生物源食品防腐剂主要以天然农副产品为原料，用发酵等生物技术而备，具有高效、无毒、适用性广等特点。目前主要应用的天然生物源食品防腐剂有以下几种：
1、溶菌酶
溶菌酶是一种无毒蛋白质，能选择性地分解微生物的细胞壁，在细胞内对吞噬后的病原菌起破坏作用从而抑制微生物的繁殖。特别对革兰氏阳性细菌有较强的溶菌作用，可作为清酒、干酪、香肠、奶油、生面条、水产品和冰淇淋等食品的防腐保鲜剂。
2、乳酸链球菌素(Nisin)
乳酸链球菌素是由多种氨基酸组成的多肽类化合物，可作为营养物质被人体吸收利用。1969年，联合国粮食及农业组织／世界卫生组织(FAL／WHO)食品添加剂联合专家委员会确认乳酸链球菌素可作为食品防腐剂。1992年3月我国卫生部批准实施的文件指出：“可以科学地认为乳酸链球菌作为食品保藏剂是安全的”。它能有效抑制引起食品腐败的许多革兰氏阳性细菌，如肉毒梭菌，金黄色葡萄球菌，溶血链球菌，利斯特氏菌，嗜热脂肪芽抱杆菌的生长和繁殖，尤其对产生孢子的革兰氏阳性细菌有特效。乳酸链球菌素的抗菌作用是通过干扰细胞 v 膜的正常功能，造成细胞膜的渗透，养分流失和膜电位下降，从而导致致病菌和腐败菌细胞的死亡。它是一种无毒的天然防腐剂，对食品的色、香、味、口感等无不良影响。现己广泛应用于乳制品、罐头制品、鱼类制品和酒精饮料中。
3、纳他霉素(Natamycin)
纳他霉素(Natamycin)，是由纳他链霉菌受控发酵制得一种白色至乳白色的无臭无味的结晶粉末，通常以烯醇式结构存在。它的作用机理是与真菌的麦角甾醇以及其他甾醇基团结合，阻遏麦角甾醇生物合成，从而使细胞膜畸变，最终导致渗漏，引起细胞死亡。在焙烤食品用纳他霉素对面团进行表面处理，有明显的延长保质期作用。在香肠、饮料和果酱等食品的生产中添加一定量的纳他霉素，既可以防止发霉，又不会干扰其他营养成分。
4、8一聚赖氨酸
8一聚赖氨酸的研究在国外特别是在日本已比较成熟，我国刚刚起步。它是一种天然的生物代谢产品。具有很好的杀菌能力和热稳定性，是具有优良防腐性能和巨大商业潜力的生物防腐剂。在日本，8一聚赖氨酸已被批准作为防腐剂添加于食品中，广泛用于方便米饭、湿熟面条、熟菜、海产品、酱类、酱油、鱼片和饼干的保鲜防腐中。徐红华等研究了8一聚赖氨酸对牛奶的保鲜效果。当采用420mg／L的8一聚赖氨酸和2％甘氨酸复配时，保鲜效果最佳，可以保存11d，并仍有较高的可接受性，同时还发现8一聚赖氨酸和其他天然抑菌剂配合使用，有明显的协同增效作用，可以提高其抑菌能力。
在美国，研究者建议把8一聚赖氨酸作为防腐剂用于食品中。实践发现8一聚赖氨酸可与食品中的蛋白质或酸性多糖发生相互作用，导致抗菌能力的丢失，并且8一聚赖氨酸有弱的乳化能力。因此8一聚赖氨酸被限制于淀粉质食品。