La conservation chimique des aliments est pratiquée depuis que l’homme a commencé à stocker des aliments pour une utilisation ultérieure. Le stockage des aliments a soulevé le problème de la détérioration, généralement causée par des micro-organismes tels que des bactéries, des champignons et des levures. En plus de rendre les aliments non comestibles ou peu appétissants, l’activité microbienne pourrait entraîner une intoxication alimentaire potentiellement mortelle. À travers l’histoire, une grande variété de produits chimiques ont été utilisés pour empêcher la détérioration des aliments, et leur utilisation date de bien avant le moment où l’existence de micro-organismes a été suspectée pour la première fois. Ces produits chimiques vont des substances naturelles, telles que le sel, le sucre, le salpêtre et les épices, aux additifs alimentaires modernes tels que les benzoates, les sorbates et les sulfites.
Deux des plus anciens conservateurs alimentaires sont le sel et le sucre, qui agissent en éliminant l’eau des cellules microbiennes vivantes, provoquant la mort ou empêchant la croissance. Il faut environ six fois plus de sucre que de sel pour obtenir l’effet souhaité, mais les deux doivent être utilisés en quantités relativement importantes pour être efficaces, ce qui limite évidemment leur utilisation car ils donneront une forte saveur aux aliments, en particulier dans le cas du sel. Ils sont donc employés là où leurs goûts compléteront ceux des aliments, de sorte que le sel est utilisé pour les viandes et le sucre pour les fruits. De nombreuses herbes et épices contiennent des produits chimiques qui peuvent tuer les micro-organismes et ceux-ci ont également été utilisés comme conservateurs. L’ail, l’oignon, le piment de la Jamaïque et l’origan sont particulièrement efficaces pour tuer les bactéries.
Le nitrate de sodium et de potassium, également connu sous le nom de salpêtre, est utilisé depuis des siècles pour la conservation et la salaison de la viande, et est toujours utilisé aujourd’hui. Les bactéries réduisent les nitrates (NO3-) en nitrites (NO2-) puis en oxyde nitrique (NO), qui détruit l’enzyme ferredoxine, utilisée par certaines bactéries pour obtenir leur énergie, par exemple Clostridium botulinum, la bactérie responsable du botulisme. Pour cette raison, les nitrates ou les nitrites sont considérés comme essentiels dans les produits de charcuterie, tels que le jambon, le bacon et les saucisses. Cette forme de conservation chimique des aliments est cependant controversée ; les nitrites peuvent réagir avec les produits chimiques contenus dans la viande pour former des nitrosamines, qui sont cancérigènes. Les nitrates et les nitrites ne sont pas efficaces contre les micro-organismes qui n’utilisent pas de ferredoxine, par exemple Salmonella.
Parmi les méthodes de conservation chimique des aliments introduites au 20e siècle figurent l’utilisation de sels de certains acides organiques, tels que les acides benzoïque, propionoïque et sorbique – par exemple le benzoate de sodium, le propionate de sodium et le sorbate de potassium. En étant absorbés dans les cellules microbiennes, ces produits chimiques interfèrent avec le système de transport cellulaire qui permet aux nutriments d’être absorbés à travers la membrane cellulaire, empêchant la croissance. Ils sont efficaces contre un large éventail de bactéries et de moisissures à de faibles concentrations et n’affectent généralement pas la saveur des aliments ; Cependant, ils fonctionnent généralement mieux à un pH assez bas, ce qui les rend plus adaptés pour une utilisation dans les aliments acides tels que les jus de fruits, les boissons gazeuses et les vinaigrettes. Les parabènes – esters d’acide hydroxyparabenzoïque – sont efficaces sur une plus large gamme de pH.
Les sulfites et les métabisulfites libèrent du dioxyde de soufre, qui se dissout dans l’eau pour former de l’acide sulfureux. Cela semble fonctionner de la même manière que les acides organiques et est particulièrement efficace contre les levures et les moisissures, y compris les champignons qui produisent des aflatoxines. Ces conservateurs sont souvent utilisés dans les fruits secs et le vin ; cependant, leur utilisation n’est pas autorisée dans la viande car ils rougissent la couleur et peuvent masquer l’odeur de pourriture, faisant paraître la viande avariée fraîche. Certains asthmatiques sont très sensibles au dioxyde de soufre et à ses dérivés et doivent éviter les aliments et les boissons contenant des niveaux relativement élevés de sulfites.
L’utilisation d’antibiotiques pour la conservation chimique des aliments n’est pas autorisée dans la plupart des pays, car elle peut entraîner l’émergence de souches de bactéries résistantes aux antibiotiques. Cependant, la bactériocine nisine est parfois utilisée car, contrairement à la plupart des bactériocines, elle est efficace contre un large éventail de micro-organismes. Il est ajouté à certains produits de fromage fondu et à certains aliments en conserve.
Les aliments et les contenants alimentaires sont parfois traités avec certains produits chimiques avant d’être emballés, au lieu d’avoir des conservateurs ajoutés. Par exemple, les fruits sont souvent fumigés avec des oxydes d’éthylène et de propylène pour inhiber la moisissure. Divers arômes et antioxydants ajoutés aux aliments peuvent également aider à les conserver.