JPH01137989A - 油脂の改質方法 - 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 本発明は酵素による油脂の改質方法に関し、さらに詳し
くは部分グリセライド（ジグリセライド、モノグリセラ
イドのことを称する）を含む油脂に部分グリセライドリ
パーゼ（この明細書においてはトリグリセライドに作用
せず、ジグリセライド及び／又はモノグリセライドに作
用するリパーゼのことを部分グリセライドリパーゼと称
する）を作用せしめ、油脂中のトリグリセライド分子種
組成（以下トリグリセライド組成という）を変化させず
に混在する部分グリセライドをトリグリセライドにエス
テル合成することを特徴とする油脂の改質方法に関する
。

即ち、本発明は油脂に含まれる不純物たる部分グリセラ
イドをトリグリセライドの組成変化を伴うことなくエス
テル合成し、高収率で高トリグリセライド含有の油脂を
得ることを目的とする。

従来の技術 油脂は、トリグリセライドを主成分として含有し、トリ
グリセライド以外の成分としては部分グリセライドであ
るモノグリセライド、ジグリセライド及び遊離脂肪酸等
を含有している。

上記部分グリセライド及び遊離脂肪酸は、貯蔵−採油−
精製中に酵素若しくは非酵素的な作用で加水分解されて
生成したものであり、そのうち遊離脂肪酸とモノグリセ
ライドについては既知の方法、例えばアルカリ脱酸や水
蒸気蒸留によって除去を行なっているが、ジグリセライ
ドについては有効な工業的分離手段は見出されていない
。

最近になって、トリグリセライドリパーゼによりジグリ
セライドをトリグリセライドにエステル合成し高トリグ
リセライド油を得る方法が報告されているが、これらの
反応においてはエステル合成と同時にエステル交換反応
も進行し、トリグリセライド組成の変化を避けることは
本質的に不可能である。

また、酵素を用いたジグリセライドの除去法として、部
分グリセライドリパーゼでジグリセライドのみを選択的
に加水分解する方法が報告されているが（特開昭６２’
−２８７号）、この方法は酵素がトリグリセライドに対
する反応性を全く若しくはほとんど有しないという性質
を持つため、高トリグリセライド含量油が得られるとい
う点で優れた方法である。

しかしながら、この方法を工業的に実施しようとした場
合、いくつかの困難を伴う。まず、加水分解を行なうた
め当然ながら収率が低下する。また加水分解生成物であ
るグリセロールを反応液から分離する工程が必要になる
。さらに加水分解生成物である脂肪酸については、通常
のアルカリ脱酸では脂肪酸濃度が高いため精製収率が極
端に低下し、水蒸気蒸留である物理脱酸の適用を余儀な
くされるが、これも脂肪酸濃度が高い場合高温処理であ
るため自触媒的に加水分解が進行し収率の低下、ジグリ
セライドの生成という問題がある。

これらの問題点から、この方法を工業的に実施すること
は依然として困難であり、さらに優れた方法が望まれて
いるのが現状である。

発明が解決しようとする課題 上記した分離が困難であるジグリセライドはさらに、（
１）　）　ＩＪジグリセライド結晶核の生成を妨害しト
リグリセライドの結晶化速度を低下させる、（２）　）
　’Ｊジグリセライド安定な結晶形への移行速度、すな
わち結晶転移を抑制する、（３）ＳＦＣ（固体脂含有率
）の低下作用により、トリグリセライド同志の分別を困
難にする、（４）フライ油として用いた場合には酸価の
上昇を促進する、等の問題を生じさせる。

この問題を解決するために、特開昭５７−８７８７号、
特願昭６２−４３６５８号明細書に記載されているよう
な脂質分解活性のある通常のトリグリセライドリパーゼ
を用いてジグリセライドをトリグリセライドにエステル
合成する方法は、同時に起こるエステル交換反応により
トリグリセライド組成が変化し、その結果諸物性の変化
した油を与えるので、トリグリセライド組成を変化させ
たくない場合には適用ができない。

また部分クリセライトリパーゼを用いてジグリセライド
を加水分解で取り除こうとする方法は精製および収率の
点で問題がある。

したがって本発明の目的は、上記の問題点を克服し、ト
リグリセライド組成を変化させることなく低コスト、高
収率でジグリセライド含有量の低い油脂を製造する方法
を提供することである。

