JP7092460B2 - 構造油脂の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ドコサヘキサエン酸を含有する構造油脂の製造方法に関する。
魚油の構成成分であるエイコサペンタエン酸(C20:5、EPA)やドコサヘキサエン酸(C22:6、DHA)等のω3系高度不飽和脂肪酸はその生理活性が注目され、これを含む油脂の利用が望まれている。
従来、ドコサヘキサエン酸を含むジアシルグリセロールの製造方法として、脂肪酸とグリセリンとのエステル化反応が知られている(例えば、特許文献1、2)。エステル化反応は、アルカリ触媒等を用いる化学法とリパーゼ等の酵素を用いる酵素法に大別されるが、温和な条件で反応を行う酵素法が好ましい。
特開2004-208539号公報 特開2004-222595号公報
一般に、酵素法に用いるリパーゼにとってドコサヘキサエン酸は基質として認識し難く、特にグリセロールのsn-1位とsn-3位に特異性を示す1,3位選択性リパーゼの反応性は低いため(特許文献1及び2)、ドコサヘキサエン酸を含むジアシルグリセロールの製造には部分グリセリドに特異的に作用する部分グリセリドリパーゼが利用されてきた。
しかしながら、部分グリセリドリパーゼを用いてドコサヘキサエン酸とグリセリンとをエステル化反応させると、ジアシルグリセロールだけでなく、ドコサヘキサエン酸を含むトリアシルグリセロールも多く副生してしまうことが判明した。
ここで、ドコサヘキサエン酸の生理機能発現をより効果的に引き出すためには、構造油脂として、トリアシルグリセロールよりもジアシルグリセロールが好ましい。言い換えれば、同等の生理機能発現のためには、トリアシルグリセロールは、ジアシルグリセロールよりも多い量を要する。そして、ドコサヘキサエン酸は不飽和結合を多く有しているために熱や光に対して安定性が極めて低く、これを豊富に含む油脂は容易に劣化臭・異臭味を発生する。従って、ドコサヘキサエン酸の量が多くなると、抗酸化剤や、劣化臭・異臭味の発生抑制のためのマスキング剤等の添加剤もより多く必要となるが、このような添加剤は少量であるほうが望ましい。他方、トリアシルグリセロールではなく、ジアシルグリセロールが選択的に生成するようになれば、逆の場合に比べ、このような添加剤の使用量を少なくすることができる。
よって、本発明の課題は、ドコサヘキサエン酸を含むトリアシルグリセロールの生成を抑え、ジアシルグリセロール内に選択的にドコサヘキサエン酸を含有する構造油脂を製造する方法を提供することにある。
本発明者は、上記課題に鑑み鋭意研究を行ったところ、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei)に由来する1,3位選択性リパーゼを用いて、酸価の高いドコサヘキサエン酸を含む脂肪酸類とグリセリンとをエステル化反応させれば、意外にも反応が進行し、且つ、ドコサヘキサエン酸を含むトリアシルグリセロールの副生が抑えられ、ジアシルグリセロール内に選択的にドコサヘキサエン酸を含む構造油脂が得られることを見出した。
すなわち、本発明は、構成脂肪酸中のドコサヘキサエン酸の85質量%以上をジアシルグリセロール内に含有する構造油脂の製造方法であって、
ドコサヘキサエン酸を含み、且つ酸価が170~185mgKOH/gである脂肪酸類と、グリセリンとを、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei)由来の1,3位選択性リパーゼを用いてエステル化反応させる工程を含む、製造方法を提供するものである。
本発明によれば、ドコサヘキサエン酸を含むトリアシルグリセロールが少なく、ジアシルグリセロール内に多くのドコサヘキサエン酸を含有する構造油脂が得られる。
本発明の製造方法は、構成脂肪酸中のドコサヘキサエン酸の85質量%以上をジアシルグリセロール内に含有する構造油脂の製造方法であって、
