JP5728335B2 - Method and apparatus for producing transesterified oil and fat - Google Patents
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Description
本発明は、大豆粉末及び／又は大豆蛋白を含む大豆粉状物に、油脂を含むエステル交換用原料を、リパーゼの不存在下で接触させて反応基質を得、得られた反応基質をリパーゼ含有組成物の存在下でエステル交換反応させる、エステル交換油脂の製造方法、及び当該方法に用いるための油脂の製造装置に関する。 In the present invention, a soy flour containing soybean powder and / or soy protein is contacted with a raw material for transesterification containing fats and oils in the absence of lipase to obtain a reaction substrate, and the resulting reaction substrate contains a lipase. The present invention relates to a method for producing transesterified fats and oils to be transesterified in the presence of a composition, and an apparatus for producing fats and oils for use in the method.
リパーゼは、脂肪酸などの各種カルボン酸とモノアルコールや多価アルコールなどのアルコール類とのエステル化反応、複数のカルボン酸エステル間のエステル交換反応などに幅広く使用されている。このうち、エステル交換反応は、動植物油脂類の改質をはじめ、各種脂肪酸のエステル、糖エステルやステロイドエステルの製造法として重要な技術である。これらの反応の触媒として、油脂加水分解酵素であるリパーゼを用いると、室温〜約９０℃程度の温和な条件下でエステル交換反応を行うことができ、従来の化学反応に比べ、副反応の抑制やエネルギーコストが低減化されるだけでなく、触媒としてのリパーゼが天然物であることから安全性も高い。また、その基質特異性や位置特異性により目的物を効率良く生産することができる。
このようなリパーゼは高価であるため、反応終了後回収して繰り返し使用されてきた。容易に回収できるようにするためにも、陰イオン交換樹脂やフェノール吸着樹脂等に固定化した固定化リパーゼ、及び、リパーゼ水溶液をスプレードライ等で処理することにより製造した粉末リパーゼが使用されてきた。しかし、リパーゼの形態を改良しても、繰り返し使用するにつれてリパーゼの活性は低下し、最終的には廃棄する必要があった。従って、繰り返し使用しても活性が低下しづらいリパーゼを得ること、及び、活性が低下しないように原料やリパーゼに前処理を施すことが望まれていた。
一方、大豆粉末及び／又は大豆蛋白は、リパーゼの造粒に用いられてきた。即ち、大豆粉末及び／又は大豆蛋白を含むリパーゼ水溶液をスプレードライ等で造粒して粉末リパーゼを得、当該粉末リパーゼを用いたエステル交換反応に使用されてきた（特許文献１〜３）。しかし、大豆粉末及び／又は大豆蛋白をエステル交換反応の前に、リパーゼの不存在下でエステル交換反応の原料と接触させる研究はなされていない。
Lipases are widely used in esterification reactions of various carboxylic acids such as fatty acids with alcohols such as monoalcohols and polyhydric alcohols, and transesterification reactions between a plurality of carboxylic acid esters. Among these, transesterification is an important technique as a method for producing various fatty acid esters, sugar esters, and steroid esters, including the modification of animal and vegetable fats and oils. When lipase, which is an oil and fat hydrolase, is used as a catalyst for these reactions, the transesterification reaction can be carried out under mild conditions of room temperature to about 90 ° C., which suppresses side reactions compared to conventional chemical reactions. In addition to reducing the cost of energy and energy, the lipase as a catalyst is a natural product, so safety is high. Moreover, the target product can be produced efficiently due to its substrate specificity and position specificity.
Since such lipases are expensive, they have been recovered and used repeatedly after completion of the reaction. In order to enable easy recovery, an immobilized lipase immobilized on an anion exchange resin, a phenol adsorption resin, or the like, and a powder lipase produced by treating a lipase aqueous solution with spray drying or the like have been used. . However, even if the form of the lipase was improved, the activity of the lipase decreased with repeated use, and eventually it was necessary to discard it. Accordingly, it has been desired to obtain a lipase whose activity is not easily lowered even after repeated use, and to pretreat the raw material and lipase so that the activity does not decrease.
On the other hand, soybean powder and / or soybean protein have been used for lipase granulation. That is, a lipase aqueous solution containing soybean powder and / or soybean protein is granulated by spray drying or the like to obtain a powder lipase, which has been used for transesterification using the powder lipase (
本発明は、リパーゼを用いたエステル交換反応で油脂を製造する方法において、当該リパーゼの活性の低下を極力抑えてリパーゼ含有組成物を繰り返し使用することができるエステル交換油脂の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、又、当該油脂の製造方法を実施するのに適した油脂の製造装置を提供することを目的とする。
The present invention provides a method for producing a transesterified oil and fat capable of repeatedly using a lipase-containing composition while suppressing a decrease in the activity of the lipase as much as possible in a method for producing a fat and oil by a transesterification reaction using a lipase. With the goal.
Another object of the present invention is to provide an oil and fat production apparatus suitable for carrying out the method for producing oil and fat.
本発明者らは、上記課題を達成するため、リパーゼを用いたエステル交換反応で油脂を製造する方法において、大豆粉末及び／又は大豆蛋白で事前に油脂を処理することにより、続く当該油脂のエステル交換反応において、エステル交換反応に用いられるリパーゼの活性を大きく低下することなく、所望のエステル交換油脂を製造できることを見出し、本発明に至った。 In order to achieve the above object, the inventors of the present invention provide a method for producing fats and oils by a transesterification reaction using lipase. In the exchange reaction, the inventors have found that the desired transesterified fats and oils can be produced without greatly reducing the activity of the lipase used in the transesterification reaction.
即ち、本発明は、
［１］（１）大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物に、リパーゼの不存在下で、油脂を含むエステル交換用原料を接触させて反応基質を得る工程；及び
（２）前記反応基質をリパーゼ含有組成物の存在下でエステル交換反応させる工程；
を含むことを特徴とする、エステル交換油脂の製造方法に関する。
［２］前記工程（１）の後であって前記工程（２）の前に、前記反応基質を前記大豆粉状物から分離する工程をさらに含む、［１］に記載の方法に関する。
［３］前記リパーゼ含有組成物が、粉末状物の形態にある、［１］又は［２］に記載の方法に関する。
［４］前記リパーゼ含有組成物が、ろ過助剤を含む、［１］〜［３］のいずれかに記載の方法に関する。
［５］前記大豆粉状物が、大豆を脱脂せず、かつ非加熱下で粉末化することによって得られる全脂大豆粉末である、［１］〜［４］のいずれかに記載の方法に関する。
［６］前記工程（１）が、ろ過助剤の存在下で行われる、［１］〜［５］のいずれかに記載の方法に関する。
［７］前記原料が、脂肪酸エステルを含む、［１］〜［６］のいずれかに記載の方法に関する。
［８］
（ａ）大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物を収容するが、リパーゼを含まない第１処理槽；
（ｂ）リパーゼ含有組成物を収容する第２処理槽；
（ｃ）油脂を含むエステル交換用原料を前記第１処理槽に導入する第１流路；
（ｄ）前記第１処理槽で前記原料と前記大豆粉状物とが接触して得られる反応基質を前記第２処理槽に導入する第２流路；及び
（ｅ）前記第２処理槽で前記反応基質と前記リパーゼ含有組成物とがエステル交換反応して得られるエステル交換油脂を前記第２処理槽から排出する第３流路；
を含む、油脂の製造装置に関する。
［９］前記第１処理槽が、反応基質と大豆粉状物とを分離する分離手段を含む、［８］に記載の装置に関する。
［１０］前記第１処理槽及び／又は第２処理槽がカラムである、［８］又は［９］に記載の装置に関する。
［１１］前記リパーゼ含有組成物が、粉末状物の形態にある、［８］〜［１０］のいずれかに記載の装置に関する。
［１２］前記大豆粉状物が、大豆を脱脂せず、かつ非加熱下で粉末化することによって得られる全脂大豆粉末である、［８］〜［１１］のいずれかに記載の装置に関する。
［１３］前記第１処理槽及び／又は第２処理槽が、ろ過助剤を収容する、［８］〜［１２］のいずれかに記載の装置に関する。
［１４］前記原料が、さらに脂肪酸エステルを含む、［８］〜［１３］のいずれかに記載の装置に関する。
That is, the present invention
[1] (1) A reaction substrate is obtained by contacting a soybean powder selected from the group consisting of soybean powder, soybean protein and a mixture thereof with a transesterification raw material containing fats and oils in the absence of lipase. And (2) transesterifying the reaction substrate in the presence of a lipase-containing composition;
It is related with the manufacturing method of transesterified fats and oils characterized by including.
[2] The method according to [1], further comprising a step of separating the reaction substrate from the soybean powder after the step (1) and before the step (2).
[3] The method according to [1] or [2], wherein the lipase-containing composition is in the form of a powder.
[4] The method according to any one of [1] to [3], wherein the lipase-containing composition contains a filter aid.
[5] The method according to any one of [1] to [4], wherein the soybean powder is a full-fat soybean powder obtained by defatting soybean and pulverizing without heating. .
[6] The method according to any one of [1] to [5], wherein the step (1) is performed in the presence of a filter aid.
[7] The method according to any one of [1] to [6], wherein the raw material contains a fatty acid ester.
[8]
(A) a first treatment tank containing a soy flour selected from the group consisting of soy flour, soy protein and mixtures thereof, but not containing lipase;
(B) a second treatment tank containing the lipase-containing composition;
(C) a first flow path for introducing a transesterification raw material containing fats and oils into the first treatment tank;
(D) a second flow path for introducing a reaction substrate obtained by contacting the raw material and the soybean powder in the first treatment tank into the second treatment tank; and (e) in the second treatment tank. A third flow path for discharging transesterified oil and fat obtained by transesterification of the reaction substrate and the lipase-containing composition from the second treatment tank;
It is related with the manufacturing apparatus of fats and oils.
[9] The apparatus according to [8], wherein the first treatment tank includes a separation unit that separates the reaction substrate and the soybean powder.
[10] The apparatus according to [8] or [9], wherein the first processing tank and / or the second processing tank is a column.
[11] The device according to any one of [8] to [10], wherein the lipase-containing composition is in the form of a powder.
[12] The apparatus according to any one of [8] to [11], wherein the soybean powder is a full-fat soybean powder obtained by defatting soybean and pulverizing without heating. .
[13] The apparatus according to any one of [8] to [12], wherein the first processing tank and / or the second processing tank contains a filter aid.
[14] The apparatus according to any one of [8] to [13], wherein the raw material further includes a fatty acid ester.
本発明によれば、エステル交換反応による油脂の製造方法において、エステル交換反応に先立って、大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物を、リパーゼの不存在下で、油脂を含むエステル交換反応用の原料と接触させ、次いでこの接触させた原料（反応基質）をリパーゼ含有組成物の存在下でエステル交換反応させて前記油脂を改質し、エステル交換油脂を製造することにより、当該リパーゼ含有組成物を繰り返し使用しても、リパーゼの活性が大きく低下することがないものである。
また、本発明によれば、上記油脂の製造方法を実施するのに適した油脂の製造装置を提供できる。
According to the present invention, in the method for producing fats and oils by transesterification, prior to the transesterification reaction, a soybean powder selected from the group consisting of soybean powder, soybean protein and a mixture thereof is obtained in the absence of lipase. Then, it is brought into contact with a raw material for transesterification reaction containing fats and oils, and then the raw material (reaction substrate) brought into contact is transesterified in the presence of a lipase-containing composition to modify the fats and oils. By manufacturing, even if the lipase-containing composition is repeatedly used, the activity of the lipase is not greatly reduced.
