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防腐剂是能够杀灭或抑制微生物，特别是细菌和真菌生长的化学物质。防腐剂不是杀菌剂，没有很强的即时杀灭效果，只有在足够浓度并与微生物直接接触的情况下才能发挥作用。防腐剂通过作用于微生物的细胞膜、细胞壁及酶等多个靶点，破坏细胞的分裂，抑制微生物的生长和繁殖，达到防腐的目的。实际上，防腐剂主要是对酶活力或对细胞原生质部分的遗传微粒结构产生影响的。例如，硫柳汞作用于巯基酶，而庆大霉素则作用于核糖体。总之，防腐剂是通过抑制细胞中基础代谢酶的合成或重要生命物质核酸和蛋白质的合成，起到阻碍细胞生长的作用。
防腐剂的种类很多，如酸碱及其盐类、中性化合物类、汞化合物类、季胺化合物类等。防腐剂对微生物繁殖体有杀灭作用，但对芽孢则使其不能发育为繁殖体而逐渐死亡。不同类型的防腐剂其作用机理也不尽相同，如醇类能使病原微生物蛋白质变性；苯甲苯酸、尼泊金类等则能与病原微生物酶系统结合，竞争其辅酶；阳离子表面活性剂等则是通过降低表面张力作用，增加菌体细胞膜的通透性。