課題を解決する為の手段 本発明者等は上記課題を解決する為に鋭意研究を重ねた
結果、部分グリセライドリパーゼをジグリセライド、モ
ノグリセライドおよび脂肪酸を含有する油脂に低水分下
で作用させることにより、容易にジグリセライドと脂肪
酸をトリグリセライドに変換でき、しかも得られる高ト
リグリセライド含有油脂のトリグリセライド組成は原料
油脂と比較して変化していないことを見い出し、本発明
を完成するに至った。

即ち、本発明は部分グリセライドリパーゼを用いて、エ
ステル交換反応を伴わずにエステル合成のみを進行させ
低ジグリセライドの油脂を高収率で得ることを特徴とす
る油脂の改質方法である。

本発明方法により得られる改質油は、原料に含まれてい
た脂肪酸もエステル合成の進行と共に有効にトリグリセ
ライドに変換され、トリグリセライドの精製負荷および
精製ロスも大幅に軽減される。

本発明で使用される部分グリセライドリパーゼは、グリ
セロールの三つの水酸基のいずれか一つが脂肪酸でエス
テル化されたいわゆるモノグリセライドおよび／または
グリセロールの１，２　（または２，３）乃至１．３の
水酸基が脂肪酸でエステル化されたいわゆるジグリセラ
イドを加水分解する性質を有するが、三つの位置すべて
が脂肪酸でエステル化されたトリグリセライドに対する
加水分解能を全く有しないか、トリグリセライドに対す
る加水分解能が、モノグリセライド、ジグリセライドに
対する加水分解能の２０％程度以下であるような酵素の
ことである。

本発明で用いられる部分グリセライドリパーゼの例とし
ては、ラット小腸、ブタ脂肪組織などの動物臓器由来の
モノグリセライドリパーゼ、ペニシリウム（ｐｅｎｉｃ
ｉｌｌｉｕｍ）属の糸状菌が産生ずるモノグリセライド
およびジグリセライドに特異性を有するリパーゼが挙げ
られる。好ましくはペニシリウム属菌株由来のリパーゼ
、特に好ましくはＡＴＣＣ３４６１３なる受託番号で示
されたアメリカンタイプ　カルチャーコレクションに寄
託されているペニシリウム・サイクロピウム（Ｐｅｎｉ
ｃｉｌｌｉｕｍｃｙｃｌｏｐｉｕｍ）の産生ずる部分グ
リセライドリパーゼが用いられる。本発明に使用される
部分グリセライドリパーゼの市販品の例としてはリパー
ゼＧ（天野製薬■製）がある。

部分グリセライドばかりでなくトリグリセライドにも高
い反応性を有するいわゆるトリグリセライドリパーゼは
、エステル合成とともにトリグリセライドのエステル交
換が同時に進行しトリグリセライドの脂肪酸組成が原料
油脂と異なり諸物性が変化してしまうので本発明には使
用できない。

−船釣に動植物油脂はその生体内でのトリグリセライド
合成時のメカニズムに起因して１−位、２−位、３−位
において脂肪酸の分布が異なっており、そのためにトリ
グリセライドリパーゼを作用させた場合トリグリセライ
ドの脂肪酸組成が変化することになる。更に詳しく説明
するとトリグリセライドリパーゼにおいてもクリセリン
の三つの位置に対し位置特異性を持たない酵素と１．３
位のみに特異性を示す酵素とがあるが、前者においては
化学的エステル交換と同様に三つの位置につく脂肪酸が
全くランダム平均化され、後者においては１．３位が平
均化されることにより、ちとのトリグリセライドとその
組成が変化してしまうことになる。

本発明で使用される部分グリセライドリパーゼが部分グ
リセライドのみに活性を示すことは公知であり、またそ
の性質を利用して油脂中の部分グリセライドを加水分解
して取り除く方法は既に報告されている（特開昭６２−
２８７号）。

しかしながら当該部分グリセライドリパーゼが、本来酵
素活性を示さないトリグリセライドをジグリセライドか
らエステル合成できることを示した例は存在せず、また
その可能性を示唆する先行文献も知られていない。

