JP2003000291A - 油脂類の加水分解方法 - Google Patents
油脂類の加水分解方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【解決手段】 固定化酵素を充填した充填層に油相基質
と水相基質を混合して供給する油脂類の加水分解方法で
あって、固定化酵素の表面に次式(1) （数式） τw＝(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) (1) （式中右辺、ΔPは充填層の加水分解反応中の最大圧力
損失[MPa]、Lは充填層厚み[m]、dpは充填した固定化酵
素粒子の重量基準平均粒子径［m］、εは充填層の空隙
率[-]を示す）で表わされるせん断力因子（τw）が１×
10-4〜1.4×10-3MPaとなるような送液条件下で反応させ
る油脂類の加水分解方法。 【効果】 高活性の固定化酵素充填層にて、油相基質及
び水相基質とを所定条件下にて反応させることにより、
固定化酵素の活性をより有効に発現させ、加水分解反応
効率を高め生産性がアップし、また耐久性も改善され
る。
と水相基質を混合して供給する油脂類の加水分解方法で
あって、固定化酵素の表面に次式(1) （数式） τw＝(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) (1) （式中右辺、ΔPは充填層の加水分解反応中の最大圧力
損失[MPa]、Lは充填層厚み[m]、dpは充填した固定化酵
素粒子の重量基準平均粒子径［m］、εは充填層の空隙
率[-]を示す）で表わされるせん断力因子（τw）が１×
10-4〜1.4×10-3MPaとなるような送液条件下で反応させ
る油脂類の加水分解方法。 【効果】 高活性の固定化酵素充填層にて、油相基質及
び水相基質とを所定条件下にて反応させることにより、
固定化酵素の活性をより有効に発現させ、加水分解反応
効率を高め生産性がアップし、また耐久性も改善され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、固定化酵素を充填
した充填層で油脂類を加水分解反応させるにあたって、
固定化酵素の活性をより有効に発現させて、且つ、固定
化酵素の耐久性を高め生産性をアップする方法に関す
る。
した充填層で油脂類を加水分解反応させるにあたって、
固定化酵素の活性をより有効に発現させて、且つ、固定
化酵素の耐久性を高め生産性をアップする方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】固定化酵素を用いた油脂類の加水分解方
法としては、非連続的な攪拌型反応装置を用いた方法の
他に、充填塔（固定床）型、流動床型、膜型等の反応装
置を用いた連続的な方法がある。しかし、従来の技術で
は、固定化酵素の加水分解活性が低く、且つ酵素の脱離
等により活性が低下する。
法としては、非連続的な攪拌型反応装置を用いた方法の
他に、充填塔（固定床）型、流動床型、膜型等の反応装
置を用いた連続的な方法がある。しかし、従来の技術で
は、固定化酵素の加水分解活性が低く、且つ酵素の脱離
等により活性が低下する。
【０００３】縦型充填塔の上下より反応液となる水及び
油脂を向流的に通液し、接触させる方法（特開昭61-851
95号）は、反応液を連続相として固定化酵素と接触させ
るために、水と油脂の乳化を避ける必要上、送液速度が
7.6×10-3mm／分と極めて小さく、反応に要する滞留時
間も数十〜数百時間と長時間に渡っている。更にこの方
法では充填塔に２液を向流的に供給するため、特殊な仕
組みと運転方法が必要になるという問題もある。水及び
油脂を並流的に同一方向で通液し、接触させる方式でも
同じように滞留時間が長いという問題がある。流動床型
反応装置を使った方法（例えば J. Am. Oil Chem. Soc.
72 巻 1281頁, 1995年）は、滞留時間が40時間と長時
間に渡り、短時間での高加水分解収率が得られていな
い。また、膜型反応装置を使った方法（例えば J. Am.
Oil Chem. Soc. 62巻, 1016頁, 1985年）は、反応液の
酵素固定膜への透過性が悪く、加水分解反応速度が非常
に遅いものとなっている。更に、固定化酵素の活性低下
を抑制する方法、即ち耐久性を向上する方法について記
載されたものはない。
油脂を向流的に通液し、接触させる方法（特開昭61-851
95号）は、反応液を連続相として固定化酵素と接触させ
るために、水と油脂の乳化を避ける必要上、送液速度が
7.6×10-3mm／分と極めて小さく、反応に要する滞留時
間も数十〜数百時間と長時間に渡っている。更にこの方
法では充填塔に２液を向流的に供給するため、特殊な仕
組みと運転方法が必要になるという問題もある。水及び
油脂を並流的に同一方向で通液し、接触させる方式でも
同じように滞留時間が長いという問題がある。流動床型
反応装置を使った方法（例えば J. Am. Oil Chem. Soc.
72 巻 1281頁, 1995年）は、滞留時間が40時間と長時
間に渡り、短時間での高加水分解収率が得られていな
い。また、膜型反応装置を使った方法（例えば J. Am.
