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海藻糖是一种非还原性双糖，具有独特的抗冷冻、抗干燥脱水的生物活性，因此近年来成为世界各国科学家研究的热点。透明质酸(HA)是广泛存在于动物各种组织细胞间质中的直链多聚糖。本课题对海藻糖和HA单独使用以及两者复配对生物分子和微生物的保护及其作用机制进行探讨，为海藻糖和HA作为生物产品保护剂的应用提供理论依据。
考察了海藻糖、HA以及两者复配对模型蛋白质胰激肽原酶(PKase)的保护及其作用机制。在冷藏、反复冻融、冷冻干燥、真空干燥和45℃、7个周的贮存过程中，海藻糖对PKase活性的稳定作用比较显著，HA单独应用的效果较差，但两者复配后保护作用高于两者单独使用。对PKase酰胺Ⅰ带二阶导数红外光谱的研究发现，冻干和45℃贮存期间PKase二级结构改变，海藻糖及其与HA复配有利于保持PKause的天然结构。冻干后，海藻糖的-OH与PKase的极性基团产生氢键相互作用，代替PKase极性基团周围失去的结合水，从而稳定蛋白质二级结构。HA不能与干态蛋白质形成氢键连接，因而保护作用最差。海藻糖和HA复配对冻干PKase的保护作用最佳，因为两者具有互补性：冻干过程中海藻糖与PKase形成稳定的氢键作用；加入HA提高了体系的玻璃化温度(T<,g>)。
以脂质体为模型，探讨了海藻糖、HA以及两者复配对膜脂双层冻干的保护及其作用机制。海藻糖、HA及两者复配能抑制冻干引起的脂质体内药物泄漏和粒径增大，其中HA的作用较差，两者复配作用高于海藻糖和HA单独使用。膜融合和药物泄漏与脂质体的T<,g>具有相关性。冻干后，海藻糖的-OH与磷脂的PO<2->产生氢键相互作用，以代替失去的结合水。HA不能与磷脂的PO<2->产生氢键相互作用。海藻糖和HA复配可以充分发挥两者的互补作用，即海藻糖的“水替代”作用与HA的“玻璃态”作用有机结合，因此保护效果最佳。
海藻糖、HA及其复配对长双歧杆菌和嗜酸乳杆菌干态细胞的保护作用显著优于液体状态。冻干造成菌体细胞生理性损伤，使其再水化后培养过程中具有较长的迟滞期，海藻糖和HA复配作为保护剂可以降低这种生理性损伤。通过正交试验筛选出两种菌的最佳冻干保护剂配方，相应的冻干存活率分别为长双歧杆菌87.6％、嗜酸乳杆菌55.2％。冻干损坏微生物细胞膜和敏感蛋白质。海藻糖、HA以及两者复配通过稳定细胞膜物理性质和蛋白质二级结构从而实现对菌体细胞的保护作用。通过扫描电镜照片可以看出，无保护剂组冻干-再水化后细胞裂解、内容物泄漏，以海藻糖和HA复配为保护剂组细胞饱满、形态完整。
探讨了空气悬浮法制备长双歧杆菌和嗜酸乳杆菌二联活菌微胶囊的最佳工艺条件，在此条件下制备的微胶囊具有良好的耐酸性和肠溶性。微胶囊包囊产率56.49％，包囊效率87.45％。通过扫描电镜发现微胶囊表面覆盖着一层光滑平整的囊膜，粒径大小基本在400～500 μm。在恒温37℃、相对湿度60～65％条件下贮存3个月后，加保护剂的微胶囊菌体存活率高于10％，且远远高于冻干菌粉和无保护剂微胶囊组。