JP2581749B2 - 固定化酵素を用いた油脂の分解槽およびこの分解槽を用いた油脂の分解装置並びに油脂の分解方法 - Google Patents

固定化酵素を用いた油脂の分解槽およびこの分解槽を用いた油脂の分解装置並びに油脂の分解方法

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JP2581749B2
JP2581749B2 JP63104579A JP10457988A JP2581749B2 JP 2581749 B2 JP2581749 B2 JP 2581749B2 JP 63104579 A JP63104579 A JP 63104579A JP 10457988 A JP10457988 A JP 10457988A JP 2581749 B2 JP2581749 B2 JP 2581749B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は固定化酵素を用いた油脂の分解槽およびこの
分解槽を用いた油脂の分解装置並びに油脂の分解方法に
係るものであって、食品製造業、医薬品製造業、石鹸製
造業等の分野に於いて用いる場合に特に有効なものであ
る。
従来の技術 従来、酵素または固定化酵素を用いて油脂類を加水分
解する研究は種々行なわれているが、一般に酵素反応は
反応生成物が反応系内で増加することによって、酵素反
応の抑制が生じてしまい、一定量以下の反応生成物を得
ることが出来ないという欠点を有している。またリパー
ゼのような酵素においては反応生成物である樹脂酸によ
って酵素自体を失活化させるものもあり、分解効率を上
昇させるためには、これら反応生成物を速やかに反応系
外に除去しなければならず、特にリパーゼに於いてはこ
の傾向が強いものであった。この問題を解決するため、
特開昭61−17391号、特開昭61−8596号、特開昭58−146
284号等では、反応生成物を反応系外に出す方法とし
て、限外過膜、多糖質ゲルを利用する方法が開示され
ているが、いずれの方法に於いても、上記の問題点を解
決するには、不十分なものであった。
発明が解決しようとする問題点 本発明は上述のごとき問題点を解決しようとするもの
であって、反応生成物を速やかに反応系外に取り出すこ
とにより、酵素反応を効率良く進めるとともに固定化酵
素の失活防止と、固定化酵素の長期間の繰り返し使用と
を可能にしようとするものである。
問題点を解決するための手段 本発明は上述のごとき問題点を解決するため、導入口
とこの導入口よりも上方に導出口を設けたカラム内に、
回転軸を抜き出し可能に挿入し、この回転軸に設置した
撹拌羽根の上下位置に、網目状の載置板を位置してカラ
ム内に充填室を形成し、この充填室内に固定化酵素を充
填した油脂の分解槽を用いるものである。
また他の1つの発明は、この分解槽に油脂を循環供給
させる循環槽を、ポンプを介して接続し、この循環槽に
油脂の分解度を測定する検知器を備えると共に反応終了
液を水相と油相に静置分離する分離槽を分解槽の導出口
に接続して固定化酵素を用いた油脂の分解装置を構成す
るものである。
そしてまた、他の1つの発明は、純水を充填したカラ
ムの導入口から油脂を導入して、カラム内に導入口から
導出口方向への反応液体の流動を生じさせ、カラム内に
網目状の載置板で区分形成した充填室内の固定化酵素と
反応液体を接触させるとともに回転軸に設置した撹拌羽
根によって、反応液体を撹拌しながら反応を生じさせ、
この反応液体を、カラムに設けた反応液導出用の導出口
から導出し、循環槽を介して再度導入口からカラム内に
導入して循環し、反応の完了した段階で反応液を分離槽
に導き、水相と油相に分離する固定化酵素を用いた油脂
の分解方法である。
また、導入口および導出口は、各々2個形成し、導入
口の1つには循環槽を、他の導入口には水の供給槽を接
続し、導出口の1つには循環槽を、他の導出口には分離
槽を接続するものである。
作 用 このように、反応液体を撹拌羽根で撹拌しながら流動
させることにより、油脂と固定化酵素の接触回数を、従
来方法に比して著しく増大する事ができ、ゲルはカラム
内を浮遊するものとなり、この浮遊力によって、ゲル内
の反応生成物が速やかにゲル外に拡散し、この拡散に伴
ないゲル内に油脂が取り込まれることを繰り返すから、
反応生成物による固定化酵素の失活を生じる事が無いも
のとなる。
またこの反応液体を、カラムに設けた反応液導出用の
導出口から導出し、油脂の分解度を測定する検知器を備
えた循環槽にポンプを介して導出口を接続し、反応液体
を、循環槽を介して再度導入口からカラム内に導入して
循環し、反応の完了した段階で反応液を分離槽に導き、
水相と油相に分離するものである。
また本発明に用いられる固定化酵素としては、リパー
ゼ、コレステロールエステラーゼ、ホスホリパーゼA1
ホスホリパーゼA2、ホスホリパーゼB、ホスホリパーゼ
C、ホスホリパーゼD、等の分解酵素またはリポキシゲ
ナーゼ等の合成酵素を用いることができる。
