تعتمد آلية عمل المواد الحافظة المضادة للميكروبات في المقام الأول على تعطيل الهياكل الخلوية الميكروبية والوظائف الفسيولوجية.
أولا، أنها تعطل غشاء الخلية: تتفاعل المكونات النشطة لبعض المواد الحافظة المضادة للميكروبات مع الدهون والبروتينات داخل أغشية الخلايا الميكروبية، وبالتالي تغير نفاذية الغشاء. وهذا يؤدي إلى تسرب المحتويات داخل الخلايا، مما يؤدي في النهاية إلى موت الميكروبات. على سبيل المثال، يمكن لبعض المواد الحافظة الكاتيونية أن تمتز على الأسطح البكتيرية، مما يغير الإمكانات الكهربائية لغشاء الخلية ويسبب تلف الغشاء.
ثانيًا، أنها تمنع نشاط الإنزيم: تلعب الإنزيمات دورًا محوريًا في عملية التمثيل الغذائي الميكروبي، وتشارك في مجموعة واسعة من التفاعلات الكيميائية الحيوية. ترتبط المواد الحافظة المضادة للميكروبات بالمواقع النشطة للإنزيمات، مما يجعلها غير نشطة؛ وهذا يمنع المسارات الأيضية ويمنع نمو الميكروبات وتكاثرها. على سبيل المثال، يمكن أن تتفاعل بعض المواد الحافظة المحتوية على الكبريت مع الإنزيمات الموجودة داخل الخلايا البكتيرية، وبالتالي يتم تعطيلها.
ثالثا، أنها تتداخل مع المادة الوراثية: فالمادة الوراثية للكائن الحي الدقيق تحكم نموه، وتكاثره، وسماته الوراثية. يمكن للمكونات الموجودة في المواد الحافظة المضادة للميكروبات أن تتفاعل مع الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي (RNA) للكائن الحي الدقيق، مما يعطل عمليات التكاثر والنسخ، وبالتالي يمنع الكائنات الحية الدقيقة من التكاثر أو البقاء على قيد الحياة بشكل طبيعي. على سبيل المثال، يمكن لبعض المواد الحافظة التي تحتوي على مجموعات وظيفية كيميائية محددة أن ترتبط بالحمض النووي، وبالتالي تمنع تكاثره. قد تعطي الأنواع المختلفة من المواد الحافظة المضادة للميكروبات الأولوية لواحدة أو أكثر من آليات العمل هذه لتثبيط مجموعة واسعة من الكائنات الحية الدقيقة والقضاء عليها بشكل فعال.
