結構甘油酯定向合成進展及其應用

王嘉偉，周化嵐，GULTOM Sarman Oktovianus，張建國*

1(上海理工大學 醫療器械與食品學院，食品科學與工程研究所，上海，200093) 2(Department of Agricultural and Biosystems Engineering，Papua University，Manokwari，Papua Barat，Indonesia)

甘油酯的脂肪酸組成和位置決定著甘油酯的物理化學特性、生理代謝功能和營養價值。結構甘油酯(structural glycerides)指利用生物催化劑(如脂肪酶)或化學催化劑(如甲醇鈉)改變甘油酯的脂肪酸組成或者位置而得到的一類酯, 天然甘油酯成分中的脂肪酸隨機性較大，不能滿足人們需求。例如，天然油脂中甘油三酯(硬脂酸甘油酯、軟脂酸甘油酯、油酸甘油酯等)占93%～95%，甘油二酯占5%。天然甘油酯上的脂肪酸位置以及種類隨機分布帶來人體健康問題，例如長期食用長鏈甘油三酯不僅導致脂肪堆積和“三高并發癥”，還會導致必須氨基酸缺乏和腸胃病。定向合成的結構甘油酯，因在特定位置上攜帶特定的脂肪酸，其氧化性、碘值、黏度和皂化值等物理化學性質發生變化，具有更多營養價值和功能，可以降膽固醇，改善免疫功能，防止血栓形成，減少蛋白質分解，改善其他脂肪吸收，減少熱量，保護網狀內皮系統，改善氮平衡，降低癌癥風險，預防心腦血管疾病[1]等，擴大了甘油酯的應用范圍。例如，含有大量中鏈脂肪酸的甘油酯能有效抑菌、促進腸道有益菌繁殖；含有中長鏈脂肪酸的結構甘油酯既補充人體所需脂肪酸，又抑制人體脂肪的積累。研究已經證明共軛亞油酸甘油酯能有效降低高脂飲食誘導的非酒精性脂肪肝大鼠的體重，降低血脂，同時減輕高脂飲食引起的非酒精性脂肪肝損傷[2]。而天然甘油酯存在的弊端還有多不飽和脂肪酸(polyunsaturated fatty acids,PUFA)含量低且分布隨機，導致進入人體后胰脂酶水解能力低，吸收差，而甘油骨架Sn-2位結合PUFA的結構甘油酯就可被有效吸收, 從而提高腦細胞的活性，增強記憶力和思維能力。結合在甘油骨架Sn-2位的棕櫚酸含量60%～70%的結構甘油酯可以最大限度地促進嬰幼兒對礦物質與脂肪的吸收[3]，已經作為母乳的替代品被廣泛使用。因此，結構甘油酯的合成成為近年來的研究熱點。結構甘油酯的合成方法主要有化學催化法和酶催化法。本文總結了結構甘油酯的合成方法與研究進展，以及甘油酯的應用，并提出定向合成結構甘油酯的展望。

1 結構甘油酯的合成方法

結構甘油酯的合成方法有化學催化和酶催化。化學催化法采用無機酸、堿為催化劑，由脂肪酸和甘油進行酯化反應，后續再加入脫水劑而制得結構甘油酯。化學催化法的優點為過程較簡單、產率高，缺點為酸、堿會嚴重腐蝕設備，產生廢液與廢氣，污染環境[4]。酶法催化主要采用脂肪酶催化甘油酯進行脂肪酸組成和位置的改變，合成結構甘油酯，其優點有(1)脂肪酶具有底物選擇性和產物特異性，以原子經濟最大化的方式定向合成特定結構的甘油酯，產物特異性好，產量高，副產物含量低。(2)脂肪酶催化工藝綠色環保，而且以固定化脂肪酶做催化劑可以回收，具有可重復利用的優點，因此適合大規模發展。(3)脂肪酶催化過程中溫度、pH等條件溫和，可有效減少敏感型底物損失，避免了化學催化過程中反應不穩定、產物氧化、成品率底的缺點。結構甘油酯的定向合成是化學催化法和酶催化法的目標。因此開發化學和生物催化劑、研究其工藝路線成為近年來的研究熱點。

