JP4327943B2 - 改質油脂組成物の製造法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はジグリセリド含量の高い改質油脂組成物の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジグリセリドは化粧品の基剤として、また体脂肪をつきにくくする作用、内臓脂肪を減少させる作用等を有することから医薬品や食品分野でも広く用いられつつある。
【０００３】
ジグリセリドの製造法としては、グリセリンと脂肪酸とのエステル化反応、グリセリンと油脂とのアルコール交換反応が挙げられる。このうち、グリセリンと油脂とのアルコール交換反応としては、１，３−リパーゼを用いたグリセロリシス法（特許第１９３９８０８号、特許第１８５７４８７号）が知られているが、反応平衡のためトリグリセリド分解率が低く、しかも脂肪酸やモノグリセリドの副生率が高いという欠点がある。一方、１，３−リパーゼを用いたグリセリンと脂肪酸とのエステル化反応（特公平６−６５３１１号）が知られているが、この原料となる脂肪酸は油脂の加水分解で得られるため、工業的に有利とはいえない。
また、キャンディダ・シリシドラセリパーゼをアルカリ処理して得られた２−モノグリセリドリパーゼを油脂に作用させればジグリセリドが得られることが知られている（特許第２６７１３４９号）。しかし、冷却下で長時間のアルカリ処理及び脱塩処理を行って改質酵素を得る方法は工業的とは言い難く、この２−モノグリセリドリパーゼの酵素安定性も不十分で、ジグリセリドの大量生産には使用できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、安価に入手できる油脂から一段階で、ジグリセリド含量の高い改質油脂組成物を製造する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】
そこで、本発明者は、３位特異性を有するリパーゼを油脂に作用させれば、油相／水相の体積比を１／２０以上にしてもジグリセリド含量が５０重量％以上の改質油脂組成物が一段階反応で工業的に有利に得られることを見出した。
【０００６】
すなわち、本発明は、油相／水相の体積比が１／２０〜２０／１の条件で、３位特異性を有するリパーゼを油脂に作用させることを特徴とするジグリセリド含量５０重量％以上トリグリセリド含量５０重量％未満の改質油脂組成物の製造法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる３位特異性を有するリパーゼとしては、舌腺由来のリパーゼ、胃粘膜由来のリパーゼ等の酸性リパーゼが挙げられるが、舌腺由来のリパーゼが好ましい。当該リパーゼは、舌腺や胃粘膜から分離精製した酵素を用いてもよいが、粗酵素液を用いてもよい。また、当該リパーゼは、反応系中に直接添加してもよいが、イオン交換樹脂、多孔性ガラス等の固相に固定化して用いてもよい。また、舌腺リパーゼは、例えばＨａｍｏｓｈらの方法（J. Biol. Chem., 254(23)12121(1979)）に従って、ラット等の哺乳動物の舌腺から分離できる。また、組換えＤＮＡ技術によって微生物で発現させる事も可能であり、さらにはベクター系の改良、変異育種等により大量生産したものも使用できる。
【０００８】
原料である油脂としては、植物油、動物油が挙げられ、より具体的には大豆油、菜種油、コーン油、オリーブ油、サフラワー油、月見草油、牛脂、豚脂、魚油、乳脂あるいはそれらの分別油等が挙げられる。このうち、本発明方法で得られる改質油脂組成物を食用油脂組成物として利用する場合は、大豆油、菜種油、コーン油、サフラワー油等を用いるのが好ましい。
【０００９】
本発明において３位特異性を有するリパーゼを油脂に作用させるには、油脂相（油相）と水相との混合相に３位特異性を有するリパーゼを加えて反応させればよい。ここで油相／水相の体積比は、工業的生産性と反応効率の面から１／２０〜２０／１が好ましい。すなわち、当該体積比が１／２０未満では油脂濃度が低く、工業的に不利となり、２０／１を超えると酵素の反応性が十分でなくなる。また当該体積比は１／１０〜１０／１がより好ましく、１／５〜５／１がさらに好ましく、１／２〜２／１が特に好ましい。
