暨南大学油料生物炼制与营养创新团队硕士研究生谢蕊在Journal of the Science of Food and Agriculture 期刊（中科院JCR  2区，影响因子3.3发表题为“Enzymatic Preparation of Diacylglycerols: Lipase Screening, Immobilization, Characterization and Glycerolysis Performance”的研究论文，由张震副教授指导并作为通讯作者。

一、研究背景

甘油解是制备甘油二酯（DAG）的一种有效方法，具有原料易得、操作简便、反应条件温和、成本低廉等显著优点，且较低的反应温度可减少副产物的形成。在DAG的生产中，主要存在化学法和酶法两种途径。传统的化学方法通常使用无机碱催化剂，需在高温条件下进行，能耗大，不仅会引发环境问题，还可能导致油脂降解，生成多种混合产物，增加了后续纯化步骤的复杂性和生产成本。相比之下，酶法利用脂肪酶的催化特性，可在温和条件下操作，具有高催化特异性，适用于工业化生产。然而，酶的高成本、游离酶的稳定性及其重复利用率较低等问题限制了其应用。为解决上述问题，酶固定化技术通过将酶固定在载体材料上，提高了酶的稳定性和重复使用性，便于从反应体系中回收利用。常用的固定化载体如树脂，具有疏水性、大孔径和高表面积等特性，有助于酶在非水相体系中保持活性。脂肪酶在疏水界面发生构象变化，暴露活性位点从而催化反应。然而，反应过程中生成的游离脂肪酸、DAG和单酰甘油（MAG）等产物可能会引起脂肪酶从疏水载体上脱落。为此，采用共价固定化的脂肪酶在甘油解反应体系中表现出更高的稳定性，从而提高酶的催化性能与使用寿命。

二、研究方法

本研究旨在针对当前制备甘油二酯油以及固定化酶成本高的问题，通过筛选选择合适的脂肪酶、固定化载体以及固定化方法，制备利于催化甘油解的低成本固定化脂肪酶制剂，提高甘油解催化制备甘油二酯的含量和甘油解反应稳定性。

三、研究结果

通过在不同温度下进行酶促甘油解反应，筛选出国产脂肪酶CN-TL，在选定的条件下催化甘油解反应产物中甘油二酯含量达到44.12%。选择不同种类的食用油作为底物进行甘油解反应，产物中甘油二酯含量均在40-45%之间，显示出广泛的适用性。并通过分子对接评估脂肪酶活性位点的相互作用和结合能，CN-TL活性位点包括典型的 Ser-His-Asp催化三联体,与 TAG分子的分子间相互作用主要通是氢键和疏水相互作用，结合能为相对最小，对接状态最稳定，辅助验证其用于甘油解反应催化制备亚麻籽油基甘油二酯的适用性。通过筛选化学试剂PEGDGE，并采用共价结合法对载体LX-201A进行预活化后，制备了固定化酶TL-PEGDGE-LX，并对固定化酶的微观结构和二级结构等进行表征和分析。固定化后，以五种不同链长和饱和度的油脂为底物，TL-PEGDGE-LX催化甘油解反应的甘油二酯含量范围为35%到45%，显示出其广泛的适用性。此外，固定化酶在连续五次反应后初始活性仍保持在90%以上，且甘油分解产物中的甘油二酯含量减少了6.43%，表现出优异的重复使用性能。

图1 五种不同脂肪酶在不同温度下催化甘油解产物中的DAG含量

图2 五种脂肪酶与亚麻籽油中四种含量最高的TAG分子对接结合能

图3 载体对脂肪酶催化甘油解产物中各组分的影响

图4  活化剂对脂肪酶催化甘油解产物中各组分的影响

图5 LX-201A和TL-PEGDGE-LX的SEM(a)和CLSM(b)图像

四、研究结论

基于甘油解和分子对接研究结果，选择脂肪酶CN-TL进行固定化。通过筛选选择了化学试剂PEGDGE作为活化剂预活化载体LX-201A，采用共价结合的方法制备了固定化酶TL-PEGDGE-LX。对固定化酶的微观结构和二级结构的表征结果表明，脂肪酶已成功固定在载体上。TL-PEGDGE-LX在催化甘油解反应制备甘油二酯中展现出广泛的适用性以及良好的重复使用性。

本研究工作得到广州市科技计划项目2024A04J3254，国家自然科学基金项目32272341，广东省重点领域研发计划2022B0202010003的支持。

原文文献：

Xie Rui, Peng Xianwu, Lee Yee-Ying, Xie Pengkai, Tan Chin-Ping, Wang Yong, Zhang Zhen. (2025). Enzymatic preparation of diacylglycerols: lipase screening, immobilization, characterization and glycerolysis performance. Journal of the Science of Food and Agriculture. 105(2):816-828.

作者简介：

  谢蕊，暨南大学生命科学技术学院生物与医药硕士研究生，研究方向为油脂生物炼制与营养。目前已在酶法催化甘油解制备甘油二酯、脂肪酶固定化等领域开展研究。在Journal of the Science of Food and Agriculture杂志上发表SCI论文2篇。

   张震，博士/副教授，入选“暨南英才计划”暨南杰青（第一层次），《中国油脂》和《Grain & Oil Science and Technology》青年编委，长期从事高熔点脂肪改性加工与应用基础研究，同时具有两年的食品专用油脂生产企业（嘉里特种油脂（上海）有限公司）研发工作经历，相关学术背景和工作经验丰富。在 Critical Reviews in Food Science and Nutrition、Journal of Agricultural and Food Chemistry、 Food Chemistry和 Industrial Crops and Products等期刊以第一/通讯作者发表论文40余篇；申请发明专利20余件，授权10余件；主持国家自然科学基金项目2项，省部级科研项目3项，承担校企横向课题7项；起草(排名第二)团体标准2项；主编或参编出版包括《食品脂类学》 (ISBN978-7-03-069079-1)“十四五”普通高等教育本科规划教材在内的编著3部。