1.1 結構甘油酯的化學法合成

1.1.1 甘油單酯的合成

甘油單酯是甘油上只有一個羥基與酸發生酯化反應。目前化學合成甘油單酯主要集中在單硬脂酸甘油酯的研究。單硬脂酸甘油酯的脂肪酰基具有親脂性，兩個羥基具有親水性。因此有顯著的兩親性，可穩定乳液，是食品和化妝品行業中最重要的乳化劑，也常作為制藥行業中藥物遞送系統的納米脂質體成分[5]。早期化學法合成甘油單酯使用無機化學催化劑[例如硫酸/磺酸/氮氣環境下的NaOH/KOH/Ca(OH)2]在高溫(220～250 ℃)條件下合成制備甘油單酯、甘油二酯和甘油三酯的混合物，再通過短程蒸餾的方式獲得高純度的甘油單酯[6]。但是該工藝所得產品的顏色深，甚至出現燒焦的現象，不利于該甘油單酯的應用。目前主流的甘油單酯的合成方法為縮水甘油法和基團保護法。使用縮水甘油與硬脂酸在堿性催化條件下進行酯化制備純度達90%的單硬脂酸甘油酯。但由于縮水甘油價格昂貴, 限制了該工藝的工業化生產，因此采用含有75%粗甘油的生物柴油副產物替代純甘油合成單硬脂酸甘油酯，產率可以達到97.97%[7]。采用基團保護法合成單硬脂酸甘油酯，且不含甘油二酯和三酯等副產物。呂成學等[8]利用對甲苯磺酸為催化劑，丙酮為基團保護劑，三氯甲烷為帶水劑，最終確定了最佳甘油、丙酮、硬脂酸的物質的量比為1.25∶2.5∶1，80 ℃縮合，反應3 h。當催化劑用量為硬脂酸摩爾分數的2.5%，140 ℃酯化，反應4 h單硬脂酸甘油酯產率達到96.42%。整個過程酯化反應結束后要先經過脫保護用減壓蒸餾法蒸出三氯甲烷和反應中的丙酮，隨后不斷加入鹽酸攪拌后進行抽濾和真空干燥再水洗、過濾、干燥后得到產品。雖然基團保護法產率較高，但是生產步驟繁瑣，造成成本增加。

1.1.2 甘油二酯的合成

甘油二酯是甘油的兩個羥基與脂肪酸發生酯化反應，由酯鍵位置不同可分為1,3、1,2、2,3-甘油二酯。雖然甘油二酯在食品中含量甚微，但它在脂肪代謝中發揮著重要作用。研究證明1,3-甘油二酯可以降低人體的脂肪積累，防止體重增加[1]。韓麗娟等[9]將3-氯甘油與醋酸鈉反應生成3-醋酸甘油單酯,在堿性催化劑催化下與脂肪酸發生酯化反應得到1,2-二脂肪酰-3-醋酸甘油酯, 后在甲醇溶液中與K2CO3進行反應,得到1,2-甘油二酯的總收率達75%以上。PASINETTIG等[10]以1,3-二羥基丙酮與脂肪酸合成1,3-二甘油酯丙酮，再通過硼氫化鈉對2位羰基進行還原，最終得到1,3-甘油二酯。而LI等[11]從丙酮縮甘油出發，與酰氯反應首先制備兩端羥基被保護的甘油單酯。甘油單酯在酸性條件下脫保護后，與酰氯反應制備1,3-甘油二酯。這種先縮合再還原的方法可以高效制備1,3-甘油二酯，而且可以制備1,3位不對稱的甘油二酯。