Moreover, according to this invention, the manufacturing apparatus of fats and oils suitable for implementing the said manufacturing method of fats and oils can be provided.
＜油脂の改質方法＞
本発明の一つの態様は、（１）大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物に、リパーゼの不存在下で、油脂を含むエステル交換用原料を接触させて反応基質を得る工程；及び（２）前記反応基質をリパーゼ含有組成物の存在下でエステル交換反応させる工程；を含むことを特徴とする、エステル交換された油脂の製造方法である。この方法について、以下詳細に説明する。
＜エステル交換用原料の接触工程＞
本発明は、まず、（１）大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物に、リパーゼの不存在下で、油脂を含むエステル交換用原料を接触させて反応基質を得る接触工程（１）を含む。具体的には、例えば、大豆粉状物を原料とともに処理槽に入れ、接触させることによって行われる。処理槽としては、例えば、タンク、カラム、ろ過器などを用いることができる。タンクの場合は、攪拌機付のタンクであることが好ましく、原料と大豆粉状物とを接触した後、ろ過もしくは遠心分離機で大豆粉状物を除去できることが好ましい。また、カラムやろ過器に大豆粉状物を充填・保持し、原料を当該カラムやろ過器に通液してもよい。原料を通液することにより、通液と同時に大豆粉状物も除去でき、装置もタンクに比べてコンパクトになるので好ましい。ろ過器としては、例えば、単板ろ過器、フィルタープレス等を用いることが好ましい。タンク、カラム、ろ過器は、ガラス製、プラスチック製もしくは鉄、ステンレスなどの金属製を用いることができるが、耐久性の点から金属製であることが好ましい。本接触工程は、原料のエステル交換反応前処理を目的としているので、リパーゼの不存在下で行われる。従って、上記処理槽に反応用のリパーゼが含まれないだけでなく、大豆粉状物や原料にも反応用のリパーゼは含まれない。
<Oil and fat modification method>
In one embodiment of the present invention, (1) a soy flour selected from the group consisting of soy flour, soy protein and a mixture thereof is contacted with a transesterification raw material containing fats and oils in the absence of lipase. And (2) a step of transesterifying the reaction substrate in the presence of a lipase-containing composition. A method for producing transesterified fats and oils. This method will be described in detail below.
<Contacting process for raw material for transesterification>
In the present invention, first, (1) a soy flour selected from the group consisting of soy flour, soy protein, and a mixture thereof is contacted with a transesterification raw material containing fats and oils in the absence of lipase. A contacting step (1) for obtaining a substrate. Specifically, for example, it is performed by putting soybean powder together with the raw material into a treatment tank and bringing it into contact. As a processing tank, a tank, a column, a filter etc. can be used, for example. In the case of a tank, a tank with a stirrer is preferable, and it is preferable that the soybean powder can be removed by filtration or a centrifuge after contacting the raw material with the soybean powder. Alternatively, soybean powder may be filled and held in a column or filter, and the raw material may be passed through the column or filter. By passing the raw material, it is preferable because the soybean powder can be removed simultaneously with the flow, and the apparatus is more compact than the tank. As a filter, it is preferable to use a single plate filter, a filter press, etc., for example. The tank, column, and filter can be made of glass, plastic, or metal such as iron or stainless steel, but are preferably made of metal from the viewpoint of durability. Since this contact step is intended for pretreatment of the raw material transesterification reaction, it is performed in the absence of lipase. Therefore, not only the reaction lipase is not contained in the treatment tank, but also the reaction lipase is not contained in the soybean powder or raw material.
大豆粉状物と原料との接触は、５秒以上接触することが好ましく、１分以上接触させることがより好ましい。最も好ましくは、４分以上である。タンクを用いる場合などは大豆粉状物と原料の長時間接触による悪影響はないが、作業的に、４８時間以内の接触が好ましい。例えば、カラムで行う場合、大豆粉状物１ｋｇに対して、質量比で１〜２０００倍の原料を通液させる。好ましくは２００〜１０００倍である。また、通液速度は、大豆粉状物１ｋｇに対して、原料を０．５〜１００ｋｇを１時間かけて、通液することが好ましい。特に好ましくは、原料を５〜３０ｋｇを１時間かけて通液することが適当である。なお、通液中のカラム内温度は、２０〜９０℃が好ましく、３０〜７０℃がより好ましい。最も好ましくは、４０〜６０℃である。
このようにして大豆粉状物と原料とを接触させ、次のエステル交換反応で使用される反応基質を得ることができる。
The contact between the soybean powder and the raw material is preferably performed for 5 seconds or more, and more preferably for 1 minute or more. Most preferably, it is 4 minutes or more. In the case of using a tank or the like, there is no adverse effect due to the long-time contact between the soybean powder and the raw material, but contact within 48 hours is preferable in terms of work. For example, when using a column, the raw material is passed 1 to 2000 times in mass ratio with respect to 1 kg of soybean powder. Preferably it is 200 to 1000 times. Moreover, it is preferable that the liquid passing speed is 0.5 to 100 kg of the raw material for 1 hour with respect to 1 kg of soybean powder. Particularly preferably, 5 to 30 kg of the raw material is passed through over 1 hour. In addition, 20-90 degreeC is preferable and, as for the temperature in the column during a liquid flow, 30-70 degreeC is more preferable. Most preferably, it is 40-60 degreeC.
Thus, the soybean powder and the raw material are brought into contact with each other to obtain a reaction substrate used in the next transesterification reaction.
大豆粉状物は、大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される。大豆粉末としては、例えば、全脂大豆粉末、脱臭全脂大豆粉末、脱脂大豆粉末等を用いることができる。大豆蛋白としては、例えば、粉末状の分離大豆蛋白、濃縮大豆蛋白等を用いることができる。これら大豆粉状物は、少なくとも大豆の収穫直後に大豆を乾燥させるため、加熱乾燥を行なうことがあるが、それ以外の工程で大豆を加熱処理せず粉末化してもよく（全脂大豆粉末）、あるいは、例えば、５０〜３００℃、好ましくは、６０〜２００℃、より好ましくは、８０〜１５０℃に１０秒以上、好ましくは２０〜３００秒、より好ましくは３０〜２００秒加熱処理して粉末化したものであってもよい。特に好ましい大豆粉状物は、大豆を脱脂せず、かつ非加熱下で粉末化した全脂大豆粉末である。
大豆粉状物の粒子径は、例えばメジアン径で１０〜５００μｍ、好ましくは、２０〜１００μｍ、より好ましくは２５〜５０μｍの範囲内にあることが適当である。ここで粒子径（メジアン径）は、株式会社堀場製作所の粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて測定することができる。
The soy flour is selected from the group consisting of soy flour, soy protein and mixtures thereof. As soybean powder, for example, full-fat soybean powder, deodorized full-fat soybean powder, defatted soybean powder, and the like can be used. Examples of soy protein include powdered isolated soy protein and concentrated soy protein. These soybean powders may be dried by heating in order to dry the soybeans at least immediately after harvesting the soybeans, but may be pulverized without heating the soybeans in other processes (full-fat soybean powder) Or, for example, 50 to 300 ° C., preferably 60 to 200 ° C., more preferably 80 to 150 ° C. for 10 seconds or longer, preferably 20 to 300 seconds, more preferably 30 to 200 seconds. It may be converted into one. A particularly preferred soybean powder is a full-fat soybean powder that has not been defatted and is powdered under non-heating.
The particle size of the soybean powder is, for example, 10 to 500 μm, preferably 20 to 100 μm, more preferably 25 to 50 μm in median size. Here, the particle diameter (median diameter) can be measured using a particle size distribution measuring apparatus (LA-500) manufactured by Horiba, Ltd.
さらに、上記接触工程（１）が、ろ過助剤等の助剤の存在下で行われてもよい。ろ過助剤としては、例えば、セライトなどの無機ろ過助剤及びセルロースなどの繊維やその粉砕物などの有機ろ過助剤が挙げられる。ろ過助剤としては、有機ろ過助剤、特に有機高分子ろ過助剤が好ましく、なかでもセルロースパウダーなどが好ましい。ろ過助剤は、粉状であるのが好ましい。粉状のろ過助剤の平均粒子径は、例えば、１０〜９０μｍ、より好ましくは２０〜８０μｍであることが適当である。接触工程（１）中に存在する大豆粉状物：ろ過助剤の質量比は、例えば、１：１０〜１０：１であることが好ましく、特に１：７〜２：１であることが好ましい。 Furthermore, the said contact process (1) may be performed in presence of adjuvants, such as a filter aid. Examples of the filter aid include inorganic filter aids such as celite and organic filter aids such as fibers such as cellulose and pulverized products thereof. As the filter aid, organic filter aids, particularly organic polymer filter aids are preferable, and cellulose powder and the like are particularly preferable. The filter aid is preferably in powder form. The average particle diameter of the powdery filter aid is, for example, 10 to 90 μm, more preferably 20 to 80 μm. The mass ratio of soy flour: filter aid present in the contacting step (1) is preferably, for example, 1:10 to 10: 1, and particularly preferably 1: 7 to 2: 1. .
原料は、その後のエステル交換反応に用いられる原料であり、具体的には、油脂を含み、任意に脂肪族エステルを含む。
油脂としては、例えば、構成脂肪酸の炭素数が８〜２４のトリアシルグリセリドが好ましく、特に植物油、例えば、菜種油、大豆油、ヒマワリ油、紅花油、コーン油からなる群から選ばれる植物油が好ましい。
脂肪酸エステルとしては、例えば、炭素数６〜３０、好ましくは８〜２２の、直鎖又は分枝鎖の、飽和又は不飽和の脂肪酸エステルが好適である。ここで脂肪酸には、例えば、オクタン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレイン酸、及びベヘン酸などが挙げられる。特に好ましい脂肪酸エステルとしては、パルミチン酸エチル、パルミチン酸メチル、ステアリン酸エチル、ステアリン酸メチル、ベヘン酸エチル、ベヘン酸メチルが挙げられる。
本発明の原料中の脂肪酸エステルと油脂の質量比は、例えば、９：１〜１：９、好ましくは、８：２〜２：８、より好ましくは、７：３〜５：５が適当である。
また、原料に水が含まれていてもよい。原料に含まれる水の量は、原料全体の質量に対し、例えば、１０〜５０００ｐｐｍ、好ましくは、１５０〜５０００ｐｐｍ、より好ましくは１５０〜８００ｐｐｍ、最も好ましくは２００〜４００ｐｐｍであることが適当である。
また、油脂と脂肪酸によるエステル交換反応としては、リパーゼの持つ１，３−特異性リパーゼを利用した構造油脂の製造をすることができる。グリセリン骨格の２位に特定の脂肪酸を残して１，３位の脂肪酸を目的の脂肪酸に置き換えるものである。得られたものはチョコレート等に使用する油脂へ利用でき、また特定の栄養効果を持つ油脂へ利用できる。
A raw material is a raw material used for subsequent transesterification reaction, specifically, contains fats and oils, and optionally contains an aliphatic ester.
As the fats and oils, for example, triacylglycerides having 8 to 24 carbon atoms in the constituent fatty acids are preferable, and vegetable oils selected from the group consisting of rapeseed oil, soybean oil, sunflower oil, safflower oil, and corn oil are particularly preferable.