本発明で言うジグリセライドのトリグリセライドへのエ
ステル合成はジグリセライドの加水分解とは本質的に別
反応である。なぜなら、次式に示すように両反応は基質
が異なり可逆反応の関係にはないからである。

ＤＧ”＋　８２０　　＝　　　２ＦＦＡ＊２＋グリセロ
ール　〔ＤＧの加水分解〕ＤＧ　　＋ＦＦＡ−＋ＴＧ”
　　＋　８２０　　［：ＴＧの合成］（＊１ニジグリセ
ライド　＊２：脂肪酸＊３：　トリグリセライド） 換言するならば本発明は部分グリセライドリパーゼが、
ジグリセライドとトリグリセライドのエステル合成、加
水分解の両回逆反応のうち、エステル合成反応のみを触
媒し、トリグリセライドのエステル交換及び加水分解は
全く若しくはほとんど行わないという新たな事実の発見
に基いて完成されたものである。

本発明において対象となる油脂は、モノグリセライドお
よびジグリセライドである部分グリセライドを多く含む
油脂、例えばパーム油、米油、コ−ン油、オリーブ油等
である。もちろん上記以外の油脂、例えばナタネ油、サ
フラワー油、大豆油等の液体脂およびラード、タロー、
ビーフケンネン脂等の固体脂または上記油脂の加工され
たもの、例えば分別、水素添加、エステル交換などの処
理を施されたものを用いてもよい。

また必要に応じて上記油脂類に脂肪酸を単独もしくは２
種以上組合せて添加してもよい。添加量については特に
限定されるものではないが、脂肪酸の添加が多すぎると
、酵素反応後の油脂の精製が困難となり、収率の低下を
招く。したがって通常原料油脂中のジグリセライド含量
に対し脂肪酸の量がモル比で０，５〜１０倍になるよう
に添加するのが好ましい。また添加する脂肪酸の種類を
特に限定する必要はないが、反応油の用途によってはパ
ルミチン酸、ステアリン酸等の飽和脂肪酸、オレイン酸
、リノール酸等の不飽和脂肪酸のいずれかを選択して添
加してもよい。これによりジグリセライドから新たに合
成される部分のトリグリセライド組成を限定し、反応油
の組成、物性を若干ながら改良することができる。

本発明における反応の条件としては、部分グリセライド
リパーゼをエステル合成条件下で作用させるため、可及
的に水分を除去しうる系で用いることが好ましい。その
ような低水分下においては酵素の活性が発現しにくいの
で、通常は酵素を固定化担体に固定化して用いることが
好ましい。固定化担体としてはセライト、白土、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
交換樹脂等の吸着型担体、及び光硬化性樹脂、アルギン
酸ソーダ等の包括型担体のいずれも用いることができる
。酵素と固定化担体の重量比は特に限定されないが一般
に１：４〜１：４０′０が適当である。

更に本発明における条件下で酵素の活性発現を高する為
、固定化酵素剤調製時に、特願昭６３−３３００９号明
細書に示すように、ショ糖脂肪酸エステル、レシチン、
ソルビタン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エス
テル等の界面活性剤；グルコース、フラクトース、ガラ
クトース、ショ糖、マルトース、セロビオース、ラクト
ース、ラフィノース、スタキオース、デキストリン等の
糖類；ソルビトール、エリスリトール、エチレングリコ
ール等の多価アルコール類を共存させることが好ましい
。その添加量は通常酵素に対し１０〜５００重量％が適
当である。

固定化酵素の油脂への添加量は特に限定されるものでは
ないが、通常原料油脂あたり酵素と担体の総重秦として
２〜３０％添加すればよい。また、固定化酵素を充填し
たカラムに原料油脂を通液して反応させてもよい。

反応温度に関しては、部分グリセライドリパーゼ固定化
酵素の至適温度および使用する油脂の融点に応じて適当
な値を選ぶことができるが、通常２０〜８０℃が好まし
い。

水分に関しては、当該部分グリセライドリパーゼは上記
したようにジグリセライドの加水分解とトリグリセライ
ドへの合成反応を触媒し、水分が多い場合は加水分解を
触媒する。従って、本発明においては可及的に水分を除
去する条件が必要であり、その水分濃度は反応に使用さ
れる油脂中のジグリセライドおよび脂肪酸の濃度によっ
て異なるが、通常は１　ｐｐｍ以上１５００　ｐｐｍ以
下、好ましくは１０〜２００　ｐｐｍに反応系の水分を
調整するのが好ましい。