Oil Chem. Soc. 62巻, 1016頁, 1985年）は、反応液の
酵素固定膜への透過性が悪く、加水分解反応速度が非常
に遅いものとなっている。更に、固定化酵素の活性低下
を抑制する方法、即ち耐久性を向上する方法について記
載されたものはない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の固定
化酵素に油脂類を送液し、接触させて加水分解する方法
においては、酵素の反応効率を高めるには酵素と油脂類
との接触時間を長くし、反応液の滞留時間を長くする必
要があった。また、酵素活性は短時間で低下し、耐久性
が悪く、生産性を維持するためには頻繁に固定化酵素を
交換する必要があった。本発明の目的は、固定化酵素と
油脂類の接触を効率よく行い、且つ、固定化酵素の耐久
性を高め、生産性の高い油脂類の加水分解方法を提供す
ることにある。
化酵素に油脂類を送液し、接触させて加水分解する方法
においては、酵素の反応効率を高めるには酵素と油脂類
との接触時間を長くし、反応液の滞留時間を長くする必
要があった。また、酵素活性は短時間で低下し、耐久性
が悪く、生産性を維持するためには頻繁に固定化酵素を
交換する必要があった。本発明の目的は、固定化酵素と
油脂類の接触を効率よく行い、且つ、固定化酵素の耐久
性を高め、生産性の高い油脂類の加水分解方法を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者は、固定化酵素
に油脂類を送液するにあった、固定化酵素粒子の表面に
働くせん断力因子を、液体が通過する充填層内の隙間の
通路の相当円管径及びその相当円管径を有する円管内に
流体が流れている時に管内壁に働くせん断力から誘導さ
れる式の特定値範囲で、送液を制御することにより、固
定化酵素の活性を有効に発現させて、且つ、固定化酵素
の耐久性が向上し、生産性の高い油脂類の加水分解方法
が得られることを見出した。
に油脂類を送液するにあった、固定化酵素粒子の表面に
働くせん断力因子を、液体が通過する充填層内の隙間の
通路の相当円管径及びその相当円管径を有する円管内に
流体が流れている時に管内壁に働くせん断力から誘導さ
れる式の特定値範囲で、送液を制御することにより、固
定化酵素の活性を有効に発現させて、且つ、固定化酵素
の耐久性が向上し、生産性の高い油脂類の加水分解方法
が得られることを見出した。
【０００６】本発明は、固定化酵素を充填した充填層に
油相基質と水相基質を混合して供給する油脂類の加水分
解方法であって、固定化酵素の表面に次式(1) （数式） τw＝(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) (1) （式中右辺、ΔPは充填層の加水分解反応中の最大圧力
損失[MPa]、Lは充填層厚み[m]、dpは充填した固定化酵
素粒子の重量基準平均粒子径［m］、εは充填層の空隙
率[-]を示す）で表わされるせん断力因子（τw）が１×
10-4〜1.4×10-3MPaとなるような送液条件下で反応させ
る油脂類の加水分解方法を提供するものである。
油相基質と水相基質を混合して供給する油脂類の加水分
解方法であって、固定化酵素の表面に次式(1) （数式） τw＝(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) (1) （式中右辺、ΔPは充填層の加水分解反応中の最大圧力
損失[MPa]、Lは充填層厚み[m]、dpは充填した固定化酵
素粒子の重量基準平均粒子径［m］、εは充填層の空隙
率[-]を示す）で表わされるせん断力因子（τw）が１×
10-4〜1.4×10-3MPaとなるような送液条件下で反応させ
る油脂類の加水分解方法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の油脂類の加水分解方法で
使用する油脂類とは、油脂（トリグリセライド）、ジグ
リセライド、モノグリセライド及びこれらの混合物であ
って遊離脂肪酸を含有していても良い。これらのうち油
脂が好ましい。油相基質には、油脂類の他に脂肪酸モノ
アルキルエステル等を含有しても良い。水相基質は水、
グリセリン等の水溶性物質又はその混合物であって、水
が好ましい。水は水道水、井戸水、蒸留水、イオン交換
水等のいずれでも良いが、イオン交換水が好ましい。
使用する油脂類とは、油脂（トリグリセライド）、ジグ
リセライド、モノグリセライド及びこれらの混合物であ
って遊離脂肪酸を含有していても良い。これらのうち油
脂が好ましい。油相基質には、油脂類の他に脂肪酸モノ
アルキルエステル等を含有しても良い。水相基質は水、
グリセリン等の水溶性物質又はその混合物であって、水
が好ましい。水は水道水、井戸水、蒸留水、イオン交換
水等のいずれでも良いが、イオン交換水が好ましい。
【０００８】本発明の反応液は、油脂類を含有する油相
基質と水相基質とを所定の混合比率で混合させたもので
あって、油相基質と水相基質との混合割合は、所望の加
水分解率に経験的に適合させれば良いが、概ね、油相基
質の油脂類100重量部に対して、水相基質は25〜100重量
部を混合するのが良い。
基質と水相基質とを所定の混合比率で混合させたもので
あって、油相基質と水相基質との混合割合は、所望の加
水分解率に経験的に適合させれば良いが、概ね、油相基
質の油脂類100重量部に対して、水相基質は25〜100重量
部を混合するのが良い。
【０００９】固定化する酵素は、油脂類を加水分解する
ものであれば特に制限なく使用でき、例えばリパーゼ、
エステラーゼ等が挙げられる。また酵素の選択性はラン
ダムタイプ、α位置選択タイプ等任意選択することがで
き、高い分解率を希望する場合は、ランダムタイプの酵
素が好ましい。酵素としては、リパーゼが好ましく、リ
ゾプス（Rhizopus）属、アスペルギルス（Aspergillu
s）属、クロモバクテリウム（Chromobacterium）属、ム
コール（Mucor）属、シュードモナス属（Pseudomonas）
属、ジオトリケム（Geotrichum）属、ペニシリウム（Pe
nicilium）属、キャンデイダ（Candida）属等の微生物
起源のリパーゼ及び膵臓リパーゼ等の動物リパーゼが例
として挙げられ、特にシュードモナス（Pseudomonas）
属、キャンデイダ（Candida）属が好ましい。
ものであれば特に制限なく使用でき、例えばリパーゼ、
エステラーゼ等が挙げられる。また酵素の選択性はラン
ダムタイプ、α位置選択タイプ等任意選択することがで
き、高い分解率を希望する場合は、ランダムタイプの酵
