JPH01218593A - Synthesis of fatty acid ester - Google Patents

Synthesis of fatty acid ester

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JPH01218593A
JPH01218593A JP4506888A JP4506888A JPH01218593A JP H01218593 A JPH01218593 A JP H01218593A JP 4506888 A JP4506888 A JP 4506888A JP 4506888 A JP4506888 A JP 4506888A JP H01218593 A JPH01218593 A JP H01218593A
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JP
Japan
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reaction
synthesis
enzyme
substrate
component
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JP4506888A
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Japanese (ja)
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Yoshiji Kosugi
佳次 小杉
Hideoki Tanaka
田中 秀興
Noboru Tomizuka
冨塚 登
Katsunori Akeboshi
明星 克範
Youichi Matsufune
松舟 陽一
Shiro Yoshikawa
史朗 吉川
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YOSHIKAWA SEIYU KK
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
YOSHIKAWA SEIYU KK
Agency of Industrial Science and Technology
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prolong activity duration time and to improve synthesis ratio per unit enzyme, by blending a specific enzyme with a substrate solution containing an alcohol component and an acid component and subjecting to contact reaction. CONSTITUTION:A lipase is selected from Pseudomonas, an ester bond comprising a secondary hydroxyl group is hydrolyzed and treated in an solution at 60 deg.C for 60minutes to give a thermostable lipase (A) having >=50% remaining relative hydrolyzing activity. Then, the component A is blended with an alcohol component such as cholesterol, an acid component such as oleic acid and a solvent such as isooctanoic acid, reacted and the solvent is removed to give a substrate reaction solution (B). Then, the component B and the component A are fed to a reacting part 8, N2 gas is introduced from a nozzle 6, the components A and B are mixed, brought into contact with each other and ester synthesis reaction is progressed. Then formed water produced with the reaction is removed from a gas outlet 9, the vaporized solvent is condensed by a condenser 1 and returned to the system. Then, the reaction is carried out for about 92 hours to collect a fatty acid ester in 99.9% synthesis ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の目的) 本発明は本発明者らが先に開発した脂肪酸エステルの酵
素による製造方法を工業的に、より有利に実施できる改
良された方法を提供することにある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Objective of the Invention) The purpose of the present invention is to provide an improved method that enables industrially more advantageous implementation of the method for producing fatty acid esters using enzymes, which was previously developed by the present inventors. be.

(従来の技術) えばコレステリック液晶(特開昭52−24992号公
報参照)や、医薬化粧用親水性基剤(特開昭52−79
030号公報参照)等として各種分野で広く用いられて
いる。
(Prior art) For example, cholesteric liquid crystals (see JP-A-52-24992) and hydrophilic bases for pharmaceutical and cosmetic applications (JP-A-52-79)
(Refer to Publication No. 030) etc., and are widely used in various fields.

また高級アルコール類の脂肪酸エステル類は、医薬化粧
用親水性基剤として古くから用いられてきている。
Furthermore, fatty acid esters of higher alcohols have long been used as hydrophilic bases for pharmaceutical and cosmetic applications.

従来かかる脂肪酸エステル類は、もっばら有機合成法に
より製造されていたが、一般に有機合成法では過酷な反
応条件が採用され、しかも副反応が起きる弊害は避けら
れず、反応に引き続き、複雑な目的物の単離精製操作が
必要となる。特にステロールの水酸基はセカンダリ−で
あり、しかもこの水酸基はステロイド骨格に近接してい
るために、通常の脂肪族セカンダリ−アルコールと比較
しても反応性が低下しており、そのためステローされて
いた。
Conventionally, such fatty acid esters have been produced mostly by organic synthesis methods, but in general organic synthesis methods employ harsh reaction conditions, and side reactions are unavoidable. It is necessary to isolate and purify the product. In particular, the hydroxyl group of sterols is secondary, and since this hydroxyl group is close to the steroid skeleton, the reactivity is lower than that of ordinary aliphatic secondary alcohols, and therefore, they have been sterolized.

