ε-多聚赖氨酸添加于食品中仅需微量就能奏效，且不会影响食品口味感，可做食品的天然保存剂。它天然安全，符合消费者的健康需求。在日本已经得到广泛应用。ε-多聚赖氨酸应用于糕点、面包食品中，能有效的抑制耐热性芽孢杆菌的增殖，延长保存期;应用于低糖低热量食品，如乳蛋白冰淇淋、奶油制品等，可改善其保存性;在低温软罐头食品中加微量ε-多聚赖氨酸可防止杀菌后产生异味;在冷藏食品中添加ε-多聚赖氨酸能起到保证质量的效果。

多聚赖氨酸作为抑菌剂在食品中使用时，通常与其它物质配合使用，以达到增效和经济的目的。常用的配合物质可分为五类:1、酒精，使用量为30~70%，主要应用于各种蛋制品。2、有机酸，常常使用的有机酸一般有:醋酸、苹果酸、马来酸、柠檬酸、琥珀酸等，使用量在0.5~50%之间，主要应用于米饭、饮料、色拉、酱类等食品;3、甘油酯，甘油酯多为低级脂肪酸酯，用量在0.01~5%之间，主要用于动物性蛋白，乳蛋白较多的食品。4、甘氨酸，用量为0.01~10%;主要应用于牛奶防腐。5、其它天然抑菌剂，如:鱼精蛋白、茶多酚等。