JP2000270885A - 高度不飽和脂肪酸を含有する構造油脂の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リパーゼにより高収率で構造油脂を製造する
こと。 【解決手段】 第一段階の反応において、グリセリンお
よび高度不飽和脂肪酸あるいはその低級アルコールエス
テルに、位置特異性のないリパーゼを作用させ、脱水し
ながら、高度不飽和脂肪酸トリグリセリドを合成し、第
二段階の反応において、その高度不飽和脂肪酸トリグリ
セリドおよび炭素数１２以下の脂肪酸あるいはその低級
アルコールエステルに、トリグリセリドの１，３位に特
異的に作用するリパーゼを作用させて、目的物であるト
リグリセリドの１位および３位に結合する脂肪酸の炭素
数が１２以下であり、かつ、２位に結合する脂肪酸の組
成の９０％以上が高度不飽和脂肪酸である構造油脂の製
造方法。上記の第二段階の反応において、反応がある程
度進行してから脱水を行う。高度不飽和脂肪酸はα−リ
ノレン酸、γ−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペ
ンタエン酸、ｎ−６系ドコサペンタエン酸およびドコサ
ヘキサエン酸のいずれかである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業の属する技術分野】本発明は高度不飽和脂肪酸を
含有する構造油脂の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エイコサペンタエン酸（２０：５ｎ−
３、以下、「ＥＰＡ」と省略することもある。）やドコ
サヘキサエン酸（２２：６ｎ−３、以下、「ＤＨＡ」と
省略することもある。）に代表される高度不飽和脂肪酸
は種々の生理活性を有するため、医薬品や健康食品など
に広く利用されている。これらはエチルエステルやグリ
セリドとして提供されているが、高度不飽和脂肪酸は炭
素数や二重結合が多い複雑な構造をとっているため、そ
のままでは消化吸収されにくいという問題があった。ト
リグリセリドの２位に高度不飽和脂肪酸を有する「構造
脂質」はこの問題を解決する手段として注目を集めてい
る。すなわち、ヒトのリパーゼはトリグリセリドの１位
と３位を選択的に加水分解するため、１分子のトリグリ
セリドから２分子の脂肪酸と１分子の２−モノグリセリ
ドを生じる。モノグリセリドは脂肪酸よりも吸収性が良
いため、２位に選択的に高度不飽和脂肪酸が結合した油
脂はランダムに結合した油脂と比べて高度不飽和脂肪酸
の消化吸収性が向上することが知られている。

【０００３】高度不飽和脂肪酸は酸化に対して極めて不
安定なので、構造脂質の調製にはリパーゼのような常温
常圧で作用する生体触媒の利用が有利と考えられてい
る。例えば島田らは１，３位に特異的に作用するリパー
ゼを用い、マグロ油と中鎖脂肪酸（カプリル酸など）の
混合物から構造脂質が調製できることを報告している
（特開平８−２１４８９１）。この方法によって調製さ
れた構造脂質は２位にＤＨＡを高濃度に含有するが、原
料マグロ油の２位に含まれるＤＨＡ含量を越えることは
ない。より高濃度に高度不飽和脂肪酸を含有する構造脂
質の調製には、高度不飽和脂肪酸を濃縮した原料を用い
る必要がある。濃縮には尿素付加法やクロマトグラフ法
など公知の技術を利用することができる。この方法の例
としては特許第１７２８７０８号があるが、該特許によ
れば高度不飽和脂肪酸が１位と３位に選択的に結合した
脂質が調製される。しかし、２位に高度不飽和脂肪酸が
結合した消化吸収性に優れた構造脂質を調製することは
できない。