素が好ましい。酵素としては、リパーゼが好ましく、リ
ゾプス（Rhizopus）属、アスペルギルス（Aspergillu
s）属、クロモバクテリウム（Chromobacterium）属、ム
コール（Mucor）属、シュードモナス属（Pseudomonas）
属、ジオトリケム（Geotrichum）属、ペニシリウム（Pe
nicilium）属、キャンデイダ（Candida）属等の微生物
起源のリパーゼ及び膵臓リパーゼ等の動物リパーゼが例
として挙げられ、特にシュードモナス（Pseudomonas）
属、キャンデイダ（Candida）属が好ましい。
【００１０】酵素の固定化は、適当な担体に酵素を固定
化すればよい。当該担体としては、イオン交換樹脂やセ
ラミック等々の公知の担体が使用できる。高い酵素活性
の発現を得るためには、イオン交換樹脂が好ましい。イ
オン交換樹脂の材質や特性、及びイオン交換基に関して
は、吸着する酵素の吸着活性や、活性発現性を考慮して
選択すれば良いが、陰イオン交換樹脂が良く、フェノー
ルホルムアルデヒド系、ポリスチレン系、アクリルアミ
ド系、ジビニルベンゼン系等が挙げられ、特に、フェノ
ールホルムアルデヒド系樹脂（例えば商品名 Duolite A
-568）が好ましい。本発明のように充填層内での固定化
酵素の表面に働くせん断力因子を低下させるためには、
担体の重量基準平均粒子径（篩法）は、100〜1000μm、
特に150〜500μmの粒径範囲のものが好ましい。また、
担体の細孔径（BET法）は50〜1500Å、特に100〜1000Å
が酵素の固定化量の点から好ましい。
化すればよい。当該担体としては、イオン交換樹脂やセ
ラミック等々の公知の担体が使用できる。高い酵素活性
の発現を得るためには、イオン交換樹脂が好ましい。イ
オン交換樹脂の材質や特性、及びイオン交換基に関して
は、吸着する酵素の吸着活性や、活性発現性を考慮して
選択すれば良いが、陰イオン交換樹脂が良く、フェノー
ルホルムアルデヒド系、ポリスチレン系、アクリルアミ
ド系、ジビニルベンゼン系等が挙げられ、特に、フェノ
ールホルムアルデヒド系樹脂（例えば商品名 Duolite A
-568）が好ましい。本発明のように充填層内での固定化
酵素の表面に働くせん断力因子を低下させるためには、
担体の重量基準平均粒子径（篩法）は、100〜1000μm、
特に150〜500μmの粒径範囲のものが好ましい。また、
担体の細孔径（BET法）は50〜1500Å、特に100〜1000Å
が酵素の固定化量の点から好ましい。
【００１１】固定化酵素は高活性を発現させるために公
知の処理（特開平9-257号、特開平1-153090号等）を施
しても良いが、例えば、酵素を多孔性の陰イオン交換樹
脂からなる固定化担体に吸着固定した後に油脂で処理す
る方法（特願平10-350920号）が挙げられる。また、固
定化前に該担体を油脂類、炭素数８〜18の脂肪酸の１価
アルコールエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビ
タンエステル、ショ糖エステル等で予め処理してから固
定化しても良い。この際前処理に用いる物質は乾燥した
担体１重量部に対し、0.01〜1重量部、特に0.05〜0.5重
量部であることが好ましい。
知の処理（特開平9-257号、特開平1-153090号等）を施
しても良いが、例えば、酵素を多孔性の陰イオン交換樹
脂からなる固定化担体に吸着固定した後に油脂で処理す
る方法（特願平10-350920号）が挙げられる。また、固
定化前に該担体を油脂類、炭素数８〜18の脂肪酸の１価
アルコールエステル、ポリグリセリンエステル、ソルビ
タンエステル、ショ糖エステル等で予め処理してから固
定化しても良い。この際前処理に用いる物質は乾燥した
担体１重量部に対し、0.01〜1重量部、特に0.05〜0.5重
量部であることが好ましい。
【００１２】固定化温度は、酵素の特性によって選択さ
れるが酵素活性が失われない０〜60℃、好ましくは５〜
40℃の範囲で行なうのが良い。酵素水溶液のpHは、酵素
の特性によって選択されるが、pH３〜９の範囲で行なう
のが良い。これらのpHは酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、ト
リス塩酸緩衝液等のpH緩衝液を用いて維持するのが良
い。固定化担体と酵素との比率は、固定化担体１重量部
に対して、酵素0.05〜10重量部、特に0.1〜５重量部で
あることが好ましい。固定化後に油脂で処理する場合、
用いる油脂としては、ナタネ油、大豆油、コーン油、オ
リーブ油、牛脂、魚油等が挙げられるが、油脂を加水分
解する場合は、加水分解をする油脂と同一油脂を用いる
のが良い。
れるが酵素活性が失われない０〜60℃、好ましくは５〜
40℃の範囲で行なうのが良い。酵素水溶液のpHは、酵素
の特性によって選択されるが、pH３〜９の範囲で行なう
のが良い。これらのpHは酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、ト
リス塩酸緩衝液等のpH緩衝液を用いて維持するのが良
い。固定化担体と酵素との比率は、固定化担体１重量部
に対して、酵素0.05〜10重量部、特に0.1〜５重量部で
あることが好ましい。固定化後に油脂で処理する場合、
用いる油脂としては、ナタネ油、大豆油、コーン油、オ
リーブ油、牛脂、魚油等が挙げられるが、油脂を加水分
解する場合は、加水分解をする油脂と同一油脂を用いる
のが良い。
【００１３】固定化酵素の加水分解活性は、20U/g以
上、好ましくは100〜10000U/g、特に好ましくは500〜50
00U/g、更に好ましくは1000〜5000U/gの活性を有するの
が好ましい。ここで酵素の１Uは、40℃において、油
脂：水＝100重量部：25重量部の混合液を攪拌混合しな
がら30分間加水分解をさせたとき、１分間に１μmolの
遊離脂肪酸を生成する酵素の分解能を示す。
上、好ましくは100〜10000U/g、特に好ましくは500〜50
00U/g、更に好ましくは1000〜5000U/gの活性を有するの
が好ましい。ここで酵素の１Uは、40℃において、油
脂：水＝100重量部：25重量部の混合液を攪拌混合しな
がら30分間加水分解をさせたとき、１分間に１μmolの
遊離脂肪酸を生成する酵素の分解能を示す。
【００１４】油脂類の単位重量当りに付与した固定化酵
素の加水分解活性[U/g-oil]とある加水分解率に到達す
るまでの所要時間は、略反比例の関係にある。固定化酵
素を充填した充填層を用いて加水分解を行う場合、送液
条件により分解速度は異なるが、加水分解所要時間と使