本発明者らは上記過酷な反応条件を要し、高価でかつ不
安定な反応試薬等を必要とする有機合成によることなく
、所望のエステル類をより温和な条件で有利に品質よく
、かつ収率よく製造できる方法を提供することを目的と
して鋭意研究を重ねた結果、先に特定の酵素がスチロー
ルエステル類の合成を触媒することを見いだし、この知
見に基づき酵素による脂肪酸エステルの合成法を発明し
、特許出願した。(特開昭61−204197、特開昭
61−200997、特開昭62−48391、特開昭
62−166895、特願昭6l−200997) しかしながら、これらには次のような問題点があり、工
業的な実施のために改善が必要であつた。
The present inventors have demonstrated that desired esters can be advantageously produced in good quality and yield under milder conditions without using organic synthesis, which requires the harsh reaction conditions and expensive and unstable reaction reagents. As a result of intensive research with the aim of providing a method for efficient production, we first discovered that a specific enzyme catalyzes the synthesis of styrene esters, and based on this knowledge, invented a method for synthesizing fatty acid esters using enzymes. and filed a patent application. (JP 61-204197, JP 61-200997, JP 62-48391, JP 62-166895, JP 61-200997) However, these have the following problems. Improvements were needed for industrial implementation.

1、耐熱性でかい従来のリパーゼは、一般の酵素とくら
べてその安定性が低く、特に水溶液中では不安定であっ
た。そのため酵素当りに仕込む原料基質の量を大きくす
ると、所定の合成率に到達するまでの間に失活してしま
い、充分高い合成率を得るためにば大量のリパーゼ□を
用いる必要があった。その結果、酵素当りの生産量が低
くなり、また1バツチ生産量が小さくなり原料仕込など
の非生産時間が増加し生産性が低かった。
1. Heat-resistant conventional lipases have lower stability than general enzymes, and are particularly unstable in aqueous solutions. Therefore, if the amount of raw material substrate charged per enzyme is increased, it will be deactivated before a predetermined synthesis rate is reached, and it is necessary to use a large amount of lipase □ in order to obtain a sufficiently high synthesis rate. As a result, the production amount per enzyme was low, the production amount per batch was small, and non-production time such as preparing raw materials increased, resulting in low productivity.

2、本発明者らが先に出願した基質液と酵素溶液で安定
な乳化分散液をつくりその後は静置して反応させるる方
法(特願昭61−200997)は、分散液中の無数の
王マルジョンの水/油界面で反応が起こるため、継続的
攪拌を必要としないという点で優れた方法であったが、
同時にエステル化の進行に伴い生成する水の移動が制限
され反本質的に水を必要とし心水の制御が不可能である
ため、充分に高い合成率が得られず、また安tな分散液
の調製のために特殊な乳化機を必要とした。
2. The method previously applied by the present inventors, in which a stable emulsified dispersion is made from a substrate solution and an enzyme solution, and then allowed to stand still for reaction (Japanese Patent Application No. 61-200997), is a method that This method was excellent in that it did not require continuous stirring because the reaction occurred at the water/oil interface of the King Mulsion.
At the same time, the movement of water produced as esterification progresses is restricted, and water is essentially required, making it impossible to control the central water, making it difficult to obtain a sufficiently high synthesis rate, and making it difficult to use cheap dispersions. required a special emulsifying machine for its preparation.

3、固定化操作が繁雑で、担体ゲルの粒状化が困難であ
り、固定化のスケールアップに特殊な装置が必要。
3. The immobilization operation is complicated, it is difficult to granulate the carrier gel, and special equipment is required to scale up the immobilization.

4、常温で固体または半固体の基質を用いる場合、耐熱
性の乏しい酵素では反応温度を高くできないため、その
流動性の改善に大量の溶媒を必要とする。
4. When using a substrate that is solid or semi-solid at room temperature, a large amount of solvent is required to improve the fluidity of the enzyme, since the reaction temperature cannot be raised with enzymes that have poor heat resistance.

(発明が解決しようとする問題点) そこで本発明者らは、従来技術の持つこれらの問題点を
解決すべく研究開発を進めた結果以下の知見を見いだし
、これらの問題を解決するに至った。
(Problems to be solved by the invention) Therefore, the inventors of the present invention proceeded with research and development to solve these problems of the conventional technology, and as a result, discovered the following knowledge and came to solve these problems. .