ドコサヘキサエン酸を含み、且つ酸価が170~185mgKOH/gである脂肪酸類と、グリセリンとを、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei)由来の1,3位選択性リパーゼを用いてエステル化反応させる工程を有する。
本明細書において「油脂」は「油」と同義であり、油脂(油)を構成する物質にはトリアシルグリセロール(TAG)のみならずモノアシルグリセロール(MAG)やジアシルグリセロール(DAG)も含まれる。すなわち、油脂(油)は、モノアシルグリセロール、ジアシルグリセロール及びトリアシルグリセロールのいずれか1種以上を含むものである。
〔脂肪酸類〕
本発明で用いられる脂肪酸類は、ドコサヘキサエン酸を含み、且つ酸価が170~185mgKOH/gである。
脂肪酸類は、脂肪酸の他、アシルグリセロール(トリアシルグリセロール、ジアシルグリセロール、モノアシルグリセロール)等を含んでいても良い。
脂肪酸類の酸価(AV)は170~185mgKOH/gであるが、反応効率の点、ジアシルグリセロールに結合するDHAを高くできる点から、184mgKOH/g以下であるのが好ましく、また、更に172mgKOH/g以上、更に174mgKOH/g以上、更に176mgKOH/g以上であるのが好ましい。
エステル化反応でドコサヘキサエン酸が作用しやすいように、脂肪酸類には、ドコサヘキサエン酸が38質量%以上含まれるのが好ましく、更に43~58質量%含まれるのが好ましい。
また、脂肪酸類中のω3系高度不飽和脂肪酸の含有量は、同様の点から、40質量%以上が好ましく、更に45~60質量%が好ましい。
本明細書において、ω3系高度不飽和脂肪酸とは、炭素数が18以上、好ましくは20以上であり、不飽和結合数が3以上、好ましくは5以上である長鎖脂肪酸である。ドコサヘキサエン酸の他、例えば、エイコサペンタエン酸が挙げられる。
本発明では、油脂を加水分解して脂肪酸類を得るのが好ましい。
ここで、加水分解の対象となる油脂は、植物性油脂、動物性油脂のいずれでもよいが、構成脂肪酸としてω3系高度不飽和脂肪酸を含有する油脂が好ましい。このような油脂としては、魚油、藻油等の微生物油、アザラシ油等の動物油が挙げられ、これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。魚油とは、水産動物油脂であり、例えば、イワシ、ニシン、サンマ、サバ、カツオ、マグロ、クジラ、イカ、たら肝臓等の原料から採取することができる。また、藻油は、緑藻綱、珪藻綱等に属する藻類から採取することができる。
また、油脂を構成する脂肪酸中のω3系高度不飽和脂肪酸の比率を高めた所謂ω3系高度不飽和脂肪酸濃縮油を用いてもよい。構成脂肪酸中のω3系高度不飽和脂肪酸の比率を高める方法としては、従来公知の方法、例えば、リパーゼを用いてω3系高度不飽和脂肪酸の以外の脂肪酸を優先的に遊離・除去する方法や溶剤分別法等が挙げられ、いずれの方法も使用できる。
加水分解の対象となる油脂を構成する全脂肪酸に対するドコサヘキサエン酸の含有量は、エステル化反応でドコサヘキサエン酸が作用しやすいようにする点から、10質量%以上であることが好ましく、更に13~41質量%、更に16~38質量%、更に18~36質量%であることが好ましい。
また、油脂中、油脂を構成する全脂肪酸に対するω3系高度不飽和脂肪酸の含有量は、同様の点から、10質量%以上であることが好ましく、更に15~43質量%、更に20~38質量%であることが好ましい。
油脂を加水分解する方法としては、高温高圧分解法と酵素分解法が挙げられる。
高温高圧分解法とは、油脂に水を加えて、高温、高圧の条件で反応することにより、脂肪酸とグリセリンを得る方法である。また、酵素分解法とは、油脂に水を加えて、油脂加水分解酵素を触媒として用い、低温の条件で反応することにより、脂肪酸とグリセリンを得る方法である。なかでも、ω3系高度不飽和脂肪酸のトランス化抑制の点から、油脂加水分解酵素を用いた酵素分解法が好ましい。