用した油脂類の重量[g-oil]及び固定化酵素の充填重量
[g]から固定化酵素の見かけ活性（発現活性）[U/g]が求
められる。固定化酵素の発現活性Ｅ[U/g]は、加水分解
操作を連続的に繰り返した場合に積算使用（送液）時間
t[h]と共に低下し、著しい酵素の脱離等が起こる初期時
間を除いて固定化酵素の初期発現活性をEo[U/g]、失活
速度定数をk[1/h]とした、E＝Eoexp(-kt)で表わされ
る。
素の加水分解活性[U/g-oil]とある加水分解率に到達す
るまでの所要時間は、略反比例の関係にある。固定化酵
素を充填した充填層を用いて加水分解を行う場合、送液
条件により分解速度は異なるが、加水分解所要時間と使
用した油脂類の重量[g-oil]及び固定化酵素の充填重量
[g]から固定化酵素の見かけ活性（発現活性）[U/g]が求
められる。固定化酵素の発現活性Ｅ[U/g]は、加水分解
操作を連続的に繰り返した場合に積算使用（送液）時間
t[h]と共に低下し、著しい酵素の脱離等が起こる初期時
間を除いて固定化酵素の初期発現活性をEo[U/g]、失活
速度定数をk[1/h]とした、E＝Eoexp(-kt)で表わされ
る。
【００１５】初期発現活性Eoは高い程、充填層をコンパ
クト化することができ、失活速度定数kは小さい程、活
性の変動が少なく、生産性は向上する。固定化酵素を充
填した充填層に反応液を送液して加水分解する際の、反
応液の流れは充填層の隙間の複雑な通路を細かい平行な
管の集まりと見なした円管内流れとして理論化される
（白井隆、「流動層」科学技術社発行、53頁、1982年；
亀井三郎、「化学機械の理論と計算(第2版)」産業図書
（株）発行、513頁、1975年）。流体の通過する断面積
を流体の接する管壁の長さ（浸辺長）で除した動水半径
Rh[m]は、充填粒子の体積基準の比表面積をSv[m2/m3]、
充填層の空隙率をε[-]とした次式(2)、 （数式） Rh＝ε/(Sv×(1-ε))＝Deq/4 (2) で表わされる。ここで、Deqは相当円管径[m]で、Rhの４
倍に相当する。また、空隙率ε[-]は、粒子の真比重を
ρ0[kg/m3]、充填嵩比重をρ1[kg/m3]としたとき、ε＝
(ρ0-ρ1)/ρ0で算出される。充填粒子の体積基準の比
表面積Svは、粒子の代表径として重量基準平均粒子径を
dp[m]、粒子の形状係数をφ[-]とした次式(3)、 （数式） Sv＝φ/dp (3) で表わされる（亀井三郎、「化学機械の理論と計算(第
２版)」、産業図書（株）発行、395頁、1975年）。重量
基準平均粒子径dpは粒子群を篩分けにより分離し、篩下
と篩上の目の開きの平均として算出される粒子径をdpi
[m]、粒子径dpiの質量分率をwi[-]とした次式(4)で算出
される(化学工学便覧 第5版、丸善(株)発行、242頁、19
88年) （数式） dp＝1/Σ(wi/dpi) (4) φは粒子の形状によって変化する因子であり、球の場合
で６となるが、例えば、数種の岩石の形状係数は10μm
から1000μmの範囲で６から24と測定される。（亀井三
郎、「化学機械の理論と計算(第２版)」産業図書(株)発
行、396頁、1975年）。
クト化することができ、失活速度定数kは小さい程、活
性の変動が少なく、生産性は向上する。固定化酵素を充
填した充填層に反応液を送液して加水分解する際の、反
応液の流れは充填層の隙間の複雑な通路を細かい平行な
管の集まりと見なした円管内流れとして理論化される
（白井隆、「流動層」科学技術社発行、53頁、1982年；
亀井三郎、「化学機械の理論と計算(第2版)」産業図書
（株）発行、513頁、1975年）。流体の通過する断面積
を流体の接する管壁の長さ（浸辺長）で除した動水半径
Rh[m]は、充填粒子の体積基準の比表面積をSv[m2/m3]、
充填層の空隙率をε[-]とした次式(2)、 （数式） Rh＝ε/(Sv×(1-ε))＝Deq/4 (2) で表わされる。ここで、Deqは相当円管径[m]で、Rhの４
倍に相当する。また、空隙率ε[-]は、粒子の真比重を
ρ0[kg/m3]、充填嵩比重をρ1[kg/m3]としたとき、ε＝
(ρ0-ρ1)/ρ0で算出される。充填粒子の体積基準の比
表面積Svは、粒子の代表径として重量基準平均粒子径を
dp[m]、粒子の形状係数をφ[-]とした次式(3)、 （数式） Sv＝φ/dp (3) で表わされる（亀井三郎、「化学機械の理論と計算(第
２版)」、産業図書（株）発行、395頁、1975年）。重量
基準平均粒子径dpは粒子群を篩分けにより分離し、篩下
と篩上の目の開きの平均として算出される粒子径をdpi
[m]、粒子径dpiの質量分率をwi[-]とした次式(4)で算出
される(化学工学便覧 第5版、丸善(株)発行、242頁、19
88年) （数式） dp＝1/Σ(wi/dpi) (4) φは粒子の形状によって変化する因子であり、球の場合
で６となるが、例えば、数種の岩石の形状係数は10μm
から1000μmの範囲で６から24と測定される。（亀井三
郎、「化学機械の理論と計算(第２版)」産業図書(株)発
行、396頁、1975年）。
【００１６】円管内に非圧縮性流体が層流で流れている
時の管内壁に働くせん断力τ[MPa]は、円管内流れの圧
力損失をΔP′[MPa]、円管の長さをL′[m]、円管の直径
をD[m]とすると、次式(5)、 （数式） τ＝(ΔP′/L′)×(D/4) (5) で表わされる（R、Byron Bird等、「TRASPORT PHENOMEN
A」、JOHN WILEY＆SONS、42〜47頁、1960年）。
時の管内壁に働くせん断力τ[MPa]は、円管内流れの圧
力損失をΔP′[MPa]、円管の長さをL′[m]、円管の直径
をD[m]とすると、次式(5)、 （数式） τ＝(ΔP′/L′)×(D/4) (5) で表わされる（R、Byron Bird等、「TRASPORT PHENOMEN
A」、JOHN WILEY＆SONS、42〜47頁、1960年）。
【００１７】ここで、充填層の隙間の通路を円管と見な
した相当円管径Deqを円管の直径Dと、円管の長さL′を
充填層の厚みLと、円管内流れの圧力損失Δp′を充填層
にかかる圧力損失Δpと見なし、式(5)に式(2)、(3)を代
入すると次式(6)が得られる。 （数式） τ＝(1/φ)×(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) (6) 式(6)は充填層の隙間の通路を円管と見なしたときの管
内壁に働くせん断力であり、充填粒子の表面に働くせん
断力を意味する。
した相当円管径Deqを円管の直径Dと、円管の長さL′を
