DE3545056A1 - Enzympraeparat fuer die umesterung - Google Patents
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- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
- C12P7/6436—Fatty acid esters
- C12P7/6445—Glycerides
- C12P7/6458—Glycerides by transesterification, e.g. interesterification, ester interchange, alcoholysis or acidolysis
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/14—Hydrolases (3)
- C12N9/16—Hydrolases (3) acting on ester bonds (3.1)
- C12N9/18—Carboxylic ester hydrolases (3.1.1)
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aktivierung eines Enzyms in einem Enzympräparat, das für die Zersetzung
oder Modifizierung von Ölen und Fetten brauchbar ist.
Auf diesem Gebiet werden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt zur Herstellung von hochwertigen Öl- und
Fettprodukten durch Modifizieren von pflanzlichen oder tierischen Ölen und Fetten, die in der Natur in reichlicher
Menge vorkommen.
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Vor kurzem wurden beispielsweise verschiedene Verfahren vorgeschlagen zur Herstellung eines Ersatzes für Kakaobutter,
die als Ausgangsmaterial für Schokolade verwendet wird, durch Anwendung einer enzymatischen Umesterungsreaktion
(Interveresterungsreaktion) auf ein öl oder Fett, um so dem Öl oder Fett einen hohen Wert zu verleihen, wobei
die Vorteile spezifischer Eigenschaften von Lipase ausgenutzt
werden.
Lipase weist nicht nur katalytisch^ Effekte auf die Hydrolyse
von Ölen und Fetten, sondern auch auf eine Esterbildungsreaktion
auf, die eine Umkehrreaktion der Hydrolysereaktion ist, wenn die Bedingungen in geeigneter Weise ausgewählt
werden. Die Umesterungsreaktion (Interveresterungsreaktion)
, die zu den Esterbildungsreaktionen gehört und eine der wichtigsten Methoden zur Modifizierung von Ölen und
Fetten ist, kann wirksam durchgeführt werden unter Ausnutzung dieser charakteristischen Eigenschaften von Lipase.
Bei der Entwicklung enzymatischer Methoden tritt jedoch
das ganz wichtige Problem auf, daß die Aktivität des En-
-4-
zyms so hoch wie möglich sein muß und daß ein ausgezeichnetes
Verfahren zur Herstellung eines aktiven Enzympräparats entwickelt werden muß.
Um diese Probleme zu lösen, wurden bereits die folgenden Verfahren vorgeschlagen: z.B. ein Verfahren, bei dem eine
sehr geringe Menge Wasser als Enzymaktivator verwendet wird, um so die Umesterungsaktivität zu erreichen (vgl.
die Beschreibung der japanischen Offenlegungsschrift IQ 104 506/1977), sowie ein Verfahren, bei dem ein niederer
Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohol, wie z.B. ein Polyhydro-'xyalkohol,
wie Glycerin, verwendet wird (vgl. die Beschreibungen der japanischen Patentpublikation 6 480/1982
und der japanischen Offenlegungsschrift 78 496/1982).
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Zur Herstellung aktiver Enzympräparate wurden bereits Verfahren vorgeschlagen, bei denen ein Träger in einer wäßrigen
Lipaselösung dispergiert wird, um Lipase oder eine Lipase enthaltende Substanz an dem Träger zu adsorbieren,
2Q und dann der Träger getrocknet wird zur Herstellung eines
Enzympräparats mit einem gegebenen Wassergehalt (vgl. z.B. die Beschreibungen der japanischen OffenlegungsSchriften
127 087/1981 und 48 006/1983).
Diese bekannten Verfahren haben jedoch die nachstehend beschriebenen Mangel und sie können daher nicht als zufriedenstellende
Verfahren zur Durchführung in einem großtechnischen Maßstäbe verwendet werden.
n Es ist nämlich bekannt, daß dann, wenn eine sehr geringe
Menge Wasser als Enzymaktivator bei der ümesterungsreaktion eines Öls oder Fettes verwendet wird, die Hydrolysereaktion
des Öls oder Fettes zusätzlich zu der gewünschten Ümesterungsreaktion auftritt, wodurch die Ausbeute an dem
qc Umesterungsprodukt herabgesetzt wird (vgl. z.B. "Journal
of American Oil Chemist's Society", 60, 291-294 (1983)).
-δ-Ι Nach umfangreichen Untersuchungen wurde nun gefunden, daß
dann, wenn ein niederer Polyhydroxyalkohol, wie z.B. Glycerin, anstelle von Wasser, das die obengenannten Mängel
aufweist, verwendet wird, die Urnesterungsreaktion nur
sehr langsam abläuft und es nahezu eine Woche dauert, bis die gewünschte Ausbeute erzielt wird, obgleich ein
Effekt in bezug auf die Kontrolle der Hydrolysereaktion bis zu einem gewissen Grade erzielt werden kann.
Die durch die Hydrolysereaktion der öle und Fette gebildeten
Nebenprodukte beeinträchtigen die Eigenschaften der . durch die Umesterungsreaktion erhaltenen Öle und Fette,
so daß die Herstellung von Öl- und Fettprodukten mit einer hohen Qualität oder einer gegebenen Qualität nicht
möglich ist. Außerdem müssen zur Aufrechterhaltung der gewünschten Qualität diese Nebenprodukte entfernt werden
und daher ist eine zusätzliche Behandlungsstufe, beispielsweise eine Abtrennung und Reinigung, erforderlich. Dies
trägt zur Komplizierung der Stufen bei, wodurch die praktisehe
Durchführung des Verfahrens in einem industriellen Maßstab verhindert wird, und dies bringt eine Veränderung
der Zusammensetzung des Öls oder Fettes in der Behandlungsstufe mit sich.
Die konventionellen Verfahren, in denen ein Enzymaktivator verwendet wird, sind daher bisher noch unbefriedigend.
Vor kurzem wurde vorgeschlagen, (1) ein oberflächenaktives
Mittel (Emulgiermittel) als Enzymkatalysator zu verwenden, der die verschiedenen Mangel des Enzymaktivators überwindet
und die Hydrolysereaktion hemmt, so. daß die Umesterung wirksam durchgeführt werden kann (vgl. die Beschreibung
der japanischen Offenlegungsschrift 198 798/1982) oder
(2) ein Wasser stark absorbierendes Harz zu verwenden (vgl. die Beschreibung der japanischen Offenlegungsschrift
116 689/1983). Aber selbst dann, wenn diese Enzymkatalysatoren gemäß diesen Verfahren verwendet werden, kann die
Hydrolysereaktion nicht in ausreichendem Maße gehemmt wer-
den, der Emulgator verbleibt in dem umgeesterten Fett
oder es können Verunreinigungen (wie z.B. Monomere), aus dem stark Wasser absorbierenden Harz austreten, wie in den
nachstehenden Beispielen angegeben. Somit sind auch diese
5 Verfahren unbefriedigend.
Bei dem zweiten Verfahren zur Herstellung des aktiven Enzympräparats dauert die Trocknungsbehandlung für die
Erzielung der enzymatischen Aktivität lange und die Trock-
IQ nungsrate muß streng kontrolliert werden, um so eine optimale
enzymatisch^ Aktivität zu erhalten. Außerdem geht die enzymatisch^ Aktivität im Verlaufe der Trocknungsbehandlung,
die über einen langen Zeitraum hinweg durchgeführt wird, verloren. Somit ist auch dieses Verfahren für die
2_5 Durchführung in großtechnischem Maßstabe unbefriedigend,
weil es eine komplizierte Arbeitsweise und viel Arbeitsaufwand erfordert.
