JP2570774B2

JP2570774B2 - 油脂の改質法

Info

Publication number: JP2570774B2
Application number: JP62278097A
Authority: JP
Inventors: 弘憲高橋; 淳蔵重
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1987-11-02
Filing date: 1987-11-02
Publication date: 1997-01-16
Anticipated expiration: 2012-01-16
Also published as: JPH01120295A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は固定化リパーゼを用いる油脂の連続的エステ
ル交換反応に関する。

更に詳細には、油脂の加水分解反応を抑制し固定化リ
パーゼの活性を長時間持続させることにより、効率よく
連続的エステル交換する方法に関するものである。

＜従来技術＞リパーゼによるエステル交換反応技術は広く知られて
おり、またリパーゼの固定化についても担体に化学的・
物理的に固定化する方法、又は担体で包括する方法など
が知られている。

さて、エステル交換反応を行なうとき、同時にエステ
ルの加水分解又は合成が起り、その二つの反応（加水分
解反応と合成反応）は可逆反応であり、下式に示すよう
な関係にある。

TG（トリグリセリド）＋H₂ODG（ジグリセリド）＋FFA（脂肪酸）上述のようにリパーゼはエステル交換反応と同時に加
水分解反応と合成反応の可逆反応を触媒することによ
り、水分の多い系においては反応式からも明らかなよう
に加水分解反応が進行し、水分の少ない系においては脂
肪酸の存在下に合成反応が進行する。

さて、固定化リパーゼを油脂のエステル交換反応に使
用する際、その活性を発現させるためには反応系中に水
分の存在が必要であるが、水分が多すぎるとエステル交
換活性（速度）が増大するかわりに加水分解の程度も増
大し、油脂（トリグリセリド）の収率が低下する欠点が
ある。

また、水分の少ない系、即ち反応系中の水分濃度が15
00ppm以下の系でエステル交換を行う場合には、脂肪酸
が存在しないと、固定化リパーゼのエステル交換活性が
容易に失活してしまうという欠点がある。

従って加水分解を抑えながらしかもエステル交換活性
を長時間持続させることにより効率よく、連続的エステ
ル交換反応を行う方法は未だ報告されていない。

＜本発明が解決しようとする問題点＞本発明の課題は、固定化リパーゼを用いた油脂の連続
的エステル交換反応において、油脂の加水分解を起さず
に効率よくエステル交換反応を行ない、しかも固定化リ
パーゼのエステル交換活性を長時間持続させる点にあ
る。

＜問題点を解決する為の手段＞本発明者らは上記問題点を解決する為に鋭意研究を重
ねた結果、反応系中の水分濃度を1500ppm以下に調製
し、しかも反応系中の脂肪酸と水のモル比がの条件で連続的エステル交換反応を行なわせることによ
り、上記問題点を解決することができ、本発明を完成に
至らしめた。

すなわち、本発明は固定化リパーゼによる油脂の連続
的エステル交換反応において反応系中の水分を1500ppm
以下で、しかも反応系中の脂肪酸と水のモル比をの条件で連続的エステル交換反応を行なわせることを特
徴とする油脂の改質法である。

本発明に用いるリパーゼとしては、リゾープス属（Rh
izopus）、アスペルギルス属（Aspergillus）、ペニシ
リウム属（Penicillium）、キャンディダ属（Candid
a）、シュウドモナス属（Pseudomonas）、ムコール属
（Mucor）又は、ジオトリカム属（Geotrichum）由来の
リパーゼを用いることができる。

具体的には天野製薬（株）が販売している下記のリパ
ーゼを用いることができる。即ちPseudomonas fluolesc
ens（シュードモナス・フルオレッセンス）由来のリパ
ーゼＰ（商品名）、Rhizopus javanicus（リゾップス・
ジャバニクス）由来のリパーゼＦ−AP15（商品名）、Mu
cor javanicus（ムコール・ジャバニクス）由来のリパ
ーゼＭ−AP（商品名）、Aspergillus nigar（アスペル
ギリュウス・ニガー）由来のリパーゼAP（商品名）、Rh
izopus delemar（リゾップス・デレマー）由来のリパー
ゼＤ（商品名）、Humicola lanuginosa（フミコーラ
ラヌジノーサ）由来のリパーゼCE（商品名）、Rhizopus
niveus（リゾップス・ニベウス）由来のリパーゼNewla
se（商品名）、Candida cylindracea（キャンディダ・
シリンドラセ）由来のリパーゼAY−20（商品名）、Geot
richum candidum（ジオトリカム・キャンディダム）由
来のリパーゼGC−10（商品名）、Penicillium cyclopiu
m（ペニシリウム・サイクロピウム）由来のリパーゼＧ
（商品名）、Penicillium roqueforti（ペニシリウム・
ロケフォルティ）由来のリパーゼＲ−20（商品名）等を
用いればよい。

