科學家在考察了海藻糖在干燥脫水過程中對生物膜和蛋白質的保護作用后提出了一些假說，一般都是從分子角度去考察海藻糖的作用機制，基本都是與生物分子形成“分子復合物”。
１水替代學說
生物體中的蛋白質、糖、脂肪和其它大分子物質均被一層水膜包圍保護著，這層薄薄的水膜是維持其結構和功能特性*的物質基礎。
２玻璃態學說
海藻糖與其它糖類一樣，是一種很好的成玻載體。玻璃態是一種無定形的固體狀態，具有很高的黏度。這種非晶體結構的形成導致下班基質中的分子運動減少、擴散系數降低，化學反應速率降低。
３優先排阻學說
很多分子都能在溶液中對蛋白質起穩定作用，如氨基酸、糖類、某些鹽類等，但只有糖類既能在溶液中對蛋白質起穩定作用，又能在干燥的條件下起保護作用，并且以二糖的效果好。
４海藻糖與其它分子的協同作用
海藻糖與一些分子伴侶在細胞熱耐受中發揮了協調作用。
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