Nach umfangreichen Untersuchungen, die unter diesen Umstän-2Q
den durchgeführt wurden, um einen Enzymkatalysator zu finden, der nur die gewünschte Umesterungsreaktion beschleunigt
und Nebenreaktionen deutlich hemmt, wurde nun ein Verfahren zur Herstellung eines Enzym (Lipase)-Präparats
nach einer neuen, leicht durchzuführenden Enzymaktivierungstechnik
gefunden und zum Patent angemeldet (japanische Patentanmeldung Nr . 110 333/1984).
Bei der Umesterungsreaktion der Öle und Fette mit diesen Enzympräparaten mit einer hohen Umesterungsaktivität tre-
„0 ten jedoch noch die folgenden Probleme auf: die Durchführung
der konventionellen Verfahren in einem großtechnischen Maßstab dauert lange und die Umesterung muß wirksam erfolgen,
da das Enzym teuer ist. Um diese Probleme zu lösen, ist es beispielsweise möglich, einen Enzym-Aktivator, wie
op- z.B. Wasser, in einer großen Menge zuzugeben, um so die
Reaktionszeit herabzusetzen durch Erhöhung der Reaktionsrate. Dabei treten jedoch zusätzlich zu der gewünschten
Reaktion Nebenreaktionen, wie z.B. eine Hydrolyse des
öls oder Fettes, auf, wodurch die Produktivität und Qualität des gewünschten Öls oder Fettes stark herabgesetzt
werden. Zur Kontrolle der Nebenreaktionen sind ferner komplizierte Arbeitsgänge, wie z.B. eine Dehydratationsbehandlung,
unvermeidlich, wodurch die Stufen kompliziert werden und die Durchführung des Verfahrens
in einem großtechnischen Maßstab erschwert wird. Obgleich ein anderer Vorschlag der sein könnte, die Menge des teuren
Enzyms herabzusetzen, führt eine bloße Verminderung zu einer Abnahme der Reaktionsgeschwindigkeit und zu einer Verringerung der Qualität des gewünschten Öls oder
Fettes. Dieser Vorschlag kann daher .nicht leicht in industriellem
Maßstab verwirklicht werden.
Die ümesterungsreaktion von Ölen und Fetten wurde bisher
durchgeführt unter Anwendung eines chemischen Verfahrens, bei dem eine alkalische Substanz, wie z.B. ein Alkalimetallalkoholat,
ein Alkalimetall oder ein Alkalimetallhydroxid als Katalysator verwendet wird. Bei diesem Verfahren
kann jedoch keine Spezifität in bezug auf die Position einer Fettsäure in dem erhaltenen Öl oder Fett erzielt
werden, da die Position der in dem Öl oder Fett auszutauschenden Fettsäure nicht unterscheidbar ist. Das .
konventionelle Umesterungsverfahren gemäß der chemischen
Technik hat nämlich den Nachteil, daß die Position der auszutauschenden Fettsäure nicht spezifiziert werden kann.
Vor kurzem wurden Verfahren zur Umesterung von ölen und 2Q Fetten, bei dem die Position spezifiziert werden kann, anstelle
des konventionellen nicht-selektiven Verfahrens entwickelt.
Ein typisches Beispiel für diese Verfahren ist die ümesteorung
von Ölen und Fetten mit Lipase, bei dem es sich um
ein Enzym handelt, das die Öle und Fette hydrolysieren kann (vgl. die Beschreibung der japanischen Offenlegungs-
schrift 104 506/1977).
Bei diesem Verfahren ist eine unerläßliche Voraussetzung, daß Wasser in dem Reaktionssystem vorhanden ist, um die
Lipase zu aktivieren. Obgleich die Wassermenge nur 0,2 bis 1,0 % beträgt, sind die Bildung eines Diglycerids
und dgl. als Nebenprodukt durch die Hydrolyse des Öls oder Fettes und die Abnahme der Ausbeute des umgeesterten
Produkts in Gegenwart selbst der geringen Wassermenge unvermeidlich, da Lipase im wesentlichenein Enzym ist,
welches das Öl oder Fett in Gegenwart von Wasser hydrolysiert.
Die Nebenprodukte, wie z.B. das Diglycerid, welche die
gewünschten Eigenschaften des umgeesterten Öls oder Fettes
stark beeinträchtigen, müssen durch komplizierte Abtrennungs- und Reinigungsstufen entfernt werden. Daher sind
die bekannten Verfahren noch unbefriedigend.
Unter diesen Umständen wurden verschiedene Verfahren zur wirksamen Durchführung der Umesterung vorgeschlagen, bei
denen die Mangel der bekannten Verfahren überwunden werden und die Hydrolyse des Öls oder Fettes gehemmt wird.
Beispiele dafür sind folgende:
a) Ein Verfahren zur Umesterung von Ölen und Fetten, bei dem ein niederer Polyhydroxyalkohol anstelle von Wasser
als Lipaseaktivator verwendet wird, um die Hydrolyse des Öls oder Fettes zu hemmen (vgl. die Beschreibung der japanisehen
Patentpublikation 6 480/1982),
b)einVerfahren, das darauf beruht, daß die Veresterungsreaktion
eines Öls oder Fettes an der Grenzfläche in einem heterogenen Reaktionssystem, das ein Öl und Wasser umfaßt,
worin Lipase löslich ist, fortschreitet, bei dem ein oberflächenaktives Mittel (Emulgiermittel) dem heteroge-
nen Reaktionssystem zugesetzt wird, um das Öl oder das Fett an der Grenzfläche mit Lipase wirksam in Kontakt zu
bringen (vgl. die Beschreibung der japanischen Offenlegungsschrift
198 798/1982),
c) ein Verfahren, bei dem die Wassermenge mit einem Wasser absorbierenden Harz kontrolliert (gesteuert) wird, das
mehrere hundert Gewichtsteile Wasser pro Gewichtsteil Harz absorbiert (vgl. die Beschreibung der japanischen Offen-
IG legungsschrift 116 689/1983),
d) ein Verfahren, bei dem die Umesterungsreaktion eines Öls
oder Fettes sehr homogen durchgeführt wird unter Verwendung eines niederen Alkoholesters einer Fettsäure mit einem
χ5 niedrigen Schmelzpunkt anstelle der Fettsäure selbst mit
einem hohen Schmelzpunkt (vgl. die Beschreibung der japanischen Patentpublikation 2 7 159/19 82), und
e) ein Verfahren, bei dem die Umesterungsrate eines Öls
oder Fettes erhöht wird und die Hydrolyse des Öls oder Fettes durch Kontrolle (Steuerung) der Wassermenge in dem
Reaktionssystem durch Trocknen und Imkreislaufführen ein.es Lösungsmitte!dampfes gehemmt wird (vgl. die japanische
Patentpublikation 500 638/83) .