本発明に用いる固定化担体としては吸着型担体及び包
括型担体のいずれでも使用できる。

具体的に例示すれば吸着型担体としてはセライト、白
土、活性炭、セルロース及びその誘導体、キトサン及び
その誘導体、イオン交換樹脂等であり、包括型担体とし
ては光硬化樹脂、寒天、アルギン酸ソーダ等を用いるこ
とができる。

さて、上記のリパーゼを脱イオン水、蒸留水等の水又
は緩衝液に分散又は溶解させる。次に固定化担体として
吸着型担体を用いる場合、上記水溶液を担体に均一散布
し、その後減圧乾燥等で水分を除去すればよい。また、
包括型担体を用いる場合は、上記水溶液と担体モノマー
を混合した後重合を行ない、その後水分を除去すればよ
い。

この時の固定化担体とリパーゼの比率は吸着型担体及
び包括型担体のいずれを用いる場合でもリパーゼ１重量
部に対して固定化担体を４〜500重量部用いればよい。
尚リパーゼを固定化担体で固定する際にレシチン等の界
面活性剤とともに固定化してもよい。この時の界面活性
剤の使用量はリパーゼ１重量部あたり0.1〜10重量部用
いればよい。

本発明に用いる油脂としては、コーン油、大豆油、ナ
タネ油等の液体油、パーム油、カカオ脂、ラード等の固
体脂のいずれを用いてもよい。また、これらの油脂類を
単独で用いてもよく、また、２種類以上を組み合せて用
いてもよい。

また、本発明に用いられる脂肪酸としてはラウリン
酸、パルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレ
イン酸、リノール酸、γ−リノレン酸、エイコサペンタ
エン酸（EPA）、エルカ酸、等の不飽和脂肪酸のいずれ
を用いてもよい。この場合も脂肪酸の単独の形で用いて
もよいし、また、２種類以上の混合物の形で用いてもよ
い。要するに反応油に対して、脂肪酸を１〜200重量
％、そして脂肪酸量に応じて水分濃度を水（モル）／脂
肪酸（モル）（以後h/fと略す）が0.2以下、好ましくは
0.001〜0.005になるように調整して反応に供する。反応
様式はバッチ反応で行っても良いが、好ましくは連続反
応、しかもカラムを用いた固体床型連続反応で行うのが
よい。反応温度は30〜80℃、好ましくは37〜60℃で行う
のがよい。

今まで述べてきたように、固定化リパーゼによる油脂
類の連続エステル交換反応において、たとえ反応系中の
水分濃度が1500ppm以下であっても反応系中に脂肪酸が
全く又は殆んど含まない系においては、エステル交換活
性の失活が起り、たとえばリゾープスデレマー由来のリ
パーゼをセライトに固定化したものではエステル交換活
性の半減期が数時間から20時間と非常に短いという欠点
がある。これに対して反応基質油脂中に脂肪酸が存在
し、反応系中の水分濃度を1500ppm以下にして、しかも
水（モル）／脂肪酸（モル）＜0.2に調整した場合には
トリグリセリド収率も約100％から約110％と向上し、エ
ステル交換活性の半減期も60時間から三百数十時間と著
しく延長し、その効果を確認することができた。

以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

＜実施例１＞リゾープスデレマー由来のリパーゼ（商品名：リパー
ゼＤ、販売会社天野製薬（株））500mgとレシチン150mg
を水5mlにとかし、10gのセライトに添加しよく撹拌し
た。その後40℃、15mmHgで３時間乾燥処理した。このよ
うにして水分約１％の固定化リパーゼを調製した。

一方、反応基質として、粗パームオレインと精製なた
ね油を60:40に混合したもの（遊離脂肪酸3.5％が含有さ
れる、その内C₁₈脂肪酸2.0％、C₁₆脂肪酸1.5％）を減圧
乾燥して水分50ppmに調整した。尚C₁₈脂肪酸とは炭素数
が18の脂肪酸、C₁₆脂肪酸とは炭素数16の脂肪酸のこと
である。