ス属由来のリパーゼから選択される酵素が、本発明の条
件下で安定であり、寿命が長いこと。
The enzyme selected from the lipases derived from the genus S. genus is stable and long-lived under the conditions of the present invention.

2、上記酵素がステロイド2骨格に近接した立体障害を
持つセカンダリ−の水酸基のエステル合成を触媒できる
こと。
2. The above enzyme can catalyze ester synthesis of a sterically hindered secondary hydroxyl group close to the steroid 2 skeleton.

3、継続的混合により、生成する水に動きを与え基質の
疎水性により、水を反応の場から効果的に排除できるこ
と。
3. Continuous mixing gives movement to the water produced and the hydrophobicity of the substrate allows water to be effectively removed from the reaction field.

4、上記酵素が従来のステロールエステル合成能をもつ
リパーゼと異なり、水/油2相系の場合よりも非水系で
大きな反応速度を示すこと。
4. Unlike conventional lipases, which have the ability to synthesize sterol esters, the above enzyme exhibits a higher reaction rate in a non-aqueous system than in a water/oil two-phase system.

5、非水系で連続的に脱水し゛てやることにより、大き
な反応速度を得ると同時に、反応の平衡をずらし、更に
合成側に進められること。
5. By carrying out continuous dehydration in a non-aqueous system, a large reaction rate can be obtained, and at the same time, the equilibrium of the reaction can be shifted and the process can proceed further to the synthesis side.

すなわち本発明は、耐熱性でセカンダリ−の水−Xフニ 酸基からなるエステル結合を加水分解できるシユウドモ
ナス属由来のリパーゼから選択される酵素を用いて、ア
ルコール成分と酸成分を含む基質液を、上記酵素と継続
的に混合・接触反応させることを特徴とする脂肪酸エス
テルの合成法に間するものである。
That is, the present invention uses an enzyme selected from lipases derived from the genus Pseudomonas that is heat-resistant and capable of hydrolyzing an ester bond consisting of a secondary water-X funic acid group to prepare a substrate solution containing an alcohol component and an acid component. This is a method for synthesizing fatty acid esters, which is characterized by continuous mixing and contact reaction with the above-mentioned enzymes.

本発明でいうエステル合成とは、生成物が脂肪酸エステ
ルであるような反応であり、いわゆるアシドリシス、ア
ルコリシスのようなエステル交換反応も含んでいる。
Ester synthesis as used in the present invention refers to a reaction in which the product is a fatty acid ester, and also includes transesterification reactions such as so-called acidolysis and alcoholysis.

本発明で耐熱性のリパーゼとは水溶液での60°Cで6
0分処理後の残存相対分解活性が60%以上のもののこ
とである。セカンダリ−の水酸基からなるエステル結合
を加水分解できるリパーゼとは、グリセライドのβ位を
加水分解できる酵素のなかから選択されるが、そのスチ
ロールの水酸基に対する反応性にはさまざまの違いが認
められるため、グ・す、セライトのβ位を加水分解でき
るこ、二、″ とは必要条件ではあっても十分条件ではない。
In the present invention, thermostable lipase is defined as 60°C in an aqueous solution.
The residual relative decomposition activity after 0 minute treatment is 60% or more. Lipases that can hydrolyze ester bonds consisting of secondary hydroxyl groups are selected from enzymes that can hydrolyze the β-position of glycerides, but there are various differences in their reactivity towards styrene hydroxyl groups. Although being able to hydrolyze the β-position of celite is a necessary condition, it is not a sufficient condition.

その起源としては例えばシユウドモナス・フルオレセン
ス会バイオタイプI (Pseudotsonusfl
orescens boitype  I、No、10
21  微工研菌寄 第5496号)、シユウドモナス
・メヒチカ・リポリチカ(Pseudo*onus m
ephitica+tpo+yttca、微工研 菌寄
 第1520号)などを例示できる。
Its origin is, for example, Pseudomonas fluorescens biotype I (Pseudotsonus fl.
orescens boitype I, No. 10
21 Microtechnical Laboratory No. 5496), Pseudomonas mehitica lipolytica (Pseudo*onus m
Examples include ephitica+tpo+yttca, Kaikoken Funyori No. 1520).

