JPH01120295A - 油脂の改質法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

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

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

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

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

ＴＧ（）ジグリセリドつ　十Ｈ２０；ｔＤＧ　（ジグリ
セリドつ　千Ｆ’ＦＡ（脂肪酸） 上述のようにＩ）　ノ４−ゼはエステル交換反応と同時
に加水分解反応と合成反応の可逆反応を触媒することに
よシ、水分の多い系においては反応式からも明らかなよ
うに加水分解反応が進行し、水分の少ない系においては
脂肪酸の存在下に合成反応が進行する。

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

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

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

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

〈問題点を解決する為の手段〉 本発明者らは上記問題点を解決する為に鋭意研究を重ね
た結果、反応系中の水分濃度を１５００ｐｐｍ以下に調
製し、しかも反応系中の脂腑酸と水ル交換反応を行なわ
せることによシ、上記問題点を解決することができ、本
発明を完成に至らしめた。

すなわち、本発明は固定化リパーゼによる油脂の連続的
エステル交換反応において反応系中の水分を１５００　
Ｐｐ”以下で、しかも反応系中の脂肪エステル交換反応
を行なわせることを特徴とする油脂の改質法である。

本発明に用いるリノクーゼとしては、リゾープス属（Ｒ
ｈ１ｚｏｐｕａ　）　、ア２−ｔルギルス属（Ａｓｐｅ
ｒｇｉｌｌｕｇ）、イニシリウム属（Ｐｅｎｉｃｉｌｌ
ｉｕｍ　）　、キャンデイダム（ＣａｎｄＩｄａ　）　
、シュードモナス属（Ｐｇｅｕｄｏｍｏｎａｓ　）、ム
コールｌｊ４　（Ｍｕｃｏｒ　）又は、ジオトリカム属
（Ｇｅｏｔｒｉｅｈｕｍ）由来のリパーゼを用いること
ができる。

具体的には大野製薬（株）が販売している下記のり・ぐ
−ゼを用いることができる。即ちＰａｅｕｄｏｒｎｏｎ
ａａ　ｆｌｕｏｌ＠５ｃｅｎｓ　（シュードモナス０フ
ルオレツセンス）由来のリパーゼＰ（商品名）、Ｒｈ１
ｚｏｐｕｓ　ｊａｖａｎｌｅｕ＋ｓ　（リゾラプス０ゾ
ヤパニクス）由来のす）４−ゼＦ−ＡＰ１５　（商品名
）、Ｍｕｃｏｒｊａｖａｎｉｃｕｓ　（ムコールーゾヤ
パニクス）由来のリパーゼＭ−ＡＰ　（商品名）、Ａｓ
ｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎｌｇａｒ（アスベルギリュウス
・ニガー）由来のリパーゼＡＰ（商品名）　、　Ｒｈ１
ｚｏｐｕｓ　ｄ＠ｌｅｍａｒ　（リゾップスｂデレマー
）由来のリパーゼＤ（商品名）、Ｈｕｍｉｃｏｌａ　ｌ
ａｎｕｇｌｎｏｓａ　（フミコーラ　ラヌジノーサ）由
来のリパーゼＣＫ（商品名）　、　Ｒｈ１ｚｏｐｕｓｎ
ｌｖｅｕｓ　（リゾラプス・二ベクス）由来のリパーゼ
Ｎａｖｒｌａａａ　（商品名）、Ｃａｎｄｉｄａ　ｅｙ
ｌｉｎｄｒａｃｅａ　（キャンディダ・シリンドラセ）
由来のリノ臂−ゼＡＹ−２０（商品名）、Ｇｅｏｔｒｉ
ｃｈｕｍ　ｅａｎｄｌｄｕｍ　（ジオトリカム・キャン
デイダム）由来のリパーゼＧＣ−１０（商品名）　、Ｐ
ｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ　ｅｙｅｌｏｐｌｕｍ　（ペニシ
リウム・サイクロピウム）由来のリパーゼＧ（商品名）
　、　Ｐｅｎｉｃｉｌｌｌｕｍ　ｒｏｑｕｅｆｏ’ｒｔ
ｉ　（ペニシリウム・ロケフォルティ）由来のすΔ−ゼ
Ｒ−２０（商品名）等を用いればよい。