1.1.3 甘油三酯的合成

化學法合成甘油三酯主要利用濃硫酸催化甘油和乙酸/丁酸生產三醋酸甘油酯和三丁酸甘油酯。以上兩者都是無臭的油狀液體，前者主要用于香煙過濾嘴增塑劑、酯酶底物測定、固定香料、化學溶劑、氣相色譜固定液等，后者主要用于飼料添加劑，例如用于解決家畜的斷奶應激綜合癥，從而提高家畜生產性能，以及降低家畜死亡率。由于濃硫酸的危險性，近年來開發離子液體等毒性小、酸堿性可調、催化效率高的催化劑，可有效避免使用濃硫酸作為催化劑的嚴重腐蝕設備、后處理復雜和污染嚴重的缺點。例如，白漫等[12]用離子液體正丙基磺酸-三乙基對甲苯磺酸銨作為催化劑，在甘油∶醋酸∶離子液體比例為1.0∶4.0∶0.1時的三醋酸甘油酯得率高達96%。蔡志鋒等[13]將離子液體[(n-Bu-SO3H)MIm][HSO4] 與納米二氧化硅載體混合，制備成負載型離子液體催化劑BHS([(n-Bu-SO3H)MIm][HSO4][SiO2])，其甘油轉化率為97.2%。Br?nsted-Lewis酸性離子液體是一種不錯的選擇。LIU等[14]采用此酸性離子液體在4 h反應后得到高于98%的三醋酸甘油酯得率。而且，經過6個循環后的三醋酸甘油酯得率不降低。離子液體做催化劑的不足在于反應后離子液體與產物混為一相，分離困難。LIU等[15]合成了微/介孔結構的分子篩催化劑HZSM-5/MCM-41，其甘油轉化率達到100%，甘油三醋酸酯的得率超過91%，且更易產物分離。周志剛等[16]采用傳統方法有機堿三乙胺為縛酸劑，使甘油和丁酰氯在三氯甲烷中發生反應，三丁酸甘油酯得率達83.76%。徐國華等[17]針對氯酰腐蝕性強，不易運輸，且遇空氣產酸霧等缺點，使用發煙硫酸作為催化劑將丁酸與甘油在無溶劑條件下反應，最終三丁酸甘油酯的得率高于98%。該法操作簡單，產物不用洗滌，減少了廢水和廢氣的排放。

1.2 酶法合成結構甘油酯

結構甘油酯的酶法合成采用脂肪酶(EC 3.1.1.3)的特異性將特定脂肪酸結合到甘油的特定羥基，產生結構甘油酯。脂肪酶被廣泛用于生物柴油和清潔劑生產，在生物修復、化妝品、皮革和造紙等領域也被廣泛應用。為了適應多樣化的原料和結構甘油酯產物的需求，開發不同底物特異性、產物特異性的脂肪酶就成為研究熱點。目前開發特異性脂肪酶的方式主要通過改造已有脂肪酶，有理性設計、非理性設計、半理性設計3種方法。理性設計基于對脂肪酶的結構與功能之間關系，找出相關殘基或者結構區域，再進行基因工程改造得到理想的脂肪酶。該方法的優勢在于避免了大量篩選工作，但是難點在于突變位點的精準選擇會出現潛在位點遺漏的現象。非理性設計不考慮酶結構信息，進行隨機突變后再進行高通量篩選。半理性設計綜合以上2種方法，提高了成功率且不需要大量篩選。因此對于酶的理性設計和半理性設計成為近年來研究趨勢和熱點。例如，米根霉脂肪酶因其優異的Sn-1,3區域選擇性而很重要，但其熱穩定性差，嚴重限制了其應用。ZHAO等[18]通過對其進行理性設計，找到影響酶熱穩定性的位點并預測，在第190～238位引入二硫鍵，大大提高了蛋白質的熱穩定性。突變體E190C/E238C在55 ℃孵育720 min后仍保持58.2%活性，而野生型的半衰期僅為11.7 min。進一步構建四重突變體V209L/D262G/E190C/E238C的半衰期分別是野生型脂肪酶半衰期的102.5倍。LAN等[19]從米曲霉中分離出一種特殊的水解甘油單酯和甘油二酯的脂肪酶，通過序列比對發現269位較重要并進行設計突變，V269D對1,3-甘油二酯的水解活性提高到約6倍，其酯化活性增加了2.6倍。

根據合成結構甘油酯的類型，脂肪酶的分類如圖1所示。除結構甘油酯中脂肪酸的數量、位置，還可以根據底物不同、脂肪酸的鏈長分為短鏈甘油酯(short-chain triacylglycerols，SCT)、中鏈甘油酯(medium-chain triacylglycerols，MCT)、中長鏈甘油酯(medium and long-chain triacylglycerols，MLCT)、長鏈甘油酯(long-chain triacylglycerols，LCT)、長短鏈甘油酯(short and long-chain triacylglycerols，SLCT)等。

圖1 脂肪酶特異性催化分類Fig.1 Classification of lipase according to its specificity

目前已發現多種來源的脂肪酶[20]。表1總結了目前已發現的脂肪酶的位置選擇性、催化三聯體、結構信息。由表1可知，目前發現的脂肪酶的位置選擇性主要為1,3位，底物主要為中長鏈脂肪酸。因此，合成特定脂肪酸組分、特定甘油羥基位點的脂肪酶是合成結構甘油酯的2個重要方向。

