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國內外的研究者以天然油脂、脂肪酸和甘油等為原料，利用生物催化劑脂肪酶，在有或無有機溶劑體系中，通過油脂水解或醇解、脂肪酸與甘油酯化和甘油解等多種反應途徑合成單甘酯。脂肪酶在有機相中合成單甘酯的途徑主要有如下幾種。

1、水解法指天然油脂或三甘酯通過水解作用生成單甘酯的過程。水解法最主要的問題是單甘酯產率較低，原因是每產生lmol單甘酯則生成2mol脂肪酸，脂肪酸抑制酰基轉移從而阻止水解反應繼續進行。

2、酯化或轉酯反應指甘油與脂肪酸或脂肪酸酯通過酯化或轉酯反應產生單甘酯的過程。酯化或轉酯反應的關鍵是控制初步酯化產品單甘酯不被進一步酯化成雙酯或三酯，所以生成的單甘酯應及時從反應體系中分離出去，以提高單甘酯產率。

3、甘油解法指以天然油脂或三甘酯和甘油為底物合成單甘酯的過程。甘油解反應具有理論產率，因為每1 molTAG(三甘酯)消耗2mol甘油，同時能夠產生3moI單甘酯。