油脂加水分解酵素としては、リパーゼが好ましく、特に制限されず、動物由来、植物由来、微生物由来のリパーゼを用いることができる。例えば、リゾプス(Rhizopus)属、アスペルギルス(Aspergillus)属、ムコール(Mucor)属、リゾムコール(Rhizomucor)属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ジオトリケム(Geotrichum)属、ペニシリウム(Penicillium)属、キャンディダ(Candida)属等の起源のリパーゼが挙げられる。
なかでも、加水分解効率の点から、位置・鎖長選択性のない、所謂非選択性リパーゼを用いるのが好ましく、更にキャンディダ・シリンドラセア(Candida cylindracea)によって生産される非選択性リパーゼを用いるのが好ましい。例えば、リパーゼAY「アマノ」30SD-K(天野エンザイム(株)製)がある。
油脂加水分解酵素は、当該酵素を担体に固定化した固定化油脂加水分解酵素を用いることが酵素活性を有効利用できる点から好ましい。
固定化担体としては、セライト、ケイソウ土、カオリナイト、シリカゲル、モレキュラーシーブス、多孔質ガラス、活性炭、炭酸カルシウム、セラミックス等の無機担体、セラミックスパウダー、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、キトサン、イオン交換樹脂、疎水吸着樹脂、キレート樹脂、合成吸着樹脂等の有機高分子等が挙げられる。なかでも、保水力が高い点からイオン交換樹脂が好ましい。また、イオン交換樹脂の中でも、大きな表面積を有することにより酵素の吸着量を高くできるという点から、多孔質であることが好ましい。
固定化担体として用いる樹脂の粒子径は50~2000μmが好ましく、更に100~1000μmが好ましい。細孔径は10~150nmが好ましく、更に10~100nmが好ましい。材質としては、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、更にフェノールホルムアルデヒド系樹脂(例えば、ダウケミカル社製Duolite A-568)がリパーゼ吸着性向上の点から好ましい。
このとき、用いる油脂加水分解酵素量は、担体質量に対して10~300質量%、更に30~200質量%、更に50~150質量%が工業的生産性の点から好ましい。固定化の際、酵素を溶液状態にするが、緩衝剤を用いてpH3~7に調整して用いることが好ましい。固定化時の温度は0~60℃、更に3~40℃が好ましい。
固定化リパーゼの活性を高めるために、リパーゼの固定化前に予め脂溶性脂肪酸又はその誘導体を担体に吸着させる処理を施しても良い。処理を施す方法としては、例えば、クロロホルム、ヘキサン、エタノール等の有機溶剤に脂溶性脂肪酸又はその誘導体を一旦分散、溶解させた後、水に分散させた担体に加える方法が挙げられる。
使用する脂溶性脂肪酸としては、炭素数8~18の飽和又は不飽和の、直鎖又は分岐鎖の、水酸基が置換していても良い脂肪酸が挙げられる。具体的には、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、オレイン酸、リノール酸、α-リノレン酸、リシノール酸等が挙げられる。またその誘導体としては、これらの脂肪酸と一価又は多価アルコールとのエステル、リン脂質、及びこれらのエステルにエチレンオキサイドを付加した誘導体が挙げられる。具体的には、上記脂肪酸のメチルエステル、エチルエステル、モノアシルグリセロール、ジアシルグリセロール、それらのエチレンオキサイド付加体、ポリグリセリンエステル、ソルビタンエステル、ショ糖エステル等が挙げられる。これらの脂溶性脂肪酸又はその誘導体は2種以上を併用しても良い。
油脂を加水分解反応後、好ましくは遊離脂肪酸を取り除く。遊離脂肪酸を除去する方法は、アルカリ分解、蒸留等、特に制限されないが、工業的生産性の点から、蒸留処理は薄膜式蒸発装置を用いて行うのが好ましい。薄膜式蒸発装置としては、薄膜を形成する方法によって、遠心式薄膜蒸留装置、流下膜式蒸留装置、ワイプトフィルム蒸発装置(Wiped film distillation)等が挙げられる。