As the fatty acid ester, for example, a linear or branched, saturated or unsaturated fatty acid ester having 6 to 30 carbon atoms, preferably 8 to 22 carbon atoms is suitable. Examples of the fatty acid include octanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, and behenic acid. Particularly preferred fatty acid esters include ethyl palmitate, methyl palmitate, ethyl stearate, methyl stearate, ethyl behenate, and methyl behenate.
The mass ratio of the fatty acid ester and the fat / oil in the raw material of the present invention is, for example, 9: 1 to 1: 9, preferably 8: 2 to 2: 8, more preferably 7: 3 to 5: 5. is there.
Moreover, the raw material may contain water. The amount of water contained in the raw material is, for example, 10 to 5000 ppm, preferably 150 to 5000 ppm, more preferably 150 to 800 ppm, and most preferably 200 to 400 ppm, based on the total mass of the raw material.
Moreover, as transesterification reaction with fats and oils and fatty acids, the structure fats and oils using the 1,3-specificity lipase which lipase has can be manufactured. A specific fatty acid is left at the second position of the glycerin skeleton, and the fatty acid at the first and third positions is replaced with the target fatty acid. The obtained product can be used for fats and oils used for chocolate and the like, and can also be used for fats and oils having a specific nutritional effect.
＜エステル交換反応させる工程＞
本発明は、次に、（２）前記反応基質をリパーゼ含有組成物の存在下でエステル交換反応させる工程を含む。
本発明のエステル交換反応の条件については、特に限定するものではなく、常法により行うことができる。
一般的には、加水分解の原因となる水分の混入を避けながら、常圧又は減圧下にて行なわれる。反応温度としては、使用する反応基質の凝固点にもよるが、２０〜８０℃程度で行うことが好ましく、凝固点により限定されなければ、４０〜６０℃で行うことがより好ましい。
具体的には、例えば、反応基質を処理槽に入れ、リパーゼ含有組成物中のリパーゼに接触させることによって行われる。処理槽としては、例えば、タンク、カラム、ろ過器などを用いることができる。タンクの場合は、攪拌機付のタンクであることが好ましく、原料とリパーゼとを接触した後、ろ過もしくは遠心分離機でリパーゼを除去できることが好ましい。また、カラムやろ過器に固定化リパーゼもしくは粉末リパーゼを充填・保持し、反応基質を当該カラムやろ過器に通液することで反応させてもよい。この時のろ過器としては、例えば、単板ろ過器、フィルタープレス等を用いることが好ましい。タンク、カラム、ろ過器は、ガラス製、プラスチック製もしくは鉄、ステンレスなどの金属製を用いることができるが、耐久性の点から金属製であることが好ましい。
タンクを用いたバッチ処理によるエステル交換反応においては、リパーゼの種類及び活性の程度により異なるが、通常の粉末リパーゼ、固定化リパーゼなどのリパーゼ含有組成物を用いた場合は、反応基質の合計質量に対するリパーゼ含有組成物の添加量が、例えば、０．０５〜１０質量％、好ましくは０．１〜５質量％となるように接触させることが適当である。このように接触させることで、反応時間１〜１００時間でエステル交換反応を終了することができ、適当である。また、カラム等を用いて連続でエステル交換反応を行う場合は、リパーゼ含有組成物１ｋｇに対して、質量比で、１００〜１０００００倍の反応基質を通液させることが適当である。なお、通液速度は、リパーゼ含有組成物１質量ｋｇに対して、０．５〜２００ｋｇの反応基質を１時間かけて、通液することが好ましい。特に好ましくは、５〜１００ｋｇの反応基質を１時間かけて通液することが適当である。なお、通液中のカラム内温度は、２０〜９０℃が好ましく、３０〜７０℃がより好ましい。最も好ましくは、４０〜６０℃である。最適なリパーゼ含有組成物の添加及び反応基質の通液量は、反応温度、設定する反応時間、リパーゼ含有組成物中のリパーゼの活性等により決定される。このようにしてリパーゼと反応基質とを接触させ、エステル交換反応により反応基質中の油脂を改質し、エステル交換油脂を製造することができる。
<Step of transesterification>
Next, the present invention includes (2) a step of transesterifying the reaction substrate in the presence of a lipase-containing composition.
The conditions for the transesterification reaction of the present invention are not particularly limited, and can be carried out by a conventional method.
Generally, it is carried out under normal pressure or reduced pressure while avoiding the mixing of water that causes hydrolysis. Although it depends on the freezing point of the reaction substrate to be used, the reaction temperature is preferably about 20 to 80 ° C, and more preferably 40 to 60 ° C if not limited by the freezing point.
Specifically, for example, the reaction substrate is placed in a treatment tank and brought into contact with the lipase in the lipase-containing composition. As a processing tank, a tank, a column, a filter etc. can be used, for example. In the case of a tank, a tank with a stirrer is preferable, and it is preferable that the lipase can be removed by filtration or a centrifuge after contacting the raw material and the lipase. Moreover, you may make it react by filling and hold | maintaining the immobilized lipase or powder lipase to a column or a filter, and letting a reaction substrate pass through the said column or a filter. As a filter at this time, it is preferable to use a single plate filter, a filter press, etc., for example. The tank, column, and filter can be made of glass, plastic, or metal such as iron or stainless steel, but are preferably made of metal from the viewpoint of durability.
In the transesterification reaction by batch processing using a tank, it depends on the type of lipase and the degree of activity, but when using a lipase-containing composition such as normal powder lipase or immobilized lipase, the total mass of the reaction substrate It is appropriate to bring the lipase-containing composition into contact so that the amount added is, for example, 0.05 to 10% by mass, preferably 0.1 to 5% by mass. By contacting in this manner, the transesterification reaction can be completed in a reaction time of 1 to 100 hours, which is appropriate. Moreover, when performing transesterification continuously using a column etc., it is appropriate to let the reaction substrate flow 100-100,000 times by mass ratio with respect to 1 kg of lipase containing compositions. In addition, it is preferable that 0.5-200 kg of the reaction substrate is passed over 1 hour with respect to 1 mass kg of the lipase-containing composition. Particularly preferably, 5 to 100 kg of the reaction substrate is passed through for 1 hour. In addition, 20-90 degreeC is preferable and, as for the temperature in the column during a liquid flow, 30-70 degreeC is more preferable. Most preferably, it is 40-60 degreeC. The optimal addition of the lipase-containing composition and the flow rate of the reaction substrate are determined by the reaction temperature, the set reaction time, the activity of the lipase in the lipase-containing composition, and the like. In this way, the lipase and the reaction substrate are brought into contact with each other, and the fats and oils in the reaction substrate are modified by a transesterification reaction, whereby the transesterified fats and oils can be produced.
本発明のリパーゼ含有組成物は、リパーゼのみからなっていてもよく、また、リパーゼ以外に、リパーゼの培地に用いた成分及び助剤を任意に含んでいてもよい。
本発明において使用できるリパーゼとしては、リポプロテインリパーゼ、モノアシルグリセロリパーゼ、ジアシルグリセロリパーゼ、トリアシルグリセロリパーゼ、ガラクトリパーゼ、フォスフォリパーゼ等が挙げられる。これらのうち、トリアシルグリセロリパーゼが好ましい。
これらのリパーゼを産生する微生物としては、細菌、酵母、糸状菌、放線菌等特に限定されるものではないが、アルカリゲネス属（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐ．）、シュードモナス属（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）、アスロバクター属（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ ｓｐ．）、スタフィロコッカス属（Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃｕｓ ｓｐ．）、トルロプシス属（Ｔｏｒｕｌｏｐｓｉｓ ｓｐ．）、エスチエリシア属（Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｓｐ．）、マイコトルラ属（Ｍｙｃｏｔｏｒｕｌａ ｓｐ．）、プロピオニバクテリウム属（Ｐｒｏｐｉｏｎｉｂａｃｔｅｒｕｍ ｓｐ．）、クロモバクテリウム属（Ｃｈｒｏｍｏｂａｃｔｅｒｕｍ ｓｐ．）、キサントモナス属（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓ ｓｐ．）、ラクトバチルス属（Ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．）、クロストリデイウム属（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ ｓｐ．）、キャンデイダ属（Ｃａｎｄｉｄａ ｓｐ．）、ジオトリカム属（Ｇｅｏｔｒｉｃｈｕｍ ｓｐ．）、サッカロマイコプシス属（Ｓａｃｃｈｒｏｍｙｃｏｐｓｉｓ ｓｐ．）、ノカルデイア属（Ｎｏｃａｒｄｉａ ｓｐ．）、フザリウム属（Ｆｕｚａｒｉｕｍ ｓｐ．）、アスペルギルス属（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ ｓｐ．）、リゾムコール属（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｓｐ．）、ムコール属（Ｍｕｃｏｒ ｓｐ．）、サーモマイセス属（Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ ｓｐ．）リゾプス属（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｓｐ．）、ペニシリウム属（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ｓｐ．）、フィコマイセス属（Ｐｈｙｃｏｍｙｃｅｓ ｓｐ．）、プチニア属（Ｐｕｃｃｉｎｉａ ｓｐ．）、バチルス属（Ｂａｃｉｌｌｕｓ ｓｐ．）、ストレプトマイセス属（Ｓｔｒｅｐｔｍｙｃｅｓ ｓｐ．）、などが挙げられる。
本発明では、これらのうち、アルカリゲネス属、シュードモナス属、リゾムコール属、ムコール属、サーモマイセス属、リゾプス属又はペニシリウム属由来のリパーゼが好ましい。中でも、アルカリゲネス属のＡｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｓｐ．由来のリパーゼ、リゾムコール属のリゾムコール ミーヘイ（Ｒｈｉｚｏｍｕｃｏｒ ｍｉｅｈｅｉ）由来のリパーゼ、サーモマイセス属のサーモマイセス ラヌゲノウス（Ｔｈｅｒｍｏｍｙｃｅｓ ｌａｎｕｇｉｎｏｓｕｓ）由来のリパーゼ、リゾプス属のリゾプス デレマー（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｄｅｌｅｍａｒ）由来のリパーゼ、及びリゾプス属のリゾプス オリザエ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅ）由来のリパーゼがより好ましい。リゾプス オリザエ（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅ）由来のリパーゼが特に好ましい。
本発明のリパーゼ含有組成物で使用するリパーゼとしては、培養し、リパーゼの培地成分等を含有したリパーゼ含有水性液体を乾燥して得られたものでもよいが、これらを含有していないもの、つまり実質的にリパーゼ自体から構成されるものが好ましい。本発明のリパーゼ含有組成物としては、リパーゼの培養後、菌体を除去し、固定化したもの、もしくはさらに粉末化したものがより好ましい。
本発明で用いるリパーゼは、位置特異性を有していても有していなくてもよい。位置特異性を有している場合、１，３−特異性であるのが好ましい。
The lipase-containing composition of the present invention may consist solely of lipase, and may optionally contain components and auxiliary agents used in the lipase medium in addition to lipase.
Examples of lipases that can be used in the present invention include lipoprotein lipase, monoacyl glycero lipase, diacyl glycero lipase, triacyl glycero lipase, galacto lipase, and phospho lipase. Of these, triacylglycerolipase is preferred.