表1 脂肪酶的特異性及結構信息Table 1 Specificity and structural information of lipase

續表1

1.2.1 合成含有特定脂肪酸的甘油酯

根據脂肪酶的底物鏈長特異性，可以合成特定鏈長脂肪酸甘油酯。研究者初始采用脂肪酶篩選、固定化載體篩選的方式得到結構甘油酯。將具有中鏈脂肪酸偏好性的YLL脂肪酶固定在Accurel MP 1000樹脂上后，在無溶劑條件下催化橄欖油、辛酸(C8∶0)、癸酸(C10∶0)和甘油發生反應得到辛酸占25.6%、癸酸占21.3%的甘油酯[37]。IFEDUBA等[38]優化了固定化RML脂肪酶的載體后，使辛酸、硬脂酸(C18∶0)與大豆油發生反應得到含有辛酸32.5%、硬脂酸42.3%的結構甘油酯。甘油酯的長鏈脂肪酸為ω-3不飽和脂肪酸，例如二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid，DHA)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid，EPA)時具有軟化血管、健腦益智、改善視力的功效多不飽和脂肪酸的功能。目前4種商業脂酶NS40086、Novozym 435、Lipozyme RM IM和Lipozyme TL IM中Lipozyme RM IM較適合生產富含DHA的長鏈甘油酯，得率為44.70%，且Sn-2位含量為69.77%的結構甘油酯[39]。Lipozyme AOAB8(來自米曲霉)在無溶劑體系催化也有相似的效果，產物中含有30.91%月桂酸和44.68%DHA 的結構甘油酯，并且該酶可重復使用至少9次[40]。但是天然脂肪酶還不能滿足底物特異性的所有需求，所以，對脂肪酶進行改造就成為必然選擇。例如，CRL脂肪酶LIP2底物結合口袋中L132突變后得到中長鏈脂肪酸特異性更顯著的突變體L132A和L132I。這是因為亮氨酸和丙氨酸的疏水性和較小的側鏈導致更大的結合腔體與中長鏈脂肪酸結合。突變成異亮氨酸后由于側鏈增加了甲基和乙基基團而增強了親和力[41]。對華根霉(Rhizopuschinensis)脂肪酶進行理性設計，在結合口袋氨基酸H284和L285中間插入一個親水性的谷氨酰胺，改變其親、疏水性以及側鏈基團大小后，對長鏈底物水解活力提高了2.72倍[42]。ZHAO等[43]將脂肪酶MAS1的關鍵位點替換為丙氨酸(H108A、F153A)以增強催化口袋的疏水性和底物結合腔，使脂肪酸催化C8的kcat/Km分別提高2.3、2.1倍；催化C16的kcat/Km分別提高3.0、2.2倍；催化C16的kcat/Km分別提高3.0、2.2倍。脂肪酶MAS1的苯丙氨酸被取代后減少脂肪酶表面張力，穩定了酶結構。因此，基于親、疏水性、結合口袋對脂肪酶進行理性設計改造可以顯著提高底物特異性。

1.2.2 合成特定位置脂肪酸的結構甘油酯

另一方面，脂肪酶的位置選擇性也是合成特定結構甘油酯的重要方面。例如，人乳脂肪替代品的結構甘油酯1,3-二油酸-2-棕櫚酸甘油酯(1,3-dioleoyl-2-palmitoylglycerol，OPO)、1-油酸-2-棕櫚酸-3-亞油酸 (1-oleoyl-2-palmitoyl-3-linoleylglycerol，OPL)都對位置選擇性有較高的要求。ROBLES等[44]在無溶劑條件下比較了固定在Accurel MP1000的ROL脂肪酶、Lipozyme RM IM、Lipozyme TL IM以富含棕櫚酸(palmitic acid，PA)甘油酯(74.5% Sn-2位為PA)和富含油酸(Oleic acid，OA)的游離脂肪酸為底物合成結構甘油酯，結果表明固定化ROL脂肪酶對油酸在Sn-1,3摻入能力強，獲得Sn-1,3位油酸67.2%, Sn-2位棕櫚酸67.8%的結構甘油酯。高亮等[45]利用 Lipozyme RM IM催化得到Sn-2位棕櫚酸占比高達84.70%的結構甘油酯。ZHENG等[46]將篩選的解脂假絲酵母(Candidalipolytica)脂肪酶固定在磁性多壁碳納米管上，使產物中OPO含量達46.5%，明顯優于固定化酶Lipozyme RM IM 和Lipozyme TL IM。針對在甘油Sn-1,3位置為中鏈脂肪酸和在Sn-2位置為長鏈不飽和脂肪酸的結構甘油酯可有效預防和/或治療與肥胖相關的代謝和炎癥紊亂，許多科研人員對合成該類型結構甘油酯進行研究。AKIL等[47]選擇TLL脂肪酶在無溶劑條件下中以癸酸(C10∶0)、月桂酸(C12∶0)和三油酸甘油酯反應后，癸酸和月桂酸的摻入Sn-1,3的效率高達30%。由于破囊壺菌油含有豐富的DHA，采用破囊壺菌油與辛酸在正己烷環境下進行反應，產物中辛酸40.8%(Sn-1,3位占的91.2%)，Sn-2位的DHA 45.5%[48]。