これらの酵素はいろいろな形態のものを使用できる0例
えば、精製された酵素粉末またその水溶液、酵素生産能
を有する微生物菌体もしくはその乾燥物、培養液そのも
のおよびその粗酵素液などが使用できる。
These enzymes can be used in various forms; for example, purified enzyme powders or aqueous solutions thereof, microorganisms capable of producing enzymes or their dried products, culture solutions themselves, and crude enzyme solutions can be used.

さらにこれらの酵素はイオン交換樹脂(ダウエックスM
WA 1 、ダウエックス66など)、吸着性樹脂(ア
ンバーライトXAD−2、アンバーライトXAD−8、
クーヴモソーブ101など)など4・上、!・ノ の適当な担体に固定化して用いることもできる。
In addition, these enzymes are treated with ion exchange resin (Dowex M
WA 1, DOWEX 66, etc.), adsorbent resins (Amberlite XAD-2, Amberlite XAD-8,
Couvemo Sove 101, etc.) etc. 4, top,! It can also be used by immobilizing it on a suitable carrier.

固定化は酵素溶液を樹脂とともにl夜 振トウし、バッ
ファーで洗浄後適当に乾燥して使用するか、またはグル
タルアルデヒドで架橋した後洗浄して使用すればよい、
(特公昭59−20357参M) 反応に固定化酵素を用いた場合には酵素は更に安定化し
、また反応液からの酵素の回収が容易となる。
For immobilization, the enzyme solution may be shaken with the resin overnight, washed with buffer, and dried appropriately, or crosslinked with glutaraldehyde and washed.
(Japanese Patent Publication No. 59-20357 Reference M) When an immobilized enzyme is used in the reaction, the enzyme is further stabilized and the enzyme can be easily recovered from the reaction solution.

また、基質であるアルコール成分としては、コレステロ
ール、βコレスタノール、エルゴステロール、カンペス
テロール、βシトスチロールなどのステロール類、ラノ
ステロール、ジヒドロラノステロールおよびこれらの混
合物としての羊毛ロウより分離精製して得られるイソコ
レステロールC′、゛・ コール類゛、およびそれらのエステル類が用いられる。
In addition, the alcohol components that are substrates include sterols such as cholesterol, β-cholestanol, ergosterol, campesterol, and β-sitostyol, lanosterol, dihydrolanosterol, and isoisomers obtained by separation and purification from wool wax as a mixture thereof. Cholesterol C', ``cols'', and esters thereof are used.

該アルコール類は飽和でも不飽和でもよく、また直鎖で
も分枝鎖状でもよく、更に1級でも2級以上でもよく、
これらの混合物でもよい。
The alcohols may be saturated or unsaturated, linear or branched, and may be primary or secondary or higher,
A mixture of these may also be used.

炭素数は長鎖の方が疎水性が大きくなるため疎水性界面
を作りやすく、反応の平衡も合成側となるため好ましく
、炭素数12以上が特に好ましい。
The longer the carbon number, the greater the hydrophobicity, making it easier to form a hydrophobic interface, and the reaction equilibrium is on the synthesis side, so it is preferable, and a carbon number of 12 or more is particularly preferable.

分枝鎖状アルコールとしては、一般式 及び一般式 で表される物、及びこれらの混合物、例えばラノリンア
ルコール、およびこれから各種の成分を分画して誘導さ
れる誘、−コ梅を例示できる。
Examples of the branched alcohol include those represented by the general formula and the general formula, and mixtures thereof, such as lanolin alcohol, and alcohol derived from it by fractionating various components.

また、脂肪族−α、−β−ジオール類、脂肪族−α、ω
−ジオール類等も例示できる。
Also, aliphatic-α, -β-diols, aliphatic-α, ω
- Diols etc. can also be exemplified.