油脂を加水分解反応後、蒸留して遊離脂肪酸を取り除いた蒸留油を、更に加水分解反応するのが好ましい。油脂加水分解酵素としては、前記と同様リパーゼが好ましい。なかでも、加水分解効率の点から、キャンディダ・シリンドラセア(Candida cylindracea)によって生産される非選択性リパーゼやアルカリゲネス属(Alcaligenes sp.)によって生産される1,3位を優先的に加水分解するリパーゼを用いるのが好ましい。
また、効率性の観点より、ペニシリウム・カメンベルティ(Penicillium camembertii)によって生産される部分グリセリドリパーゼを組み合わせて用いてもよい。部分グリセリドリパーゼは、モノアシルグリセロール及びジアシルグリセロールを加水分解するが、トリアシルグリセロールを加水分解し難いリパーゼである。
加水分解反応は、常法に従って行うことができる。
加水分解後は、蒸留処理を行うことなく、脂肪酸類を後述するエステル化反応に用いてもよいが、前記の酸価(AV)の範囲を満たす条件で、蒸留処理を行うことが好ましい。
蒸留処理は、上記と同様、工業的生産性の点から、薄膜式蒸発装置を用いて行うのが好ましい。
圧力は、設備コストや運転コストを小さくする点、蒸留能力を上げる点、蒸留温度を最適に選定できる点から、減圧下が好ましく、更に0.5~200Pa、更に2~100Paが好ましい。
温度は、脂肪酸の異性化抑制の点から、180~280℃、更に190~260℃、更に195~250℃が好ましい。
滞留時間は、脂肪酸の異性化抑制の点から、5~120秒、更に10~90秒、更に15~60秒が好ましい。
〔グリセリン〕
本発明において使用するグリセリンは、エステル化の反応性の点から、純度95質量%以上のものが好ましい。
〔1,3位選択性リパーゼ〕
本発明で用いられるリゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei )由来の1,3位選択性リパーゼは、トリアシルグリセロールのsn-1位とsn-3位に特異性を示すリパーゼである。当該1,3位選択性リパーゼは、当該リパーゼを担体に固定化した固定化リパーゼを用いることが、リパーゼ活性を有効利用できる点、コストの点から好ましい。
固定化担体は、ω3系高度不飽和脂肪酸、特にドコサヘキサエン酸の反応性向上の点から、アクリル樹脂が好ましい。固定化1,3位選択性リパーゼは、たとえば、Novozym 40086(ノボザイムジャパン製)が挙げられる。
〔エステル化反応〕
本発明において、1,3位選択性リパーゼを用いて、脂肪酸類とグリセリンとをエステル化する方法は、常法に従って行うことができる。
エステル反応に用いる固定化リパーゼの量は、酵素の活性を考慮して適宜決定することができるが、反応速度を向上する点から、脂肪酸類とグリセリンの合計量100質量部に対して、1~30質量%、更に2~20質量%が好ましい。
エステル化反応を行う際のグリセリン基のモル数に対する脂肪酸基のモル数の比[FA/GLY]は、ω3系高度不飽和脂肪酸を含むトリアシルグリセロールの副生を抑える点から、3.0以下、更に2.5以下、更に2.3以下とするのが好ましく、また、反応速度向上、蒸留残渣比率の向上の点から、0.5以上、更に1.0以上、更に1.5以上とするのが好ましい。
グリセリン基のモル数に対する脂肪酸基のモル数の比[FA/GLY]は、下式で表される。
FA/GLY=(脂肪酸のモル数+モノアシルグリセロールのモル数+ジアシルグリセロールのモル数×2+トリアシルグリセロールのモル数×3)/(グリセリンのモル数+モノアシルグリセロールのモル数+ジアシルグリセロールのモル数+トリアシルグリセロールのモル数)
エステル化反応の反応温度は、反応速度を向上する点、酵素の失活を抑制する点から、0~100℃、更に20~80℃、更に30~60℃とするのが好ましい。
また、反応時間は、トリアシルグリセロールへの転移反応抑制の点、工業的な生産性の点から、15時間以内、更に1~12時間、更に2~10時間が好ましい。