Diese bekannten Verfahren sind jedoch noch unbefriedegend, da sie einige Mängel aufweisen. Diese Mangel werden nachstehend
im Detail beschrieben.
Das Verfahren (a) ist dadurch charakterisiert, daß ein niederer Polyhydroxyalkohol, wie Glycerin, anstelle von
Wasser als Lipaseaktivator verwendet wird. Nach den Ergebnissen von entsprechenden Untersuchungen läuft die Umesterungsreaktion
jedoch nur sehr langsam ab und es dauert nahezu eine Woche bis die gewünschte Ausbeute erzielt wird,
obgleich ein Effekt in bezug auf die Kontrolle der Hydrolysereaktion bis zu einem gewissen Grade erzielt werden
— 1 Ο —
kann.
Es wurde darauf hingewiesen, daß in dem Verfahren (b) das Öl oder Fett an der Grenzfläche zwischen der Öl- oder
Fettschicht und der wäßrigen Schicht in Gegenwart des oberflächenaktiven Mittels (Emulgiermittels) wirksam mit
Lipase in Kontakt gebracht wird und daß dementsprechend die ümesterungsreaktxon selektiv abläuft. Insbesondere
wird angenommen, daß eine Bedingung, die für die Bildung eines Komplexes aus Lipase und dem Substrat geeignet ist,
geschaffen wird durch die Bildung einer ümkehrmicelle auf . der Oberfläche des Enzymproteins und daß als Ergebnis
davon die Umesterungsreaktion- beschleunigt wird.
Wie jedoch in den Beispielen in der Beschreibung der japanischen Offenlegungsschrift 198 798/1982 angegeben, wird die
Hydrolysereaktion nur unzureichend gehemmt und das oberflächenaktive Mittel (Emulgiermittel) verbleibt in dem umgeesterten
Produkt, wodurch die physikalischen Eigenschaften des Öls oder Fettes beeinträchtigt werden. Die Entfernung
des oberflächenaktiven Mittels (Emulgiermittels) aus dem erhaltenen Produkt erfordert jedoch die Durchführung komplizierter
Behandlungsstufen und die Durchführung dieses Verfahrens in einem industriellen Maßstab wird dadurch er-
25 schwert.
Auch in dem Verfahren (c) kann die Hydrolyse des Öls oder Fettes nicht ausreichend gehemmt werden und ein in dem Harz
als eine Verunreinigung enthaltenes Ausgangs-Monomeres kann
3Q in das Öl oder Fett austreten. Entsprechende Versuche haben
gezeigt, daß dann, wenn die Wasser absorbierenden Harze mit Wasser in Kontakt gebracht werden, diese aufquellen
und sich auf den Wänden des Reaktionsgefäßes ablagern. Dadurch entstehen Verluste an Lipase, die für die Wieder-
Q5 verwendung zurückgewonnen werden soll.
In dem Verfahren (d) muß vor Durchführung der Umesterung
des Öls oder Fettes ein Fettsäureester hergestellt werden und dieses Verfahren erfordert daher komplizierte Stufen.
In dem Verfahren (e) kann die Lipase durch eine große Menge Wasser desaktiviert werden, während das Wasser aus dem
Reaktionssystem durch Führen im Kreislauf und Trocknen des Lösungsmittels entfernt wird. Dies ist ein schwerwiegender
Mangel bei der Rückgewinnung und Wiederverwendung der Lipase.
Diese bekannten Verfahren haben somit Mangel und können
-daher nicht als zufriedenstellende Verfahren für die Durchführung in einem industriellen Maßstab .angesehen
werden.
Obgleich verschiedene Verfahren zusätzlich zu den obengenannten bekannten Verfahren bereits vorgeschlagen worden
sind, gibt es bisher kein Verfahren, das in der Lage ist, die Hydrolyse des Öls oder Fettes zu hemmen und nur die
20 Umesterung zu bewirken.
Nach umfangreichen Untersuchungen unter diesen Umständen zur Entwicklung eines Verfahrens, das in der Lage ist,
nur die Umesterung wirksam durchzuführen, während die Hydrolyse des Öls oder Fettes gehemmt wird, wurde bereits
früher gefunden, daß dieser Zweck erreicht werden kann durch Verwendung eines Enzym (Lipase)-Präparats, das nach
einem neuen, leicht durchführbaren Lipaseaktivierungsverfahren erhalten wird, und zum Patent angemeldet wurde (japa-
30 nische Patentanmeldung Nr. 110 334/1984).
Die Umesterungsreaktion der öle und Fette mit den obengenannten
Lipasepräparaten weist jedoch noch den Mangel auf, daß eine lange Reaktionszeit erforderlich ist. Das Erfordemis
der langen Reaktionszeit ist nachteilig bei der Durchführung der Reaktion in einem industriellen Maßstab
und außerdem kann die Lipase im Verlaufe ihrer Verwendung
als Enzymkatalysator für einen langen Zeitraum beeinträchtigt (verschlechtert) werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein verbessertes Verfahren zur Umesterung zwischen einem öl oder einem
Fett und einer Fettsäure oder zwischen einem Öl oder einem Fett und einem anderen Öl oder Fett sowie ein
Lipasepräparat.
Das Lipasepräparat wird hergestellt durch Mischen von Lipase mit einem Lipaseaktivator und einem Träger, Zugabe
eines Öls oder Fettes zu der Mischung, Umsetzung der Reakt'ionsmischung,
um das Öl und das Fett' zu zersetzen, anschließende Entfernung der Öl- und Fettkomponente
aus dem Reaktionsprodukt, um das Lipasepräparat abzutrennen, und Benetzung des Lipasepräparats mit einem
Lipaseaktivator, um die Lipase zu aktivieren.
