal vermutet wurde. Diese Chemikalien reichen von natürlich vorkommenden Stoffen wie Salz, Zucker, Salpeter und Gewürzen bis hin zu modernen Lebensmittelzusatzstoffen wie Benzoaten, Sorbaten und Sulfiten.
Zwei der ältesten Konservierungsstoffe für Lebensmittel sind Salz und Zucker, die Wasser aus lebenden mikrobiellen Zellen entfernen, den Tod verursachen oder das Wachstum verhindern. Um die gewünschte Wirkung zu erzielen, muss ungefähr sechsmal so viel Zucker wie Salz verwendet werden, aber beide müssen in relativ großen Mengen verwendet werden, um wirksam zu sein, was ihre Verwendung natürlich einschränkt, da sie dem Essen einen starken Geschmack verleihen, insbesondere im Fall von Salz. Sie werden daher dort eingesetzt, wo ihr Geschmack mit dem der Lebensmittel übereinstimmt, daher wird Salz für Fleisch und Zucker für Obst verwendet. Viele Kräuter und Gewürze enthalten Chemikalien, die Mikroorganismen abtöten können, und diese wurden auch als Konservierungsmittel verwendet. Knoblauch, Zwiebel, Piment und Oregano sind besonders wirksam bei der Abtötung von Bakterien.
Natrium- und Kaliumnitrat, auch Salpeter genannt, werden seit Jahrhunderten zur Konservierung und Pökelung von Fleisch verwendet und werden noch heute verwendet. Bakterien reduzieren Nitrate (NO3-) zu Nitriten (NO2-) und dann zu Stickoxid (NO), das das Enzym Ferredoxin zerstört, das von einigen Bakterien zur Energiegewinnung verwendet wird, zum Beispiel Clostridium botulinum, das Botulismus verursachende Bakterium. Aus diesem Grund werden Nitrate oder Nitrite in Wurstwaren wie Schinken, Speck und Würsten als essentiell angesehen. Diese Form der chemischen Konservierung von Lebensmitteln ist jedoch umstritten; Nitrite können mit Chemikalien im Fleisch reagieren und Nitrosamine bilden, die krebserregend sind. Nitrate und Nitrite sind nicht wirksam gegen Mikroorganismen, die kein Ferredoxin verwenden – zum Beispiel Salmonellen.
Zu den im 20. Jahrhundert eingeführten Methoden der chemischen Konservierung von Lebensmitteln gehört die Verwendung von Salzen einiger organischer Säuren wie Benzoe-, Propion- und Sorbinsäure – zum Beispiel Natriumbenzoat, Natriumpropionat und Kaliumsorbat. Bei der Aufnahme in mikrobielle Zellen stören diese Chemikalien das Zelltransportsystem, das die Aufnahme von Nährstoffen durch die Zellmembran ermöglicht und das Wachstum verhindert. Sie sind in geringen Konzentrationen gegen ein breites Spektrum von Bakterien und Schimmelpilzen wirksam und beeinträchtigen in der Regel den Geschmack von Lebensmitteln nicht; Sie funktionieren jedoch im Allgemeinen am besten bei einem relativ niedrigen pH-Wert, wodurch sie sich am besten für die Verwendung in sauren Lebensmitteln wie Fruchtsäften, kohlensäurehaltigen Getränken und Salatdressings eignen. Parabene – Ester der Hydroxyparabenzoesäure – sind über einen größeren pH-Bereich wirksam.
Sulfite und Metabisulfite setzen Schwefeldioxid frei, das sich in Wasser zu schwefliger Säure auflöst. Dies scheint ähnlich zu wirken wie organische Säuren und ist besonders wirksam gegen Hefen und Schimmelpilze, einschließlich der Pilze, die Aflatoxine produzieren. Diese Konservierungsstoffe werden häufig in Trockenfrüchten und Wein verwendet; Ihre Verwendung in Fleisch ist jedoch nicht zulässig, da sie die Farbe röten und den Fäulnisgeruch überdecken können, wodurch verdorbenes Fleisch frisch erscheint. Einige Asthmapatienten reagieren sehr empfindlich auf Schwefeldioxid und seine Derivate und müssen Nahrungsmittel und Getränke mit relativ hohem Sulfitgehalt meiden.
Der Einsatz von Antibiotika zur chemischen Konservierung von Lebensmitteln ist in den meisten Ländern nicht erlaubt, da dadurch antibiotikaresistente Bakterienstämme entstehen können. Das Bakteriocin Nisin wird jedoch manchmal verwendet, da es – im Gegensatz zu den meisten Bakteriocinen – gegen eine Vielzahl von Mikroorganismen wirksam ist. Es wird einigen Schmelzkäseprodukten und einigen Konserven zugesetzt.
Lebensmittel und Lebensmittelbehälter werden manchmal vor dem Verpacken mit bestimmten Chemikalien behandelt, anstatt Konservierungsstoffe zugesetzt zu haben. Obst wird beispielsweise oft mit Ethylen- und Propylenoxiden begast, um Schimmel zu verhindern. Verschiedene Aromen und Antioxidantien, die Lebensmitteln zugesetzt werden, können auch helfen, sie zu konservieren.