【００１０】
用いる酵素量は、油脂１Ｌに対して、酵素量として３．３〜３３００ユニット、特に３３〜１６５０ユニットが好ましい。
【００１１】
反応は、通常１５〜４５℃、より好ましくは２０〜４０℃で０．５〜３０時間、より好ましくは１〜２０時間行う。
【００１２】
反応は、油相と水相の２相系で行われるので、攪拌下に行うのが好ましい。また、本発明においては、反応を乳化剤の存在下に行うのが好ましく、特に油相体積に対して１／２０〜１０／１、さらに１／１０〜５／１、特に１／５〜３／１容量の、又は油脂重量に対して１／２０〜１０／１、さらに１／１０〜５／１、特に１／５〜３／１倍重量の乳化剤の存在下に行うと油脂からジグリセリドへの交換効率が飛躍的に上昇し、短時間でジグリセリド含量の高い油脂組成物が得られるので好ましい。ここで、乳化剤としては、ヘプチルグルコシド、オクチルグルコシド等のアルキルサッカライド、ショ糖脂肪酸エステル、モノグリセリド、レシチン、胆汁酸塩等が挙げられる。例えば、モノグリセリドとしては、オレイン酸モノグリセリド、カプリル酸モノグリセリド、カプリン酸モノグリセリド、綿実油モノグリセリド、サフラワー油モノグリセリドが挙げられ、この中でも、ジグリセリド生産性の点でオレイン酸モノグリセリド、サフラワー油モノグリセリドが好ましい。また、ショ糖脂肪酸エステルとしては、中長鎖の脂肪酸エステルなら何でも良いが、Ｃ12，Ｃ14脂肪酸のショ糖エステルの内、ＨＬＢ３〜１０のものが好ましい。
【００１３】
反応終了後の反応混合物にはジグリセリド及びトリグリセリド以外にモノグリセリド、グリセリン及び脂肪酸が含まれるので、分子蒸留、低温分別、尿素付加法等の手段によりモノグリセリド、グリセリン及び脂肪酸を除去、精製すれば、ジグリセリド５０重量％以上トリグリセリド５０重量％未満の油脂組成物が得られる。本発明により得られる油脂組成物のジグリセリド含量は６０重量％以上、特に７０重量％以上であるのが好ましく、トリグリセリド含量は４０重量％未満、特に３０重量％未満であるのが好ましい。
【００１４】
本発明により得られる改質油脂組成物中のジグリセリドの主成分は、１，２−ジグリセリドではなく、１，３−ジグリセリドである。これは、反応終了後の精製、例えば分子蒸留により１，２−ジグリセリドの大部分が１，３−ジグリセリドに変換されたものと考えられる。
【００１５】
【実施例】
参考例１
一晩絶食した５週齢ＳＤ系雌性ラット（チャールズリバー社）１１匹から舌を採取し、冷却した緩衝液（pH７．２，Dulbecco's Phosphate Buffered Saline；Life Technologies）の中で筋肉組織などを除去して湿重量６０７mgの舌腺を単離した。同緩衝液を５．４mL添加しホモゲナイズ後、遠心分離（８５０ｇ，１５分）し、上清を舌腺リパーゼのサンプル（８．２ユニット／mgタンパク）とした。得られたサンプルはトリグリセリドのＳｎ−３位を選択的に加水分解するリパーゼを含んでいる（J. Lipid Res., 22, 675(1981)）。
【００１６】
実施例１
舌腺リパーゼサンプル５μL、大豆油５０μL及び１７mMタウロデオキシコール酸と３．３mM塩化カルシウムを補った１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）５００μLを、４０℃恒温室にセットした２mL容サンプル瓶に入れ、マグネチックスターラーを用いて攪拌しながら反応させ、経時的に油相をガスクロ分析した。反応１時間後の油相の組成は、トリグリセリド６５％、ジグリセリド２５％となり、１７時間後の反応生成物の組成は、トリグリセリド３１％、ジグリセリド３８％、モノグリセリド７％、脂肪酸２４％であった。これを神鋼パンテック社のラボ用装置を用いて分子蒸留（２４０℃，０．５Torr，流速０．１kg／hr）した結果、トリグリセリド４４．８％、ジグリセリド５４．９％、モノグリセリド０．２％、脂肪酸０．１％の改質油脂組成物が得られた。
【００１７】
実施例２
