一般機理
生物保鮮技術的一般機理為隔離食品與空氣的接觸、延緩氧化作用，或是生物保鮮物質本身具有良好的抑菌作用，從而達到保鮮防腐的效果。形成薄膜
微生物通過分泌胞外多糖（EPS）等成膜物質，在食品外部形成一層緻密的薄膜，隔絕氧氣，防止水分蒸發。如在綠茶的生物保鮮中，蠟樣芽孢桿菌會在茶葉表面形成物膜，阻止了茶葉與氧氣的直接接觸，有效地控制了茶葉的氧化劣變。生物保鮮膜可以有效抑制呼吸作用，減少水分蒸發，防止微生物污染，減少微生物腐敗作用，延長果實保鮮時間，提高商品率。競爭作用
保鮮微生物可與致病菌競爭食品中的糖類等營養物質和生存空間，從而抑制有害微生物的生長。如酵母菌在柑橘表面具有很強的定殖能力，能夠迅速占據傷口處的空間和消耗掉傷口的營養，排斥病原菌的生長，具有很強的抑菌效果。利用間型假絲酵母（Candidaintermedia），對多種果蔬腐敗的抑制效果進行研究，並通過初步的拮抗機制和拮抗效果的研究，可以證明間型假絲酵母的拮抗作用主要為營養競爭。拮抗作用
微生物主要是通過拮抗作用抑制或殺死食品中的有害微生物，從而達到防腐保鮮目的。由微生物代謝產生的抗菌物質，主要是一些有機酸、多肽或前體肽。其作用機制主要是在細胞膜上形成微孔，導致膜通透性增加和能量產生系統破壞，由於這些物質很容易進入微生物細胞，因而其能很迅速地抑制微生物的生長。特殊優勢
化學防腐劑對人體的毒副作用、致癌已讓人們意識到它的危險性。物理防腐保鮮方法要求技術性強、設備維修難、成本比較高。而生物保鮮物質直接來源於生物體自身組成成分或其代謝產物，具有無味、無毒、安全等特點。此外生物保鮮物質一般都可被生物降解，不會造成二次污染。選用種類
細菌：是在生物保鮮領域研究普遍，套用廣泛的一類微生物。如乳酸菌在肉類，奶製品等中的套用。研究表明108CFU/mL枯草芽孢桿菌能完全抑制貯藏在25℃和3℃下油桃和桃果實褐腐病的發生。黴菌：國內外已有一些利用木霉對果蔬進行防病保鮮的報導。美國、法國和英國都利用多孢木霉對洋梨、蘑菇和蘋果進行防病保鮮。採用哈茨木霉發酵液對采後茄子進行生物保鮮，結果表明:經哈茨木霉發酵液處理的茄子果實，在貯藏溫度為20~25℃的條件下貯藏20 d後，好果率達87%~94%（對照為20%~65%）。利用從海岸鹽生藥用植物蘆竹中分離純化到的一株內生真菌的發酵液研究對采後西紅柿的生物保鮮效果，研究結果表明，發酵4 d後的發酵液對西紅柿的防腐保鮮作用與化學保鮮劑多菌靈和甲基托布津的混合液無顯著差異，有良好的生物保鮮作用。
酵母菌：有關酵母菌生物保鮮的研究多為防治果蔬采後病害，如林德納克勒克（Kloechera lindneri）34－9用於柑橘和番茄的儲藏保鮮。柑橘經90天貯藏，好果率達90%以上，被認為是一種無公害的生物保鮮技術。利用假絲酵母處理葡萄，使葡萄孢霉，麴黴，根霉的生長率分別減少到8，14，22%，可以有效抑制病原菌的生長。
放線菌：鏈黴菌是放線菌屬中研究的較多的一類微生物保鮮劑。如用從葡萄表面分離的一株鏈黴菌 H2菌製成菌劑處理甜瓜，在室溫（15－20℃）貯藏了60天。結果表明H2菌劑能有效地防止甜瓜的霉腐並且對瓜的風味沒有影響。