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

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

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

この時の固定化担体とリパーゼの比率は吸着型担体及び
包括型担体のいずれを用いる場合でもリパーゼ１重量部
に対して固定化担体を４〜５００重量部用いればよい。

尚リパーゼを固定化担体で固定する際にレシチン等の界
面活性剤とともに固定化してもよい。この時の界面活性
剤の使用量はり・−−ゼ１重量部あたシ０．１〜１０重
量部用いればよい。

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

また、本発明に用いられる脂肪酸としてはラウリン酸、
・マルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイ
ン酸、リノール酸、γ−リルン酸、エイコサインタエン
酸（ＥＰＡ　）　、エルカ酸、等の不飽和脂肪酸のいず
れを用いてもよい。この場合も脂肪酸の単独の形で用い
てもよいし、また、２種類以上の混合物の形で用いても
よい。要するに反応油に対して、脂肪酸を１〜２００Ｘ
量チ、そして脂肪酸量に応じて水分濃度を水（モル）／
脂肪酸（モル）（以後いと略す）が０．２以下、好まし
くはｏ、ｏｏｉ〜０．０５になるように調整して反応に
供する。反応様式はバッチ反応で行っても良いが、好ま
しくは連続反応、しかもカラムを用いた固定床型連続反
応で行うのがよい。反応温度は３０〜８０℃、好ましく
は３７〜６０℃で行うのがよい。

今まで述べてきたように、固定化リパーゼによる油脂類
の連続エステル交換反応において、たとえ反応系中の水
分濃度が１５００　ｐｐｍ以下であっても反応系中に脂
肪酸が全く又は殆んど含まない系においては、エステル
交換活性の失活が起シ、たとえばリゾープスデレマー由
来のリパーゼをセライトに固定化したものではエステル
交換活性の半減期が数時間から２０時間と非常に短いと
いう欠点がある。これに対して反応基質油脂中に脂肪酸
が存在し、反応系中の水分濃度を１　ｓ　ｏ　ｏ　ｐｐ
ｍ以下にして、しかも水（モル）／脂肪酸（モル）＜０
．２に調整した場合にはトリグリセリド収率も約１００
％から約１１０チと向上し、エステル交換活性の半減期
も６０時間から三方数十時間と著しく延長し、その効果
を確認することができた。

以下本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。

〈実施例１〉 リゾープスデレマー由来のりＡ？−ゼ（商品名：リパー
ゼＤ、販売会社大野製薬（株）　）　５００ｆとレシチ
ン１５０■を水５ｄにとかし、１０？のセライトに添加
しよく攪拌した。その後４０℃、１５１ｔＨｇで３時間
乾燥処理した。このようにして水分約１チの固定化リノ
母−ゼを調製した。

一方、反応基質として、粗パームオレインと精製なたね
油を６０：４０に混合したもの（遊離脂肪酸３．５チが
含有される、その内ｇ　０１８脂肪酸２．０チ、Ｃ１６
脂肪酸１．５％　）を減圧乾燥して水分５０　ｐｐｍに
調整し、た。尚Ｃ１８脂肪酸とは炭素数が１８の脂肪酸
、Ｃ１６脂肪酸とは炭素数１６の脂肪酸のことである。

固定化ソノ９−ゼ２ｉ？を内径１　ｃｒｒｔ　Ｘ長さ１
０ｃｒＩＬのカラムに充填して６０℃に加温した。これ
にモレキエラーシープ３５．Ｐを充填したカラムを通し
水分を４０　ｐｐｍにした上記反応基質（ｈ／ｆ　−０
，０１８）をポンプで定量的に流し、６０℃での連続的
反応を行ない、継時的にエステル交換活性、トリグリ／ ド収率（ＴＧ収率）を測定した（第１表）。

エステル交換比活性 この結果から分るよう釦、本発明の方法を用いると加水
分解反応を起さずにエステル交換を行うことができた。

また、エステル交換活性の半減期は８０時間であった。

〈実施例２〉 実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に、水分
１３０　ｐｐｍの粗ノ９−ムオレインーオレイン酸（５
０：５０）（遊離オレイン酸含ｉ５５．３係、ｈ／ｒ　
＝　Ｏ，ＯＯ４）の反応基質を流し、実施例１と同様に
６０℃で連続的に反応を行なった（第２表）。第２表か
ら分るように、ＴＧの加水分解は起こらず、エステル交
換活性半減期は３４０時間という長時間であった。