舌腺リパーゼサンプル５μL、大豆油５０μL及び１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）５００μLに、オレイン酸モノグリセリドを５０μL添加して実施例１と同様の反応を１時間行った結果、トリグリセリド１１．１％、ジグリセリド３１．３％、モノグリセリド４６．０％、脂肪酸１１．６％の組成物が得られた。実施例１と同様に分子蒸留した結果、トリグリセリド２４．９％、ジグリセリド７４．６％の改質油脂組成物が得られた。この結果、乳化剤の添加により短時間でジグリセリドへの変換効率が飛躍的に上昇することが判明した。
【００１８】
実施例３
舌腺リパーゼサンプル５μL、大豆油５０μL及び１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）５００μLに、乳化剤（オクチルグルコシド、ショ糖脂肪酸エステル（ＨＬＢ５）、レシチン、オレイン酸モノグリセリド又はオレイン酸モノグリセリド＋レシチン）を１０μL添加して実施例１と同様の反応を２０時間行った結果、実施例２と同様に、乳化剤を添加しない場合に比べてジグリセリドへの変換効率が飛躍的に向上した。
【００１９】
実施例４
舌腺リパーゼサンプル５mL、大豆油１００mL、オレイン酸モノグリセリド１００mL及び１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）２００mLを、４０℃恒温室でマグネチックスターラーを用いて攪拌しながら１８時間反応させた。反応生成物２００ｇ（トリグリセリド５．５％，ジグリセリド２６．２％，モノグリセリド５１．２％，脂肪酸１７．１％）を実施例１と同様にして分子蒸留した結果、５７．１ｇ（トリグリセリド１８．０％，ジグリセリド８１．５％，モノグリセリド０．４％，脂肪酸０．１％）の改質油脂組成物が得られた。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、油脂から一段階の反応によりジグリセリド含量の高い改質油脂組成物が効率良く得られる。特に乳化剤の添加により油脂のジグリセリドへの変換効率は飛躍的に上昇する。
【発明の属する技術分野】
本発明はジグリセリド含量の高い改質油脂組成物の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ジグリセリドは化粧品の基剤として、また体脂肪をつきにくくする作用、内臓脂肪を減少させる作用等を有することから医薬品や食品分野でも広く用いられつつある。
【０００３】
ジグリセリドの製造法としては、グリセリンと脂肪酸とのエステル化反応、グリセリンと油脂とのアルコール交換反応が挙げられる。このうち、グリセリンと油脂とのアルコール交換反応としては、１，３−リパーゼを用いたグリセロリシス法（特許第１９３９８０８号、特許第１８５７４８７号）が知られているが、反応平衡のためトリグリセリド分解率が低く、しかも脂肪酸やモノグリセリドの副生率が高いという欠点がある。一方、１，３−リパーゼを用いたグリセリンと脂肪酸とのエステル化反応（特公平６−６５３１１号）が知られているが、この原料となる脂肪酸は油脂の加水分解で得られるため、工業的に有利とはいえない。
また、キャンディダ・シリシドラセリパーゼをアルカリ処理して得られた２−モノグリセリドリパーゼを油脂に作用させればジグリセリドが得られることが知られている（特許第２６７１３４９号）。しかし、冷却下で長時間のアルカリ処理及び脱塩処理を行って改質酵素を得る方法は工業的とは言い難く、この２−モノグリセリドリパーゼの酵素安定性も不十分で、ジグリセリドの大量生産には使用できない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、安価に入手できる油脂から一段階で、ジグリセリド含量の高い改質油脂組成物を製造する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】
そこで、本発明者は、３位特異性を有するリパーゼを油脂に作用させれば、油相／水相の体積比を１／２０以上にしてもジグリセリド含量が５０重量％以上の改質油脂組成物が一段階反応で工業的に有利に得られることを見出した。
【０００６】