Microorganisms that produce these lipases are not particularly limited to bacteria, yeasts, filamentous fungi, actinomycetes, and the like, but include Algenigenes sp., Pseudomonas sp., Arthrobacter. sp.), Staphylococcus sp., Torulopsis sp., Escherichia sp., Mycotorula sp., Propionibacterium, Propionibacterum. Bacteria (Chromobacterium sp.), Xanthomonas (L.), Lactobacillus (Lacto) Bacillus sp.), Clostridium sp., Candida sp., Geotrichum sp., Saccharomycopsis sp., Nocardia sp. , Fusarium sp., Aspergillus sp., Rhizomucor sp., Mucor sp., Thermomyces sp., Rhizopus p. (Penicillium sp.), Phycomyces sp., Puccinia sp. , The genus Bacillus (Bacillus sp.), The genus Streptomyces (Streptmyces sp.), And the like.
In the present invention, among these, lipases derived from Alkaligenes, Pseudomonas, Rhizomucor, Mucor, Thermomyces, Rhizopus, or Penicillium are preferred. Among them, Alcaligenes sp. A lipase from Rhizomucor miehei, a lipase from Thermomyces lanuginosus, and a lyso-de-lys from the genus Rhizome, A lipase derived from Rhizopus oryzae) is more preferred. A lipase derived from Rhizopus oryzae is particularly preferred.
The lipase used in the lipase-containing composition of the present invention may be obtained by culturing and drying a lipase-containing aqueous liquid containing a lipase medium component or the like, but does not contain these, that is, Those composed substantially of lipase itself are preferred. As the lipase-containing composition of the present invention, a lipase cultured and then immobilized after removing the microbial cells, or a powdered product is more preferable.
The lipase used in the present invention may or may not have positional specificity. When it has position specificity, it is preferably 1,3-specificity.
リパーゼの培養に用いられる成分としては、リパーゼ培養液が挙げられる。リパーゼ培養液としては、例えば、大豆粉、ペプトン、コーン・ステープ・リカー、Ｋ2ＨＰＯ4、（ＮＨ4）2ＳＯ4、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ等含有する水溶液があげられる。これらの濃度としては、大豆粉０．１〜２０質量％、好ましくは１．０〜１０質量％、ペプトン０．１〜３０質量％、好ましくは０．５〜１０質量％、コーン・ステープ・リカー０．１〜３０質量％、好ましくは０．５〜１０質量％、Ｋ2ＨＰＯ4 ０．０１〜２０質量％、好ましくは０．１〜５質量％である。又、（ＮＨ4）2ＳＯ4は０．０１〜２０質量％、好ましくは０．０５〜５質量％、ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏは０．０１〜２０質量％、好ましくは０．０５〜５質量％である。培養条件は、培養温度は１０〜４０℃、好ましくは２０〜３５℃、通気量は０．１〜２．０ＶＶＭ、好ましくは０．１〜１．５ＶＶＭ、攪拌回転数は１００〜８００ｒｐｍ、好ましくは２００〜４００ｒｐｍ、ｐＨはＮａＯＨやアンモニアを用いて、３．０〜１０．０、好ましくは４．０〜９．５、より好ましくは７．０〜８．０に制御するのがよい。 A component used for lipase culture includes a lipase culture solution. Examples of the lipase culture solution include aqueous solutions containing soy flour, peptone, corn staple liquor, K 2 HPO 4 , (NH 4 ) 2 SO 4 , MgSO 4 .7H 2 O and the like. These concentrations include 0.1 to 20% by weight of soybean flour, preferably 1.0 to 10% by weight, 0.1 to 30% by weight of peptone, preferably 0.5 to 10% by weight, corn staple liquor 0.1 to 30% by weight, preferably from 0.5 to 10 mass%, K 2 HPO 4 0.01 to 20 wt%, preferably from 0.1 to 5 mass%. Further, (NH 4 ) 2 SO 4 is 0.01 to 20% by mass, preferably 0.05 to 5% by mass, and MgSO 4 · 7H 2 O is 0.01 to 20% by mass, preferably 0.05 to 5%. % By mass. The culture conditions are as follows: culture temperature is 10 to 40 ° C., preferably 20 to 35 ° C., aeration rate is 0.1 to 2.0 VVM, preferably 0.1 to 1.5 VVM, and stirring speed is 100 to 800 rpm, preferably 200 to 400 rpm, pH is controlled to 3.0 to 10.0, preferably 4.0 to 9.5, more preferably 7.0 to 8.0 using NaOH or ammonia.
菌体の分離は、遠心分離、膜濾過などで行うのが好ましい。また、塩類や糖等の低分子成分の除去は、ＵＦ膜処理により行うことができる。具体的には、ＵＦ膜処理を行い、リパーゼを含有する水溶液を１／２量の体積に濃縮後、濃縮液と同量のリン酸バッファーを添加するという操作を１〜５回繰り返すことにより、低分子成分を除去したリパーゼ含有水性液体を得ることができる。
遠心分離は２００〜２０，０００×ｇ、膜濾過はＭＦ膜、フィルタープレスなどで圧力を３．０ｋｇ／ｍ2以下にコントロールするのが好ましい。菌体内酵素の場合は、ホモジナイザー、ワーリングブレンダー、超音波破砕、フレンチプレス、ボールミル等で細胞破砕し、遠心分離、膜濾過などで細胞残さを除去することが好ましい。ホモジナイザーの攪拌回転数は５００〜３０，０００ｒｐｍ、好ましくは１，０００〜１５，０００ｒｐｍ、ワーリングブレンダーの回転数は５００〜１０，０００ｒｐｍ、好ましくは１，０００〜５，０００ｒｐｍである。攪拌時間は０．５〜１０分、好ましくは１〜５分がよい。超音波破砕は１〜５０ＫＨｚ、好ましくは１０〜２０ＫＨｚの条件で行うのが良い。ボールミルは直径０．１〜０．５ｍｍ程度のガラス製小球を用いるのがよい。
本発明では、リパーゼ含有水性液体としては、固形分として５〜３０質量％含むものを用いるのが好ましい。
Separation of the cells is preferably performed by centrifugation, membrane filtration or the like. Moreover, removal of low molecular components such as salts and sugars can be performed by UF membrane treatment. Specifically, by performing a UF membrane treatment, concentrating the aqueous solution containing lipase to a volume of ½ volume, and repeating the operation of adding the same amount of phosphate buffer as the
Centrifugation is preferably 200 to 20,000 × g, and membrane filtration is preferably controlled to 3.0 kg / m 2 or less with an MF membrane, filter press or the like. In the case of intracellular enzymes, it is preferable to crush the cells with a homogenizer, Waring blender, ultrasonic crushing, French press, ball mill or the like, and remove cell residues by centrifugation, membrane filtration or the like. The stirring rotation speed of the homogenizer is 500 to 30,000 rpm, preferably 1,000 to 15,000 rpm, and the rotation speed of the Waring blender is 500 to 10,000 rpm, preferably 1,000 to 5,000 rpm. The stirring time is 0.5 to 10 minutes, preferably 1 to 5 minutes. The ultrasonic crushing may be performed under conditions of 1 to 50 KHz, preferably 10 to 20 KHz. The ball mill preferably uses glass spheres having a diameter of about 0.1 to 0.5 mm.
In this invention, it is preferable to use what contains 5-30 mass% as solid content as a lipase containing aqueous liquid.
リパーゼ含有水性液体の乾燥及び粉末化は、例えば、スプレードライ、フリーズドライ（凍結乾燥）、及び溶剤沈殿後乾燥する方法等によって行われる。
スプレードライは、例えば、ノズル向流式、ディスク向流式、ノズル並流式、ディスク並流式等の噴霧乾燥機を用いて行うのがよい。ディスク並流式がより好ましく、アトマイザー回転数は４，０００〜２０，０００ｒｐｍとすることが好ましい。スプレードライは、リパーゼ含有水性液体の温度を１０〜６０℃、好ましくは２０〜４０℃に調整して行うことが適当である。スプレードライの際の送風（乾燥雰囲気）の温度は、入口温度８０〜２００℃、出口温度３０〜１００℃、好ましくは４０℃以上７０℃未満、より好ましくは４０℃〜６５℃、さらに好ましくは５０℃〜６０℃とすることが適当である。リパーゼは温度に弱く、低温にすることで酵素活性の低下を抑えられる。
フリーズドライ（凍結乾燥）は、例えば、ラボサイズの少量用凍結乾燥機、棚段式凍結乾燥により行うのが好ましい。さらに、減圧乾燥を行ってもよい。
溶剤沈殿後乾燥する方法としては、例えば、エタノール、アセトン等を使用して溶剤沈殿させた後、減圧乾燥する方法が挙げられる。
The lipase-containing aqueous liquid is dried and powdered by, for example, spray drying, freeze drying (freeze drying), a method of drying after solvent precipitation, or the like.
The spray drying is preferably performed using a spray dryer such as a nozzle countercurrent type, a disk countercurrent type, a nozzle cocurrent type, and a disk cocurrent type. The disk co-current type is more preferable, and the atomizer rotational speed is preferably 4,000 to 20,000 rpm. The spray drying is suitably performed by adjusting the temperature of the lipase-containing aqueous liquid to 10 to 60 ° C, preferably 20 to 40 ° C. The temperature of the blast (drying atmosphere) at the time of spray drying is such that the inlet temperature is 80 to 200 ° C., the outlet temperature is 30 to 100 ° C., preferably 40 ° C. or higher and lower than 70 ° C., more preferably 40 ° C. to 65 ° C. It is suitable to set it as 60 degreeC. Lipase is weak in temperature, and the decrease in enzyme activity can be suppressed by lowering the temperature.
Freeze-drying (freeze-drying) is preferably performed by, for example, a lab-size small-scale freeze-dryer or a shelf-type freeze-dryer. Furthermore, you may dry under reduced pressure.
Examples of the method of drying after solvent precipitation include a method of performing solvent precipitation using ethanol, acetone or the like and then drying under reduced pressure.
スプレードライ等の乾燥・粉末化工程の直前に、ＮａＯＨやアンモニアを用いて、リパーゼ含有水性液体のｐＨを６〜８．５に調整するのが好ましい。特にｐＨを８．０以下に、さらにｐＨを７．５〜８．０の範囲となるように調整するのが好ましい。ｐＨ調整は、スプレードライなどの乾燥・粉末化工程の前のいずれかの工程において行ってもよく、乾燥・粉末化工程の直前のｐＨが上記範囲内となるように、予めリパーゼ含有水性液体のｐＨを調整しておいてもよい。ｐＨ調整には、各種アルカリ剤や酸を用いることができるが、水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物を用いるのが好ましい。
又、乾燥・粉末化工程前の途中の工程において、リパーゼ含有水性液体を濃縮してもよい。濃縮方法は、特に限定されるものではないが、エバポレーター、フラッシュエバポレーター、ＵＦ膜濃縮、ＭＦ膜濃縮、無機塩類による塩析、溶剤による沈殿法、イオン交換セルロース等による吸着法、吸水性ゲルによる吸水法等が挙げられる。中でも、ＵＦ膜濃縮、エバポレーターが好ましい。ＵＦ膜濃縮用モジュールとしては、分画分子量３，０００〜１００，０００、好ましくは６，０００〜５０，０００の平膜または中空糸膜、材質はポリアクリルニトリル系、ポリスルフォン系などが好ましい。
It is preferable to adjust the pH of the lipase-containing aqueous liquid to 6 to 8.5 using NaOH or ammonia immediately before the drying / powdering step such as spray drying. In particular, it is preferable to adjust the pH to 8.0 or less and further adjust the pH to be in the range of 7.5 to 8.0. The pH adjustment may be performed in any step prior to the drying / powdering step such as spray drying, and the lipase-containing aqueous liquid is previously adjusted so that the pH immediately before the drying / powdering step is within the above range. The pH may be adjusted. Various alkali agents and acids can be used for pH adjustment, but it is preferable to use an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide.
