Het werkingsmechanisme van antimicrobiële conserveermiddelen is voornamelijk gebaseerd op de verstoring van microbiële celstructuren en fysiologische functies.
Ten eerste verstoren ze het celmembraan: de actieve ingrediënten van bepaalde antimicrobiële conserveermiddelen reageren met de lipiden en eiwitten in microbiële celmembranen, waardoor de membraanpermeabiliteit verandert. Dit leidt tot het lekken van intracellulaire inhoud, wat uiteindelijk resulteert in microbiële dood. Bepaalde kationische conserveermiddelen kunnen bijvoorbeeld adsorberen op bacteriële oppervlakken, waardoor de elektrische potentiaal van het celmembraan wordt gewijzigd en membraanschade wordt veroorzaakt.
Ten tweede remmen ze de enzymactiviteit: enzymen spelen een cruciale rol in het microbiële metabolisme en nemen deel aan een breed scala aan biochemische reacties. Antimicrobiële conserveermiddelen binden zich aan de actieve plaatsen van enzymen, waardoor deze inactief worden; dit blokkeert metabolische routes en remt de microbiële groei en reproductie. Bepaalde zwavel-bevattende conserveermiddelen kunnen bijvoorbeeld reageren met enzymen in bacteriële cellen, waardoor deze worden gedeactiveerd.
Ten derde interfereren ze met genetisch materiaal: het genetisch materiaal van een micro-organisme regelt de groei, voortplanting en erfelijke eigenschappen ervan. Componenten in antimicrobiële conserveermiddelen kunnen interageren met het DNA of RNA van een micro-organisme, waardoor de replicatie- en transcriptieprocessen worden verstoord en bijgevolg wordt voorkomen dat het micro-organisme zich normaal kan voortplanten of overleven. Bepaalde conserveermiddelen die specifieke chemische functionele groepen bevatten, kunnen bijvoorbeeld aan DNA binden, waardoor de replicatie ervan wordt geblokkeerd. Verschillende soorten antimicrobiële conserveermiddelen kunnen prioriteit geven aan een of meer van deze werkingsmechanismen om een breed spectrum aan micro-organismen effectief te remmen en te elimineren.