更に分校鎖状合成アルコール類としては、ヘキサデシル
アルコール(エッソスタンダード社)、エヌジエコール
1BOA、160B、181A。
Further, as branched chain synthetic alcohols, hexadecyl alcohol (Esso Standard), NGECOL 1BOA, 160B, and 181A.

20OA、200C(いずれも新日本理化社)ファイン
オキソコール1800(日産化学社)、ダイヤドール1
8G(三菱化成社)、オクチルドデカノール(ヘンケル
社)等を例示できる。
20OA, 200C (all from Shin Nippon Chemical Co., Ltd.) Fine Oxocol 1800 (Nissan Chemical Co., Ltd.), Diadol 1
Examples include 8G (Mitsubishi Kasei) and octyldodecanol (Henkel).

本発明において他方の原料とする酸成分としては、以下
の脂肪酸および脂肪酸のグリセリンエステルおよび炭素
数1−32の脂肪族アルコールエステル類のいずれでも
よい。
In the present invention, the acid component used as the other raw material may be any of the following fatty acids, glycerin esters of fatty acids, and aliphatic alcohol esters having 1 to 32 carbon atoms.

該脂肪酸には炭素数1−32の下記各種の飽和の奇数又
は偶数直鎖脂肪酸、分枝鎖状脂肪酸、不飽和のモノエン
、ジエン、トリエン脂肪酸、オキまた上記脂肪酸エステ
ル類を構成するアルコール成分は、グリセリン及び炭素
数1−32の脂肪族アルコールであり、これらの脂肪酸
エステル類は酵素により一旦、構成成分に加水分解され
、その後反応に関与すると考えられ、エステル交換率は
反応の平衡によって左右される。
The fatty acids include the following saturated odd or even straight chain fatty acids having 1 to 32 carbon atoms, branched chain fatty acids, unsaturated monoenes, dienes, triene fatty acids, and the alcohol components that constitute the fatty acid esters. , glycerin, and aliphatic alcohols with 1 to 32 carbon atoms.These fatty acid esters are once hydrolyzed by enzymes into their constituent components, and are thought to then participate in the reaction, and the transesterification rate is influenced by the equilibrium of the reaction. Ru.

該アルコールには、1級及び2級の直鎖又は分枝鎖状ア
ルコールが含まれ、そのうち炭素数が16迄のもの、特
に炭素数1−4の脂肪族アルコールは、疎水性が低くな
るため反応の平衡が原料アルコールエステルの分解側に
なり、従って目的エステルのエステル交換率かたかくな
り好ましい。
The alcohols include primary and secondary linear or branched alcohols, among which those with up to 16 carbon atoms, especially aliphatic alcohols with 1 to 4 carbon atoms, have low hydrophobicity. This is preferable because the reaction equilibrium is on the decomposition side of the raw alcohol ester, and therefore the transesterification rate of the target ester becomes high.

上記脂肪酸のグリセリンエステル類は、モノエステル、
ジエステル、トリエステルのいずれでもよく、これらの
混合物でもよい。
The glycerin esters of the fatty acids mentioned above include monoesters,
Either diester or triester may be used, or a mixture thereof may be used.

は天然、または合成−゛ア油脂(グリセライド)、天然
、または合成のワックス等も含まれる。この天然油脂と
しては、例えばアマニ油、オリーブ油、カカオ脂、米糠
油、大豆油、椿油、菜種油、パーム油、パーム核油、ヒ
マシ油、棉実油、木ろう、ヤシ油、らっかせ□い油、ひ
まわり油等の植物油、牛脂、乳脂、羊脂、牛脚油、鯨油
、タラ肝油、いわし油、オレンジラツフイー油、にしん
油等の動物油及びこれらの硬化油などを例示できる。
Also includes natural or synthetic oils and fats (glycerides), natural or synthetic waxes, and the like. These natural oils and fats include, for example, linseed oil, olive oil, cacao butter, rice bran oil, soybean oil, camellia oil, rapeseed oil, palm oil, palm kernel oil, castor oil, cottonseed oil, wood wax, coconut oil, and mustard oil. , vegetable oils such as sunflower oil, animal oils such as beef tallow, milk fat, mutton tallow, cow leg oil, whale oil, cod liver oil, sardine oil, orange ratfish oil, and herring oil, and hydrogenated oils thereof.