第　　２　　表 （注） エステル交換比活性 実施例３ 実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に水分６
０　ｐｐｍの粗パーム油−なたね脱ガム油（２５ニア５
）の混合基質（遊離脂肪酸１．９係、その内Ｃ４８脂肪
酸１．２９係、Ｃ１６脂肪酸０．６３優、ｈ／ｆ　＝　
０．０５　）を流し、６０℃で連続的に反応を行なった
（第３表）。第３表よりエステル交換活性の半減期は約
１００時間であった。

第　　３　　表 （注） エステル交換比活性 実施例４ リゾープスデレマー由来のリハーゼ（生化学工業製ファ
イングレード）２？を水１０ｍ／にとかし１８ノのセラ
イトに添加し、よく撹拌した。その後実施例１と同様に
乾燥して固定化す／４’−ゼを調製し、カラム式固定床
を用意した。これに粗ノヤームオレイン〜精製なたね油
（１０：９０）（遊離脂肪酸０．４７チ、Ｃｆ８脂肪酸
０，２５係、Ｃｆ６脂肪酸０．２３チ、ｈ／ｆ＝　ｏ、
　２　）を流し、実施例１と同様に６０°Ｃで反応した
（第４表）。第４表から明らかなようにエステル交換活
性の半減期は約６０時間であった。

第　　４　　表 （注） エステル交換比活性 く比較例１〉 実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に、水分
を３００　ｐｐｍに調整したｒｔ製パーム油−精製なた
ね油（２０：８０）の混合基質（遊離脂肪酸０．２５ダ
、その内Ｃ１８脂肪酸０％、Ｃ１６脂肪酸０、１％、ｈ
／ｆ　＝　５．１９　）を流し、実施例１と同様に６０
℃で連続的に反応を行なった（第５表）。

第５表よシ分るようにエステル交換活性の半減期は約４
時間で極めて短いものであった。

第　　５　　表 （注） エステル交換比活性 く比較例２〉 実施例１と同じ条件で用意したカラム式固定床に水分を
２８０ｐｐｍＫ調整した粗パーム油−なたな脱ガム油（
２０：８０）混合基質（遊離脂肪酸１．１４％、その内
Ｃ１８脂肪酸ｏ、ｓｉ＜、Ｃ１６脂肪酸０．２７４、ｈ
／ｆな０．３８）ｔ−流し、実施例１と同様［６０℃で
連続的に反応を行なった（表６）。

エステル交換活性の半減期ＦｉｌＯ時間と極めて短かか
った。

第　　６　　表 （注） エステル交換比活性 〈比較例３〉 リゾープスデレマー由来のリパーゼ（生化学工業型Ｆ１
ｎｅ　Ｇｒａｄｅ　）　２　？を水ＩＱｉ／にとかし１
８？のセライトに添加し、よく攪拌した。その後実施例
１と同様に乾燥して固定化リパーゼを調製し、カラム式
固定床を用意した。これに水分１１０００ｐｐの粗パー
ム油−なたね脱ガム油（２０：８０）（遊離脂肪酸１．
１４　％　、内Ｃ１８脂肪酸０．８１％、Ｃ１６脂肪酸
０．２７チ、ｈ／ｌ　−１，３６）の混合基質を流し、
実施例１と同様に６０℃で反応を行なった（第７表）。

第７表かられかるようにエステル交換活性の半減期は２
０時間であう九。

第　　７　　表 （注） エステル交換比活性 〈比較例４〉 比較例１と同じ条件で用意したカラム式固定床Ｋ、水分
２５０　ｐｐｍに調整した精製パーム油−精製なたね油
（ｓｏ：ｓｏ、）の混合基質（遊離脂肪酸０．１２％、
内Ｃ１８脂肪酸０チ、Ｃ１６脂肪酸０．１２チ、ｈ／ｆ
　−３，２４）を流し、６０℃で反応を行なりた（第８
表）。第８表かられかるようにエステル交換活性の半減
期は約１０時間であった。

第　　８　　表 （注） エステル交換比活性 〈効　果〉 本発明に係る脂肪酸存在下の低水分油脂（ｈ／ｆ＜０．
２を用い、連続エステル交換反応させる方法は、エステ
ル交換活性持続時間の延長、および加水分解の抑制（Ｔ
Ｇ収率の向上）をはかることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 固定化リパーゼによる油脂の連続的エステル交換反応に
   おいて、反応系中の水分を１５００ｐｐｍ以下でしかも
   反応系中の脂肪酸と水のモル比を水分／脂肪酸＜０．２
   の条件で連続的エステル交換反応を行なわせることを特
   徴とする油脂の改質法。