暨南大学理工学院汪勇教授课题组研究生陈佳子和Lee Wan Jun博士后在Frontiers in Bioengineering and Biotechnology期刊（中科院JCR 2区，影响因子5.122）发表了一篇关于酶法合成高纯度中链甘油二酯，及其性质表征和应用研究的文章。文章题目为 “Immobilized Lipase in the Synthesis of High Purity Medium Chain Diacylglycerols Using a Bubble Column Reactor: Characterization and Application”，由汪勇教授指导并为通讯作者。

研究背景：

 甘油二酯（DAG）独特的分子结构赋予其乳化、润滑、抗静电等特性，同时还具有营养、安全、人体相容性高、加工性好等优点，是一类多功能的食品添加剂。研究证实，由中链脂肪酸（MCFA）合成的中链甘油二酯具有丰富的生理功能，包括减少体内脂肪积累，快速供应能量，提高葡萄糖耐量和胰岛素敏感性等。有研究证明，长期服用富含中链脂肪酸甘油二酯（MCE-DAG）油可以减少小鼠体重以及体脂，若将富含中链脂肪酸的甘油二酯油作为功能酯类，能在肥胖的管理以及脂质代谢改善中发挥重大作用，拥有巨大市场潜力及开发应用前景。但是传统的化学催化制备方法，成本高；副产物多，分离提纯困难；且高温对脂肪酸易造成破坏，影响产品质量，导致MCE-DAG 的制备困难，研究成果稀缺。而酶法催化具有反应条件温和，产品品质高，低能耗，环保，催化效率高且副产物少，降低后续处理成本等优点。因此，若要进一步制备MCE-DAG ，需要找到一种合适的酶进行催化制备。南极假丝酵母脂肪酶 b（Candida antarctica Lipase B，CALB）是目前在学术界、工业界应用最广泛最稳定的脂肪酶之一，具有醇立体选择性高、有机相稳定性好、催化效率高、底物谱广等突出优点，而Novozym 435酶是来自于CALB 的固定化脂肪酶，其由经过基因改性的米曲酶，微生物进行深沉发酵并吸附在大孔丙烯酸树脂上而形成，是高效的制备甘油二酯的催化剂。本实验以中链脂肪酸及甘油为底物，Novozym 435酶为催化剂，通过鼓泡反应器，实现高纯度MCE-DAG的环保且无溶剂生产。并对其进行了性质表征及应用研究。 

研究方法：

本研究采用Novozyme 435 酶催化高纯度辛酸、癸酸和甘油通过酯化反应合成粗DAG, 再通过分子蒸馏工艺对粗产物进一步纯化，除去游离脂肪酸（FFA）和和单甘脂（MAG），提高DAG纯度，最后通过薄层色谱分析和硅胶柱层析法进一步纯化产物，得到高纯度MCE-DAG。系统考察MCE-DAG的结晶性质及在乳液中的性能，为其进一步将MCE-DAG应用在食品功能性油脂中提供科学依据。

图 利用鼓泡反应器酶法催化制备MCE-DAG并进行产物分析

研究结果：

通过研究，确立了一种利用Novozyme 435 酶催化制备高纯度MCE-DAG的方法，得到纯度为99%的MCE-DAG。研究发现在热力学方面：99% C₈ DAG结晶点和熔点低于99% C₁₀ DAG；在晶型方面：高纯度C₈ DAG的晶体颗粒细小均匀，而高纯的C₁₀ DAG微观结构呈较大的絮状晶体；在应用性能方面：通过混合20%的水，80%的菜籽油，氢化大豆油（HSF），高纯辛/癸酸DAG（占油相5%），制备得到脂肪结晶油包水乳状液，其中高纯度MCE-DAG具有介导HSF在油水界面结晶的功能，从而起到稳定乳状液的作用。 

研究结论：

此项研究建立了一种酶法催化制备高纯度MCE-DAG的生产体系，是一种潜在的操作性高，安全风险低的酶催化制备方法。在性质表征研究方面，得到了MCE-DAG在热力学性质及结晶性质方面的基础数据，丰富了MCE-DAG的基础研究。探究了高纯度MCE-DAG在稳定乳液方面的应用性能，挖掘了高纯度MCE-DAG的应用潜力，提供了更广阔的应用思路。

研究工作受到中国国家自然科学基金，广州市珠江科技开发项目与广州市科技局的支持。

原文文献：

Chen, J., Lee, W. J., Qiu, C., Wang, S., Li, G., & Wang, Y.  Immobilized lipase in the synthesis of high purity medium chain diacylglycerols using a bubble column reactor: Characterization and application. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 2020, 8. 

作者简介：

陈佳子，女，硕士毕业于暨南大学理工学院，研究方向为中链及中长链甘油二酯的制备纯化及其在热力学、结晶学方面的研究，同时还聚焦于甘油二酯在乳状液方面的综合利用研究，在上述方向共发表论文6篇，其中SCI收录3篇（2篇为共一作者）。现将于暨南大学继续攻读博士学位，研究专业为生物医学物理与生物医学信息技术。熟悉掌握甘油酯纯化制备技术、差示热量扫描仪、小角X射线衍射仪等各种仪器和相关软件的操作及数据分析。

LEE WAN JUN, 博士，毕业于马来西亚博特拉大学，暨南大学理工学院博士后，研究油脂及其高效递送体系。在超临界流体技术及油脂领域发表了总共12篇SCI论文及1篇章节。其中5篇论文与章节为第一作者。研究兴趣包括包埋技术及其高效递送体系、超临界流体技术、油脂制备、表征及应用。博士论文课题研究了超临界二氧化碳技术增溶分散制备微胶囊, 熟悉掌握超临界流体技术、微胶囊技术、脂质分析检测、生物活性成分分析、数学建模与存储质量分析。