ε-聚赖氨酸已于2003年10月被FDA批准为安全食品保鲜剂，被广泛应用于食品保鲜。在食品应用中，ε-聚赖氨酸多与其它物质配合使用，如酒精、有机酸、甘油酯等。可用于米饭、糕点、面点、酱类、饮料、酒类、肉制品、罐头等的防腐保鲜

ε-聚赖氨酸以1000-5000ppm的浓度喷雾或浸泡鱼片或寿司，在许多传统日本食品中ε-聚赖氨酸用量达500ppm的浓度。另外，日常消费的食品如米饭、面条原汤、其他汤料、面条和炒菜通常含ε-PL10-500ppm。ε-聚赖氨酸还用于Sukiyaki（日本牛排）、土豆沙拉、蒸蛋糕、卡士达酱的防腐。

2004年，ε-聚赖氨酸被美国FDA批准用于米饭和寿司的防腐，推荐用量为5-50ppm。