食用菌：人們對部分食（藥）用菌的子實體、菌絲體或發酵液進行抑菌實驗，，利用篩選出抗菌能力強的蕈菌對靶食品（肉湯）進行研究，證明有一定的保鮮作用。
相關研究
1菌體次生代謝產物保鮮微生物發酵具有生產周期短，不受季節、地域和病蟲害條件的限制，因此從微生物的次生代謝產物中研製生物保鮮劑具有廣闊的發展前景。
有學者從多種微生物菌種發酵提取液混合製成生物保鮮液，並將其稀釋液對草莓果實細噴霧或浸醮涼乾後，在常（室） 溫的條件中對草莓進行了保鮮研究。結果表明，生物保鮮液（膜）對草莓果實的常（室） 溫保鮮貯藏有比較明顯的效果，該保鮮劑較明顯地抑制了草莓灰霉病等菌的侵染，能減少草莓果實表面失水，從而達到保持果實的新鮮感。並且有一定的緩解草莓果實有機酸、還原糖的分解作用，促使草莓pH 值上升速度變慢。
2多糖類物質保鮮
細菌、真菌和藍藻類產生的微生物多糖，因其安全無毒、理化性質獨特等而受到關注。微生物大量產生的多糖，易與菌體分離，可通過深層發酵實現工業化生產，已作為成膜劑、保鮮劑套用於食品、製藥等多個領域。例如從蝦、蟹、昆蟲等節肢動物的外殼及真菌、藻類等低等植物細胞壁中的早殼素經酸化所得的含氮多糖類物質即殼聚糖，因其具有良好的成膜性與抑菌作用而套用於果蔬的生物保鮮。對柑橘、草莓、蘋果、獼猴桃、黃瓜、青椒、番茄的保鮮試驗可知:只需0.7%~2%的殼聚糖的溶液噴灑在果蔬的表面即可在果實表面形成一層薄膜，可阻止果實吸收O2與CO2 的排出，從而延緩果實的熟化，達到保鮮的目的。
3利用抗菌肽保鮮
乳鏈菌肽由34個胺基酸殘基組成的小肽，食用後在消化道可被α-胰凝乳蛋白酶等蛋白酶酶解，不會對人體安全構成傷害。乳鏈菌肽能有效抑制芽孢桿菌及梭菌的生長、繁殖；延長產品保存期4~6 倍，有利於產品的貯存和運輸，因此乳鏈菌肽可作為一種高效、無毒的天然食品防腐劑。
4生物酶保鮮
生物酶保鮮主要是製造一種有利於食品保質的環境，它根據不同食品所含的酶的種類而選用不同的生物酶，使食品所含的不利於食品保質的酶受到抑制，最終達到食品生物保鮮的作用。
在食品保鮮中抗氧化作用是關鍵，氧的存在會對脂肪性食品產生惡臭、醛、酮酸的氣味，因此除氧是食品保鮮的必要條件。用於保鮮的生物酶種類主要有葡萄糖氧化酶和細胞壁溶解酶，葡萄糖氧化酶具有對氧非常專一性的抗氧作用，由於其天然、無毒、無副作用已在食品和飲料工業中廣泛套用；細胞壁溶解酶能對有害微生物的細胞壁產生破壞作用，從而抑制微生物的生長。
5直接用微生物菌體保鮮
也有學者直接用微生物菌體對食品的保鮮防腐進行研究。例如：用啤酒酵母菌對草莓進行了保鮮研究，結果啤酒酵母菌對草莓的後熟起到推遲作用而減輕草莓腐爛程度；從葡萄表面分離到一株鏈黴菌用於新疆甜瓜的防腐保鮮；在綠茶中摻入嫌氣性蠟樣芽孢桿菌經低溫處理對茶葉的保鮮。
6生物體自身的天然成分提取物保鮮
從海洋貝類殼中提取的一種天然保鮮劑，具有對多種細菌、黴菌、酵母的抑制作用。該保鮮劑在中性和偏鹼性條件下較理想，具有一定的熱穩定性。有研究探索了一種植物天然防腐劑即大蒜汁、薑汁、洋蔥汁所含的天然抗菌素的抗菌作用，試驗表明，抑菌效果明顯，尤其是大蒜汁，其抗真菌強度與化學防腐劑苯甲酸鈉和山梨酸相當。