実施例 以下本発明の一実施例を第1図、第2図に於いて説明
すれば、(1)は有底のカラムで、下端にはオーリング
(2)を用いて底板(3)を液密に固定し、上端にはオ
ーリング(4)を用いて蓋体(5)を液密に固定すると
ともに外周を二重壁に構成することにより、保温用液体
を流通させるための保温室(6)を外周に形成し、この
保温室(6)に保温用液体の流入口(7)と流出口
(8)とを形成している。そしてカラム(1)の中央部
の軸方向に回転軸(10)を挿入し、この回転軸(10)を
抜き出し可能で外部から回転可能となるよう、下端をカ
ラム(1)の底板(3)に軸受(11)を介して回動可能
に支持するとともに下端を、カラム(1)の上端に設け
た蓋体(5)から外方に突出し、動力を用いて若しくは
人手により、外部から回転軸(10)を回動可能に形成し
ている。またこの回転軸(10)には、固定化酵素(9)
を載置する網目状の載置板(12)と撹拌羽根(13)と
を、適宜間隔で複数個固定し、撹拌羽根(13)の上下位
置に、網目状の載置板(12)を位置してカラム(1)内
に充填室(21)を形成するとともにカラム(1)下底の
底板(3)には、油脂導入用の導入口(14)(15)を2
個設け、カラム(1)上端の蓋体(5)には、反応液導
出用の導出口(16)(17)を2個設けている。そして、
回転軸(10)のカラム(1)からの抜き出し時に、蓋体
(5)も同時に開放するよう、回転軸(10)に固定した
スリーブ(18)の環状鍔(19)を蓋体(5)の内面に突
当て可能に位置している。
上述のごとく構成した、分解槽(22)の導出口(16)
に、分解槽(22)から反応液体を導出供給する循環槽
(23)を接続するとともにこの循環槽(23)から反応液
体を再度分解槽(22)に循環供給させるよう、循環槽
(23)と分解槽(22)の導入口(14)をポンプ(24)を
介して接続し、この循環槽(23)に、油脂の分解度を測
定する検知器(25)を接続する。この検知器(25)は、
循環槽(23)内に挿入したpH電極(26)と、このpH電極
(26)に接続するpHメーター(27)および記録計(28)
から構成されている。また、分解槽(22)には、反応終
了液を水相(30)と油相(31)に静置分離する分離槽
(32)を、導出口(17)に接続するとともに導入口(1
5)には純水の供給槽(35)を接続している。
上述のごとく構成したものに於いて、油脂の分解を行
うには、まず固定軸(10)をカラム(1)内に挿入した
時に、最下端の載置板(12a)と、カラム(1)の底板
(3)との間に形成される、充填室(21a)に対応する
量の固定化酵素(9)を、カラム(1)内に充填する。
次にカラム(1)内に回転軸(10)の一部を挿入し、回
転軸(10)に固定され対向して充填室(20)を形成する
網目状の載置板(12)の、下の載置板(12)をカラム
(1)内に挿入し、上の載置板(12)をカラム(1)の
外に位置し、この上下の載置板(12)の間から分解目的
に応じた固定化酵素(9)を充填室(21)に充填した
後、回転軸(10)をカラム(1)内に挿入し、次に位置
する上下の載置板(12)間の充填室(21)にも固定化酵
素(9)を同様に充填し、最後にカラム(1)の上端を
蓋体(5)で閉止する。
次にカラム(10)内に、供給槽(35)から純水を充填
するとともに保温室(6)に保温用液体を流入口(7)
より導入し、流出口(8)から導出して循環し、カラム
(1)内を室温に保温する。次に有底のカラム(1)の
底板(3)に設けた導入口(14)から、分解目的の油脂
を導入し蓋体(5)設けた導出口(16)から導出する。
この導入口(14)から導出口(16)への導出に伴って、
カラム(1)内に反応液体の流動を生じさせ、回転軸
(10)に網目状の載置板(12)で形成した充填室(21)
内の、固定化酵素(9)と反応液体を接触させるととも
に回転軸(10)に固定した撹拌羽根(13)によって、反
応液体を撹拌しながら反応を生じさせる。この撹拌羽根
(13)は、回転軸(10)とともにカラム(1)内で回転
するのが好ましいが、必ずしもその必要は無く、反応液
体が導入口(14)から導出口(16)に流動する過程で撹
拌羽根に接触することにより、反応液体の流動が不規則
に成り固定化酵素と反応液体の良好な接触を可能とす
る。また撹拌羽根(13)を回転するには、カラム(1)
の外に突出した回転軸(10)を人手で保持して回転させ
たり、適宜の電動機に接続して回転するものであっても
良い。
このようにして固定化酵素と反応した反応液体を、カ
ラム(1)の上端に設けた、反応液導出用の導出口(1
6)から導出し、循環槽(23)を移送し、ここで磁石攪
拌器(34)により撹拌を行い、再度導入口(15)から分
解槽(22)内にポンプ(24)を介して反応液体を導入
し、再度反応を繰り返すものである。また導入口(14)
(15)及び導出口(16)(17)は各々開閉弁に接続して
2個設け、反応液体の反応の進行状況に応じて上記のご
とく導出口(16)から循環槽(23)に送ったり、反応の
