在凍干制品的冷凍干燥和貯藏過程中，化學成分、凍結速率、凍結和脫水應力、玻璃化轉變溫度、干燥固體中剩余水分、貯藏環(huán)境的溫度和濕度等都會影響其中活性組分的穩(wěn)定性甚至會導致失活。

通過實驗的方法研究發(fā)現，除了一些食品、人血漿、牛奶等少數物料可以直接冷凍干燥外；大多數的藥品和生物制品，都需要添加合適的冷凍干燥保護劑和添加劑，配制成混合液后，才能進行有效的冷凍干燥和貯藏。

凍干保護劑的保護機理有很多假說，不同保護劑保護原理不同，不同產品能添加的種類也不同。

凍干保護劑種類較多，按照不同分類方法有不同的標準。

按分子量分類

低分子量化合物：谷氨酸、葡萄糖、肌醇、乳糖、蔗糖、海藻糖、山梨醇D、L-蘇氨酸、肌醇、木糖醇、精氨酸和組氨酸等。

高分子化合物：白蛋白、明膠、蛋白胨、可溶性淀粉、阿拉伯膠、羥甲基纖維素、藻類等以及脫脂牛奶、血清等。

一般低分子化合物在凍干過程中直接發(fā)揮作用；而高分子化合物則是促進低分子化合物的保護作用。因此，制備保護劑配方時，一般將低、高分子化合物配合使用。

按保護劑功能和性質分類

凍干保護劑：在凍結和干燥過程中，可以防止活性組分發(fā)生變性的物質，如甘油、海藻糖、蔗糖等；

填充劑：能防止有效組分隨水蒸氣一起升華逸散，并使有效組分成形的物質，如甘露醇、明膠等；

抗氧化劑：用作防止生物制品在冷凍干燥過程以及貯藏過程中發(fā)生氧化變質的物質，如維生素D、維生素E等；

酸堿調整劑：在冷凍干燥過程和貯藏過程中，能將生物制品的pH值調整到活性物質的穩(wěn)定區(qū)域的物質，如磷酸、山梨醇\氨基酸等。

按物質種類分，又分為糖類，醇類，氨基酸，緩沖液等。