【０００４】特開昭６３−２９７３４２では実施例でリ
ノール酸（１８：２ｎ−６）が２位に結合した構造脂質
の調製を報告している。これによると尿素付加法によっ
て調製されたリノール酸を原料に用いてリノール酸トリ
グリセリドを調製し、次いでこれと中鎖脂肪酸から１位
と３位に特異的に作用するリパーゼを用いて構造脂質を
得ている。この方法では２位のリノール酸はリパーゼの
作用を受けないので、目的としている２位にリノール酸
が結合した構造脂質を得ることができる。ただし、リノ
ール酸よりさらに複雑な構造を有し、リパーゼの作用を
受けにくい高度不飽和脂肪酸を用いた場合については実
施例に全く記載がないので不明である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決し、高度不飽和脂肪酸をトリグリセリドの２位に
高濃度に含有する構造油脂を簡単に効率良く製造するこ
とを目的とする。すなわち、本発明はトリグリセリドの
２位に結合する脂肪酸のうち高度不飽和脂肪酸が９０％
以上であり、かつ１位および３位に結合する脂肪酸の炭
素数が１２以下であることを特徴とする、リパーゼによ
る構造油脂の製造方法を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、（第一段階）高度に
濃縮された高度不飽和脂肪酸あるいはその低級アルコー
ルエステルとグリセリンの混合物に位置特異性を持たな
いリパーゼを作用させ、生成する水あるいは低級アルコ
ールを除去しながらエステル合成反応を進行させて高度
不飽和脂肪酸トリグリセリドを調製し、（第二段階）高
度不飽和脂肪酸トリグリセリドと中鎖脂肪酸の低級アル
コールエステルの混合物に１位と３位に特異的に作用す
るリパーゼを作用させることにより、目的の構造脂質を
簡単に効率良く得ることができることを見いだし、本発
明を完成した。

【０００７】本発明は、第一段階の反応において、グリ
セリンおよび高度不飽和脂肪酸あるいはその低級アルコ
ールエステルに、位置特異性のないリパーゼを作用さ
せ、脱水しながら、高度不飽和脂肪酸トリグリセリドを
合成し、第二段階の反応において、その高度不飽和脂肪
酸トリグリセリドおよび炭素数１２以下の脂肪酸あるい
はその低級アルコールエステルに、トリグリセリドの
１，３位に特異的に作用するリパーゼを作用させて、目
的物であるトリグリセリドの１位および３位に結合する
脂肪酸の炭素数が１２以下であり、かつ、２位に結合す
る脂肪酸の組成の９０％以上が高度不飽和脂肪酸である
構造油脂の製造方法を要旨とする。

【０００８】上記の第二段階の反応において、好ましく
は反応がある程度進行してから脱水を行い、したがって
本発明は、第一段階の反応において、グリセリンおよび
高度不飽和脂肪酸あるいはその低級アルコールエステル
に、位置特異性のないリパーゼを作用させ、脱水しなが
ら、高度不飽和脂肪酸トリグリセリドを合成し、第二段
階の反応において、その高度不飽和脂肪酸トリグリセリ
ドおよび炭素数１２以下の脂肪酸あるいはその低級アル
コールエステルに、トリグリセリドの１，３位に特異的
に作用するリパーゼを作用させ、反応がある程度進行し
てから脱水を行い、トリグリセリドの２位に結合する脂
肪酸のうち高度不飽和脂肪酸の組成が９０％以上であ
り、かつ１位および３位に結合する脂肪酸の炭素数が１
２以下である構造油脂を製造する高度不飽和脂肪酸を含
有する構造油脂の製造方法である。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明において高度不飽和脂肪酸
は、好ましくは炭素数１８以上、二重結合数３以上の脂
肪酸であり、具体的にはα−リノレン酸（１８：３ｎ−
３）、γ−リノレン酸（１８：３ｎ−６）、アラキドン
酸（２０：４ｎ−６）、エイコサペンタエン酸（２０：
５ｎ−３）、ｎ−６系ドコサペンタエン酸（２２：５ｎ
−６）、ドコサヘキサエン酸（２２：６ｎ−３）などが
例示される。これらはある種の微生物油、植物油や海産
動物油などに多量に含まれることが知られている。これ
らの脂肪酸の低級アルコールエステルは公知の方法を利
用して容易に調製できる。またこれらの脂肪酸あるいは
その低級アルコールエステルは公知の方法で純度を高め
ることができ、具体的には尿素付加法や蒸留法、クロマ
トグラフ法などが利用できる。

【００１０】第一段階の反応に用いるリパーゼは位置特
異性を持たないものであり、これらは市販品を容易に入
手することができ、Novozym（Candida antarctica 由
来、ノボ・ノルディスク製）などが例示される。第二段
階の反応で用いるリパーゼは１位と３位に特異的に作用
するものであり、これらも市販品を容易に入手すること
ができ、Lipozyme（Rhizomucor miehei由来、ノボ・ノ
ルディスク製）などが例示される。これらリパーゼは必
要に応じて固定化して利用しても良い。