Nach umfangreichen Untersuchungen, die durchgeführt wurden, um ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die Nebenreaktionen
deutlich gehemmt (inhibiert) werden, die Reaktionszeit herabgesetzt wird durch Erhöhung der Rate bzw.
Geschwindigkeit der gewünschten Umesterungsreaktion und
die Menge des verwendeten Enzyms unter den obengenannten Umständen verringert wird, wurde nun ein leicht durchführbares
Enzymaktivierungsverfahren gefunden, das wirksam ist zur Erreichung des obengenannten Zweckes. Darauf beruht die
vorliegende Erfindung.
Gegenstand der Erfindung ist ein leicht durchführbares
Verfahren zur Aktivierung eines Enzyms in einem Enzympräparat mit einer Umesterungsaktivität (Interveresterungsaktivität).
Wenn das durch das erfindungsgemäße Verfahren aktivierte Enzympräparat für die Umesterungsreaktion
(Interveresterungsreaktion) eines Öls oder Fettes verwendet wird, werden Nebenreaktionen gehemmt (inhibiert),
die gewünschte Umesterungsreaktion (Interveresterungs-
reaktion) wird innerhalb eines kurzen Zeitraums wirksam durchgeführt und die verwendete Enzymmenge kann herabgesetzt
werden.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur Aktivierung von Lipase, das dadurch gekennzeichnet ist, daß
ein Lipasepräparat mit einem Lipaseaktivator benetzt wird, um die Lipase in dem Lipasepräparat vor ihrer Verwendung
zu aktivieren.
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Die erfindungsgemäßen Lipasepräparate umfassen solche, die
erhalten werden- durch Zugabe eines Öls oder Fettes zu einer Mischung aus einem Lipaseaktivator, Lipase und einem
Träger, um sie miteinander umzusetzen, und um das Öl oder Fett zu zersetzen, und durch anschließende Entfernung des
Öls oder Fettes aus dem Zersetzungsprodukt durch Filtrieren oder dgl., sowie solche, die bereits mindestens einmal für
die ümesterungsreaktion (Interveresterungsreaktion) verwendet worden sind.
·
·
Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Lipaseaktivator handelt
es sich um einen oder eine Mischung von zwei oder mehr Vertretern einer Gruppe, die besteht aus Wasser und
niederen Dihydroxy- und Trihydroxyalkoholen. 25
Die Erfindung wird nachstehend näher beschrieben.
Zuerst wird eine Mischung aus einem Öl oder Fett, einem Träger, einem Lipaseaktivator (z.B. Wasser oder einem
niederen Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohol) und Lipase reagieren gelassen, um das öl oder Fett zu zersetzen. Dann
wird das restliche Öl oder Fett aus dem Zersetzungsprodukt durch Filtrieren oder dgl. entfernt, wobei man eine Mischung
erhält, die Lipase und den Träger enthält (Lipase-
35 präparat).
Das erhaltene Lipasepräparat wird so wie es erhalten wird
oder, falls erforderlich, nach dem Waschen mit einem
Lösungsmittel, welches die Lipaseaktivität nicht beeinflußt (wie z.B. einen Kohlenwasserstoff), verwendet. Das
Lipasepräparat wird getrocknet und dann benetzt. Insbesondere wird das Lipasepräparat einer Benetzung mit dem
Lipaseaktivator unterworfen und vor seiner Verwendung in der Umesterungsreaktion (Interveresterungsreaktion) eine
gegebene Zeitspanne stehen gelassen. Durch die Benetzungsbehandlung wird die Urnesterungsaktivitat des Lipasepräparats
XO weiter erhöht. Das auf diese Weise aktivierte Lipasepräparat
kann für die Umesterungsreaktion bzw. Interveresterungsreaktion (nachstehend der Einfachheit halber als
"Umesterungsreaktion" bezeichnet) verwendet werden.
Die erfindungsgemäß verwendeten Lipasepräparate werden
unter den folgenden Bedingungen hergestellt: Die verwendete Lipase hat vorzugsweise eine praktikable
Selektivität, wie z.B. eine Selektivität für die Position, in der das Glycerid gebunden ist, oder für die Art der
Fettsäure, da dann, wenn seine Selektivität bei der Umesterung gering ist, die spezielle Überlegenheit gegenüber
der konventionellen Umesterungsreaktion, die in Gegenwart eines Alkalimetallkatalysators oder dgl. durchgeführt
wird, nicht erzielt werden kann. Zu Beispielen für die Lipase mit einer ausgezeichneten Selektivität für die Position
gehören eine solche, die vonRhizopus-, Aspergillus-, Candida- und Mucor-Mikroorganismen gebildet wird, und
Pankreas-Lipase. Viele von ihnen sind auf dem Markt leicht erhältlich. Wenn die Fettsäuregruppen in den Positionen
QQ 1 und 3 des Glyderids spezifisch umgeestert werden sollen,
wird eine Lipase mit für diesen Zweck geeigneten Eigenschaften, beispielsweise eine selche verwendet, die von
Rhizopus delemar, Rhizopus japonicus oder Mucor japonicus gebildet wird.
Zu bevorzugten Beispielen für die Lipaseaktivatoren gehören Wasser und niedere Dihydroxy- und Trihydroxyalkohole.
Unter ihnen sind Wasser und Glycerin besonders wirksam.
Diese Lipaseaktivatoren können entweder allein oder in Form einer Mischung von zwei oder mehr davon verwendet
werden.
Der Träger wird aus bekannten Trägern ausgewählt, die in dem für die Herstellung des erfindungsgemäßen Lipasepräparats
verwendeten Reaktionssystem unlöslich sind und die Lipaseaktivität nicht beeinflussen, wie z.B. Celite,
Diatomeenerde, Kaolinit, Perlit, Silicagel, Glasfasern, Aktivkohle, Cellulosepulver und Calciumcarbonat. Der
Träger kann in verschiedenen Formen, beispielsweise als
Pulver, als Granulat oder als Fasern, vorliegen.
Zu den erfindungsgemäß verwendbaren Ölen und Fetten gehören
generell pflanzliche und tierische Öle und Fette, behandelte Öle und Fette und Mischungen davon. Zu Beispielen
dafür gehören Sojabohnenöl, Baumwollsamenöl, Rapsöl,
Olivenöl, Maisöl, Kokosnußöl, Saffloröl, Rindertalg,
Speck-und Fischöl. Wenn das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
erhaltene Lipasepräparat in der Umesterungsreaktion
verwendet wird, die durchgeführt wird zur Herstellung eines Kakaobutterersatzes, kann ein öl oder Fett
verwendet werden, das in der Position 2 des Glycerids eine ölsäuregruppe enthält, wie z.B. Palmöl, Olivenöl,
Tsubakiöl, Sasanquaöl, Salfett, Illipe-Butter, Kokum-Butter,
Shea-Butter, Mowrah-Fett, Phulwara-Butter, Borneo-Talg und die daraus hergestellten fraktionierten
Öle.