充填層の厚みLと、円管内流れの圧力損失Δp′を充填層
にかかる圧力損失Δpと見なし、式(5)に式(2)、(3)を代
入すると次式(6)が得られる。 （数式） τ＝(1/φ)×(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) (6) 式(6)は充填層の隙間の通路を円管と見なしたときの管
内壁に働くせん断力であり、充填粒子の表面に働くせん
断力を意味する。
【００１８】本発明は、式(1)で表わされるせん断力因
子が、10-4〜1.4×10-3MPa、好ましくは10-4〜10-3MP
a、特に好ましくは２×10-4〜10-3MPaとなる条件下で反
応液が送液される。
子が、10-4〜1.4×10-3MPa、好ましくは10-4〜10-3MP
a、特に好ましくは２×10-4〜10-3MPaとなる条件下で反
応液が送液される。
【００１９】式(1)で表わされるせん断力因子は、反応
液を充填層に送液する際の充填層にかかる充填厚みあた
りの圧力損失、固定化酵素の重量基準平均粒子径、充填
層の空隙率を変化させて調整される。また、充填層にか
かる充填厚みあたりの圧力損失は反応液の油中水型乳化
物の分散相である水相の平均粒子径、充填層への送液線
速度、固定化酵素の粒子径、空隙率等を変化させて調整
される。
液を充填層に送液する際の充填層にかかる充填厚みあた
りの圧力損失、固定化酵素の重量基準平均粒子径、充填
層の空隙率を変化させて調整される。また、充填層にか
かる充填厚みあたりの圧力損失は反応液の油中水型乳化
物の分散相である水相の平均粒子径、充填層への送液線
速度、固定化酵素の粒子径、空隙率等を変化させて調整
される。
【００２０】充填層の空隙率は、固定化酵素を少量ずつ
手作業により充填する方法や、適当な流体（例えば油脂
類等）でスラリー化して圧送する方法等により調整され
る。本発明の油脂類の加水分解方法の反応液は、油中水
型乳化物であって、分散相である水相の平均粒子径が小
さくなると反応液の粘性は増加する。反応液の粘性は油
相基質と水相基質を混合した反応液の投入量、循環槽内
での撹拌速度、循環ラインを通る際の平均線速度、循環
ポンプ内のせん断力等を変化させて調整される。充填厚
みあたりの圧力損失を小さくするためには反応液の粘性
を低下させた方が好ましく、分散相である水相の平均粒
子径は、40〜200μm、好ましくは45〜200μm、特に好ま
しくは60〜200μmがよい。ここで、平均粒子径は、レー
ザー回折法（例えば、島津製作所（株）製、SALD-110
0）で測定された値をいう。
手作業により充填する方法や、適当な流体（例えば油脂
類等）でスラリー化して圧送する方法等により調整され
る。本発明の油脂類の加水分解方法の反応液は、油中水
型乳化物であって、分散相である水相の平均粒子径が小
さくなると反応液の粘性は増加する。反応液の粘性は油
相基質と水相基質を混合した反応液の投入量、循環槽内
での撹拌速度、循環ラインを通る際の平均線速度、循環
ポンプ内のせん断力等を変化させて調整される。充填厚
みあたりの圧力損失を小さくするためには反応液の粘性
を低下させた方が好ましく、分散相である水相の平均粒
子径は、40〜200μm、好ましくは45〜200μm、特に好ま
しくは60〜200μmがよい。ここで、平均粒子径は、レー
ザー回折法（例えば、島津製作所（株）製、SALD-110
0）で測定された値をいう。
【００２１】反応液の充填層内の送液線速度は好ましく
は20〜400mm/分、特に50〜300mm/分であるのが好まし
い。この送液線速度は、１分間当りの送液量（mm3/分）
を充填層断面積（mm2）で除した商で表わされる値をい
う。充填層での反応液の滞留時間は、加水分解反応の平
衡の観点から固定化酵素の活性をより有効に引き出すた
めに、好ましくは0.1〜８分、特に0.4〜３分が好まし
い。この滞留時間は、充填層の厚み（mm）を送液速度
（mm/分）で除した商をいう。また、反応液の充填層滞
留時間と固定化酵素の活性の積が、10000分・U/g以下、
特に500〜9000分・U/gであるのが好ましい。
は20〜400mm/分、特に50〜300mm/分であるのが好まし
い。この送液線速度は、１分間当りの送液量（mm3/分）
を充填層断面積（mm2）で除した商で表わされる値をい
う。充填層での反応液の滞留時間は、加水分解反応の平
衡の観点から固定化酵素の活性をより有効に引き出すた
めに、好ましくは0.1〜８分、特に0.4〜３分が好まし
い。この滞留時間は、充填層の厚み（mm）を送液速度
（mm/分）で除した商をいう。また、反応液の充填層滞
留時間と固定化酵素の活性の積が、10000分・U/g以下、
特に500〜9000分・U/gであるのが好ましい。
【００２２】
【実施例】実施例１ 固定化酵素の調製
DuoliteA-568（ダイヤモンドシャムロック社製、粒径分
布100〜1000μm）１重量部をN/10のNaOH溶液10重量部中
で１時間攪拌した。ろ過した後10重量部のイオン交換水
で洗浄し500mMの酢酸緩衝液（pH７）10重量部でpHの平
衡化を行なった。その後50mMの酢酸緩衝液（pH７）10重
量部で２時間づつ２回pHの平衡化を行なった。この後ろ
過を行ない担体を回収した後、エタノール５重量部でエ
タノール置換を30分行なった。ろ過した後、リシノール
酸を１重量部含むエタノール５重量部を加え30分間、リ
シノール酸を担体に吸着させた。その後ろ過し、担体を
回収し、50mMの酢酸緩衝液（pH７）５重量部で30分づつ
４回洗浄し、エタノールを除去し、ろ過して担体を回収
した。その後市販のリパーゼ（リパーゼＡＹアマノ天野
製薬（株）製）１重量部を50mMの酢酸緩衝液（pH７）９
重量部に溶解した酵素液と５時間接触させ、固定化を行
なった。ろ過し固定化酵素を回収して50mMの酢酸緩衝液
（pH７）10重量部で洗浄を行ない、固定化していない酵
素やタンパクを洗浄した。その後実際に分解を行なう大
豆油を４重量部加え12時間攪拌した。以上の操作はいず
れも20℃で行なった。その後ろ過して油脂と分離し、固
定化酵素とした。2042U/g（乾燥重量）の加水分解活性
（発現すべき活性）を示す固定化酵素が得られた。固定
化酵素の重量基準平均粒子径は451μmであった。なお、
固定化酵素の粒度分布は、表１のとおりであった。
布100〜1000μm）１重量部をN/10のNaOH溶液10重量部中
で１時間攪拌した。ろ過した後10重量部のイオン交換水
で洗浄し500mMの酢酸緩衝液（pH７）10重量部でpHの平
衡化を行なった。その後50mMの酢酸緩衝液（pH７）10重