【００１１】第一段階の反応における高度不飽和脂肪酸
あるいはその低級アルコールエステルとグリセリンの混
合量は特に限定されないが、未反応物の除去や精製を考
慮するとモル比で高度不飽和脂肪酸（あるいはその低級
アルコールエステル）：グリセリン＝３：１が最も望ま
しい。エステル合成反応で生成する水や低級アルコール
は減圧法や乾燥した不活性ガスによるバブリングなどで
容易に除去することができる。なお、小杉らは遊離のＥ
ＰＡとグリセリンの混合物に固定化リパーゼを作用さ
せ、生成する水を除去しながら反応を進行させる方法
（特許第２６０２７４３号）を報告している。該特許の
条件下ではＥＰＡトリグリセリドが７０−８５％で残り
はＥＰＡジグリセリドという組成物が得られ、さらなる
高純度化のためにはクロマトグラフィーなどによる精製
処理が避けられない旨記載されている。これと比較し
て、本発明の第一段階の反応では実施例に示したよう
に、精製の必要なく容易にＥＰＡトリグリセリドを９８
％の高収率で得る条件を見いだしている。こうして得ら
れた高度不飽和脂肪酸トリグリセリドは不純物が非常に
少ないので、特殊な精製工程を必要とせず、リパーゼを
失活あるいは除去するだけで第二段階の反応に供するこ
とができる。

【００１２】第二段階の反応で用いる中鎖脂肪酸とは炭
素数６から１２の脂肪酸のことであり、カプリル酸やカ
プリン酸などが例示され、これらは市販品を容易に入手
することが可能である。また、これらの低級アルコール
エステルも公知の方法で容易に調製可能である。第二段
階の反応によって、トリグリセリドの１位と３位に結合
していた高度不飽和脂肪酸は低級アルコールエステルと
なる。目的物の構造油脂と副生成物の低級アルコールエ
ステルは蒸留やクロマトグラフィーなどで容易に分画可
能であり、得られた高度不飽和脂肪酸低級アルコールエ
ステルは再び第一段階の反応の原料に供することもでき
る。これにより、このプロセスにおける高度不飽和脂肪
酸のロスを低い値に抑えることができ、目的の構造脂質
を効率的に得ることができる。

【００１３】

【実施例】本願発明の詳細を実施例で説明する。本願発
明はこれら実施例によって何ら限定されるものではな
い。

【００１４】実施例１ 純度９７％以上のＥＰＡ６ｍｍｏｌとグリセリン２ｍｍ
ｏｌを混合し、これにCandida antarctica由来の固定化
リパーゼ（Novozym４３５、ノボ・ノルディスク製）
０．２４１ｇと蒸留水０．０５４ｇを加え、４０℃、５
ｍｍＨｇの条件下３００ｒｐｍで４８時間撹拌した。得
られた混合物の組成をＴＬＣ／ＦＩＤ（イアトロスキャ
ン）にて測定したところ、表１に示したようにＥＰＡは
ほとんどトリグリセリドに取り込まれており、９８％以
上がＥＰＡトリグリセリド（以下ＥＰＡ−ＴＧと省略す
る）だった。ろ過によりリパーゼを除去し、得られたＥ
ＰＡ−ＴＧ０．３ｇとカプリル酸エチルエステル（以下
ＣＡ−Ｅと省略する）５．１６８ｇを混合した。これに
Rhizomucor miehei由来の固定化リパーゼ（Lipozyme I
M、ノボ・ノルディスク製）を０．６０８ｇ添加し、４
０℃において撹拌しながら反応を行った。この時減圧は
行わず、常圧で反応を進行した。同時に適宜サンプリン
グしながらグリセリドの組成をガスクロマトグラフ法に
よって測定した。結果を図１に示した。図１から分かる
ように、原料のＥＰＡ−ＴＧは反応の進行に伴って消費
され、反応開始から１２時間を経過した時点でほとんど
検出されなくなった。反応開始から２４時間経過した時
点で目的物（ＣＥＣ）はグリセリド画分中７３．６６％
（ｍｏｌ％）と、７０％以上に達した。なお、ＣＥＯや
ＥＥＯのような部分加水分解物も存在し、そのグリセリ
ド中の存在の割合はそれぞれ６．５８％、４．９０％
（ともにｍｏｌ％）だった。図中、Ｃ、Ｅ、Ｏはそれぞ
れＣ：カプリル酸、Ｅ：ＥＰＡ、Ｏ：水酸基をあらわ
す。