エステル化反応は、反応生成水を反応系外に除去しながら行われることが好ましい。例えば、減圧;ゼオライト、モレキュラーシーブス等の吸収剤の利用;反応槽中への乾燥した不活性ガスの通気等の方法により、系外に除去されるのが好ましい。
1,3位選択性リパーゼと原料(脂肪酸類とグリセリン)の接触手段としては、浸漬、攪拌、固定化リパーゼを充填したカラムにポンプ等で通液する方法等が挙げられる。攪拌する場合、生産効率の点、リパーゼの破砕抑制の点から、10~1000r/minが好ましく、更に50~700r/min、更に100~600r/minが好ましい。
反応系内の圧力は減圧下が好ましく、1~10000Pa、更に10~5000Pa、更に100~3000Paが好ましい。
エステル化反応を行った後の反応油中には、油脂、即ちトリアシルグリセロール、ジアシルグリセロール及びモノアシルグリセロールと、未反応物として脂肪酸が含まれる。
反応油の酸価(AV)は、ジアシルグリセロールに結合するDHAを高くする点、工業的な生産の点から、20~60mgKOH/g、更に25~55mgKOH/g、更に30~50mgKOH/gであることが好ましい。
また、反応油中のジアシルグリセロール及びトリアシルグリセロールの合計含有量は、生理効果、工業的生産性の点から、45~67質量%、更に48~65質量%であることが好ましい。
本発明では、エステル化反応後、軽質留分を蒸発させてトリアシルグリセロールとジアシルグリセロールを残渣分として得る蒸留処理を行って、エステル化反応油からモノアシルグリセロール及び脂肪酸を除去するのが好ましい。
蒸留処理は薄膜式蒸発装置を用いて行うのが好ましい。
圧力は、揮発性の有臭成分を除去する点、設備コストや運転コストを小さくする点、蒸留能力を上げる点、蒸留温度を最適に選定できる点から、減圧下が好ましく、更に0.5~200Pa、更に2~100Paが好ましい。
温度は、揮発性の有臭成分を除去する点、風味を良好とする点から、180~280℃、更に190~260℃、更に195~250℃が好ましい。
滞留時間は、揮発性の有臭成分を除去する点、風味を良好とする点から、5~120秒、更に10~90秒、更に15~60秒が好ましい。
本発明の処理の結果、ドコサヘキサエン酸を含むトリアシルグリセロールの生成が抑制されて、ジアシルグリセロール内に選択的にドコサヘキサエン酸を含む構造油脂が得られる。本発明の構造油脂は、従来のドコサヘキサエン酸を含有する油脂に比べて、少ない使用量で高い生理機能発現が期待される。
本発明の構造油脂においては、構成脂肪酸中のドコサヘキサエン酸の85質量%以上がジアシルグリセロール内に含まれるが、このジアシルグリセロール内に含まれるドコサヘキサエン酸の割合は、生理機能発現の観点から、構成脂肪酸中のドコサヘキサエン酸の87質量%以上、更に89質量%以上が好ましい。
ジアシルグリセロール内に含まれるドコサヘキサエン酸の割合は、油脂を構成する脂肪酸中のドコサヘキサエン酸の総量に対する、ジアシルグリセロールを構成するドコサヘキサエン酸の割合を百分率で表したものである。詳細は後記実施例に記載した。
構造油脂を構成する脂肪酸中のドコサヘキサエン酸の含有量は、生理機能発現に有利に働く点、油脂特性の点から、18~68質量%、更に23~58質量%、更に28~48質量%が好ましい。
また、構造油脂を構成する脂肪酸中のω3系高度不飽和脂肪酸の含有量は、生理機能発現に有利に働く点から、20~70質量%、更に25~60質量%であることが好ましい。
本発明の構造油脂において、ジアシルグリセロールの含有量は、生理機能発現の点から、60~95質量%、更に65~90質量%が好ましい。
また、本発明の構造油脂において、トリアシルグリセロールの含有量は、生理機能発現の点から、5~40質量%、更に10~35質量%が好ましい。
本発明の方法により得られる構造油脂は、必要に応じて精製工程を行って、一般の食用油脂と同様に使用することができる。
以下の実施例において、「%」は「質量%」を意味する。
