Para evitar a ação do tempo nos alimentos, as indústrias se valem de agentes que preservam a integridade do produto, aumentando a sua data de validade. Existem dois grandes grupos: os antioxidantes e os antimicrobiais. Os antioxidantes são compostos que previnem a deterioração dos alimentos por mecanismos oxidativos. A oxidação envolve a adição de um átomo de oxigênio ou a remoção de um átomo de hidrogênio das moléculas que constituem os alimentos.

São dois os principais tipos de oxidação: a auto-oxidação dos ácidos graxos insaturados (i.e., aqueles que contém uma ou mais ligações duplas nas cadeias alquílicas) e a oxidação catalizada por enzimas. No primeiro caso, a reação envolve as ligações duplas do ácido graxo com o oxigênio molecular (O 2 ). Os produtos desta reação, chamados radicais-livres, são extremamente reativos, produzindo compostos responsáveis pelo mau odor e pela rancificação do alimento. Os compostos que reagem com os radicais livres podem reduzir a velocidade da auto-oxidação. Estes antioxidantes incluem os naturais, tais como o tocoferol (vitamina E) e os sintéticos, tais como o BHA e BHT, ambos derivado do fenol.

A oxidação dos alimentos também pode ser causadas por reações enzimáticas específicas. Basta cortar uma maça ou uma banana, por exemplo, que enzimas chamadas fenolases rapidamente catalisam a oxidação de certas moléculas (e.g., tirosina, um amino-ácido), deixando a face exposta com uma cor escura. Este “bronzeamento enzimático” leva à formação de pigmentos, tais como a melanina. Os antioxidantes que inibem este tipo de oxidação incluem agentes que se ligam ao oxigênio livre (tal como o ácido ascórbico) ou agentes que inibem a atividade enzimática, tais como o ácido cítrico e sulfito de sódio.

Além de processos oxidativos, o crescimento de microorganismos, como fungos e bactérias, também pode ser prejudicial para a qualidade do alimento. Juntamente com outras técnicas, tal como embalagens hermeticamente fechadas e refrigeração, várias substâncias químicas são utilizadas como agentes antimicrobiais. O cloreto de sódio, ou sal de cozinha, é provavelmente o mais antigo destes agentes.

Ácidos orgânicos, tais como o acético, benzóico, propanóico e o ácido sórbico, são usados como antimicrobiais em alimentos com pH baixo. Nitratos e nitritos são usados para inibir o crescimento da bactéria Clostridium botulinum em alimentos que contém carne crua, tais como a linguiça, o presunto, o bacon e o salame. Dióxido de enxofre e sulfitos são usados para controlar o crescimento de microorganismos em frutas secas, sucos e vinhos. Nisin e natamicina são usados para inibir o crescimento de bactérias e fungos.