Nachstehend werden die Bedingungen zur Herstellung des erfindungsgemäß verwendeten Lipasepräparats näher erläutert.
■"""-■"-.-
0,01 bis 10 Gew.-Teile handelsübliche Lipase, 0,1 bis
20 Gew.-Teile Wasser oder eines niederen Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohols und 1 bis 50 Gew.-Teile eines Trägers
werden zu 100 Gew.-Teilen des Öls oder Fettes zugegeben und die Mischung wird 1 bis 24 h lang bei 20 bis 800C
gerührt, um das öl oder Fett zu zersetzen. Die Reihenfolge der Zugabe der Komponenten ist nicht kritisch. Die
Zersetzungstemperatur für das öl oder Fett wird in einer für die Wirkung der Lipase innerhalb des obengenannten
Bereiches geeigneten Weise ausgewählt.
Dann wird das Öl oder Fett aus dem Zersetzungsprodukt durch Filtrieren oder dgl. entfernt, wobei das Lipasepräparat
mit einer hohen Umesterungsaktivxtät erhalten wird. Erforderlichfalls kann das Lipasepräparat mit einem
inerten organischen Lösungsmittel, das die Aktivität der Lipase nicht beeinträchtigt, beispielsweise mit einem
Kohlenwasserstoff, wie Petrolbenzin, η-Hexan und Petroläther,
gewaschen und dann getrocknet werden, wobei man das gewünschte Produkt erhält.
Das wie vorstehend angegeben erhaltene Lipasepräparat wird vor seiner Verwendung in der Umesterungsreaktion eines
Öls oder Fettes einer Benetzungs- bzw. Befeuchtungsbehandlung unterworfen. Die Benetzungs- bzw. Befeuchtungsbehandlungsbedingungen
sind wie folgt:
In dem erfindungsgemäßen Verfahren enthält das wie vorstehend
beschrieben hergestellte Lipasepräparat einen Lipaseaktivator, der in der Umesterungsreaktion verwendet werden
soll, um die in dem Lipasepräparat enthaltene Lipase vor ihrer Verwendung in der Umesterungsreaktion des Öls oder
Fettes zu aktivieren. Die auf diese Weise'aktivierte Lipase wird dem Reaktionssystem zugesetzt.
Die bei der erfindungsgemäßen Benetzungsbehandlung verwendeten
Lipaseaktivatoren sind die gleichen wie diejenige gen, die bei der Umesterungsreaktion des Öls oder Fettes
verwendet werden. Bevorzugt ist insbesondere Wasser oder ein niederer Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohol. Unter ihnen
ist Wasser oder Glycerin besonders wirksam. Der bei der Herstellung des Lipasepräparats verwendete Lipaseaktivator,
wie z.B. Wasser oder ein niederer Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohol, kann der gleiche sein oder er kann
verschieden sein von demjenigen, der bei der Benetzungsbehandlung verwendet wird.
Der Lipaseaktivator wird vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 30 Gew.-%, bezogen auf die Lipase einschließlich
der Gesamtmenge des (der) Trägers (Träger), verwendet. Diese Lipaseaktivatoren können entweder allein oder in
Form einer Mischung von zwei oder mehr von ihnen in jedem beliebigen Verhältnis verwendet werden.
Die Benetzungsbehandlung wird vorzugsweise bei einer Temperatur durchgeführt, die innerhalb eines Temperaturbereiches,
in dem die Lipaseaktivität nicht gehemmt (inhibiert) ist, in geeigneter Weise ausgewählt wird. In der Regel kann
eine ausreichende Aktivierung erzielt werden durch Durchführung der Benetzungsbehandlung bei etwa Raumtemperatur
(25°C) .
Obgleich die Benetzungsbehandlungsdauer in Abhängigkeit von der Art und Menge des verwendeten Lipaseaktivators und
der Behandlungstemperatur variiert, wird diese Behandlung
zweckmäßig durchgeführt, indem man die Mischung mindestens
einige Stunden lang stehen läßt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch charakterisiert,
daß es wirksam ist zur Aktivierung nicht nur des obengenannten Lipasepräparats, sondern auch eines Lipasepräparats,
das bereits einmal oder mehrmals bei der Umesterungsreaktion
verwendet worden ist, so daß dieses ebenfalls eine hohe Lipaseaktivität aufweist.
Wie vorstehend im Detail beschrieben, kann das Lipasepräparat mit einer hohen Aktivität durch die Benetzungsbehandlung
erhalten werden.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Aktivierung des
Lipasepräparats mit einer Umesterungsaktivität wird eine Nebenreaktion (Hydrolyse) kontrolliert und nur die Umesterungsreaktion
wird wirksam durchgeführt. Zusätzlich kann die Reaktionszeit deutlich herabgesetzt werden, verglichen
mit derjenigen, die bei den bekannten Verfahren erforderlich ist, wie aus den weiter unten folgenden Beispielen
und Vergleichsbeispielen hervorgeht. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß die verwendete Lipasemenge deutlich verringert werden kann. Deshalb kann das erfindungsgemäße Verfahren
leicht in einem industriellen (großtechnischen) Maßstab durchgeführt werden, wobei es signifikante wirtschaftliche
Effekte mit sich bringt (z.B. die Herabsetzung der Reak-
15 tionszeit und der verwendeten Lipasemenge).
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Umesterung (Interveresterung) von ölen und Fetten, das
dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Umesterungsreaktion (Interveresterungsreaktion) zwischen einem Öl oder Fett
und einer Fettsäure oder zwischen ölen oder Fetten in Gegenwart eines Lipasepräparats durchgeführt wird, das
durch Benetzung mit einem Lipaseaktivator vorbehandelt worden ist.
Erfindungsgemäß wird die Lipase in dem Lipasepräparat insbesondere
aktiviert durch Vorbehandlung derselben durch Benetzen mit den gleichen Lipaseaktivatoren, wie sie in
der Umesterungsreaktion verwendet werden (wie z.B. Wasser
eg oder einem niederen Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohol) vor
der Umesterung der Öle oder Fette und dann wird das Präparat, das in dieser Weise aktivierte Lipase enthält, einer
Reaktionsmischung zugesetzt, um die Umesterungsreaktion der öle oder Fette zu bewirken. Nach diesem Verfahren
gc kann die Reaktionszeit deutlich herabgesetzt werden und
die Hydrolyse der öle und Fette kann kontrolliert werden.
