Virkningsmekanismen til antimikrobielle konserveringsmidler er først og fremst basert på forstyrrelse av mikrobielle cellulære strukturer og fysiologiske funksjoner.
For det første forstyrrer de cellemembranen: de aktive ingrediensene i visse antimikrobielle konserveringsmidler reagerer med lipidene og proteinene i mikrobielle cellemembraner, og endrer dermed membranpermeabiliteten. Dette fører til lekkasje av intracellulært innhold, som til slutt resulterer i mikrobiell død. For eksempel kan visse kationiske konserveringsmidler adsorberes på bakterieoverflater, endre cellemembranens elektriske potensial og forårsake membranskade.
For det andre hemmer de enzymaktivitet: enzymer spiller en sentral rolle i mikrobiell metabolisme, og deltar i et bredt spekter av biokjemiske reaksjoner. Antimikrobielle konserveringsmidler binder seg til de aktive stedene til enzymer, og gjør dem inaktive; dette blokkerer metabolske veier og hemmer mikrobiell vekst og reproduksjon. For eksempel kan visse svovelholdige-konserveringsmidler reagere med enzymer inne i bakterieceller, og dermed deaktivere dem.
For det tredje forstyrrer de genetisk materiale: en mikroorganismes genetiske materiale styrer dens vekst, reproduksjon og arvelige egenskaper. Komponenter i antimikrobielle konserveringsmidler kan samhandle med en mikroorganismes DNA eller RNA, forstyrre prosessene med replikasjon og transkripsjon, og følgelig hindre mikroorganismen i å reprodusere eller overleve normalt. For eksempel kan visse konserveringsmidler som inneholder spesifikke kjemiske funksjonelle grupper binde seg til DNA, og dermed blokkere replikasjonen. Ulike typer antimikrobielle konserveringsmidler kan prioritere en eller flere av disse virkningsmekanismene for effektivt å hemme og eliminere et bredt spekter av mikroorganismer.