〔原料油脂〕
原料油脂として、表1に示すマグロ原油を用いた。なお、ドコサヘキサエン酸(DHA)含有量の含有量、酸価(AV)、グリセリド組成は、次に示す方法にて測定した。
Figure 0007092460000001
〔分析方法〕
(i)DHA含有量の測定
日本油化学会編「基準油脂分析試験法2003年版」中の「メチルエステル化法(三フッ化ホウ素メタノール法)(2.4.1.2-1996)」に従って、試料を脂肪酸メチルエステルし、得られたサンプルをガスクロマトグラフィー(GLC)に供した。トリヘンイコサノイン(和光純薬工業製)を内部標準物質として、DHA(Larodan Fine Chemicals製)の検量線を作成した。次に、試料に内部標準物質を添加して分析し、内部標準物質のピークと検量線からDHAの含有量を求めた。
(ii)酸価の測定
日本油化学会編「基準油脂分析試験法2003年版」中の「酸価(2.3.1-1996)」に従って測定した。
(iii)グリセリド組成の測定
「グリセリド組成」は、ガラス製サンプル瓶に、サンプル10mgとトリメチルシリル化剤(「シリル化剤TH」、関東化学製)0.5mLを加え、密栓した後、70℃で15分間加熱した。これに蒸留水1.0mL、ヘキサン2.0mLを加えて、混合後、ヘキサン層をガスクロマトグラフィー(GLC)に供して、グリセリド組成の分析を行った。
(iv)蒸留残渣中のTAGとDAGの分離方法
固相カラム(Sep-Pak C18 5g、Waters製)にメタノール20mLを通液しコンデショニングした。その後、アセトニトリル2mLに試料0.2gを溶解したサンプル溶液を固相カラムにロードした。次に、メタノール100mLを固相カラムにロードし、DAGフラクションを得た。DAGフラクションは、脱溶剤して秤量し、DHA含有量を分析した。さらに、アセトン30mLを固相カラムにロードし、TAGフラクションを得た。同様に、TAGフラクションは、脱溶剤して秤量し、DHA含有量を分析した。
〔DHA比率の算出〕
DHA比率(%)を次式(1)より算出した。
DHA比率(質量%)
=(残渣中DAG[%]×DAG中のDHA[%])/(残渣中DAG[%]×DAG中のDHA[%]+残渣中TAG[%]×TAG中のDHA[%])×100 (1)
〔固定化1,3位選択性リパーゼ〕
リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei)由来のNovozym 40086(ノボザイムジャパン製)を用いた。
〔固定化リパーゼAYの調製〕
リパーゼを固定化する担体としてDuoliteA-568(佐々木化学製)を用いた。担体1000gをN/10のNaOH溶液10L中で1時間攪拌し、ろ過した。その後、10Lのイオン交換水中で1時間攪拌しろ過、500mMのリン酸緩衝液(pH7)10LでpH平衡化を2時間行いろ過した。その後、50mMのリン酸緩衝液(pH7)10LでpH平衡化を2時間しろ過する操作を2回行なった。この後、エタノール5Lでエタノール置換を30分行いろ過した。その後、-3℃で析出する高融点成分を除いた大豆脂肪酸を1000g含むエタノール5Lを加え30分間、脂肪酸を担体に吸着させ、ろ過した。その後、50mMのリン酸緩衝液(pH7)5Lで30分ずつ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。その後市販のキャンディダ・シリンドラセア(Candida cylindracea)に由来するリパーゼ(リパーゼAY「アマノ」30SD-K、天野エンザイム製)1000gを50mMのリン酸緩衝液(pH7)9000gに溶解した酵素液と5時間接触させ、リパーゼの固定化を行なった。その後、ろ過し、リパーゼが固定化された担体を50mMのリン酸緩衝液(pH7)10Lで洗浄を行なうことにより、固定化していない酵素やタンパクを除去した。その後、マグロ原油を4000g加え12時間攪拌し、ろ過して固定化リパーゼAYを得た。以上の操作はいずれも20℃で行なった。その後、ろ過してヘキサンで油脂を洗浄し、脱溶剤して固定化リパーゼAYを得た。