Further, the lipase-containing aqueous liquid may be concentrated in a step before the drying / powdering step. The concentration method is not particularly limited, but evaporator, flash evaporator, UF membrane concentration, MF membrane concentration, salting out with inorganic salts, precipitation method with solvent, adsorption method with ion-exchange cellulose, water absorption with water-absorbing gel Law. Among these, UF membrane concentration and an evaporator are preferable. The UF membrane concentration module is preferably a flat membrane or hollow fiber membrane having a molecular weight cut-off of 3,000 to 100,000, preferably 6,000 to 50,000, and the material is preferably polyacrylonitrile or polysulfone.
・助剤
本発明に用いるリパーゼ含有組成物に含めて使用し得る助剤としては、リパーゼによるエステル交換反応に悪影響を与えないものを用いることができる。特に、ろ過助剤が好ましい。ろ過助剤としては、例えば、セライトなどの無機ろ過助剤及びセルロースなどの繊維やその粉砕物などの有機ろ過助剤が挙げられる。ろ過助剤としては、有機ろ過助剤、特に有機高分子ろ過助剤が好ましく、なかでもセルロースパウダーなどが好ましい。ろ過助剤は、粉状であるのが好ましい。粉状のろ過助剤の平均粒子径は、例えば、１０〜９０μｍ、より好ましくは２０〜８０μｍであることが適当である。なお、平均粒子径は、例えば、株式会社堀場製作所の粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて測定することができる。
リパーゼ（固定化リパーゼ又は粉末リパーゼ）とろ過助剤との質量比は、例えば、１：１０〜１０：１であることが好ましく、特に１：７〜２：１であることが好ましい。
-Auxiliary agent As an auxiliary agent that can be used in the lipase-containing composition used in the present invention, those that do not adversely affect the transesterification reaction by lipase can be used. In particular, a filter aid is preferred. Examples of the filter aid include inorganic filter aids such as celite and organic filter aids such as fibers such as cellulose and pulverized products thereof. As the filter aid, organic filter aids, particularly organic polymer filter aids are preferable, and cellulose powder and the like are particularly preferable. The filter aid is preferably in powder form. The average particle diameter of the powdery filter aid is, for example, 10 to 90 μm, more preferably 20 to 80 μm. In addition, an average particle diameter can be measured using the particle size distribution measuring apparatus (LA-500) of Horiba, Ltd., for example.
The mass ratio between the lipase (immobilized lipase or powder lipase) and the filter aid is, for example, preferably 1:10 to 10: 1, and more preferably 1: 7 to 2: 1.
・リパーゼ含有組成物の形態
本発明のリパーゼ含有組成物は、固定化物（固定化リパーゼ）又は粉末状物（粉末リパーゼ）の形態であり得る。
固定化リパーゼは、上記リパーゼをシリカ、セライト、珪藻土、パーライト、ポリビニールアルコール、陰イオン交換樹脂、フェノール吸着樹脂、疎水性担体、陽イオン交換樹脂、キレート樹脂等の担体に固定化したものが好ましい。このような固定化リパーゼは、例えば、ノボザイムズＡ／Ｓ社からリポザイムＴＬ−ＩＭとして入手することができる。固定化リパーゼは、そのまま使用するか、又は該固定化リパーゼを粉砕したものを使用することができる。固定化リパーゼの粉砕品は、通常の粉砕機を用いて、１μｍ以上で３００μｍ未満の平均粒子径、好ましくは平均粒子径１〜２００μｍ、より好ましくは平均粒子径１〜１００μｍ、特に好ましくは平均粒子径２０〜１００μｍとなるように粉砕するのがよい。ここで、粉砕機としては、乳鉢、せん断摩擦式粉砕機、カッター式粉砕機、石臼（マイコロイダー、マスコロイダー）、コーヒーミル、パワーミル、ピンミル、衝撃式粉砕機（ハンマーミル、ボールミル）、ロール式粉砕機及び気流式粉砕機、ホモジナイザー、超音波破砕機などがあげられる。なお、平均粒子径は、例えば、株式会社堀場製作所の粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて測定することができる。
-Form of lipase-containing composition The lipase-containing composition of the present invention may be in the form of an immobilized product (immobilized lipase) or a powdery product (powder lipase).
Immobilized lipase is preferably obtained by immobilizing the above lipase on a carrier such as silica, celite, diatomaceous earth, perlite, polyvinyl alcohol, anion exchange resin, phenol adsorption resin, hydrophobic carrier, cation exchange resin, chelate resin or the like. . Such an immobilized lipase can be obtained as, for example, Lipozyme TL-IM from Novozymes A / S. The immobilized lipase can be used as it is, or one obtained by pulverizing the immobilized lipase can be used. The pulverized product of the immobilized lipase is an average particle diameter of 1 μm or more and less than 300 μm, preferably an average particle diameter of 1 to 200 μm, more preferably an average particle diameter of 1 to 100 μm, particularly preferably an average particle, using a normal pulverizer. It is good to grind so that it may become a diameter of 20-100 micrometers. Here, as a pulverizer, a mortar, a shear friction pulverizer, a cutter pulverizer, a stone mill (my colloider, mascoloider), a coffee mill, a power mill, a pin mill, an impact pulverizer (hammer mill, ball mill), a roll type Examples thereof include a pulverizer, an airflow pulverizer, a homogenizer, and an ultrasonic crusher. In addition, an average particle diameter can be measured using the particle size distribution measuring apparatus (LA-500) of Horiba, Ltd., for example.
粉末リパーゼは、例えば全質量の９０質量％以上が平均粒子径１〜１００μｍ、好ましくは１０〜８０μｍ、より好ましくは２０〜５０μｍである粉末状のリパーゼである。この粉末の粒子は、好ましくは球形であり、粒子の表面に、例えば直径０．５μｍ〜６μｍの細孔を３，０００−４０，０００個／ｍｍ2、好ましくは３，０００−２０，０００個／ｍｍ2、より好ましくは３，０００−１０，０００個／ｍｍ2有するものが適当である。粒子表面の細孔の数は、電子顕微鏡を用いて容易に測定することができる。
粉末リパーゼは、リパーゼ粉末製剤の形で用いてもよい。
リパーゼ粉末製剤は、例えば、リパーゼと、穀物粉末及び／又は糖類粉末とを水性液体に溶解及び／又は分散させて得たリパーゼ含有水性液体を、さらに乾燥して粉末化することによって得られる。
水性液体としては、水が好ましい。リパーゼ含有水性液体中の水の量は、リパーゼの質量に対する水の質量が、２．０〜１，０００倍であるのが好ましく、２．０〜５００倍であるのがより好ましく、３．０〜１００倍が最も好ましい。
リパーゼ含有水性液体としては、菌体を除去したリパーゼ培養液、精製培養液、これらから得たリパーゼ粉末を再度水に溶解・分散させたもの、市販のリパーゼ粉末を再度水に溶解・分散させたもの、市販の液状リパーゼ等が挙げられる。さらに、リパーゼ活性をより高めるために塩類等の低分子成分を除去したものがより好ましく、また、粉末性状をより高めるために糖等の低分子成分を除去したものがより好ましい。
リパーゼとしては、上記列挙したリパーゼの中でも、特にディー・エス・エムジャパン株式会社の商品：ピカンターゼＲ８０００や、天野エンザイム株式会社の商品：リパーゼＦ−ＡＰ１５等が好適に用いられる。最も適した粉末リパーゼとしては、Ｒｈｉｚｏｐｕｓ ｏｒｙｚａｅ由来の、天野エンザイム株式会社の商品：リパーゼＤＦ“Ａｍａｎｏ”１５−Ｋ（リパーゼＤともいう）やリパーゼＤ “アマノ”コンクが挙げられる。
穀物粉末及び／又は糖類粉末としては、例えば、全脂大豆粉末、脱脂大豆粉末等の大豆粉末、小麦粉、米粉、デキストリンが挙げられる。穀物粉末及び／又は糖類粉末は、リパーゼに対して、例えば２５０〜１０００質量％、好ましくは、５００〜１０００質量％、より好ましくは、５００〜７５０質量％であることが適当である。
The powder lipase is, for example, a powdery lipase having an average particle diameter of 1 to 100 μm, preferably 10 to 80 μm, more preferably 20 to 50 μm, with 90% by mass or more of the total mass. Particles of the powder are preferably spherical, the surface of the particle, for example, a pore diameter 0.5Myuemu～6myuemu 3,000-40,000 cells / mm 2, preferably 3,000-20,000 pieces / Mm 2 , more preferably 3,000-10,000 / mm 2 is suitable. The number of pores on the particle surface can be easily measured using an electron microscope.
The powder lipase may be used in the form of a lipase powder formulation.
The lipase powder formulation can be obtained, for example, by further drying and pulverizing a lipase-containing aqueous liquid obtained by dissolving and / or dispersing lipase and cereal powder and / or sugar powder in an aqueous liquid.
As the aqueous liquid, water is preferred. The amount of water in the lipase-containing aqueous liquid is preferably such that the mass of water relative to the mass of lipase is 2.0 to 1,000 times, more preferably 2.0 to 500 times, 3.0 ˜100 times is most preferable.
As the lipase-containing aqueous liquid, the lipase culture solution from which the bacterial cells have been removed, the purified culture solution, the lipase powder obtained from these dissolved and dispersed again in water, and the commercially available lipase powder dissolved and dispersed again in water And commercially available liquid lipases. Further, those obtained by removing low molecular components such as salts in order to further increase the lipase activity are more preferable, and those obtained by removing low molecular components such as sugars in order to further improve the powder properties.
As the lipase, among the above-listed lipases, in particular, a product of DSM Japan KK: Picantase R8000, a product of Amano Enzyme KK: lipase F-AP15, and the like are preferably used. Examples of the most suitable powder lipase include products of Amano Enzyme Co., Ltd. derived from Rhizopus oryzae: Lipase DF “Amano” 15-K (also referred to as lipase D) and Lipase D “Amano” conch.
Examples of the cereal powder and / or saccharide powder include soybean powder such as full fat soybean powder and defatted soybean powder, wheat flour, rice flour, and dextrin. The cereal powder and / or saccharide powder is, for example, 250 to 1000% by mass, preferably 500 to 1000% by mass, and more preferably 500 to 750% by mass with respect to the lipase.
＜分離工程＞
上記工程（１）と（２）の間に、前記反応基質を前記大豆粉状物から分離する工程をさらに含んでもよい。分離する工程には、例えば、ろ過、遠心分離等が用いられるが、好ましくは大豆粉状物を収容するカラムにフィルターを取り付けて大豆粉状物のみをカラムに残し、反応基質をろ過・分離することが好ましい。
また、上記工程（２）の後に、エステル交換反応で得られたエステル交換油脂をリパーゼ含有組成物から分離する工程をさらに含んでもよい。分離する工程には、例えば、ろ過、遠心分離等が用いられるが、好ましくはリパーゼ含有組成物を収容するカラムにフィルターを取り付けてリパーゼ含有組成物のみをカラムに残し、エステル交換油脂をろ過・分離することが好ましい。
上記フィルターとしては、濾布、ろ紙、ガラスフィルター（ポアサイズ：５μｍ）が好ましい。また、セルロースパウダー、セライト等の濾過助剤があってもよい。
本発明の方法で製造されたエステル交換油脂は、特に限定されないが、食品分野に使用されるエステル交換油脂としても有用である。
<Separation process>
A step of separating the reaction substrate from the soybean powder may be further included between the steps (1) and (2). For the separation step, for example, filtration, centrifugation or the like is used. Preferably, a filter is attached to a column containing soybean powder, leaving only the soybean powder in the column, and the reaction substrate is filtered and separated. It is preferable.