Das einmal in der Umesterungsreaktion eines Öls oder Fettes
verwendete Lipasepräparat kann zusätzlich zu den obengenannten Lipasepräparaten verwendet werden. Das von der Urnesterungsreaktionsmischung
durch Filtrieren oder dgl. abgetrennte Lipasepräparat wird so wie es vorliegt oder erforderlichenfalls
nach dem Waschen mit einem Lösungsmittel, das die Lipaseaktivität nicht beeinflußt (wie z.B. einem Kohlenwasserstoff
)f verwendet. Das Lipasepräparat wird getrocknet und dann der Benetzungsbehandlung unterworfen. Der Lipaseaktivator
(beispielsweise Wasser oder ein niederer Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohol), wie er in der Umesterungsreaktion
des öls oder Fettes verwendet wird, wird dem oben erhaltenen Lipasepräparat zugesetzt. Die erhaltene Mischung
wird der Benetzungsbehandlung unterworfen, indem man sie rührt oder stehen läßt und dann der Reaktionsmischung aus dem
öl oder Fett, einer Fettsäure und einem Lösungsmittel (Kohlenwasserstoff)
oder einer Mischung aus ölen oder Fetten und einem Lösungsmittel (Kohlenwasserstoff) zusetzt zur
Durchführung der Umesterungsreaktion der öle oder Fette.
Die Fettsäure und geringe Mengen des Monoglycerids und Diglycerids
werden nach bekannten Abtrennungs- oder Reinigungsverfahren,
beispielsweise durch Flüssig-Flüssig-Extraktion, Alkalineutralisation, Vakuum- oder Molekulardestillation
oder eine Kombination dieser Verfahren, aus dem Üiaesterungsreaktionsprodukt entfernt, wobei man das gereinigte
Produkt erhält.
Obgleich das Öl oder Fett, das bei der Herstellung des Lipasepräparats verwendet wird und das umgeestert werden
soll, unabhängig voneinander ausgewählt werden kann, ist es erwünscht, daß die Zusammensetzung des erstgenannten Öls
oder Fettes die gleiche ist oder nahezu die gleiche ist wie diejenige des zuletzt genannten öls oder Fettes.
Die Umesterung des Öls oder Fettes erfolgt durch Umsetzung
desselben mit einer Fettsäure oder mit einem anderen Öl oder
Fett.
Zu verwendbaren Fettsäuren gehören geradkettige Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, die in der Natur vorkommen,
wie z.B. Palmitinsäure, Stearinsäure oder ölsäure.
Bei der Umesterung können zusätzlich zu den obengenannten Fettsäuren Alkoholester von Fettsäuren verwendet werden.
Diese Ester werden gebildet aus den Fettsäuren (geradkettigen Fettsäuren mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen) und geradkettigen
gesättigten Monohydroxyalkoholen mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen. Zu Beispielen dafür gehören Methylpalmitat, Ethylpalmitat, Methylstearat und Ethylstearat. Das Öl oder Fett wird ausgewählt in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck aus den obengenannten ölen und Fetten
(üblichen pflanzlichen und tierischen ölen und Fetten,
behandelten Ölen und Fetten und Mischungen davon).
Kohlenstoffatomen. Zu Beispielen dafür gehören Methylpalmitat, Ethylpalmitat, Methylstearat und Ethylstearat. Das Öl oder Fett wird ausgewählt in Abhängigkeit von dem Verwendungszweck aus den obengenannten ölen und Fetten
(üblichen pflanzlichen und tierischen ölen und Fetten,
behandelten Ölen und Fetten und Mischungen davon).
Beispiele für Lösungsmittel, die bei der erfindungsgemäßen
Umesterungsreaktion, die in einem Lösungsmittel durchgeführt werden soll, verwendet werden, sind organische Lösungsmittel,
die gegenüber Lipase inert sind, wie z.B.
η-Hexan, Hexan von technischer Qualität, Petroläther und Petrolbenzin. Die bei der Herstellung des Lipasepräparats verwendeten Lösungsmittel können die gleichen sein
wie diejenigen, die bei der Umesterung verwendet werden.
η-Hexan, Hexan von technischer Qualität, Petroläther und Petrolbenzin. Die bei der Herstellung des Lipasepräparats verwendeten Lösungsmittel können die gleichen sein
wie diejenigen, die bei der Umesterung verwendet werden.
Das wie oben erhaltene Lipasepräparat wird einer Benetzungs·
behandlung mit dem Lipaseaktivator unterworfen. Mit diesem feuchten Lipasepräparat wird die Umesterungsreaktion wie
folgt durchgeführt:
100 Gew.-Teile des Öls oder Fettes werden mit 25 bis 300 Gew.-Teilen einer Fettsäure (oder eines Alkoholesters der
Fettsäure oder eines anderen ölsoder Fettes), 0,01 bis
100 Gew.-Teilen eines Produkts /wie es erhalten wird durch
die Benetzungsbehandlung von 0,1 bis 100 Gew.-Teilen des Lipasepräparats (enthaltend 0,01 bis 10 Gew.-Teile Lipase
und als Rest den Träger) mit 0,01 bis 10 Gew.-Teilen des
Lipaseaktivators (Wasser oder ein niederer Dihydroxy- oder Trihydroxyalkohol) bei einer Temperatur, bei der die
Lipaseaktivität nicht beeinträchtigt wird (vorzugsweise
25 bis 300C) für mindestens 1 h (vorzugsweise mindestens
mehrere Stunden)J und erforderlichenfalls bis zu 1000 Gew.-Teilen des inerten organischen Lösungsmittels gemischt.
Die Mischung wird bei 20 bis 8O0C gerührt.
Die Umesterungsreaktionstemperatur wird in einer für die
Lipaseaktivität geeigneten Weise innerhalb des obengenannten Temperaturbereiches gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgewählt. Das obengenannte Lipasepräparat kann durch ein solches ersetzt werden, das bereits mindestens einmal bei
der Umesterung eines Öls oder Fettes eingesetzt worden ist. In diesem Falle wird es auf die gleiche Weise wie
oben der Benetzungsbehandlung unterworfen und dann in der Umesterung verwendet.
Nach Beendigung der Umesterungsreaktion können die Fettsäure
und eine geringe Menge des Monoglycerids und Diglycerids leicht durch konventionelle Abtrenn- oder Reinigungsverfahren,
beispielsweise durch Flüssig-Flüssig-Extraktion, Alkalineutralisation, Vakuum- oder Molekulardestillation
oder eine Kombination dieser Verfahren, entfernt werden, wobei man das gereinigte Produkt erhält.
