茶多酚的結構決定了它們具有良好的抗氧化活性。茶多酚中含有大量的厚環芳烴，其中大部分含有多個相鄰的羟基多酚，具有較強的供氫能力，能去除環境中的活性氧，減少氧自由基的産生，并能抓住氧化過程中産生的自由基的氧化。金屬離子對氧化反應有催化作用，金屬離子遇到茶多酚，與它們相鄰的苯酚羟基螯合，進而降低了對氧化反應的催化作用。此外，茶多酚能與反應體系中的氧化酶結合形成絡合物，進而降低酶對氧化反應的催化作用。
用于水産品儲存
水産品是人類食品結構的重要組成部分，種類繁多，營養豐富，因而深受廣大消費者的喜愛。然而，水産品及其産品在加工和儲存過程中容易變質。水産品腐敗變質的主要原因是細菌感染，主要細菌是假單細胞細菌。在冷藏條件下，茶多酚的加入可以顯著減少魚丸中細菌的總數，使揮發性鹽基氮含量、pH值都處于相對較低的水準。茶多酚能較好地保持冷藏過程中水産品的新鮮度，抑制制冷過程中肌原纖維蛋白的氧化。
茶多酚主要通過破壞細菌細胞膜的結構，影響細菌核酸、磷脂等重要成分的合成和能量代謝，阻礙蛋白質的正常表達，進而影響細胞結構和酶活性的組成，最終導緻細菌失去正常的生理功能， 發揮儲存功能。
用于肉類和肉制品的儲存
肉類在加工、貯藏過程中往往由于細菌的生長和腐敗，需要添加保鮮劑才能達到新鮮度。随着人們食品安全意識的不斷提高，生物保鮮劑茶多酚得到了廣泛的應用。茶多酚能顯著抑制豬肉中微生物的生長，抑制脂質氧化，延緩豬肉品質的變質，保持良好的食用品質，進而達到新鮮度。茶多酚具有很強的抗氧化作用，能降低酸價和過氧化值，同時能提高牛的亮度和黃度，降低發紅率下降，達到護色效果。茶多酚對手撕牛有明顯的抗氧化作用，根據茶多酚基價的變化确定适宜範圍為 0 . 15~0 . 225g / kg 。
茶多酚能在肉制品中起到很好的保鮮作用，延緩腐敗變質的過程，主要是因為它具有細菌學特性，能抑制多種細菌的增殖，進而降低脂肪氧化反應的速度，延緩肉質腐化和變質的過程，延長其保存期限。
用于儲存在水果和蔬菜中
果蔬是僅次于糧食的世界第二大農産品，富含水分和多種營養物質，容易被微生物污染和機械破壞，進而導緻腐敗和變質。水果和蔬菜本身也進行呼吸，它們的呼吸越強，失去的營養物質越多，食用品質越差，儲存時間越短。是以，有必要使用适當的方法來儲存和保持新鮮度。我國常用的果藼劑有蟒蛇、多杆菌、鐵道、苯、甲基丁香素、二氧化硫和中丁胺等，這些都是化學殺菌劑，存在緻癌或潛在緻癌、緻突變和緻畸的可能性。
茶多酚作為生物食品保鮮劑，具有廣譜抗菌、天然、高效、無毒等優點，據悉，在新鮮果蔬表面噴灑低濃度茶多酚溶液可降低其呼吸強度，抑制細菌繁殖，減緩色素降解，保持果蔬原有色澤;
用于儲存在潤滑脂中
新鮮大豆油儲存30天後，過氧化值變化很大。食用過氧化值過高的生油會危害消費者的健康，是以有必要在油中添加一定量的抗氧化劑。茶多酚的抗氧化性能很強，大豆油、豬油等都有很好的抗氧化作用，其抗氧化作用與茶多酚濃度有關。與生茶多酚和合成抗氧化劑的過氧化值變化相比，在鮮豬油中添加LTP結果表明，LTP和TBHQ抗氧化效率接近，效果優于未脫漆的TP和BHA。大麻油的抗氧化作用表明LTP具有良好的抗氧化作用，效果優于BHT。
茶多酚的羟基作為氫氣供應中與脂肪酸結合的自由基，中斷脂肪酸氧化的鍊式反應，抑制過氧化氫的形成。同時，脂溶性茶多酚可以螯合油脂中的微量可變金屬元素，導緻催化活性的喪失，并在源頭上終止自由基鍊反應。此外，酚羟基本身容易氧化，進而降低油品的含氧量，延緩油品的氧化。
用于儲存在糕點和乳制品中
茶多酚也可用于糕點和乳制品。對于高脂肪糕點（蛋糕，月餅）和乳制品（奶酪，奶粉），添加适量的茶多酚，以保持其原有風味并抑制細菌生長，防止腐敗惡化，延長食品的保存期限。同時，它還可以有效去除甜的"酸尾"，達到有品位的效果。