Como aditivo alimentar, está listado como E número 282 no Codex Alimentarius. O propionato de cálcio é utilizado como conservante numa grande variedade de produtos, incluindo: pão, outros produtos cozidos, carne processada, soro de leite e outros produtos lácteos. Na agricultura, é utilizado, entre outras coisas, para prevenir a febre do leite nas vacas e como suplemento alimentar. Os propionatos impedem que os micróbios produzam a energia de que necessitam, como fazem os benzoatos. No entanto, ao contrário dos benzoatos, os propionatos não requerem um ambiente ácido.
Propionato de cálcio é usado em produtos de padaria como inibidor de bolor, tipicamente a 0,1-0,4% (embora a ração animal possa conter até 1%). A contaminação por fungos é considerada um problema sério entre os padeiros, e as condições comumente encontradas na panificação apresentam condições quase ótimas para o crescimento de fungos.
A poucas décadas atrás, Bacillus mesentericus (corda), era um problema sério, mas as práticas sanitárias melhoradas de hoje em dia na padaria, combinadas com a rápida rotação do produto acabado, praticamente eliminaram esta forma de deterioração. O propionato de cálcio e o propionato de sódio são eficazes tanto contra o B. mesentericus corda e o mofo.
Metabolismo do propionato começa com a sua conversão em propionil coenzima A (propionil-CoA), o primeiro passo habitual no metabolismo dos ácidos carboxílicos. Como o ácido propanóico tem três carbonos, o propionil-CoA não pode entrar diretamente na oxidação beta nem nos ciclos do ácido cítrico. Na maioria dos vertebrados, a propionil-CoA é carboxilada a D-metilmalonil-CoA, que é isomerizada a L-metilmalonil-CoA. Uma enzima dependente de vitamina B12 catalisa o rearranjo da L-metilmalonil-CoA para succinil-CoA, que é um intermediário do ciclo do ácido cítrico e pode ser prontamente incorporado lá.
As crianças foram desafiadas com propionato de cálcio ou placebo através do pão diário em um ensaio cruzado duplo-cego controlado por placebo. Embora não tenha havido diferença significativa por duas medidas, uma diferença estatisticamente significativa foi encontrada na proporção de crianças cujo comportamento “piorou” com desafio (52%), em comparação com a proporção cujo comportamento “melhorou” com desafio (19%). Quando o ácido propanóico foi infundido diretamente no cérebro dos roedores, ele produziu mudanças reversíveis de comportamento (por exemplo, hiperatividade, distonia, comprometimento social, perseverança) e mudanças cerebrais (por exemplo, neuroinflamação inata, esgotamento do glutationa) imitando parcialmente o autismo humano.
Propionato de cálcio pode ser usado como fungicida em frutas.
Num estudo de 1973 relatado pela EPA, a administração de 180 ppm de propionato de cálcio através da água foi encontrada como ligeiramente tóxica para o peixe-sol bluegill.