水分の除去方法としては、減圧留去、モレキュラーシー
ブ等の脱水剤の使用、窒素ガス等の不活性ドライガスの
使用等を用いることができる。

反応様式はバッチ反応、カラム法または流動槽法等のバ
イオリアフターによる連続反応等いずれの方法も適用で
き、酵素を有効に利用することができる。

本発明の条件では無溶媒でも充分に目的を達することが
できるが、必要に応じて有機溶媒を添加してもよい。使
用する有機溶媒としては、部分グリセライドリパーゼの
活性を阻害せず油脂を溶解するものならば如何なるもの
でもよく、例えば、ｎ−ヘキサン、オクタン、石油エー
テル、ジエチルエーテル、アセトン、酢酸エチル等が挙
げられる。

発明の効果 本発明に係わる部分グリセライドリパーゼを用いること
により、トリグリセライド組成を変化させることなくジ
グリセライド含有量が低い改質油が得られる。

さらに得られた改質油は脂肪酸、モノグリセライド及び
ジグリセライド含量が低いため精製収率が高く、精製コ
ストも低い。

更に、この改質油は低ジクリセライド含量油ということ
で、結晶化速度が早く、加水分解も受けにくく、さらに
トリグリセライド組成が変化していないためサラダ油、
フライ油等広範囲に用途の拡大が期待できる。

〈実施例１〉 部分グリセライドリパーゼとしてペニシリウムサイクロ
ピウムＡＴＣＣ３４６１３株起源のリパーゼＧ（大野製
薬■製）２００ｍｇと市販の粉末レシチン１００ｍｇを
水２ｇに溶解し、この水溶液をセライ）２ｇに均一散布
し固定化を行ない。４０℃、１５ｍｍＨｇの条件で減圧
乾燥処理し不要な水分を除去した。こうして得られた固
定化酵素剤を、ジグリセライド８．７％、モノグリセラ
イド０．３％、部分グリセライドとして計９．０％、及
び脂肪酸５．２％を含むクルードパームオレイン油２０
ｇに対し２ｇ添加し温度６０℃で所定時間振盪反応を行
なった。尚、脱水剤としてモレキュラーシーブ３Ａを８
ｇ同時に添加した。反応後、油脂と固定化酵素剤及びモ
レキュラーシーブを濾別し、得られた油脂の組成分析を
ガスクロマトグラフィー法により行ない、その結果を表
−１に示した。

尚、反応後の油脂の水分はカールフイ・ソシャー法で測
定すると２４．４８．７２時間でそれぞれ４２ｐｐｍ、
３５　ｐｐｍ、　３２　ｐｐｍであった。この結果から
もトリグリセライド組成は変化することなく、エステル
合成が進行したことがわかった。

〈実施例２〉 界面活性剤であるレシチンの添加効果を確δ忍する為、
酵素（リパーゼＧ）を１０％（対セライト）セライトに
固定化する際にレシチン無添加および５％（対セライト
）添加したものをそれぞれ調製し、その効果を検討した
。酵素剤およびモレキュラーシーブの油脂に対する添加
量、温度等の反応条件は実施例１に準じ、反応時間は４
８時間で比較した。表−２に示したように、レシチン無
添加で合成活性を示すものの、レシチン添加で活性が２
〜３倍増大することがＳ忍められた。尚、反応後の水分
を測定したところ、いずれの場合も３８ｐｐｍであった
。

〈実施例３〉 部分グリセライドリパーゼであるリパーゼＧと、トリグ
リセライドリパーゼであるシュードモナスフルオレッセ
ンス起源のリパーゼＰ、ＩＪシープスプレマー起源のリ
パーセＤ、ＩＪゾープス　ジャバニカス起源のリパーゼ
Ｆ−ＡＰの３種について反応後のトリグリセライドの脂
肪酸組成変化を比較した。

トリグリセライドリパーゼのうちリパーゼＰはトリグリ
セライドに対する位置特異性を持たないもの、リゾープ
ス属のリパーゼＤ及びリパーゼＦ−ＡＰはトリグリセラ
イドの１，３−位に特異性を持つ酵素として代表的なも
のである。

