Verkningsmekanismen för antimikrobiella konserveringsmedel är främst baserad på störningen av mikrobiella cellulära strukturer och fysiologiska funktioner.
Först stör de cellmembranet: de aktiva ingredienserna i vissa antimikrobiella konserveringsmedel reagerar med lipider och proteiner i mikrobiella cellmembran och förändrar därigenom membranpermeabiliteten. Detta leder till läckage av intracellulärt innehåll, vilket i slutändan resulterar i mikrobiell död. Till exempel kan vissa katjoniska konserveringsmedel adsorberas på bakterieytor, förändra cellmembranets elektriska potential och orsaka membranskador.
För det andra hämmar de enzymaktivitet: enzymer spelar en avgörande roll i mikrobiell metabolism och deltar i ett brett spektrum av biokemiska reaktioner. Antimikrobiella konserveringsmedel binder till enzymernas aktiva platser, vilket gör dem inaktiva; detta blockerar metaboliska vägar och hämmar mikrobiell tillväxt och reproduktion. Till exempel kan vissa svavel-innehållande konserveringsmedel reagera med enzymer inuti bakterieceller och därigenom inaktivera dem.
För det tredje stör de genetiskt material: en mikroorganisms genetiska material styr dess tillväxt, reproduktion och ärftliga egenskaper. Komponenter i antimikrobiella konserveringsmedel kan interagera med en mikroorganisms DNA eller RNA, störa replikations- och transkriptionsprocesserna och följaktligen förhindra mikroorganismen från att reproducera eller överleva normalt. Till exempel kan vissa konserveringsmedel som innehåller specifika kemiska funktionella grupper binda till DNA och därigenom blockera dess replikation. Olika typer av antimikrobiella konserveringsmedel kan prioritera en eller flera av dessa verkningsmekanismer för att effektivt hämma och eliminera ett brett spektrum av mikroorganismer.