量部で２時間づつ２回pHの平衡化を行なった。この後ろ
過を行ない担体を回収した後、エタノール５重量部でエ
タノール置換を30分行なった。ろ過した後、リシノール
酸を１重量部含むエタノール５重量部を加え30分間、リ
シノール酸を担体に吸着させた。その後ろ過し、担体を
回収し、50mMの酢酸緩衝液（pH７）５重量部で30分づつ
４回洗浄し、エタノールを除去し、ろ過して担体を回収
した。その後市販のリパーゼ（リパーゼＡＹアマノ天野
製薬（株）製）１重量部を50mMの酢酸緩衝液（pH７）９
重量部に溶解した酵素液と５時間接触させ、固定化を行
なった。ろ過し固定化酵素を回収して50mMの酢酸緩衝液
（pH７）10重量部で洗浄を行ない、固定化していない酵
素やタンパクを洗浄した。その後実際に分解を行なう大
豆油を４重量部加え12時間攪拌した。以上の操作はいず
れも20℃で行なった。その後ろ過して油脂と分離し、固
定化酵素とした。2042U/g（乾燥重量）の加水分解活性
（発現すべき活性）を示す固定化酵素が得られた。固定
化酵素の重量基準平均粒子径は451μmであった。なお、
固定化酵素の粒度分布は、表１のとおりであった。
【００２３】
【表１】
【００２４】加水分解反応に用いた装置を図１に示す。
内径22mm、高さ145mmの酵素塔カラムに固定化酵素19.7g
（乾燥基準）を充填した。充填層の空隙率εは固定化酵
素の真比重ρ0が0.619g/cm3、充填嵩比重ρ1が0.357g/c
mからε＝(ρ0−ρ1)/ρ0よりε＝0.423であった。菜種
白絞油とイオン交換水の重量比（菜種白絞油[g]／イオ
ン交換水[g]）＝0.6となるように基質合計960〜2560g
を、内径150mm、容量３Lの翼径50mmの撹拌翼付き基質循
環槽２に投入した後、400r/minで10分間混合して40℃に
昇温した。この間バルブを操作し、窒素供給ライン11か
ら基質返送ライン10を通して循環槽２に供給し、窒素出
口ライン４よりブローしながら、循環槽内の気相部を窒
素に置換した。基質が40℃に昇温された後、バルブを操
作して窒素の供給を停止し、窒素出口ライン４を閉じた
後、基質循環槽下部に設けたバルブを開け、基質送液ラ
イン５を通して送液ポンプ６を用いて55mL/minの流量
（流量計７）で固定化酵素充填カラム９に供給し、基質
返送ライン10より基質循環槽２に返送して循環反応を開
始した。この時、流量計７と圧力計８により流量と圧力
を、サンプリングライン14から反応液をサンプリングし
て油脂の分解率を経時的に測定した。油脂の分解率は
（酸価／ケン化価）×100（％）により算出し、分解率
が90％以上になるまで循環反応を行った。酵素を充填し
た充填層にかかる最大圧力損失は0.27MPaであった。ま
た、油中水型乳化物の平均粒子径(W/O粒子径)は120μm
であった。
内径22mm、高さ145mmの酵素塔カラムに固定化酵素19.7g
（乾燥基準）を充填した。充填層の空隙率εは固定化酵
素の真比重ρ0が0.619g/cm3、充填嵩比重ρ1が0.357g/c
mからε＝(ρ0−ρ1)/ρ0よりε＝0.423であった。菜種
白絞油とイオン交換水の重量比（菜種白絞油[g]／イオ
ン交換水[g]）＝0.6となるように基質合計960〜2560g
を、内径150mm、容量３Lの翼径50mmの撹拌翼付き基質循
環槽２に投入した後、400r/minで10分間混合して40℃に
昇温した。この間バルブを操作し、窒素供給ライン11か
ら基質返送ライン10を通して循環槽２に供給し、窒素出
口ライン４よりブローしながら、循環槽内の気相部を窒
素に置換した。基質が40℃に昇温された後、バルブを操
作して窒素の供給を停止し、窒素出口ライン４を閉じた
後、基質循環槽下部に設けたバルブを開け、基質送液ラ
イン５を通して送液ポンプ６を用いて55mL/minの流量
（流量計７）で固定化酵素充填カラム９に供給し、基質
返送ライン10より基質循環槽２に返送して循環反応を開
始した。この時、流量計７と圧力計８により流量と圧力
を、サンプリングライン14から反応液をサンプリングし
て油脂の分解率を経時的に測定した。油脂の分解率は
（酸価／ケン化価）×100（％）により算出し、分解率
が90％以上になるまで循環反応を行った。酵素を充填し
た充填層にかかる最大圧力損失は0.27MPaであった。ま
た、油中水型乳化物の平均粒子径(W/O粒子径)は120μm
であった。
【００２５】式(1)で表わされるせん断力因子は6.15×1
0-4MPaであった。分解終了後は送液ポンプを停止し、ラ
イン12より循環槽内の反応液を抜き出した。また、ライ
ン11よりバルブ操作で窒素を酵素充填カラムに導入し、
カラム内残液を抜き出した。また、以上の操作を積算送
液時間で800時間になるまで分解反応を繰り返し、分解
所要時間と油脂重量及び固定化酵素の充填重量から算出
される発現活性値を積算送液時間が初期の著しい酵素の
脱離が少なくなる100時間以後で式E＝EOexp(-kt)を用い
てフィッティングした結果、初期発現活性1,300U/g、失
活速度定数6.7×10-41/hを得た。
0-4MPaであった。分解終了後は送液ポンプを停止し、ラ
イン12より循環槽内の反応液を抜き出した。また、ライ
ン11よりバルブ操作で窒素を酵素充填カラムに導入し、
カラム内残液を抜き出した。また、以上の操作を積算送
液時間で800時間になるまで分解反応を繰り返し、分解
所要時間と油脂重量及び固定化酵素の充填重量から算出
される発現活性値を積算送液時間が初期の著しい酵素の
脱離が少なくなる100時間以後で式E＝EOexp(-kt)を用い
てフィッティングした結果、初期発現活性1,300U/g、失
活速度定数6.7×10-41/hを得た。
【００２６】実施例２
Duolite A-568を粉砕して分級し、緩衝液として酢酸の
代わりにリン酸を用い、固定化する際の緩衝液中の酵素
の溶解量を0.39重量部とし、固定化後の洗浄を行なった
後の油脂による処理に菜種油を用いて実施例１と同様に
して固定化酵素を作製した。固定化酵素の加水分解活性
（発現すべき活性）は2643U/gであり、重量基準平均粒
子径は311μm（以下の実施例、比較例で同一のものを使
用）であった。なお、固定化酵素の粒度分布は表２の通
りであった。また、固定化酵素を充填した充填厚みを14
4mm、固定化酵素の充填量を16.3gとし、油脂原料に菜種
油を用いる以外は全て実施例１と同様に行った。この
時、酵素を充填した充填層の空隙率は0.518、充填層に
かかる最大圧力損失は0.35MPa、反応液のW/O粒子径は15
4μmであり、固定化酵素の表面に働くせん断力因子は8.