また天然ワックスとして例えば、鯨ロウ、いぼたロウ、
カーナバロウ、カンデリラロウ、糠ロウ、セラックロウ
、ミツロウ、モンタンロウ、羊毛ロウ、綿ロウ等を例示
できる。
Natural waxes such as whale wax, wart wax,
Examples include carnauba wax, candelilla wax, bran wax, shellac wax, beeswax, montan wax, wool wax, and cotton wax.

上記脂肪酸エステル類は、その1種を単独で、または2
種以上を混合して本発明の反応に利用できる。(特開昭
61−204197、特開昭61なお基質の一方がグリ
セライド、オレイン酸メチルの様な脂肪酸エステルの場
合には、反応初期は原料脂肪酸エステルの加水分解のた
めに水を必要とするが、反応初期に系内に水が存在すれ
ば原料脂肪酸エステルの分解の方が合成に先行して起こ
ることから、初期分解の終了後、脱水することにより問
題なく使用できる。
The above fatty acid esters may be used alone or in combination.
A mixture of two or more species can be used in the reaction of the present invention. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 61-204197, Unexamined Japanese Patent Publication No. 61-61) When one of the substrates is a fatty acid ester such as glyceride or methyl oleate, water is required at the initial stage of the reaction to hydrolyze the raw fatty acid ester. If water is present in the system at the beginning of the reaction, the decomposition of the raw fatty acid ester will occur prior to the synthesis, so it can be used without problems by dehydrating it after the initial decomposition is complete.

本発明において、原料とする基質が常温で固体であり、
そのままでは流動状態が悪い場合には、酵素活性を阻害
しない溶媒、たとえばヘキサン、ヘプタン、オクタン、
イソオクタン(foe)、シクロヘキサン、デカン、ヘ
キサデカン、流動パラフィン、スクワラン、スクワレン
、プリスタン、およびこれらの混合溶媒、たとえばアイ
ビーツルベン)1016(出光石油化学社製)、アイ望
ましい。
In the present invention, the substrate used as a raw material is solid at room temperature,
If fluidity is poor as is, use a solvent that does not inhibit enzyme activity, such as hexane, heptane, octane,
Iso-octane (FOE), cyclohexane, decane, hexadecane, liquid paraffin, squalane, squalene, pristane, and mixed solvents thereof, such as Ivytrubene) 1016 (manufactured by Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.), are preferred.

本発明に使用する基質は、単に流動すればよく、本発明
は飽和濃度以上の未溶解部のあるスラリー状での実施に
適し、スラリー状の基質を使用した場合、反応により消
費された基質は、反応系内にスラリーとして過剰に存在
する未溶解の基質が溶解することにより補給される。
The substrate used in the present invention only needs to flow, and the present invention is suitable for implementation in the form of a slurry with an undissolved portion above the saturation concentration. When a slurry-like substrate is used, the substrate consumed by the reaction is , the undissolved substrate present in excess as a slurry in the reaction system is dissolved and replenished.

85%もの高濃度であっても、基質阻嘗はみとめられな
い。
No substrate inhibition is observed even at concentrations as high as 85%.

本発明では耐熱性酵素を使用するので、通常の酵素を使
用する場合よりも反応温度を高くできる。そのため、基
質の溶解度は高くなり、また反応速度についても大きく
なる。(37°Cと60゛Cではso’ cの反応速度
の方が約2倍近く大きくなる場合がある。)シかしなが
ら、あまり高・:r−’L 活性寿命が址・くなるなどの不利もあや、反応温度の設
定は、基質溶解度、活性寿命、基質比、基質量、反応方
式、エネルギーコストなどの諸条件を考慮して決定する
必要がある。
Since the present invention uses a thermostable enzyme, the reaction temperature can be higher than when using a normal enzyme. Therefore, the solubility of the substrate increases and the reaction rate also increases. (At 37°C and 60°C, the reaction rate of so' c may be about twice as high.) However, if the reaction rate is too high, the active life may be shortened. In addition to the disadvantages, the reaction temperature must be determined in consideration of various conditions such as substrate solubility, active life, substrate ratio, substrate amount, reaction method, and energy cost.