Moreover, after the said process (2), you may further include the process of isolate | separating the transesterified oil and fat obtained by transesterification from a lipase containing composition. For the separation step, for example, filtration, centrifugation, etc. are used. Preferably, a filter is attached to the column containing the lipase-containing composition, leaving only the lipase-containing composition in the column, and the transesterified oil / fat is filtered and separated. It is preferable to do.
As the filter, filter cloth, filter paper, and glass filter (pore size: 5 μm) are preferable. Moreover, there may exist filter aids, such as a cellulose powder and celite.
The transesterified fat and oil produced by the method of the present invention is not particularly limited, but is also useful as a transesterified fat and oil used in the food field.
＜油脂の製造装置＞
本発明の別の態様は、
（ａ）大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物を収容するが、リパーゼを含まない第１処理槽；
（ｂ）リパーゼ含有組成物を収容する第２処理槽；
（ｃ）油脂を含むエステル交換用原料を前記第１処理槽に導入する第１流路；
（ｄ）前記第１処理槽で前記原料と前記大豆粉状物とが接触して得られる反応基質を前記第２処理槽に導入する第２流路；及び
（ｅ）前記２処理槽で前記反応基質と前記リパーゼ含有組成物とがエステル交換反応して得られるエステル交換油脂を前記第２処理槽から排出する第３流路；
を含む、油脂の製造装置に関する。
<Oil production equipment>
Another aspect of the present invention provides:
(A) a first treatment tank containing a soy flour selected from the group consisting of soy flour, soy protein and mixtures thereof, but not containing lipase;
(B) a second treatment tank containing the lipase-containing composition;
(C) a first flow path for introducing a transesterification raw material containing fats and oils into the first treatment tank;
(D) a second flow path for introducing a reaction substrate obtained by contacting the raw material and the soybean powder in the first treatment tank into the second treatment tank; and (e) the second treatment tank in the second treatment tank. A third flow path for discharging transesterified oil and fat obtained by transesterification of the reaction substrate and the lipase-containing composition from the second treatment tank;
It is related with the manufacturing apparatus of fats and oils.
まず、本発明の油脂の製造装置は、第１処理槽及び第２の処理槽を含む、少なくとも２種類の処理槽を有する。処理槽は、大豆粉状物もしくはリパーゼと油脂を処理するものであり、攪拌機を有するタンク、もしくはカラム、ろ過器が好ましい。第１処理槽は、大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物を少なくとも収容するが、リパーゼが含まれることはない。第１処理槽は、ろ過助剤を収容していてもよい。
第２処理槽は、リパーゼ含有組成物を少なくとも収容する。第２処理槽は、ろ過助剤を収容していてもよい。
第１処理槽及び第２処理槽としては、ステンレス、鉄などの金属製、もしくは、プラスチック製、ガラス製などが使用できる。耐久性の点から、ステンレス、鉄などの金属性が好ましい。第１処理槽及び第２処理槽としては、小スケールでの処理には攪拌機を有するタンクが好ましく、大量に処理するには、カラムもしくはろ過器が好ましい。なお、大豆粉状物やリパーゼを交換する点から、第１処理槽及び第２処理槽としては、カラム、ろ過器は好ましい。ろ過器としてはフィルタープレスが好ましい。
これら第１処理槽及び第２処理槽は、第２流路により互いに係合されている。第１処理槽は、原料を導入するための第１流路を有する。第２処理槽は、エステル交換反応で得られる反応物を排出するための第３流路を有する。これにより、上記原料は、第１流路を通して第１処理槽に導入されて第１処理槽内でリパーゼと接触することなく大豆粉状物と接触する。大豆粉状物と接触して得られた反応基質は、第２流路を通して第２処理槽に導入され、第２処理槽内でリパーゼ含有組成物と接触してエステル交換反応が行われる。エステル交換反応により得られた反応物（エステル交換油脂）は、第３流路を通して第２処理槽から排出される。
ここで、第１処理槽及び第２処理槽は、大豆粉状物やリパーゼ含有組成物を反応基質やエステル交換反応の反応物（エステル交換油脂）から分離するための分離手段を含んでいてもよい。例えば、第１処理槽及び第２処理槽は、大豆粉状物やリパーゼ含有組成物のみを処理槽内に保持し、反応基質やエステル交換反応の反応物（エステル交換油脂）を放出できるような、フィルター、遠心分離等の各種分離手段を有していてもよい。また、第１処理槽及び第２処理槽の前後に必要に応じて、ポンプを設置してもよい。
First, the oil and fat manufacturing apparatus of the present invention has at least two types of processing tanks including a first processing tank and a second processing tank. The treatment tank is for treating soybean powder or lipase and oil, and a tank having a stirrer, a column, or a filter is preferable. The first treatment tank contains at least a soybean powder selected from the group consisting of soybean powder, soybean protein, and a mixture thereof, but does not contain lipase. The first treatment tank may contain a filter aid.
The second treatment tank contains at least the lipase-containing composition. The second treatment tank may contain a filter aid.
As a 1st processing tank and a 2nd processing tank, metal, such as stainless steel and iron, or plastics, glass, etc. can be used. From the viewpoint of durability, metallic properties such as stainless steel and iron are preferable. As a 1st processing tank and a 2nd processing tank, the tank which has a stirrer is preferable for the process on a small scale, and a column or a filter is preferable for processing in large quantities. In addition, a column and a filter are preferable as a 1st processing tank and a 2nd processing tank from the point which replaces | exchanges a soybean powder and a lipase. A filter press is preferred as the filter.
The first processing tank and the second processing tank are engaged with each other by the second flow path. The first treatment tank has a first flow path for introducing a raw material. The 2nd processing tank has the 3rd channel for discharging the reactant obtained by transesterification. Thereby, the said raw material is introduce | transduced into a 1st processing tank through a 1st flow path, and contacts with a soybean powder substance, without contacting with a lipase within a 1st processing tank. The reaction substrate obtained by contact with the soybean powder is introduced into the second treatment tank through the second flow path, and contacted with the lipase-containing composition in the second treatment tank to perform the transesterification reaction. The reaction product (transesterified oil and fat) obtained by the transesterification reaction is discharged from the second treatment tank through the third flow path.
Here, even if the 1st processing tank and the 2nd processing tank contain the separation means for isolate | separating a soybean powder and a lipase containing composition from the reaction substrate and the reaction product (transesterification oil and fat) of transesterification. Good. For example, the 1st processing tank and the 2nd processing tank hold | maintain only a soybean powder and a lipase containing composition in a processing tank, and can discharge | release the reaction substrate and the reaction product (transesterification oil and fat) of transesterification. Various separation means such as a filter and a centrifugal separator may be provided. Moreover, you may install a pump before and behind a 1st processing tank and a 2nd processing tank as needed.
本発明の油脂の製造装置について、以下、図１を参照しながら説明する。
まず、油脂を含み、リパーゼを含まないエステル交換用の原料が第１流路（３）を通して第１処理槽（カラム）（１）に導入される。第１の処理槽（カラム）（１）には大豆粉末、大豆蛋白及びこれらの混合物からなる群から選択される大豆粉状物が収容されているが、リパーゼは含まれていない。上記原料は、第１処理槽（カラム）（１）で大豆粉状物と接触し、反応基質が得られる。この反応基質は、第２流路（４）を通して第２処理槽（カラム）（２）に導入される。第２処理槽（カラム）（２）には、リパーゼ含有組成物が収容されている。上記反応基質は、第２処理槽（カラム）（２）でリパーゼ含有組成物と接触し、エステル交換反応が起きる。エステル交換反応によって得られる反応物（エステル交換油脂）は、第３流路（５）を通して第２処理槽（カラム）から排出される。
さらに、図２のように、第１処理槽（カラム）（１）はフィルター１（６）を有していてもよく、第２処理槽（カラム）（２）はフィルター２（７）を有していてもよい。フィルター１（６）により大豆粉状物が第１処理槽（カラム）（１）に保持され、フィルター２（７）により、リパーゼ含有組成物が第２処理槽（カラム）（２）に保持され、第１処理槽（カラム）（１）及び第２処理槽（カラム）（２）に原料が通過することにより、上記接触及びエステル交換反応が行われる。
The oil and fat manufacturing apparatus of the present invention will be described below with reference to FIG.
First, a raw material for transesterification containing fats and oils and not containing lipase is introduced into the first treatment tank (column) (1) through the first flow path (3). The first treatment tank (column) (1) contains a soybean powder selected from the group consisting of soybean powder, soybean protein and a mixture thereof, but does not contain lipase. The raw material is contacted with soybean powder in the first treatment tank (column) (1) to obtain a reaction substrate. This reaction substrate is introduced into the second treatment tank (column) (2) through the second flow path (4). The second treatment tank (column) (2) contains the lipase-containing composition. The reaction substrate comes into contact with the lipase-containing composition in the second treatment tank (column) (2), and transesterification occurs. The reaction product (transesterified oil / fat) obtained by the transesterification reaction is discharged from the second treatment tank (column) through the third flow path (5).
Further, as shown in FIG. 2, the first treatment tank (column) (1) may have a filter 1 (6), and the second treatment tank (column) (2) has a filter 2 (7). You may do it. The soybean powder is held in the first treatment tank (column) (1) by the filter 1 (6), and the lipase-containing composition is held in the second treatment tank (column) (2) by the filter 2 (7). When the raw material passes through the first treatment tank (column) (1) and the second treatment tank (column) (2), the contact and the transesterification reaction are performed.
次に本発明を製造例及び実施例により詳細に説明する。
［評価方法］
・エステル交換反応の活性（ＸＯＸ％）
リパーゼ活性の程度をトリグリセリド中のＰＯＳとＳＯＳの合計質量を比較することで評価した。具体的には、リパーゼ含有組成物を使用したエステル交換反応で得られたトリグリセリドの質量に対する該トリグリセリド中のＰＯＳ（１−ステアロイル−２−オレオイル−３−パルミトイルグリセリン又は１−パルミトイル−２−オレオイル−３−ステアロイルグリセリン）及びＳＯＳ（１，３−ジステアロイル−２−オレオイルグリセリン）の合計質量％をＸＯＸ％とし、各実施例及び比較例のＸＯＸを比較した。
（ＸＯＸ％）＝（トリグリセリド中のＰＯＳ質量％）＋（トリグリセリド中のＳＯＳの質量％）
ＸＯＸ％の値が高ければリパーゼ活性が高いと判断できる。
なお、１，３−特異性の弱いリパーゼを用いた実施例６は、ＳＯ２（モノステアロイル−ジオレオイルグリセリン）の質量％をＸＯ２％とし、上記ＸＯＸの代わりにＸＯ２を用いて対比判断した。
（ＸＯ２％）＝（トリグリセリド中のＳＯ２質量％）
ＸＯ２％の値が高ければリパーゼ活性が高いと判断できる。
Next, the present invention will be described in detail with reference to production examples and examples.