14×10-4MPaであった。また、失活速度式の初期発現活
性は2,200U/g、失活速度定数は6.7×10-41/hであった。
代わりにリン酸を用い、固定化する際の緩衝液中の酵素
の溶解量を0.39重量部とし、固定化後の洗浄を行なった
後の油脂による処理に菜種油を用いて実施例１と同様に
して固定化酵素を作製した。固定化酵素の加水分解活性
（発現すべき活性）は2643U/gであり、重量基準平均粒
子径は311μm（以下の実施例、比較例で同一のものを使
用）であった。なお、固定化酵素の粒度分布は表２の通
りであった。また、固定化酵素を充填した充填厚みを14
4mm、固定化酵素の充填量を16.3gとし、油脂原料に菜種
油を用いる以外は全て実施例１と同様に行った。この
時、酵素を充填した充填層の空隙率は0.518、充填層に
かかる最大圧力損失は0.35MPa、反応液のW/O粒子径は15
4μmであり、固定化酵素の表面に働くせん断力因子は8.
14×10-4MPaであった。また、失活速度式の初期発現活
性は2,200U/g、失活速度定数は6.7×10-41/hであった。
【００２７】
【表２】
【００２８】実施例３
固定化酵素の充填量16.5g、積算送液時間400時間とする
以外は全て実施例２と同様に行った。この時、酵素を充
填した充填層の空隙率は0.514、充填層にかかる最大圧
力損失は0.46MPa、反応液のW/O粒子径は93μmであり、
固定化酵素の表面に働くせん断力因子は1.05×10-3MPa
であった。また、失活速度式の初期発現活性は1,997U/
g、失活速度定数は1.58×10-31/hであった。
以外は全て実施例２と同様に行った。この時、酵素を充
填した充填層の空隙率は0.514、充填層にかかる最大圧
力損失は0.46MPa、反応液のW/O粒子径は93μmであり、
固定化酵素の表面に働くせん断力因子は1.05×10-3MPa
であった。また、失活速度式の初期発現活性は1,997U/
g、失活速度定数は1.58×10-31/hであった。
【００２９】実施例４
固定化酵素の充填量16.8g、充填層への供給流量40mL/mi
n、積算送液時間374時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.505、充填層にかかる最大圧力損失は0.36MPa、反応液
のW/O粒子径は105μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は7.94×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,772U/g、失活速度定数は6.50×
10-41/hであった。
n、積算送液時間374時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.505、充填層にかかる最大圧力損失は0.36MPa、反応液
のW/O粒子径は105μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は7.94×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,772U/g、失活速度定数は6.50×
10-41/hであった。
【００３０】実施例５
固定化酵素の充填量17.2g、充填層への供給流量20mL/mi
n、積算送液時間374時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.494、充填層にかかる最大圧力損失は0.22MPa、反応液
のW/O粒子径は120μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は4.63×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,268U/g、失活速度定数は3.90×
10-41/hであった。
n、積算送液時間374時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.494、充填層にかかる最大圧力損失は0.22MPa、反応液
のW/O粒子径は120μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は4.63×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,268U/g、失活速度定数は3.90×
10-41/hであった。
【００３１】実施例６
固定化酵素の充填量8.7g、充填厚み80mm、充填層への供
給流量110mL/min、積算送液時間350時間とする以外は全
て実施例２と同様に行った。この時、酵素を充填した充
填層の空隙率は0.540、充填層にかかる最大圧力損失は
0.26MPa、反応液のW/O粒子径は134μmであり、固定化酵
素の表面に働くせん断力因子は1.19×10-3MPaであっ
た。また、失活速度式の初期発現活性は2,265U/g、失活
速度定数は1.37×10-31/hであった。
給流量110mL/min、積算送液時間350時間とする以外は全
て実施例２と同様に行った。この時、酵素を充填した充
填層の空隙率は0.540、充填層にかかる最大圧力損失は
0.26MPa、反応液のW/O粒子径は134μmであり、固定化酵
素の表面に働くせん断力因子は1.19×10-3MPaであっ
た。また、失活速度式の初期発現活性は2,265U/g、失活
速度定数は1.37×10-31/hであった。
【００３２】実施例７
固定化酵素の充填量14.2g、充填厚み145mm、充填層への
供給流量62mL/min、積算送液時間358時間とする以外は
全て実施例２と同様に行った。この時、酵素を充填した
充填層の空隙率は0.584、充填層にかかる最大圧力損失
は0.26MPa、反応液のW/O粒子径は120μmであり、固定化
酵素の表面に働くせん断力因子は7.82×10-4MPaであっ
た。また、失活速度式の初期発現活性は1,765U/g、失活
速度定数は1.03×10-31/hであった。
供給流量62mL/min、積算送液時間358時間とする以外は
全て実施例２と同様に行った。この時、酵素を充填した
充填層の空隙率は0.584、充填層にかかる最大圧力損失
は0.26MPa、反応液のW/O粒子径は120μmであり、固定化
酵素の表面に働くせん断力因子は7.82×10-4MPaであっ
た。また、失活速度式の初期発現活性は1,765U/g、失活
速度定数は1.03×10-31/hであった。
【００３３】実施例８
固定化酵素の充填量13.9g、充填層への供給流量40mL/mi
n、積算送液時間474時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.591、充填層にかかる最大圧力損失は0.21MPa、反応液
のW/O粒子径は120μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は6.56×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,408U/g、失活速度定数は2.80×
10-41/hであった。
n、積算送液時間474時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.591、充填層にかかる最大圧力損失は0.21MPa、反応液
のW/O粒子径は120μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は6.56×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,408U/g、失活速度定数は2.80×
10-41/hであった。
【００３４】実施例９
固定化酵素の充填量14.3g、充填層への供給流量20mL/mi
n、積算送液時間474時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.579、充填層にかかる最大圧力損失は0.08MPa、反応液