すなわち、本発明は、油相／水相の体積比が１／２０〜２０／１の条件で、３位特異性を有するリパーゼを油脂に作用させることを特徴とするジグリセリド含量５０重量％以上トリグリセリド含量５０重量％未満の改質油脂組成物の製造法を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる３位特異性を有するリパーゼとしては、舌腺由来のリパーゼ、胃粘膜由来のリパーゼ等の酸性リパーゼが挙げられるが、舌腺由来のリパーゼが好ましい。当該リパーゼは、舌腺や胃粘膜から分離精製した酵素を用いてもよいが、粗酵素液を用いてもよい。また、当該リパーゼは、反応系中に直接添加してもよいが、イオン交換樹脂、多孔性ガラス等の固相に固定化して用いてもよい。また、舌腺リパーゼは、例えばＨａｍｏｓｈらの方法（J. Biol. Chem., 254(23)12121(1979)）に従って、ラット等の哺乳動物の舌腺から分離できる。また、組換えＤＮＡ技術によって微生物で発現させる事も可能であり、さらにはベクター系の改良、変異育種等により大量生産したものも使用できる。
【０００８】
原料である油脂としては、植物油、動物油が挙げられ、より具体的には大豆油、菜種油、コーン油、オリーブ油、サフラワー油、月見草油、牛脂、豚脂、魚油、乳脂あるいはそれらの分別油等が挙げられる。このうち、本発明方法で得られる改質油脂組成物を食用油脂組成物として利用する場合は、大豆油、菜種油、コーン油、サフラワー油等を用いるのが好ましい。
【０００９】
本発明において３位特異性を有するリパーゼを油脂に作用させるには、油脂相（油相）と水相との混合相に３位特異性を有するリパーゼを加えて反応させればよい。ここで油相／水相の体積比は、工業的生産性と反応効率の面から１／２０〜２０／１が好ましい。すなわち、当該体積比が１／２０未満では油脂濃度が低く、工業的に不利となり、２０／１を超えると酵素の反応性が十分でなくなる。また当該体積比は１／１０〜１０／１がより好ましく、１／５〜５／１がさらに好ましく、１／２〜２／１が特に好ましい。
【００１０】
用いる酵素量は、油脂１Ｌに対して、酵素量として３．３〜３３００ユニット、特に３３〜１６５０ユニットが好ましい。
【００１１】
反応は、通常１５〜４５℃、より好ましくは２０〜４０℃で０．５〜３０時間、より好ましくは１〜２０時間行う。
【００１２】
反応は、油相と水相の２相系で行われるので、攪拌下に行うのが好ましい。また、本発明においては、反応を乳化剤の存在下に行うのが好ましく、特に油相体積に対して１／２０〜１０／１、さらに１／１０〜５／１、特に１／５〜３／１容量の、又は油脂重量に対して１／２０〜１０／１、さらに１／１０〜５／１、特に１／５〜３／１倍重量の乳化剤の存在下に行うと油脂からジグリセリドへの交換効率が飛躍的に上昇し、短時間でジグリセリド含量の高い油脂組成物が得られるので好ましい。ここで、乳化剤としては、ヘプチルグルコシド、オクチルグルコシド等のアルキルサッカライド、ショ糖脂肪酸エステル、モノグリセリド、レシチン、胆汁酸塩等が挙げられる。例えば、モノグリセリドとしては、オレイン酸モノグリセリド、カプリル酸モノグリセリド、カプリン酸モノグリセリド、綿実油モノグリセリド、サフラワー油モノグリセリドが挙げられ、この中でも、ジグリセリド生産性の点でオレイン酸モノグリセリド、サフラワー油モノグリセリドが好ましい。また、ショ糖脂肪酸エステルとしては、中長鎖の脂肪酸エステルなら何でも良いが、Ｃ12，Ｃ14脂肪酸のショ糖エステルの内、ＨＬＢ３〜１０のものが好ましい。
【００１３】
反応終了後の反応混合物にはジグリセリド及びトリグリセリド以外にモノグリセリド、グリセリン及び脂肪酸が含まれるので、分子蒸留、低温分別、尿素付加法等の手段によりモノグリセリド、グリセリン及び脂肪酸を除去、精製すれば、ジグリセリド５０重量％以上トリグリセリド５０重量％未満の油脂組成物が得られる。本発明により得られる油脂組成物のジグリセリド含量は６０重量％以上、特に７０重量％以上であるのが好ましく、トリグリセリド含量は４０重量％未満、特に３０重量％未満であるのが好ましい。
【００１４】
本発明により得られる改質油脂組成物中のジグリセリドの主成分は、１，２−ジグリセリドではなく、１，３−ジグリセリドである。これは、反応終了後の精製、例えば分子蒸留により１，２−ジグリセリドの大部分が１，３−ジグリセリドに変換されたものと考えられる。
【００１５】
【実施例】
参考例１