セライトへの固定化の条件としては、各酵素２００　ｍ
ｇをレシチン１００ｍｇとともに水２ｇに溶解し、これ
をセライ）２ｇに散布し固定化を行ない、続いて減圧乾
燥処理を行なった。実施例１に準じて反応を行ない、４
８時間後トリグリセライドの脂肪酸組成をガスクロマト
グラフィー法により測定しその結果を表−３に示した。

また反応後の水分は、リパーゼＧが３５　ｐｐｍ、　Ｕ
パーゼＰが２９　ｐｐｍ、リパーゼＤが３８　ｐｐｍ、
リパーゼＦ−ＡＰが３２ｐｐｍであった。

表−３の結果より、部分グリセライドリパーゼであるリ
パーゼ゛Ｇはトリグリセライド中にジグリセライドより
合成されたトリグリセライドを若干含む為、原料油脂と
比べて組成の変化が少し認められるが、その変化は他の
トリグリセライドリパーゼと比較すると非常に小さく、
実質上問題にならない程度の変化であることがわかる。

〈実施例４〉 トリグリセライド８６．２％、脂肪酸５．０％、モノグ
リセライド０．３％、ジグリセライド８．５％からなる
組成のクルードパームオレイン油　ＬＯＯＯｇと固定化
酵素剤２００ｇ　（セライ）１７４ｇにリパーゼＧ１７
．４ｇ、レシチン８．７ｇを実施例１に準じて固定化調
製したもの）を添加し、１．０ｍｍＨｇの減圧下、６０
℃、４８時間撹拌反応した。この時の水分濃度は２５ｐ
ｐｍであった。反応終了後、油脂を濾別し酵素剤に付着
した油脂はｎ−へキサンを用いて回収した。こうして得
られた反応油脂の重量は９９６ｇであった。

更に、上記反応油脂から脂肪酸を取り除くため通常の水
蒸気蒸留で物理脱酸を行ない９７２ｇ（収率９７，２％
）の油脂を得た。この収率は通常のパーム油の精製収率
よりも高く、更に加水分解による部分クリセライト除去
方法に比べると格段に高い値を示した。表−４に結果を
示した。

〈実施例５〉 部分グリセライドリパーゼであるリパーゼＧ（大野製薬
■製）１００ｍｇと蔗糖（純正化学特級）２００　ｍｇ
を水５００　ｍｇに溶解しこれをセライト（マンビル社
製Ｎｏ、５３’５）５ｇに混合し固定化リパーゼ剤とし
た。

この固定化リパーゼ２ｇ（水分約１０％）をそのまま内
径１ｃｍ、長さ１０ｃｍのカラムに充填した。

水分８　ｐｐｍに調整した原料油脂（クルードパームオ
レイン油ＴＧ含有率８７．３％、ＤＧ含有率７．７％）
を定量ポンプにより１０ｇ／ｈで流し３時間初溜をカッ
トした後、リサイクルした。

反応油はモレキュラーシーブ３Ａ　　７５ｇを充填した
脱水用カラム（２４φＸ２９０ｍｍ）を通して脱水した
後、固定化リパーゼカラムに戻るようにした。全系を５
５℃に保持した。５時間後の反応油の組成、を表５に示
す。ＤＧが減少し、ＴＧが合成されているが、ＴＧ組成
はわずかじか変化していないことがわかる。

表　　　５

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）部分グリセライド及び脂肪酸を含有する油脂に部
   分グリセライドリパーゼを作用させて、該部分グリセラ
   イドをトリグリセライドにエステル合成することを特徴
   とする油脂の改質方法。
2. （２）部分グリセライドリパーゼがペニシリウム・サイ
   クロピウムＡＴＣＣ３４６１３株の産生するリパーゼで
   ある請求項（１）記載の油脂の改質方法。
3. （３）エステル合成反応が反応系中の全水分濃度１５０
   ０ｐｐｍ以下の条件で行われることを特徴とする請求項
   （１）記載の油脂の改質方法。
4. （４）部分グリセライドリパーゼが固定化担体に界面活
   性剤の存在下で固定化された固定化リパーゼである請求
   項（１）記載の油脂の改質方法。
5. （５）連続反応による請求項（１）記載の油脂の改質方
   法。