理性設計已經在結構甘油酯特定位置結合脂肪酸方面展示了強有力的效果。喻曉蔚等[49]通過理性設計對華根霉脂肪酶第8位甲硫氨酸、第9位的蘇氨酸、第10位亮氨酸替換成丙氨酸，發現其Sn-1,3位置專一性指數分別從野生型的20提升到100、95、99。趙澤鑫[50]發現脂肪酶MAS1的N45、H108、T237等位點參與脂肪酶的位置選擇性的調控，通過增加脂肪酶MAS1中殘基與以 Sn-2位反應模式進入口袋的極性部分(即甘油骨架)的靜電相互作用、避免不參與反應羰基的結合位點附近存在帶負電基團的殘基、提高脂肪酶MAS1的構象穩定性，提高其 Sn-2位反應活性；相反，引入大側鏈殘基來封閉以Sn-2位反應模式可以增加Sn-1,3位反應活性。

2 結構甘油酯在食品等相關領域的應用

2.1 食品領域應用

2.1.1 母乳脂肪替代品

母乳脂肪中富含必需脂肪酸和脂溶性維生素，同時為嬰兒提供了50%的能量，對嬰兒的生長發育至關重要。例如，結構甘油酯1,3-二油酸-2-棕櫚酸甘油酯、1-油酸-2-棕櫚酸-3-亞油酸等因其脂肪酸分布與母乳相似，棕櫚酸主要在Sn-2位，而Sn-1,3位主要由不飽和脂肪酸[3]。該結構甘油酯由于獨特的脂肪酸分布還具有改善脂肪與礦物質的吸收、減少便秘等功能，可以有效替代母乳，減輕母親的壓力。

2.1.2 類可可脂

類可可脂 (cocoa butter equivalents, CBEs) 與天然可可脂具有相似的物化性質，可有效緩解由于天然可可脂的高生產成本和原料缺乏帶來的限制。CBEs主要成分為1,3-二棕櫚酸-2-油酸甘油酯(POP，15%～19%)、1-棕櫚酸-2-油酸-3-硬脂酸甘油酯(POS，36%～41%)和1,3-二硬脂酸-2-油酸甘油酯(SOS，25%～31%)，可由低成本植物油生產[3]。

2.1.3 低熱量脂質

人體肥胖的主要原因是過多攝入油脂。而低熱量脂質和普通油脂的物化性質和口感相同，其熱量(4.5～6 kcal/g)要比普通油脂熱量(9 kcal/g)低,且具有降低膽固醇、降血脂的功效。低熱量脂質主要由短長鏈甘油三酯組成[3]，目前比較成熟的商用短長鏈甘油酯產品是Salatrim系列，該酯進入人體后較低的吸收會在小腸內部留下未消化的脂肪酸，由于膽囊收縮素、胰高血糖素肽-1等調節食欲的胃腸激素作用產生更大的飽腹感[51]。該酯已經廣泛用于食品加工領域生產低熱量產品，例如可制成一系列低熱量糖果，如焦糖、太妃糖、奶糖等。這些產品比用高熱量脂肪制成的糖果能量降低了約45%。