完了した反応終了液を、水相(30)と油相(31)に静置
分離する分離槽(32)に導出口(17)から送る事も可能
となる。
以下にオリーブ油を用いた反応の実施例を示す。分解
槽(22)には前記構成のものを用い、カラム(1)の直
径を50mm、長さを350mmとし、充填室(21)には、アル
ギン酸カルシュウムにキャンジダシリンドラシア(Cand
ida cylindracea)由来のリパーゼで架橋処理した固定
化酵素(9)を、油脂1gに対して200単位になるよう充
填した後、イオン交換水をカラムに充填した。保温室
(6)には、37℃の温水を循環させながら、回転軸(1
0)、撹拌羽根(13)および載置板(12)を回転させ
る。次いで循環槽(23)内に有るオリーブ油5000gを、
分解槽(22)内に導入した。循環速度は5.5ml/minにな
るように保ちながら循環を繰り返した。循環後の加水分
解率(%)は、 第1回 98.2 第2回 99.3 第3回 99.3 と成った。
また分解槽(22)に導入する前の未処理のオリーブ油
のガスクロチャートは第5図に示す通りであり、第1回
循環後のガスクロチャートは第6図に、第2回循環後の
ガスクロチャートは第7図に、第3回循環後のガスクロ
チャートは第8図に示す通りである。
またこのガスクロマトグラフの実施条件は下記の通り
である。
カラム Diasolid−ZT(0.5m) キャリアーガス N2 流 速 50ml/min 昇点温度 100℃→340℃ 15℃/min 注入温度 340℃ 検出器 FID Shimazu GC−9A 発明の効果 本発明は上述のごとく構成したものであるから、水と
は混ざらない油脂に作用する固定化酵素であっても、撹
拌羽根の存在により油脂が反応液体中に良好に拡散する
ため、高い反応効率を得ることが出来るものとなる。ま
た反応液体を撹拌羽根で撹拌しながら流動させることに
より、油脂と固定化酵素の接触回数を、従来方法に比し
て著しく増大する事ができ、ゲルはカラム内を浮遊する
ものとなり、この浮遊力によって、ゲル内の生成物であ
る樹脂酸が速やかにゲル外に拡散し、この拡散に伴ない
ゲル内に油脂が取り込まれることを繰り返すから、脂肪
酸による固定化酵素の失活を生じる事が無く、固定化酵
素の再使用を可能にするものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示すものであって、第1図は
断面図、第2図は撹拌羽根の平面図、第3図は載置板の
平面図、第4図は油脂分解のフローチャート、第5図は
脂肪酸組成の異なる未処理のオリーブ油のガスクロチャ
ート、第6図は第1回循環後のガスクロチャート、第7
図は第2回循環後のガスクロチャート、第8図は第3回
循環後のガスクロチャートである。 (1)……カラム、(5)……蓋体 (6)……保温室、(7)……流入口 (8)……流出口、(10)……回転軸 (12)……載置板、(13)……撹拌羽根 (14)(15)……導入口、(16)(17)……導出口

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】導入口とこの導入口よりも上方に導出口を
    設けたカラム内に、回転軸を抜き出し可能に挿入し、こ
    の回転軸に設置した撹拌羽根の上下位置に、網目状の載
    置板を位置してカラム内に充填室を形成し、この充填室
    内に固定化酵素を充填した事を特徴とする固定化酵素を
    用いた油脂の分解槽。
  2. 【請求項2】請求項第1項記載の分解槽に油脂を循環供
    給させる循環槽を、ポンプを介して接続し、この循環槽
    に油脂の分解度を測定する検知器を備えると共に反応終
    了液を水相と油相に静置分離する分離槽を分解槽の導出
    口に接続してなることを特徴とする固定化酵素を用いた
    油脂の分解装置。
  3. 【請求項3】純水を充填したカラムの導入口から油脂を
    導入して、カラム内に導入口から導出口方向への反応液
    体の流動を生じさせ、カラム内に網目状の載置板で区分
    形成した充填室内の固定化酵素と反応液体を接触させる
    とともに回転軸に設置した撹拌羽根によって、反応液体
    を撹拌しながら反応を生じさせ、この反応液体を、カラ
    ムに設けた反応液導出用の導出口から導出し、循環槽を
    介して再度導入口からカラム内に導入して循環し、反応
    の完了した段階で反応液を分離槽に導き、水相と油相に
    分離することを特徴とする固定化酵素を用いた油脂の分
    解方法。
  4. 【請求項4】導入口および導出口は、各々2個形成し、
    導入口の1つには循環槽を、他の導入口には水の供給槽
    を接続し、導出口の1つには循環槽を、他の導出口には
    分離槽を接続したものであることを特徴とする請求項3
    記載の固定化酵素を用いた油脂の分解装置。
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