Die Effekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung bestehen darin, daß das Lipasepräparat mit einer hohen Umesterungsaktivität,
das nach einem leicht durchführbaren Verfahren erhalten wird, zur weiteren Verbesserung seiner
Aktivität vor seiner Verwendung in der Umesterungsreaktion der Benetzungsbehandlung unterworfen wird, so daß
nur die gewünschte Umesterungsreaktion innerhalb eines kurzen Zeitraums wirksam durchgeführt wird, während die
Hydrolyse des Öls oder Fettes gehemmt (inhibiert) wird. Nach diesem Verfahren kann eine bemerkenswert hohe Produkti-
-22-
vität erzielt werden.
Ein weiterer Effekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Lipase im Verlaufe der Reaktion praktisch
nicht desaktiviert wird, da die Reaktionszeit verkürzt ist, Daher kann das nach Beendigung der Reaktion zurückgewonnene
Lipasepräparat wirksam wiederverwendet werden. Wenn das erfindungsgemäße Verfahren in einem industriellen
(großtechnischen) Maßstab durchgeführt wird, können große wirtschaftliche Vorteile erzielt werden.
Wenn Lipase mit einer Selektivität für die Position bei der erfindungsgemäßen Umesterungsreaktxon verwendet wird,
kann beispielsweise aus billigem Palmöl auf wirksame Weise ein teurer Kakaobutter-Ersatz hergestellt werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Bezugsbeispiele, Beispiele und Vergleichsbeispiele näher erläutert, ohne
jedoch darauf beschränkt zu sein.
Bezugsbeispiel (Herstellung des Lipasepräparats)
100 g einer weichen Fraktion von Palmöl, 10g Celite, 1,0 g
ionenausgetauschtes Wasser und 8,7 g handelsübliche Lipase (Lipase, hergestellt mit RhizopusÜelemar, mit einer Aktivität
von 6.000 Lipaseeinheiten/g; ein Produkt der Firma Tanabe Seiyaku Co., Ltd.) wurden in einem geschlossenen
Behälter 18 Stunden lang bei 40 C miteinander verrührt 2 Durchführung der enzymatischen Reaktion (Hydrolyse).
Nach Beendigung der Reaktion wurde ein unlösliches Material (eine Mischung von Celite und Lipase) durch Filtrieren abgetrennt.
Der Rückstand wurde mit 5 ml η-Hexan dreimal gewaschen zur gründlichen Entfernung des Öls. Nach dem Trocknen
unter vermindertem Druck bei 20 bis 30°C für 1 h wurde ein Lipasepräparat erhalten.
üntesterungsreaktion mit dem Lipasepräparat (mit Benetzungs-
20 behandlung)
0,015 g ionenausgetauschtes Wasser wurden zu dem in dem obigen 3ezugsbeispiel erhaltenen Lipasepräparat (mit 0,87 g
Lipase und 1,00 g Celite) zugegeben, um die Benetzungsbehandlung in einem geschlossenen Behälter 24 Stunden lang
zu bewirken. Das erhaltene Produkt wurde zusammen mit 10 g einer Palmölfraktion mit mittlerem Schmelzpunkt (mit einer
Iodzahl von 34 und einem Diglycerid-Gehalt von 1 %), 10g
Stearinsäure und 40 ml η-Hexan bei 40 C in einem geschlossenen Behälter 1 Tag lang gerührt zur Durchführung der enzy-
OQ matischen Reaktion (ümesterungsreaktion). Nach Beendigung
der Reaktion wurden unlösliche Substanzen, wie z.B. das Lipasepräparat, durch Filtration entfernt und das n-Hexan
wurde unter vermindertem Druck aus dem Filtrat abdestilliert. Aus dem erhaltenen umgeesterten Öl wurden mittels Säulenchromatographie
Diglycerid- und Triglycerid-Fraktionen entfernt. Der Stearinsäure-Gehalt der Diglycerid-Fraktion
wurde durch Gaschromatographie bestimmt. Die auf diese
Weise ermittelten Stearinsäure- und Diglycerid-Gehalte sind in der folgenden Tabelle I angegeben.
Umesterungsreaktion mit dem Lipasepräparat (ohne Benetzungsbehandlung)
1,87 g des in dem obigen Bezugsbeispiel erhaltenen Lipasepräparats,
10 g einer Palmölfraktion mit mittlerem Schmelzpunkt, 10 g Stearinsäure, 0,015 g ionenausgetausch-
]_q tes Wasser und 40 ml η-Hexan wurden in einem geschlossenen
Behälter 2 Tage lang bei 40°C miteinander gerührt zur Durchführung der enzymatischen Reaktion (Umesterungsreaktion)
. Nach Beendigung der Reaktion wurden die Stearinsäure- und Diglycerid-Gehalte des resultierenden Diglyce-
]_5 rids auf die gleiche Weise wie in 3eispiel 1 bestimmt, wobei
die in der Tabelle I angegebenen Ergebnisse erhalten wurden.
umesterungsreaktion ohne Lipasepräparat (mit Benetzungsbehandlung)
0,87 g der gleichen, handelsüblichen Lipase wie in dem obigen Bezugsbeispiel wurden mit 1,0g Celite gemischt.
0,015 g Wasser wurden zu der Mischung zugegeben und die
„f- Benetzungsbehandlung wurde 24 Stunden lang in einem geschlossenen
Behälter durchgeführt. Die Gesamtmenge des erhaltenen Produkte wurde zusammen mit 10 g einer Palmölfraktion
mit mittlerem Schmelzpunkt, 10 g Stearinsäure und 40 ml n-Hexan 3 Tage lang in einem geschlossenen Be-
__ hälter bei 40°C gerührt zur Durchführung der enzymatischen
30
Reaktion (Umesterungsreaktion). Nach Beendigung der Reaktion wurden die Stearinsäure- und Diglycerid-Gehalte des
erhaltenen Triglycerids auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, wobei die in der Tabelle I angegebenen
Ergebnisse erhalten wurden. 35
1 Vergleichsbeispiel 3
Umesterungsreaktion ohne Lipasepräparat (ohne Benetzungsbehandlung)
0,87 g. der gleichen, handelsüblichen Lipase wie in dem 5 obigen Bezugsbeispiel wurden zusammen mit 1,0 g Celite/
10 g einer Palmölfraktion mit mittlerem Schmelzpunkt, 10 g Stearinsäure, 0,015 g ionenausgetauschtem Wasser und
40 ml n-Hexan 4 Tage lang in einem geschlossenen Behälter
bei 4O0C gerührt zur Durchführung der enzymatischen Reaktion
(umesterungsreaktion). Nach Beendigung der Reaktion wurden die Stearinsäure- und Diglycerid-Gehalte des erhaltenen
Diglycerids auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 bestimmt, wobei die in der Tabelle I angegebenen Ergebnisse
erhalten wurden.