固定化リパーゼ2gを内径1cm×長さ10cmのカラムに充
填して60℃に加温した。これにモレキュラーシーブ35g
を充填したカラムを通し水分40ppmにした上記反応基質
（h/f＝0.018）をポンプで定量的に流し、60℃での連続
的反応を行ない、継時的にエステル交換活性、トリグリ
ド収率（TG収率）を測定した（第１表）。

この結果から分るように、本発明の方法を用いると加
水分解反応を起さずにエステル交換を行うことができ
た。また、エステル交換活性の半減期は80時間であっ
た。

＜実施例２＞実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に、水
分130ppmの粗パームオレイン−オレイン酸（50:50）
（遊離オレイン酸含量55.3％、h/f＝0.004）の反応基質
を流し、実施例１と同様に60℃で連続的に反応を行なっ
た（第２表）。第２表から分るように、TGの加水分解は
起こらず、エステル交換活性半減期は340時間という長
時間であった。

実施例３実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に水分
60ppmの粗パーム油−なたね脱ガム油（25:75）の混合基
質（遊離脂肪酸1.9％、その内C₁₈脂肪酸1.29％、C₁₆脂
肪酸0.63％、h/f＝0.05）を流し、60℃で連続的に反応
を行なった（第３表）。第３表よりエステル交換活性の
半減期は約100時間であった。

実施例４リゾープスデレマー由来のリパーゼ（生化学工業製フ
ァイングレード）2gを水10mlにとかし18gのセライトに
添加し、よく撹拌した。その後実施例１と同様に乾燥し
て固定化リパーゼを調製し、カラム式固定床を用意し
た。これに粗パームオレイン−精製なたね油（10:90）
（遊離脂肪酸0.47％、C₁₈脂肪酸0.25％、C₁₆脂肪酸0.23
％、h/f＝0.2）を流し、実施例１と同様に60℃で反応し
た（第４表）。第４表から明らかなようにエステル交換
活性の半減期は約60時間であった。

＜比較例１＞実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に、水
分を300ppmに調整した精製パーム油−精製なたね油（2
0:80）の混合基質（遊離脂肪酸0.25％、その内C₁₈脂肪
酸０％、C₁₆脂肪酸0.1％、h/f＝5.19）を流し、実施例
１と同様に60℃で連続的に反応を行なった（第５表）。
第５表より分るようにエステル交換活性の半減期は約４
時間で極めて短いものであった。

＜比較例２＞実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に水分
を280ppmに調整した粗パーム油−なたな脱ガム油（20:8
0）混合基質（遊離脂肪酸1.14％、その内C₁₈脂肪酸0.81
％、C₁₆脂肪酸0.27％、h/f＝0.38）を流し、実施例１と
同様に60℃で連続的に反応を行なった（６表）。エステ
ル交換活性の半減期は10時間と極めて短かかった。

＜比較例３＞リゾープスデレマー由来のリパーゼ（生化学工業製Fi
ne Grade）2gを水10mlにとかし18gのセライトに添加
し、よく撹拌した。その後実施例１と同様に乾燥して固
定化リパーゼを調製し、カラム式固定床を用意した。こ
れに水分1000ppmの粗パーム油−なたね脱ガム油（20:8
0）（遊離脂肪酸1.14％、内C₁₈脂肪酸0.81％、C₁₆脂肪
酸0.27％、h/f＝1.36）の混合基質を流し、実施例１と
同様に60℃で反応を行なった（第７表）。第７表からわ
かるようにエステル交換活性の半減期は20時間であっ
た。

＜比較例４＞比較例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に、水
分250ppmに調整した精製パーム油−精製なたね油（50:5
0）の混合基質（遊離脂肪酸0.12％、内C₁₈脂肪酸０％、
C₁₆脂肪酸0.12％、h/f＝3.24）を流し、60℃で反応を行
なった（第８表）。第８表からわかるようにエステル交
換活性の半減期は約10時間であった。

＜効果＞本発明に係る脂肪酸存在下の低水分油脂（h/f＜0.2を
用い、連続エステル交換反応させる方法は、エステル交
換活性持続時間の延長、および加水分解の抑制（TG収率
の向上）をはかることができる。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】固定化リパーゼによる油脂の連続的エステ
ル交換反応において、反応系中の水分を1500ppm以下で
しかも反応系中の脂肪酸と水のモル比をの条件で連続的エステル交換反応を行なわせることを特
徴とする油脂の改質法。