[Evaluation method]
・ Transesterification activity (XOX%)
The degree of lipase activity was evaluated by comparing the total mass of POS and SOS in triglycerides. Specifically, the POS (1-stearoyl-2-oleoyl-3-palmitoylglycerin or 1-palmitoyl-2-oleic acid in the triglyceride with respect to the mass of the triglyceride obtained by the transesterification reaction using the lipase-containing composition. The total mass% of oil-3-stearoylglycerin) and SOS (1,3-distearoyl-2-oleoylglycerin) was set to XOX%, and XOX of each Example and the comparative example was compared.
(XOX%) = (POS mass% in triglyceride) + (mass% SOS in triglyceride)
If the value of XOX% is high, it can be judged that the lipase activity is high.
In Example 6 using a lipase having a weak 1,3-specificity, the mass% of SO2 (monostearoyl-dioleoylglycerin) was set to XO2%, and comparison was made using XO2 instead of XOX.
(XO2%) = (SO2 mass% in triglyceride)
If the value of XO2% is high, it can be judged that the lipase activity is high.
［エステル交換用原料の調製］
ステアリン酸エチル（商品名：エチルステアレート、（株）井上香料製造所製）及びハイオレイックヒマワリ油（日清オイリオグループ（株）製）を質量比で６：４の比率で混ぜ合わせ、油中の水分の質量分率を２００ｐｐｍに調節してエステル交換用原料とした。
[Preparation of transesterification raw material]
Ethyl stearate (trade name: ethyl stearate, manufactured by Inoue Fragrance Co., Ltd.) and high oleic sunflower oil (manufactured by Nisshin Oilio Group Co., Ltd.) are mixed at a mass ratio of 6: 4 to obtain oil. The mass fraction of moisture in the inside was adjusted to 200 ppm to obtain a raw material for transesterification.
［大豆粉状物の調製］
大豆粉状物としては、以下の大豆粉末と大豆蛋白とを使用した。
・大豆粉末
［大豆粉状物１］全脂大豆粉末（商品名：ソーヤフラワーＮＳＡ、日清オイリオグループ（株）社製、粉末のメジアン径；２５〜３５μｍ、非加熱）
［大豆粉状物２］脱臭全脂大豆粉末（商品名：アルファプラスＨＳ−６００、日清オイリオグループ（株）社製、粉末のメジアン径；２５〜３５μｍ、８０〜１２０℃で３０〜２００秒加熱）
［大豆粉状物３］脱脂大豆粉末（商品名：ソーヤフラワーＦＴ−Ｎ、日清オイリオグループ（株）社製、粉末のメジアン径；２５〜５０μｍ、１２０〜１５０℃で約２０〜１００秒加熱）
・大豆蛋白
［大豆粉状物４］粉末状分離大豆蛋白（商品名：ソルピー５０００、日清オイリオグループ（株）社製、粉末のメジアン径；３０〜１００μｍ、スプレードライの入り口温度１３０〜２００℃、出口６０〜９０℃）
［大豆粉状物５］濃縮大豆蛋白（商品名：ＡｒｃｏｎＳ、ＡＤＭ社製、粉末のメジアン径；２０〜５０μｍ）
なお、各メジアン径は、株式会社堀場製作所の粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて測定した。大豆粉末又は大豆蛋白１ｇに対し、ろ過助剤としてセルロースパウダー（平均粒子径３０μｍ）を０．５ｇ加え、スターラーを用いて１時間混合して最終的な大豆粉状物とした。なお、平均粒子径は、株式会社堀場製作所の粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて測定した。
[Preparation of soybean powder]
As the soybean powder, the following soybean powder and soybean protein were used.
・ Soybean powder [Soybean powder 1] Whole fat soybean powder (trade name: Soya Flower NSA, manufactured by Nisshin Oillio Group, Inc., median diameter of powder; 25-35 μm, non-heated)
[Soybean powder 2] Deodorized whole fat soybean powder (trade name: Alpha Plus HS-600, manufactured by Nisshin Oillio Group, Inc., median diameter of powder; 25 to 35 μm, 30 to 200 seconds at 80 to 120 ° C. heating)
[Soybean powder 3] defatted soybean powder (trade name: Soya Flower FT-N, manufactured by Nisshin Oilio Group, Inc., median diameter of powder; 25 to 50 μm, heated at 120 to 150 ° C. for about 20 to 100 seconds )
Soy protein [soy flour 4] Powdered isolated soy protein (trade name: Solpy 5000, Nisshin Oillio Group Co., Ltd., median diameter of powder; 30-100 μm, spray drying inlet temperature 130-200 ° C. , Outlet 60-90 ° C)
[Soy flour 5] Concentrated soybean protein (trade name: Arcon S, manufactured by ADM, median diameter of powder: 20 to 50 μm)
In addition, each median diameter was measured using the particle size distribution measuring apparatus (LA-500) of Horiba, Ltd. To 1 g of soybean powder or soybean protein, 0.5 g of cellulose powder (average particle size of 30 μm) was added as a filter aid and mixed for 1 hour using a stirrer to obtain a final soybean powder. In addition, the average particle diameter was measured using the particle size distribution measuring apparatus (LA-500) of Horiba, Ltd.
［実施例１］
［リパーゼ含有組成物の調製］
天野エンザイム株式会社の商品：リパーゼＤＦ “Ａｍａｎｏ” １５−Ｋ （リパーゼＤともいう：リゾプス オリザエ由来）の酵素溶液（１５００００Ｕ／ｍｌ）を準備した。この酵素溶液中の水の量は、リパーゼＤの質量に対し、１５倍の量であった。また、穀物粉末として脱臭全脂大豆粉末（商品名：アルファプラスＨＳ−６００、日清オイリオグループ株式会社製）１０質量％水溶液を準備した。上記脱臭全脂大豆粉末の質量は、上記リパーゼＤの質量に対して５００質量％であった。上記脱臭全脂大豆粉末を、上記リパーゼＤの酵素溶液に、該溶液を攪拌しながら加えた。得られた混合溶液に０．５Ｎ ＮａＯＨ溶液を１ｍｌ加えて混合溶液全体をｐＨ７．８に調整後、ノズル並流型のスプレードライ（噴霧乾燥、上記混合溶液の温度３０℃、送風の入口温度１００℃、出口温度５０℃、東京理科器械株式会社、ＳＤ−１０００型）を行ってリパーゼ粉末製剤（リゾプス オリザエ由来の粉末リパーゼ）を得た。このリパーゼ粉末製剤にろ過助剤としてセルロースパウダー（平均粒子径３０μｍ）を加えリパーゼ含有組成物とした。なお、平均粒子径は、株式会社堀場製作所の粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて測定した。得られたリパーゼ含有組成物に含まれる粉末リパーゼ：ろ過助剤の質量比は、１：１であった。
[Example 1]
[Preparation of lipase-containing composition]
An Amano Enzyme Co., Ltd. product: Lipase DF “Amano” 15-K (also referred to as lipase D: Rhizopus oryzae) enzyme solution (150,000 U / ml) was prepared. The amount of water in the enzyme solution was 15 times the amount of lipase D. Moreover, 10 mass% aqueous solution of deodorized full fat soybean powder (trade name: Alpha Plus HS-600, manufactured by Nisshin Oillio Group Co., Ltd.) was prepared as a cereal powder. The mass of the deodorized full fat soybean powder was 500% by mass with respect to the mass of the lipase D. The deodorized whole fat soybean powder was added to the lipase D enzyme solution while stirring the solution. After adding 1 ml of 0.5N NaOH solution to the obtained mixed solution to adjust the whole mixed solution to pH 7.8, nozzle cocurrent flow type spray drying (spray drying, temperature of the above mixed solution 30 ° C., air inlet temperature 100 The lipase powder preparation (powder lipase derived from Rhizopus oryzae) was obtained by performing ℃, outlet temperature 50 ℃, Tokyo Science Instrument Co., Ltd., SD-1000 type). Cellulose powder (average particle size of 30 μm) was added as a filter aid to the lipase powder preparation to obtain a lipase-containing composition. In addition, the average particle diameter was measured using the particle size distribution measuring apparatus (LA-500) of Horiba, Ltd. The mass ratio of powder lipase: filter aid contained in the resulting lipase-containing composition was 1: 1.
［カラムの作製］
・第１カラムの作製
上述のようにして調製した大豆粉状物１．５ｇを、中・低圧液クロ用ガラスカラム（東京理科器械（株）社、内径８ｍｍ、長さ１００ｍｍ）に、カラムの片側を真空ポンプで引くことで充填して第１カラムを作製した（図２参照）。当該ガラスカラムは、ガラスフィルター（ポアサイズ：５μｍ）のようなフィルターを有する。
[Production of column]
-Preparation of the first column 1.5 g of soybean powder prepared as described above was placed on a glass column for medium / low pressure liquid chromatography (Tokyo Science Instrument Co., Ltd., inner diameter 8 mm, length 100 mm). A first column was prepared by drawing one side with a vacuum pump (see FIG. 2). The glass column has a filter such as a glass filter (pore size: 5 μm).
・第２カラムの作製
上述のようにして調製したリパーゼ含有組成物０．３ｇにハイオレイックヒマワリ油１０ｇを加え、スターラーを用いて１時間攪拌した。その後、中・低圧液クロ用ガラスカラム(東京理科器械（株）社、内径8mm、長さ100mm)に供し、カラムの片側を真空ポンプで引くことで充填して第２カラムを作製した（図２参照）。当該ガラスカラムは、ガラスフィルター（ポアサイズ：５μｍ）のようなフィルターを有する。
・油脂の製造装置の作製
上記第１カラムには、原料を導入するための東京理化器機（株）製のテフロン（登録商標）チューブを用いた第１流路を設けた。上記第２カラムには、反応物（エステル交換油脂）を排出するための東京理化器機（株）製のテフロン（登録商標）チューブを用いた第３流路を設けた。そして、上記第１カラム及び上記第２カラムは、東京理化器機（株）製のテフロン（登録商標）チューブを用いた第２流路で接続し、図２で示すような油脂の製造装置を作製した。
-Preparation of 2nd column 10g of high oleic sunflower oil was added to 0.3g of lipase containing compositions prepared as mentioned above, and it stirred for 1 hour using the stirrer. After that, it was used in a glass column for medium / low pressure liquid chromatography (Tokyo Science Instruments Co., Ltd., inner diameter 8 mm, length 100 mm), and was packed by pulling one side of the column with a vacuum pump to produce a second column (Fig. 2). The glass column has a filter such as a glass filter (pore size: 5 μm).
-Production of oil and fat manufacturing apparatus The first column was provided with a first flow path using a Teflon (registered trademark) tube manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd. for introducing raw materials. The second column was provided with a third flow path using a Teflon (registered trademark) tube manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd. for discharging the reaction product (transesterified oil and fat). The first column and the second column are connected by a second flow path using a Teflon (registered trademark) tube manufactured by Tokyo Rika Kikai Co., Ltd., thereby producing an oil and fat manufacturing apparatus as shown in FIG. did.