2.1.4 低反式/零反式脂肪

天然的油料作物加工成食用油時，高溫加熱會產生反式脂肪酸，市面上的人造黃油與起酥油中也含有大量反式脂肪酸，而攝入大量反式脂肪酸對心血管健康有不利影響，增加冠心病的發病風險。還會導致肥胖、血栓、阿爾茲海默病等疾病。中短鏈飽和脂肪酸會被快速消化，轉化成能量消耗掉，促進新陳代謝，達到減肥的效果[3]。表2列出了目前廣泛應用于食品領域的結構甘油酯成分組成及其功能。

表2 常見結構甘油酯的脂肪酸組成以及功能應用Table 2 Fatty acid composition and functional application of common structural glycerides

2.1.5 防腐劑、乳化劑

甘油單酯是一類重要的非離子型表面活性劑，含有一個親油的長鏈烷基和兩個親水的羥基，具有優良的表面活性，可作為乳化劑進行應用。部分甘油單酯具有一定的抗菌特性，例如月桂酸甘油單酯，具有廣譜抗菌性，而且安全性高、性能穩定，同時表面活性也較強，已經在多個國家實現工業化生產，并作為食品防腐劑投放市場。

2.2 其他應用

2.2.1 脂肪乳劑

脂肪乳劑可用于肝功能、腎功能不全及體弱嬰幼兒的腸外營養。而傳統乳劑因原料大豆油中多不飽和脂肪酸過多在吸收過程中會對免疫功能造成損傷，而且容易過氧化。中長鏈甘油酯為原料的脂肪乳劑可安全有效地為術后病人提供能量，使用過程中更加穩定，減少氧化帶來的危險。攜帶ω-3脂肪酸的脂肪乳劑具有抗炎與免疫調節作用，ω-3魚油脂肪乳劑能對環氧化酶產生競爭性抑制作用，從而抑制炎性因子生成。此外對T細胞膜脂肪酸組成產生影響，進而影響IL信號傳導，同時還可增大細胞膜流動性[53]。

2.2.2 藥物載體輔劑

長鏈甘油酯，例如山萮酸甘油酯，擁有高熔點、兩親性、固體粉末形式，更易引入制劑，具有良好的性能。例如山萮酸甘油酯商業化產品Compritol，與其他潤滑劑相比，其惰性更好，更低的剪切力，對混合時間不敏感。由于具有良好的熔融與流變特性，該產品可作為親脂性黏合劑用于制備微丸[54]。作為載體材料對藥物有更高的相容性和包封效果。

2.2.3 飼料

中鏈甘油酯(己酸、辛酸、癸酸、月桂酸)被人體攝入后以通過血液運輸快速到達肝臟和腸胃，不參與外周循環，從而實現高能量的快速供應且易吸收，在家禽、家畜飼養中被廣泛應用。此外中鏈甘油酯可以提高動物機體的淋巴細胞增值速度，增強對白細胞介素的表達，實現免疫調節。中鏈甘油酯因高能量特點，還具有對腸道菌群起到促進繁殖的作用，達到腸道調節的目的。研究證明飼料中添加了中鏈甘油三酯，使仔豬飼料轉化率提高7%，日增重提高5%[55]。

3 展望

雖然結構甘油酯在食品工業方面具有光明前景，但是目前存在合成的甘油酯種類過少、傳統化學法特異性不足及合成過程不夠綠色環保等問題。利用酶法合成結構甘油酯則可有效避免上述問題。而且，隨著生物信息學、結構生物學、量子化學等學科的發展，以及固定化、微囊化等技術的逐步成熟，對酶進行修飾和突變，提高酶催化的特異性、熱穩定性已取得較大進展。雖然對于結構甘油酯的合成充滿前景，但仍需要從以下2個方面進行突破：(1)建立合成結構甘油酯數據庫。數據庫包含化學法催化劑及達到最高含量甘油酯的催化過程的最適條件，以及催化所用離子液體的合成方法等；酶法催化中所用酶的品種、酶載體、突變策略、突變位點、突變效果等。這將為相關研究提供參考作用，有利于研究更加具有目的性。(2)多學科融合到生物催化研究。通過量子化學、生物信息學、結構生物學、計算生物學等手段實現對酶的精確改造，對酶的催化機理進行深層次的認知。通過多學科參與酶的改造，使定向合成甘油酯不再盲目。以上措施將促進酶催化法的研究，極大提高結構甘油酯的合成效率和種類，達到綠色食品工業過程的目標，擴大結構甘油酯在食品領域的應用。