茶多酚的结构决定了它们具有良好的抗氧化活性。茶多酚中含有大量的厚环芳烃，其中大部分含有多个相邻的羟基多酚，具有较强的供氢能力，能去除环境中的活性氧，减少氧自由基的产生，并能抓住氧化过程中产生的自由基的氧化。金属离子对氧化反应有催化作用，金属离子遇到茶多酚，与它们相邻的苯酚羟基螯合，从而降低了对氧化反应的催化作用。此外，茶多酚能与反应体系中的氧化酶结合形成络合物，从而降低酶对氧化反应的催化作用。
用于水产品储存
水产品是人类食品结构的重要组成部分，种类繁多，营养丰富，因而深受广大消费者的喜爱。然而，水产品及其产品在加工和储存过程中容易变质。水产品腐败变质的主要原因是细菌感染，主要细菌是假单细胞细菌。在冷藏条件下，茶多酚的加入可以显著减少鱼丸中细菌的总数，使挥发性盐基氮含量、pH值都处于相对较低的水平。茶多酚能较好地保持冷藏过程中水产品的新鲜度，抑制制冷过程中肌原纤维蛋白的氧化。
茶多酚主要通过破坏细菌细胞膜的结构，影响细菌核酸、磷脂等重要成分的合成和能量代谢，阻碍蛋白质的正常表达，从而影响细胞结构和酶活性的组成，最终导致细菌失去正常的生理功能， 发挥保存功能。
用于肉类和肉制品的储存
肉类在加工、贮藏过程中往往由于细菌的生长和腐败，需要添加保鲜剂才能达到新鲜度。随着人们食品安全意识的不断提高，生物保鲜剂茶多酚得到了广泛的应用。茶多酚能显著抑制猪肉中微生物的生长，抑制脂质氧化，延缓猪肉品质的变质，保持良好的食用品质，从而达到新鲜度。茶多酚具有很强的抗氧化作用，能降低酸价和过氧化值，同时能提高牛的亮度和黄度，降低发红率下降，达到护色效果。茶多酚对手撕牛有明显的抗氧化作用，根据茶多酚基价的变化确定适宜范围为 0 . 15~0 . 225g / kg 。
茶多酚能在肉制品中起到很好的保鲜作用，延缓腐败变质的过程，主要是因为它具有细菌学特性，能抑制多种细菌的增殖，从而降低脂肪氧化反应的速度，延缓肉质腐化和变质的过程，延长其保质期。
用于储存在水果和蔬菜中
果蔬是仅次于粮食的世界第二大农产品，富含水分和多种营养物质，容易被微生物污染和机械破坏，进而导致腐败和变质。水果和蔬菜本身也进行呼吸，它们的呼吸越强，失去的营养物质越多，食用质量越差，保存时间越短。因此，有必要使用适当的方法来储存和保持新鲜度。我国常用的果藼剂有蟒蛇、多杆菌、铁道、苯、甲基丁香素、二氧化硫和中丁胺等，这些都是化学杀菌剂，存在致癌或潜在致癌、致突变和致畸的可能性。
茶多酚作为生物食品保鲜剂，具有广谱抗菌、天然、高效、无毒等优点，据悉，在新鲜果蔬表面喷洒低浓度茶多酚溶液可降低其呼吸强度，抑制细菌繁殖，减缓色素降解，保持果蔬原有色泽;
用于储存在润滑脂中
新鲜大豆油储存30天后，过氧化值变化很大。食用过氧化值过高的生油会危害消费者的健康，因此有必要在油中添加一定量的抗氧化剂。茶多酚的抗氧化性能很强，大豆油、猪油等都有很好的抗氧化作用，其抗氧化作用与茶多酚浓度有关。与生茶多酚和合成抗氧化剂的过氧化值变化相比，在鲜猪油中添加LTP结果表明，LTP和TBHQ抗氧化效率接近，效果优于未脱漆的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，效果优于BHT。
茶多酚的羟基作为氢气供应中与脂肪酸结合的自由基，中断脂肪酸氧化的链式反应，抑制过氧化氢的形成。同时，脂溶性茶多酚可以螯合油脂中的微量可变金属元素，导致催化活性的丧失，并在源头上终止自由基链反应。此外，酚羟基本身容易氧化，从而降低油品的含氧量，延缓油品的氧化。
用于储存在糕点和乳制品中
茶多酚也可用于糕点和乳制品。对于高脂肪糕点（蛋糕，月饼）和乳制品（奶酪，奶粉），添加适量的茶多酚，以保持其原有风味并抑制细菌生长，防止腐败恶化，延长食品的保质期。同时，它还可以有效去除甜的"酸尾"，达到有品位的效果。