在干燥過程中，蛋白質(zhì)的水合層被除去，這時，“優(yōu)先作用"機理已不再適用。在干燥過程中的保護機理，目前主要有兩大觀點：（1）玻璃態(tài)假說；（2）水替代假說。
1） 玻璃態(tài)假說
這種觀點認為在含有保護劑溶液的干燥過程中，當(dāng)濃度足夠大且保護劑不發(fā)生結(jié)晶時，保護劑與活性組分混合物就會形成玻璃態(tài)。這種玻璃態(tài)的形成可以使得凍干品的黏度達到1012Pa.s，這也是玻璃態(tài)的黏度。保護劑在蛋白質(zhì)周圍形成玻璃體，使大分子蛋白質(zhì)的鏈段運動受阻，阻止蛋白質(zhì)的展開和沉淀，從而抑制了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)亞能級與結(jié)構(gòu)松弛之間的相互轉(zhuǎn)換，維持蛋白質(zhì)分子三維結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
2）水替代假說
由于蛋白質(zhì)分子中存在大量的氫鍵，結(jié)合水通過氫鍵與蛋白質(zhì)分子聯(lián)結(jié)。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)在冷凍干燥過程中失去水分后，保護劑的羥基能夠替代蛋白質(zhì)表面上水的羥基，使蛋白質(zhì)表面形成一層“水合層"，這樣就可以保護氫鍵的聯(lián)結(jié)位置不直接暴露在周圍環(huán)境中，從而保持了蛋白質(zhì)天然結(jié)構(gòu)和功能的完整性。
目前許多研究者比較贊同“水替代假說"的觀點，這主要是因為通過傅立葉紅外線頻譜儀（FTIR）對蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)以及蛋白質(zhì)與保護劑之間的氫鍵作用進行直接檢測，為該理論提供了證據(jù)。