〔固定化リパーゼQLMの調製〕
固定化リパーゼAYと同じ製造法で、リパーゼの種類をアルカリゲネス(Alcaligenes)属由来のリパーゼ(リパーゼQLM、名糖産業製)に変えて、固定化リパーゼQLMを得た。
〔固定化リパーゼGの調製〕
固定化リパーゼAYと同じ製造法で、リパーゼの種類をペニシリウム・カメンベルティ(Penicillium camembertii)に由来する部分グリセリドリパーゼ(リパーゼG「アマノ」50、天野エンザイム製)に、リン酸緩衝液(pH7)を酢酸緩衝液(pH5)変えて、固定化リパーゼGを得た。
〔原料脂肪酸1の調製〕
<1.酵素加水分解反応1>
表1に示すマグロ原油を2000g、蒸留水を2000g仕込み、温度40℃、400r/minで攪拌しながら、固定化リパーゼAYを200g添加しバッチ攪拌反応により加水分解反応を2時間行った。固定化酵素を濾別した後、遠心分離(日立工機製、ローターR9A、8000r/min×10min)して甘水を分離した。その後、油相を減圧脱水してマグロ原油分解油を得た。この操作を2回繰り返し、マグロ原油分解油を得た。
<2.蒸留1>
上記1で得た、マグロ原油分解油を、ワイプトフィルム蒸発装置(2-03型:神鋼環境ソリューション製)を用いて、温度設定230℃、真空<2Pa、流量150mL/hの条件で薄膜蒸留処理し、遊離脂肪酸を留去して、残渣にDHA及びEPAを濃縮したグリセリドを得た。
<3.酵素加水分解反応2>
上記2で蒸留した残渣1500g、蒸留水1500gを4ツ口フラスコに仕込み、温度40℃、400r/minで攪拌しながら、固定化リパーゼQLMを150gと固定化リパーゼGを150g添加し、バッチ攪拌反応により加水分解反応を24時間行った。固定化リパーゼを濾別後、油相を減圧脱水した。
<4.蒸留2>
上記3で得た、酵素加水分解反応油を、ワイプトフィルム蒸発装置(2-03型:神鋼環境ソリューション製)を用いて、温度設定230℃、真空<2Pa、流量150mL/hの条件で薄膜蒸留処理し、残渣成分のMAG、DAG、TAGを除いて、原料脂肪酸1を得た。表2に、分析値を示した。
〔原料脂肪酸2の調製〕
<酵素加水分解反応>
〔原料脂肪酸1の調製〕の<1.酵素加水分解反応1>及び<2.蒸留1>まで、同じ操作を行い、DHA及びEPAを濃縮したグリセリド組成物を得た。蒸留した残渣1500g、蒸留水1500gを4ツ口フラスコに仕込み、温度40℃、400r/minで攪拌しながら、固定化リパーゼAYを150gと固定化リパーゼGを150g添加し、バッチ攪拌反応により加水分解反応を72時間行った。固定化リパーゼを濾別後、油相を減圧脱水して、原料脂肪酸2を得た。表2に、分析値を示した。
Figure 0007092460000002
〔実施例1〕
<1.エステル化反応>
マグロ油由来の原料脂肪酸1を4ツ口フラスコに仕込み、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei)由来の固定化1,3位選択性リパーゼを原料脂肪酸1とグリセリンの合計に対して5%添加し、温度50℃、400r/minで攪拌した。その後、グリセリンを4ツ口フラスコに仕込み、真空度400Paの条件でエステル化反応を行った。4ツ口フラスコ内のグリセリンに対する脂肪酸のモル比(FA/GLY)は2とした。8時間後、リパーゼを濾別して、エステル化反応油を得た。
<2.エステル化反応油の蒸留>
上記1.で得たエステル化反応油を、ワイプトフィルム蒸発装置(2-03型:神鋼環境ソリューション製)を用いて、温度設定230℃、真空<2Pa、流量120mL/hの条件で薄膜蒸留処理した。残渣(DAG+TAG)と留分(FA+MAG)の質量から分離比率を求めた。蒸留残渣を固相カラムでDAGとTAGを分離し、それぞれのDHA含有量を測定した。
〔実施例2〕
マグロ油由来の原料脂肪酸1とグリセリンの仕込みを変えて、グリセリンに対する脂肪酸のモル比(FA/GLY)を2.5とした以外は、実施例1と同じ条件でエステル化反応と蒸留を行った。
