聚酰胺-胺修饰磁性碳纳米管固定化脂肪酶及其在米糠油脱酸中的应用研究

针对高酸价米糠油(HRBO)脱酸过程中化学法损耗大、物理法能效低的问题，本研究通过第二代聚酰胺-胺(G2 -PAMAM)修饰磁性碳纳米管(mMWCNTs)固定化米根霉脂肪酶(RML)，获得G2 -mMWCNTs-RML复合材料。优化条件下酶负载率达74%，脱酸后酸值(AV)降至2.3 mg KOH/g，循环使用8次后活性保持75%，为油脂工业提供了高效环保的酶法脱酸新策略。

　　

米糠油(RBO)作为富含维生素E、谷维素等生物活性成分的健康油脂，却因原料中内源脂肪酶作用导致游离脂肪酸(FFA)含量过高，酸值(AV)超标问题突出。传统化学脱酸造成50%油脂损失，物理方法又面临能耗高、效率低的困境。酶法脱酸虽条件温和，但游离脂肪酶存在稳定性差、回收困难等瓶颈。针对这一系列行业痛点，黑龙江省自然科学基金支持的研究团队创新性地将纳米材料技术与酶工程相结合，在《Food Bioscience》发表研究成果。

研究采用第二代聚酰胺-胺(G₂
-PAMAM)修饰磁性多壁碳纳米管(mMWCNTs)作为载体，通过优化pH、温度等参数固定化米根霉脂肪酶(Rhizomucor miehei lipase, RML)。关键技术包括：磁性纳米载体制备、PAMAM树枝状大分子修饰、酶固定化工艺优化，以及以20 mg KOH/g高酸价米糠油(HRBO)为原料的脱酸条件筛选。

材料与方法
实验选用浙江德乐康食品公司提供的HRBO，通过响应面法优化RML在G₂
-mMWCNTs上的固定化条件。采用透射电镜(TEM)和傅里叶红外光谱(FTIR)表征载体结构，以植醇为酰基受体建立酶法脱酸体系。

Effect of lipase addtion on immobilization
当酶添加量为4 mL/10 mg载体时，酶负载率达74%（图3a）。过量酶会导致载体活性位点饱和，形成酶聚集体而降低效率。

Conclusion
制备的G₂
-mMWCNTs-RML在65°C、600 U/g酶量、植醇添加量20%、溶剂油比5:4条件下，使AV从20降至2.3 mg KOH/g。其热稳定性显著优于游离RML，8次循环后活性保持75%，磁分离回收率达98%。

该研究首次将PAMAM修饰的磁性纳米管应用于油脂脱酸领域，解决了传统酶法工业化应用的回收难题。通过纳米载体与树枝状聚合物的协同效应，既提高了酶负载量，又增强了操作稳定性。植醇作为酰基受体的创新应用，在降低AV的同时提升了产品营养价值。研究成果为油脂精炼行业提供了绿色高效的解决方案，其磁性流体化床设计理念更具产业化推广价值。