一晩絶食した５週齢ＳＤ系雌性ラット（チャールズリバー社）１１匹から舌を採取し、冷却した緩衝液（pH７．２，Dulbecco's Phosphate Buffered Saline；Life Technologies）の中で筋肉組織などを除去して湿重量６０７mgの舌腺を単離した。同緩衝液を５．４mL添加しホモゲナイズ後、遠心分離（８５０ｇ，１５分）し、上清を舌腺リパーゼのサンプル（８．２ユニット／mgタンパク）とした。得られたサンプルはトリグリセリドのＳｎ−３位を選択的に加水分解するリパーゼを含んでいる（J. Lipid Res., 22, 675(1981)）。
【００１６】
実施例１
舌腺リパーゼサンプル５μL、大豆油５０μL及び１７mMタウロデオキシコール酸と３．３mM塩化カルシウムを補った１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）５００μLを、４０℃恒温室にセットした２mL容サンプル瓶に入れ、マグネチックスターラーを用いて攪拌しながら反応させ、経時的に油相をガスクロ分析した。反応１時間後の油相の組成は、トリグリセリド６５％、ジグリセリド２５％となり、１７時間後の反応生成物の組成は、トリグリセリド３１％、ジグリセリド３８％、モノグリセリド７％、脂肪酸２４％であった。これを神鋼パンテック社のラボ用装置を用いて分子蒸留（２４０℃，０．５Torr，流速０．１kg／hr）した結果、トリグリセリド４４．８％、ジグリセリド５４．９％、モノグリセリド０．２％、脂肪酸０．１％の改質油脂組成物が得られた。
【００１７】
実施例２
舌腺リパーゼサンプル５μL、大豆油５０μL及び１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）５００μLに、オレイン酸モノグリセリドを５０μL添加して実施例１と同様の反応を１時間行った結果、トリグリセリド１１．１％、ジグリセリド３１．３％、モノグリセリド４６．０％、脂肪酸１１．６％の組成物が得られた。実施例１と同様に分子蒸留した結果、トリグリセリド２４．９％、ジグリセリド７４．６％の改質油脂組成物が得られた。この結果、乳化剤の添加により短時間でジグリセリドへの変換効率が飛躍的に上昇することが判明した。
【００１８】
実施例３
舌腺リパーゼサンプル５μL、大豆油５０μL及び１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）５００μLに、乳化剤（オクチルグルコシド、ショ糖脂肪酸エステル（ＨＬＢ５）、レシチン、オレイン酸モノグリセリド又はオレイン酸モノグリセリド＋レシチン）を１０μL添加して実施例１と同様の反応を２０時間行った結果、実施例２と同様に、乳化剤を添加しない場合に比べてジグリセリドへの変換効率が飛躍的に向上した。
【００１９】
実施例４
舌腺リパーゼサンプル５mL、大豆油１００mL、オレイン酸モノグリセリド１００mL及び１２５mMトリス−マレイン酸緩衝液（pH５．４）２００mLを、４０℃恒温室でマグネチックスターラーを用いて攪拌しながら１８時間反応させた。反応生成物２００ｇ（トリグリセリド５．５％，ジグリセリド２６．２％，モノグリセリド５１．２％，脂肪酸１７．１％）を実施例１と同様にして分子蒸留した結果、５７．１ｇ（トリグリセリド１８．０％，ジグリセリド８１．５％，モノグリセリド０．４％，脂肪酸０．１％）の改質油脂組成物が得られた。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、油脂から一段階の反応によりジグリセリド含量の高い改質油脂組成物が効率良く得られる。特に乳化剤の添加により油脂のジグリセリドへの変換効率は飛躍的に上昇する。
Claims (3)
- 油相／水相の体積比が１／１０〜５／１の条件で、モノグリセリドの存在下に、３位特異性を有するリパーゼを油脂に作用させることを特徴とするジグリセリド含量５０重量％以上トリグリセリド含量５０重量％未満の改質油脂組成物の製造法。
- ３位特異性を有するリパーゼが、舌腺由来のリパーゼである請求項１記載の製造法。
- 反応混合物を分子蒸留に付すものである請求項１又は２記載の製造法。
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