第１カラムとして［大豆粉状物１］全脂大豆粉末（ソーヤフラワーNSA）を用いて上記油脂の製造装置を作製し、上述のようにして調製したエステル交換用原料を当該油脂の製造装置に０．１６ｇ／分の速さ（第１カラムでは、大豆粉状物１ｋｇに対し原料を６．４ｋｇ／時で通液）（第２カラムでは、リパーゼ含有組成物１ｋｇに対し原料を３２ｋｇ／時で通液）で送液した。このときの大豆粉状物と原料との接触時間は約４〜５分と推定できる。原料を第１及び第２カラムに通液している間の第１カラム内温度は、５２℃、第２カラム内温度は、５０℃であった。送液を２時間又は６４時間行った後、第３流路より排出された反応物７μｌをサンプリングし、ヘキサン１．５ｍｌで希釈してガスクロマトグラフィー（ＧＣ）用サンプルとした。当該サンプルをＧＣで分析し、トリグリセリド中のＰＯＳおよびＳＯＳの合計質量パーセントを測定し、ＸＯＸ（％）を求めた。ＧＣとしては、アジレント・テクノロジー株式会社製、製品番号６８９０Ｎと、カラム ６５ＴＧ（株式会社島津ジーエルシー製）を用いた。ＧＣ条件は、カラム温度：３５０℃、昇温：１℃／分、最終温度：３６５℃である。
［実施例２〜５］
第１カラムとしてそれぞれ上述の大豆粉状物２〜５の大豆粉末又は大豆蛋白を使用した以外は、実施例１と同様にしてエステル交換反応を行い、ＸＯＸ（％）を求めた。
［比較例１］
第１カラムを用いず、第３流路を有する第２カラムのみを用いて油脂の製造装置を作製した以外は、実施例１と同様にしてエステル交換反応を行い、ＸＯＸ（％）を求めた。
Using the [soy flour powder 1] full fat soybean powder (Soya flour NSA) as the first column, the above fat and oil production device is prepared, and the transesterification raw material prepared as described above is used in the fat and oil production device. 0.16 g / min (in the first column, the raw material is passed at 6.4 kg / hour for 1 kg of soybean powder) (in the second column, the raw material is 32 kg / hour for 1 kg of the lipase-containing composition) The liquid was passed through. The contact time between the soybean powder and the raw material at this time can be estimated to be about 4 to 5 minutes. While the raw material was passed through the first and second columns, the temperature in the first column was 52 ° C., and the temperature in the second column was 50 ° C. After feeding for 2 hours or 64 hours, 7 μl of the reaction product discharged from the third flow path was sampled and diluted with 1.5 ml of hexane to obtain a sample for gas chromatography (GC). The sample was analyzed by GC and the total mass percent of POS and SOS in triglycerides was measured to determine XOX (%). As GC, product number 6890N manufactured by Agilent Technologies Inc. and column 65TG (manufactured by Shimadzu GL Corporation) were used. The GC conditions are column temperature: 350 ° C., temperature increase: 1 ° C./min, and final temperature: 365 ° C.
[Examples 2 to 5]
A transesterification reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned soybean powder of 2 to 5 soybean powder or soybean protein was used as the first column to obtain XOX (%).
[Comparative Example 1]
The transesterification was carried out in the same manner as in Example 1 except that the oil and fat production apparatus was produced using only the second column having the third flow path without using the first column, and XOX (%) was obtained. .
表１
送液から２時間後のＸＯＸ（％）の値から分かるように、エステル交換反応開始から２時間程度では、第１カラムを使用して大豆粉状物とエステル交換用原料とを接触させる効果は見られなかった。しかし、送液から６４時間が経過したときのＸＯＸ（％）の値に示されるように、エステル交換反応開始から６４時間が経過すると、実施例１〜５のいずれの大豆粉状物を使用した場合であっても、比較例１と比べてリパーゼ活性を高く維持できていることが分かった。特に実施例１の全脂大豆粉末（ソーヤフラワーＮＳＡ）及び実施例５の濃縮大豆蛋白（ＡｒｃｏｎＳ）で非常に高い効果が観測された。
Table 1
As can be seen from the value of XOX (%) 2 hours after feeding, the effect of contacting the soybean powder and the transesterification raw material using the first column is about 2 hours after the start of the transesterification reaction. I couldn't see it. However, as indicated by the value of XOX (%) when 64 hours passed from the liquid feeding, when 64 hours passed from the start of the transesterification reaction, any soybean powder of Examples 1 to 5 was used. Even in this case, it was found that the lipase activity was maintained higher than that of Comparative Example 1. In particular, very high effects were observed with the whole fat soybean powder (Soya flour NSA) of Example 1 and the concentrated soybean protein (Arcon S) of Example 5.
［実施例６］
［リパーゼ含有組成物の調製］
ノボザイムズＡ／Ｓ社製の商品：リポザイムＴＬ−ＩＭ（サーモマイセス ラヌゲノウス由来の固定化リパーゼ）５ｇを特殊機化工業（株）製Ｌ型マイコロイダーを用いて粉砕した。粉砕した後の平均粒子径は６６．７μｍであった。なお、平均粒子径は、株式会社堀場製作所の粒度分布測定装置（ＬＡ−５００）を用いて測定した。
[Example 6]
[Preparation of lipase-containing composition]
Product made by Novozymes A / S: Lipozyme TL-IM (Thermomyces ranugenus-derived immobilized lipase) 5 g was pulverized using an L-type mycoloider manufactured by Tokushu Kika Kogyo Co., Ltd. The average particle size after pulverization was 66.7 μm. In addition, the average particle diameter was measured using the particle size distribution measuring apparatus (LA-500) of Horiba, Ltd.
［カラムの作製］
・第１カラムの作製
大豆粉状物１を用いて、実施例１と同様に第１カラムを作製した。
・第２カラムの作製
リパーゼとして上記実施例６のリパーゼ含有組成物０．５ｇを使用した以外は、実施例１と同様に第２カラムを製作し、さらに、実施例１と同様に油脂の製造装置を作製した。
[Production of column]
-Production of first column A first column was produced using
-Production of second column Except that 0.5 g of the lipase-containing composition of Example 6 was used as the lipase, a second column was produced in the same manner as in Example 1, and further, the production of fats and oils was conducted in the same manner as in Example 1. A device was made.
上記のように作製した油脂の製造装置に対し、上述のようにして調製したエステル交換用原料を当該油脂の製造装置に０．１２ｇ／分（第１カラムでは、大豆粉状物１ｋｇに対し原料を４．８ｋｇ／時で通液）（第２カラムでは、リパーゼ含有組成物１ｋｇに対し原料を１４．４ｋｇ／時で通液）の速さで送液した。このときの大豆粉状物と原料との接触時間は約６〜７分と推定できる。原料を第１及び第２カラムに通液している間の第１カラム内温度は、５１℃、第２カラム内温度は、４９℃であった。送液を２時間又は８６時間行った後、第３流路より排出された反応物７μｌをサンプリングし、ヘキサン１．５ｍｌで希釈してガスクロマトグラフィー（ＧＣ）用サンプルとした。当該サンプルをＧＣで分析し、トリグリセリド中のＳＯ２の合計質量パーセントを測定し、ＸＯ２（％）を求めた。ＧＣとしては、アジレント・テクノロジー株式会社製、製品番号６８９０Ｎと、カラム ６５ＴＧ（株式会社島津ジーエルシー製）を用いた。ＧＣ条件は、カラム温度：３５０℃、昇温：１℃／分、最終温度：３６５℃である。
［比較例２］
第１カラムを用いず、第３流路を有する第２カラムのみを用いて油脂の製造装置を作製した以外は、実施例６と同様にしてエステル交換反応を行い、ＸＯ２（％）を求めた。
For the oil and fat manufacturing apparatus produced as described above, the transesterification raw material prepared as described above was supplied to the fat and oil manufacturing apparatus at 0.12 g / min (in the first column, the raw material was 1 kg of soybean powder. Was fed at a rate of 4.8 kg / hour) (in the second column, the raw material was passed at 14.4 kg / hour for 1 kg of the lipase-containing composition). At this time, the contact time between the soybean powder and the raw material can be estimated to be about 6 to 7 minutes. While the raw material was passed through the first and second columns, the first column internal temperature was 51 ° C., and the second column internal temperature was 49 ° C. After feeding for 2 hours or 86 hours, 7 μl of the reaction product discharged from the third channel was sampled and diluted with 1.5 ml of hexane to obtain a sample for gas chromatography (GC). The sample was analyzed by GC and the total mass percent of SO2 in triglycerides was measured to determine XO2 (%). As GC, product number 6890N manufactured by Agilent Technologies Inc. and column 65TG (manufactured by Shimadzu GL Corporation) were used. The GC conditions are column temperature: 350 ° C., temperature increase: 1 ° C./min, and final temperature: 365 ° C.
[Comparative Example 2]
The transesterification was carried out in the same manner as in Example 6 except that the oil and fat production apparatus was produced using only the second column having the third flow path without using the first column, and XO2 (%) was obtained. .
表２
１，３−特異性の高いリパーゼを用いた実施例１〜５と異なり、実施例６は、１，３−特異性の弱いリパーゼを用いた。主反応性生物であるＸＯ２を比較したところ、送液から２時間後のＸＯ２（％）の値から分かるように、エステル交換反応開始から２時間程度では、第１カラムを使用して大豆粉状物とエステル交換用原料とを接触させる効果は見られなかった。しかし、送液から８６時間が経過したときのＸＯ２（％）の値に示されるように、エステル交換反応開始から６４時間が経過すると、実施例６は比較例２と比べてリパーゼ活性を高く維持できていることが分かった。
Table 2
Unlike Examples 1-5 using lipase with high 1,3-specificity, Example 6 used lipase with weak 1,3-specificity. As compared with XO2 which is the main reactive organism, as can be seen from the value of XO2 (%) after 2 hours from the liquid feeding, about 1 hour from the start of the transesterification reaction, the first column was used as a soybean powder. The effect of contacting the product with the raw material for transesterification was not observed. However, as shown by the value of XO2 (%) when 86 hours have passed since the liquid feeding, when lapse of 64 hours from the start of the transesterification reaction, Example 6 maintained higher lipase activity than Comparative Example 2. I understood that it was made.
１ 第１処理槽（第１カラム）
２ 第２処理槽（第２カラム）
３ 第１流路
４ 第２流路
５ 第３流路
６ フィルター１
７ フィルター２
1 First treatment tank (first column)
2 Second treatment tank (second column)
3
7
Claims (14)
（２）前記反応基質をリパーゼ含有組成物の存在下でエステル交換反応させる工程；
を含むことを特徴とする、エステル交換油脂の製造方法。 (1) A step of obtaining a reaction substrate by bringing a raw material for transesterification containing fats and oils into contact with a soybean powder selected from the group consisting of soybean powder, soybean protein and a mixture thereof in the absence of lipase; and (2) a step of transesterifying the reaction substrate in the presence of a lipase-containing composition;
A process for producing transesterified fats and oils, comprising:
（ｂ）リパーゼ含有組成物を収容する第２処理槽；
（ｃ）油脂を含むエステル交換用原料を前記第１処理槽に導入する第１流路；
（ｄ）前記第１処理槽で前記原料と前記大豆粉状物とが接触して得られる反応基質を前記第２処理槽に導入する第２流路；及び
（ｅ）前記第２処理槽で前記反応基質と前記リパーゼ含有組成物とがエステル交換反応して得られるエステル交換油脂を前記第２処理槽から排出する第３流路；
を含む、油脂の製造装置。 (A) a first treatment tank containing a soy flour selected from the group consisting of soy flour, soy protein and mixtures thereof, but not containing lipase;
(B) a second treatment tank containing the lipase-containing composition;
(C) a first flow path for introducing a transesterification raw material containing fats and oils into the first treatment tank;
(D) a second flow path for introducing a reaction substrate obtained by contacting the raw material and the soybean powder in the first treatment tank into the second treatment tank; and (e) in the second treatment tank. A third flow path for discharging transesterified oil and fat obtained by transesterification of the reaction substrate and the lipase-containing composition from the second treatment tank;
Oil and fat manufacturing apparatus.
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