〔比較例1〕
<1.エステル化反応>
マグロ油由来の原料脂肪酸2を4ツ口フラスコに仕込み、固定化リパーゼG(部分グリセリド選択性)を原料脂肪酸2とグリセリンの合計に対して10%添加し、温度40℃、400r/minで攪拌した。その後、グリセリンを4ツ口フラスコに仕込み、真空度400Paの条件でエステル化反応を行った。4ツ口フラスコ内のグリセリンに対する脂肪酸のモル比(FA/GLY)は1.5とした。165時間後、固定化リパーゼGを濾別して、エステル化反応油を得た。
<2.エステル化反応油の蒸留>
上記1で得たエステル化反応油を、ワイプトフィルム蒸発装置(2-03型:神鋼環境ソリューション製)を用いて、温度設定230℃、真空<2Pa、流量120mL/hの条件で薄膜蒸留処理した。蒸留残渣を固相カラムでDAGとTAGを分離し、それぞれのDHA含量を測定した。
〔比較例2〕
マグロ油由来の原料脂肪酸2とグリセリンの仕込みを変えて、グリセリンに対する脂肪酸のモル比(FA/GLY)を2としてエステル化反応を25時間行った以外は、比較例1と同じ条件でエステル化反応と蒸留を行った。
〔比較例3〕
マグロ油由来の原料脂肪酸2とグリセリンの仕込みを変えて、グリセリンに対する脂肪酸のモル比(FA/GLY)を2.5としてエステル化反応を18時間行った以外は、比較例1と同じ条件でエステル化反応と蒸留を行った。
エステル化反応条件、反応油の酸価、蒸留の分離比率、及び蒸留残渣の分析値を表3に示す。
Figure 0007092460000003
表3より明らかなように、DHAを含む脂肪酸類をリゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei)由来の1,3位選択性リパーゼでエステル化反応すると蒸留残渣は45~67%得られ、また、DHAはTAGではなく主にDAGに多く含まれていた。
これに対して、DHAを含む脂肪酸類を固定化リパーゼG(部分グリセリド選択性)でエステル化反応すると蒸留残渣は多かったが、DHAはDAGに選択的に含まれず、TAGにも多く含まれていた。

Claims (8)

  1. トリアシルグリセロール及びジアシルグリセロールからなり、構成脂肪酸中のドコサヘキサエン酸の85質量%以上をジアシルグリセロール内に含有する構造油脂の製造方法であって、
    ドコサヘキサエン酸を38~58質量%含み、且つ酸価が170~185mgKOH/gである脂肪酸類と、グリセリンとを、グリセリン基のモル数に対する脂肪酸基のモル数の比[FA/GLY]が1.0以上3.0以下となる範囲で、リゾムコール・ミエヘイ(Rhizomucour miehei)由来の1,3位選択性リパーゼを用いて20~80℃で1~12時間エステル化反応させる工程を含む、製造方法。
  2. 脂肪酸類が蒸留処理したものである請求項1記載の構造油脂の製造方法。
  3. 脂肪酸類がドコサヘキサエン酸を43~58質量%含有するものである請求項1又は2記載の構造油脂の製造方法。
  4. エステル化反応時間が2~10時間である請求項1~3のいずれか1項記載の構造油脂の製造方法。
  5. 脂肪酸類とグリセリンとを、グリセリン基のモル数に対する脂肪酸基のモル数の比[FA/GLY]が1.5以上2.5以下となる範囲でエステル化反応させる請求項1~4のいずれか1項記載の構造油脂の製造方法。
  6. エステル化反応により酸価が20~60mgKOH/gである反応油を得る請求項1~5のいずれか1項記載の構造油脂の製造方法。
  7. 構造油脂が油脂を構成する脂肪酸中にドコサヘキサエン酸を23~48質量%含有するものである請求項1~6のいずれか1項記載の構造油脂の製造方法。
  8. 構造油脂がジアシルグリセロールを60~95質量%含有するものである請求項1~7のいずれか1項記載の構造油脂の製造方法。
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