香辛料一般指生长在热带的芳香植物的根、树皮、种子或果实，具有调味增香的作用，其中不少种还有程度不同的抑菌防腐作用，而且早巳被古人所利用。紫苏叶洗净晾干后浸渍于装有酱油的容器中，具有很好的防腐效果，还可增加酱油的醇香味；月桂树干叶加到猪肉罐头内，不仅能起到防腐作用，还能使猪肉增加特殊的香味。目前开发防腐保鲜剂的食用香料植物主要有：芸香科的九里香属植物；樟科的樟属植物；菊科的蒿属植物；禾本科的香茅、芸香草；桃金娘科桉属中的柠檬桉、窿缘桉、蓝桉等；姜科的砂仁属，姜黄属中某些种；唇形花科的紫苏等。但重点研究与开发天然防腐剂的香辛料不过几十种。Hoffman等研究发现芥菜籽、丁香、茴香和肉桂具有几乎相等的防腐效果，添加0.5g芥菜籽于100g苹果汁中，可防腐保存4个月。周建新等通过试验表明：丁香、白胡椒、豆蔻等粉末对食品中常见的腐败菌和产毒菌的生长均有不同程度的抑制作用，其中丁香的抑菌作用最佳，最低抑菌浓度为0.5%，0.35%的丁香粉末添加到酱油中，可使酱油夏季敞口存放一个月而不产生白花变质，并赋予酱油特殊良好的风味。
这些香辛料能抑菌防腐，真正起作用的是其精油，而目前研究与开发食品防腐剂使用的大多也是香卒料的精油或提取物。多年来，众多学者对香辛料中抗菌活性成分的提取、抗菌效果的评价、作用机制及应用范围进行了广泛的研究。Rippttor和Wise研究证明，从芥菜籽、丁香、桂皮和小豆蔻、芫荽籽、众香子、百里香等提取的精油都有一定的防腐作用；余伯良等采用平板法测定了辣椒、花椒、生姜、大蒜、黑胡椒和丁香油树脂对几种霉菌、酵母菌和细菌的最低抑制浓度，余伯良报道在培养基pH4.5时山苍子油对多数霉菌的最低抑制浓度为1.77mg／ml，与山梨酸钾的抑菌强度相近，比苯甲酸钠强，pH范围为4.5—8.5时，山苍子油抑菌效果受影响很小，山苍子油用脂肪酸蔗糖酯乳化，其抗菌效力增强一倍，在实践中可用于粮食的防霉。吉野知子等以香丰料提取物为主要成分，制成水产制品保鲜剂，只要很少的添加量，即对水产制品分离菌及腐败原因菌显示很强的抗菌活性，效果优于山梨酸钾。陈燕等以超临界CO2流体萃取技术制备的生姜油树脂对测试菌的最低抑制浓度分别为桔青霉3.91mg／ml，酿酒酵母7.81mg／ml，金黄色葡萄球菌15.63mg／ml，大肠杆菌62.50mg／ml，对真菌的抑制作用明显强于山梨酸钾。张红艳等报道说，茴芹的挥发油中的茴芹脑可抑制霍乱弧菌、大肠杆菌及葡萄球菌等病菌。
香辛料成分之间存在着抗菌性的协同增效作用。余世望等采用连续稀释法对六十余种香料或中药材进行了抗19种常见食品腐败菌的研究，表明丁香、花椒和高良姜酒精提取液有明显的抗菌作用，上述提取液混合后抗菌作用得到增强。吴传茂等用滤纸片法比较了二十余种香料或中药材的抑菌效力，对其中抑菌效力较强的辣椒、丁香、迷迭香、乌梅、甘草提取液进行适当配合，用于酱油及汽水防腐，3—6个月后检查，细菌指标合格。乔昕等在研究了甘草、乌梅、丁香、花椒4种香料或中药材酒精提取物的抑菌作用及它们与糖的协同抑菌作用的基础上，通过正交试验将复合天然防腐剂（浓度：甘草1.0g／ml，乌梅0.063g／ml，丁香0.126g／ml）添加到薏苡奶中，在室温下储存6个月，未发现有腐败变质现象。国外也有这方面的报道，日本曾用香草醛和肉桂醛混合物作为有效的防腐成分，取得了良好的防腐效果。斯里兰卡肉桂的抑菌性比较好，就是因为它既含有桂醛主要成分，又有含量少的次要成分丁香酚，这两者存在协同增效作用。Kang发现紫苏醛与蓼二醛之间存在协同抗菌作用以及香兰素与肉桂醛之间也有协同增效作用。例如，单独使用肉桂醛和香兰素抑制黑曲霉的有效浓度分别是0.05%和0.5%，同时混合使用时这二者的有效浓度分别降为0.0025%和0.05%。
有关香辛料抗菌成分及抗菌机理的研究，陆志科、杨荣华等已有综述：香辛料的抗菌成分主要有丁香酚、丁香酚乙酸酯、异硫氰酸烯内酯、百里酚、香芹酚、异冰片、茴香脑、肉桂醛、香草醛、辣椒素和水杨醛等。Knobloch等对芳香植物精油的抗菌性能进行了研究，认为在水相中的溶解度与精油中有效成分透过细胞而进入菌体的能力直接相关，而抗菌性则基于抗菌剂在菌体细胞膜双层磷脂中的溶解度；精油中的类萜类降低生物膜的稳定性，从而干扰了能量代谢的酶促反应。Gocho对来源于植物的26种芳香族化合物的抗菌效果进行了研究，认为桂醛，茴香脑等有效芳香抗菌成分的抗菌性是基于孢子对抗菌剂的吸收而起作用。