TABELLE I
Ergebnisse der Umesterungsreaktion
Ergebnisse der Umesterungsreaktion
Umesterungsbedingungen. | ßenetzuiigs· zeit |
• Reaktions zeit |
Stearin | ■Diglycerid- | |
Lipasepräparat (Beispiel 1) ■ · |
Wassergehalt *) |
24 h | 1 Tag | säure- Gehalt |
Gehalt |
Lipasepräparat (Vergleichsbeispiel 1) |
0.15% | 0 | 2 Tage | 38.6% | . .4.6% |
Handelsübliches Lipasepräparat per se (Vergleichsbeispiel 2) |
0.15% | 24 h | 3 Tage | 37.9% | 4.4% |
Handelsübliches Lipasepräparat per se (Vergleichsbeispiel 3) |
0.15% | 0 | 4 Tage? | 28.8% | 4.7% |
0.15% | 19.0% | 4.7% ! |
Fußnote
♦\.
): bezogen auf das Öl
1 Beispiel 2
Untesterungsreaktion mit dem Lipasepräparat (Herabsetzung
der Lipasemenge durch die Benetzungsbehändlung)
Die Umesterung wurde mit dem in dem Bezugsbeispiel erhalte— nen Lipasepräparat unter den gleichen Bedingungen wie in
Beispiel 1 durchgeführt, wobei die Lipasemenge innerhalb
des Bereiches von TOO bis 390 Einheiten/g öl variiert wurde.Zum Vergleich wurde die Umesterung unter den gleichen Bedingungen
wie oben, jedoch ohne die Benetzungsbehandlung durchgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde auf die gleiche Weise w-ie
in Beispiel 1 behandelt und analysiert, wobei man die in der
angegebenen Ergebnisse erhielt.'
TABELLE II
Herabsetzung der Lipasemenge **)
Herabsetzung der Lipasemenge **)
Ver'-vencete LioasaiTienge
(Lipaseeinheiten/g öl)
Stearinsäure-Gehalt {%)
mir Benetzungsbenaiidlung
*)
cnne Benei^zungsbehandlung
130
130 260 390
41.2 40.6 40.8 41.2
31.6 33.5 3a.8 41.2
Fußnote: *) Benetzungsbehandlung: 3O°C, 24 h
**) Reaktionsbedingungen: Wassergehalt: 0,15 %,.
bezogen auf das Öl, 43°C, 3 Tage
Ümesterungsreaktion mit dem wiederholt verwendeten Lipasepräparat mit Benetzungsbehandlung
0,3 g ionenausgetauschtes Wasser wurde zu 18,7 g des in dem obigen Bezugsbeispiel erhaltenen Lipasepräparat zugegeben
und die Benetzungsbehandlung wurde 24 Stunden lang in einem geschlossenen Gefäß bei 30 C durchgeführt. Eine Mischung,
welche die Gesaratmenge des bei der Benetzungsbehandlung erhaltenen
Lipasepräparats, 200 g einer Palmölfraktion mit mittlerem Schmelzpunkt, 200 g Stearinsäure und 800 ml
η-Hexan enthielt, wurde bei 40°C in dem geschlossenen Behälter
gerührt zur Durchführung der enzymatischen Reaktion (Umesterungsreaktion). Nach Beendigung der Reaktion wurden
unlösliche Substanzen, wie z.B. das Lipasepräparat, durch Filtration entfernt und das Filtrat wurde genommen. Aus dem
Filtrat wurde η-Hexan unter vermindertem Druck abdestilliert,
wobei man ein umgeestertes Öl enthielt. Der Stearinsäure-Gehalt des umgeesterten Öls wurde auf die gleiche Weise wie
in Beispiel 1 bestimmt. Das durch Filtration abgetrennte Lipasepräparat wurde 1 Stunde lang unter vermindertem Druck
bei 20 C getrocknet. Dann wurden 0,3 g ionenausgetauschtes Wasser zugegeben und die Mischung wurde erneut der gleichen
Benetzungsbehandlung wie oben unterworfen und dann wurde unter den gleichen Bedingungen wie oben die Umesterung durchgeführt. Der Stearinsäure-Gehalt des erhaltenen umgeesterten
Öls wurde auf die gleiche Weise wie oben bestimmt.
Das Lipasepräparat wurde auf die gleiche Weise wie oben abgetrennt
und behandelt, bevor es der Benetzungsbehandlung unterworfen wurde, und in der Umesterungsreaktion verwendet.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III angegeben.
Ergebnisse, die mit dem wiederholt verwendeten Lipasepräparat
erhalten wurden
Anzahl der Reaktionen | 1 | 2 | 3 | 4 |
Stearinsäure-Gehalt (%) | 38.0 | 38.2 | 33.3 | 37.1 |
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf
spezifische bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert,
es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern daß diese in
vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung
verlassen wird.
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung eines Lipasepräparats, (
dadurch gekenn ze ichnet , daßes die
folgenden Stufen umfaßt:
Mischen von Lipase mit einem Lipaseaktivator und einem 20 Träger,
Zugabe eines Öls oder Fettes zu der Mischung, Umsetzung der Reaktionsmischung zur Zersetzung des Öls
und des Fettes,
anschließende Entfernung der Öl- und Fettkomponente aus 2 5 dem Reaktionsprodukt, um das Lipasepräparat abzutrennen,
und
Benetzen des Lipasepräparats mit einem Lipaseaktivator,
um die Lipase zu aktivieren.
30
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lipaseaktivator Wasser, ein niederer Dihydroxy-
oder Trihydroxyalkohol oder eine Mischung davon verwendet wird.
Asamstra3e S. D-800C Münchei
Telefon (0891 653655 ■ Telefax ^0202) 451226
Telex 8591273 S0Z3
Patentanwalt Dr.-ing. Dipl.-Ing. $. SoIf
Patentanwalt Dipl -Ing. Chr Zapf Patentanwalt Dr-Ina. Diol.-Ina. W. Hasse
3. Lipasepräparat, dadurch gekennzeichnet, daß es nach
dem Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 hergestellt wurde.
4. Verfahren zur Durchführung einer Umesterungsreaktion
(Interveresterungsreaktion) zwischen einem öl oder Fett
und einer Fettsäure oder zwischen einem Öl oder Fett und einem anderen öl oder Fett in Gegenwart eines Lipasepräparats,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lipasepräparat gemäß Anspruch 3 verwendet wird.
10
10
5. Verfahren zur Durchführung einer Umesterungsreaktion (Interveresterungsreaktion) zwischen einem öl oder Fett
und einer Fettsäure oder zwischen einem Öl oder Fett und einem anderen Öl oder Fett in Gegenwart eines Lipasepräparats,
dadurch gekennzeichnet, daß das Lipasepräparat nach Anspruch 3 verwendet wird, das bei einer anderen umesterungsreaktion
(Interveresterungsreaktion) bereits verwendet worden ist.
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