【００１５】

【表１】

【００１６】実施例２ 実施例１の反応が２４時間を経過してからさらに反応を
継続するにあたって、減圧条件下（１０ｍｍＨｇ）にて
脱水しながら反応を進行した。結果を図１および図２に
示した。図１から分かるように、目的物であるＣＥＣは
減圧開始から明らかに増加し、最終的にグリセリド画分
中８２．４０％（ｍｏｌ％）と、減圧前と比較してさら
に純度を高めることができた。また図２から分かるよう
に、部分加水分解物は減圧を開始してから顕著に減少し
た。特にＣＥＯが目立って減少し、減圧開始から５時間
後には検出されなくなった。このように常圧と減圧を組
み合わせることによって、目的物の純度の向上と部分加
水分解物の低減を実現することができた。

【００１７】比較例１ 実施例１と同様にＥＰＡ−Ｅを調製し、実施例１と同様
のカプリル酸とのエステル交換反応に供した。ただしエ
ステル交換反応に際しては、反応開始時点から減圧条件
下（１０ｍｍＨｇ）にて反応を進行した。結果を図３に
示した。図３から分かるように、エステル交換反応の原
料であるＥＰＡ−ＴＧは反応開始から２４時間を経過し
ても２０％以上が消費されずに残存していた。目的のＣ
ＥＣはグリセリド中２０％にも満たず、かわりに主成分
となったのはＣＥＥだった。このようにリパーゼの活性
化にはある程度の水分が必要であり、反応開始から減圧
条件を適用するとリパーゼの活性化に必要な水分も除去
されてしまい、反応の進行が著しく阻害されて目的の構
造脂質を効率良く得ることができないことが分かる。こ
のように、本発明の第二段階の反応においては本発明者
が発見したような減圧などの脱水条件のコントロールが
極めて重要なファクターとなる。

【００１８】

【発明の効果】トリグリセリドの２位に結合する脂肪酸
のうち高度不飽和脂肪酸が９０％以上であり、かつ１位
および３位に結合する脂肪酸の炭素数が１２以下である
構造油脂を簡単に効率良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における第一、第二段階の反応
の進行に伴うグリセリドの組成の変化を示す図面であ
る。

【図２】図１の第二段階の反応がある程度進行してから
行う減圧開始後のグリセリド（ＣＥＯ，ＥＥＯ）の組成
の変化を示す図面である。

【図３】第二段階の反応開始時点から減圧条件下にて反
応を進行した比較例におけるグリセリドの組成の変化を
示す図面である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 延寿 八王子市北野町559−６ 日本水産株式会 社中央研究所内 (72)発明者 沖田 裕司 八王子市北野町559−６ 日本水産株式会 社中央研究所内 Ｆターム(参考） 4B064 AD88 AD89 AD90 CA06 CA21 CB26 CC03 CD05 CD07 CE20 4H006 AA02 AC48 KA02 KA04 KA06

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第一段階の反応において、グリセリンお
   よび高度不飽和脂肪酸あるいはその低級アルコールエス
   テルに、位置特異性のないリパーゼを作用させ、脱水し
   ながら、高度不飽和脂肪酸トリグリセリドを合成し、第
   二段階の反応において、その高度不飽和脂肪酸トリグリ
   セリドおよび炭素数１２以下の脂肪酸あるいはその低級
   アルコールエステルに、トリグリセリドの１，３位に特
   異的に作用するリパーゼを作用させて、目的物であるト
   リグリセリドの１位および３位に結合する脂肪酸の炭素
   数が１２以下であり、かつ、２位に結合する脂肪酸の組
   成の９０％以上が高度不飽和脂肪酸である構造油脂の製
   造方法。
2. 【請求項２】 上記の第二段階の反応において、反応が
   ある程度進行してから脱水を行う請求項１の高度不飽和
   脂肪酸を含有する構造油脂の製造方法。
3. 【請求項３】 高度不飽和脂肪酸が炭素数１８以上、二
   重結合数３以上の脂肪酸である請求項１または２の高度
   不飽和脂肪酸を含有する構造油脂の製造方法。
4. 【請求項４】 高度不飽和脂肪酸がα−リノレン酸（１
   ８：３ｎ−３）、γ−リノレン酸（１８：３ｎ−６）、
   アラキドン酸（２０：４ｎ−６）、エイコサペンタエン
   酸（２０：５ｎ−３）、ｎ−６系ドコサペンタエン酸
   （２２：５ｎ−６）およびドコサヘキサエン酸（２２：
   ６ｎ−３）のいずれかである請求項３の構造油脂の製造
   方法。