のW/O粒子径は120μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は2.38×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,229U/g、失活速度定数は2.50×
10-41/hであった。
n、積算送液時間474時間とする以外は全て実施例２と同
様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙率は
0.579、充填層にかかる最大圧力損失は0.08MPa、反応液
のW/O粒子径は120μmであり、固定化酵素の表面に働く
せん断力因子は2.38×10-4MPaであった。また、失活速
度式の初期発現活性は1,229U/g、失活速度定数は2.50×
10-41/hであった。
【００３５】実施例１０
固定化酵素の充填量15.7g、充填厚み135mm、積算送液時
間361時間、基質循環バイパスライン15を通して循環ポ
ンプ17を用いて乳化機16（マイルダーMDN303、10,000r/
min、(株)荏原製作所製）に供給し、反応液を乳化して
基質循環槽２に返送する操作を行う以外は全て実施例２
と同様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙
率は0.506、充填層にかかる最大圧力損失は0.6MPa、反
応液のW/O粒子径は43μmであり、固定化酵素の表面に働
くせん断力因子は1.42×10-3MPaであった。また、失活
速度式の初期発現活性は1,835U/g、失活速度定数は2.02
×10 -31/hであった。
間361時間、基質循環バイパスライン15を通して循環ポ
ンプ17を用いて乳化機16（マイルダーMDN303、10,000r/
min、(株)荏原製作所製）に供給し、反応液を乳化して
基質循環槽２に返送する操作を行う以外は全て実施例２
と同様に行った。この時、酵素を充填した充填層の空隙
率は0.506、充填層にかかる最大圧力損失は0.6MPa、反
応液のW/O粒子径は43μmであり、固定化酵素の表面に働
くせん断力因子は1.42×10-3MPaであった。また、失活
速度式の初期発現活性は1,835U/g、失活速度定数は2.02
×10 -31/hであった。
【００３６】比較例１
固定化酵素の充填量15.7g、充填厚み135mm、積算送液時
間361時間、基質循環バイパスライン15を通して循環ポ
ンプ17を用いて乳化機16（マイルダーMDN303、10,000r/
min、×２台(株)荏原製作所製）に供給し、反応液を乳
化して基質循環槽２に返送する操作を行う以外は全て実
施例２と同様に行った。この時、酵素を充填した充填層
の空隙率は0.506、充填層にかかる最大圧力損失は0.72M
Pa、反応液のW/O粒子径は35μmであり、固定化酵素の表
面に働くせん断力因子は1.7×10- 3MPaであった。また、
失活速度式の初期発現活性は2,100U/g、失活速度定数は
2.9×10-31/hであった。
間361時間、基質循環バイパスライン15を通して循環ポ
ンプ17を用いて乳化機16（マイルダーMDN303、10,000r/
min、×２台(株)荏原製作所製）に供給し、反応液を乳
化して基質循環槽２に返送する操作を行う以外は全て実
施例２と同様に行った。この時、酵素を充填した充填層
の空隙率は0.506、充填層にかかる最大圧力損失は0.72M
Pa、反応液のW/O粒子径は35μmであり、固定化酵素の表
面に働くせん断力因子は1.7×10- 3MPaであった。また、
失活速度式の初期発現活性は2,100U/g、失活速度定数は
2.9×10-31/hであった。
【００３７】本発明の実施例及び比較例の測定結果を図
２、図３に示す。せん断力因子が大きいと、初期発現活
性は高くなり、装置のコンパクト化が図れるが、失活速
度定数も大きくなり、生産性の変動も大きく、固定化酵
素の耐久性が減じ、固定化酵素の変換頻度も増加する。
２、図３に示す。せん断力因子が大きいと、初期発現活
性は高くなり、装置のコンパクト化が図れるが、失活速
度定数も大きくなり、生産性の変動も大きく、固定化酵
素の耐久性が減じ、固定化酵素の変換頻度も増加する。
【００３８】
【発明の効果】高活性の固定化酵素充填層にて、油相基
質及び水相基質とを所定条件下にて反応させることによ
り、固定化酵素の活性をより有効に発現させ、加水分解
反応効率を高め生産性がアップし、また耐久性も改善さ
れる。
質及び水相基質とを所定条件下にて反応させることによ
り、固定化酵素の活性をより有効に発現させ、加水分解
反応効率を高め生産性がアップし、また耐久性も改善さ
れる。
【図１】加水分解反応装置を示す図である。
【図２】せん断力因子と初期発現活性の関係とを示す図
である。
である。
【図３】せん断力因子と失活速度定数の関係を示す図で
ある。
ある。
１：撹拌機
２：基質循環槽
３：基質投入口
４：窒素出口ライン
５：基質（反応液）供給ライン
６：基質送液ポンプ
７：流量計
８：圧力計
９：酵素充填カラム
10：基質（反応液）返送ライン
11：窒素供給ライン
12：反応液抜き出しライン
13：酵素充填カラム内残液抜き出しライン
14：反応液サンプリングライン
15：基質循環バイパスライン
16：乳化機
17：循環ポンプ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山田 直人
茨城県鹿島郡神栖町東深芝20 花王株式会
社研究所内
Ｆターム(参考） 4B064 AD85 CA21 CA32 CB03 CC03
CC04 CD21 CD22 DA01 DA10
Claims (2)
- 【請求項１】 固定化酵素を充填した充填層に油相基質
と水相基質を混合して供給する油脂類の加水分解方法で
あって、固定化酵素の表面に次式(1) （数式） τw＝(ΔP/L)×dp×ε/(1-ε) (1) （式中右辺、ΔPは充填層の加水分解反応中の最大圧力
損失[MPa]、Lは充填層厚み[m]、dpは充填した固定化酵
素粒子の重量基準平均粒子径［m］、εは充填層の空隙
率[-]を示す）で表わされるせん断力因子（τw）が１×
10-4〜1.4×10-3MPaとなるような送液条件下で反応させ
る油脂類の加水分解方法。 - 【請求項２】 平均粒子径40〜200μmの油中水型乳化液
を送液する請求項１記載の油脂類の加水分解方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001190335A JP3764855B2 (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | 油脂類の加水分解方法 |
| US10/166,687 US6921652B2 (en) | 2001-06-22 | 2002-06-12 | Process of hydrolyzing oil or fat in a packed layer of immobilized enzyme |
| US11/144,780 US7517674B2 (en) | 2001-06-22 | 2005-06-06 | Process of hydrolyzing oil or fat using a packed layer of immobilized enzyme |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001190335A JP3764855B2 (ja) | 2001-06-22 | 2001-06-22 | 油脂類の加水分解方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003000291A true JP2003000291A (ja) | 2003-01-07 |
| JP3764855B2 JP3764855B2 (ja) | 2006-04-12 |
Family
ID=19029120
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