基質のモル比については、どちらが多くてもよく、比が
大きいほうが反応速度は速くなる。しかしながら、あま
りモル比を大きくとると、精製工程での負担が大きくな
る6通常酸成分の方が安価であるので酸成分過剰とし、
モル比は1から3の範囲が好ましい。
Regarding the molar ratio of substrates, either one may be greater; the larger the ratio, the faster the reaction rate. However, if the molar ratio is too large, the burden in the refining process will increase.6 Since the acid component is usually cheaper, the acid component is set in excess.
The molar ratio is preferably in the range of 1 to 3.

基質比(アルコール成分の初発ミリモル数/酵素の合成
単位)が小さい場合には合成速度は充分に早いが、基質
交換の頻度が高くなり非生産時間が増加する。
When the substrate ratio (initial millimoles of alcohol component/synthesis unit of enzyme) is small, the synthesis rate is sufficiently fast, but the frequency of substrate exchange increases and non-productive time increases.

基質比が大きい場合、系内は基質大過剰の状態であると
考えられ、酵素−基質複合体のターンオ合成率に達する
時間は基質量の増加にともない遅くなるが、基質交換の
回数は少なくなり、活性持続期間中の非生産時間は減少
する。
When the substrate ratio is large, it is thought that there is a large excess of substrate in the system, and the time to reach the turn-on synthesis rate of the enzyme-substrate complex slows down as the amount of substrate increases, but the number of substrate exchanges decreases. , the non-productive time during the active period is reduced.

耐熱性のない通常のリパーゼの場合、水溶液中では不安
定であるが、耐熱性酵素は耐熱性だけでなく水溶液中で
の安定性もより大きくなっている。そのため基質比を大
きくとっても所定の合成率に到達するまでの時間におけ
る失活は少ないので、合成率は高くなり、充分大きな基
質比でも実施可能である。
In the case of ordinary lipases that are not thermostable, they are unstable in aqueous solutions, but thermostable enzymes are not only heat resistant but also have greater stability in aqueous solutions. Therefore, even if the substrate ratio is set high, there is little deactivation in the time it takes to reach a predetermined synthesis rate, so the synthesis rate becomes high, and the process can be carried out even with a sufficiently large substrate ratio.

基質比をどのくらいにするかは、1バツチの生産量、時
間、経費を考えて、酵素当り、時間当たり、単位装置当
りのエステル合成量が最大になるように決定すべきであ
る。
The substrate ratio should be determined in such a way that the amount of ester synthesized per enzyme, per hour, and per unit of equipment is maximized, taking into consideration the production volume, time, and cost of one batch.

本発明が対象とする基質は、基本的に疎水性の強い基質
である。そのため水を大量に使用する水ていると考えら
れる。
The substrate targeted by the present invention is basically a strongly hydrophobic substrate. Therefore, it is thought that a large amount of water is used.

これが本発明が対象とする脂肪酸エステルの合成反応の
平衡が反応系内の水を少なくするという制御を行わなく
ても、また水/油2相系においても、一方的に合成側に
偏っている理由である。
This is because the equilibrium of the fatty acid ester synthesis reaction targeted by the present invention is unilaterally biased toward the synthesis side even without control to reduce the amount of water in the reaction system, and even in a water/oil two-phase system. That's the reason.

しかしながら、脂肪酸エステルの合成は分解との可逆反
応であり、反応生成物の1っである水を反応系内より除
去することは、反応を更に合成側に進める上で非常に有
効である。したがって反応系は従来のステロールエステ
ル合成能をもつリパーゼと同様に水を大量に含む2相系
であってもよいが、水を含まない非水系の方が反応の平
衡論の面からはより適当と考えられた。
However, synthesis of fatty acid ester is a reversible reaction with decomposition, and removing water, which is one of the reaction products, from the reaction system is very effective in advancing the reaction further to the synthesis side. Therefore, the reaction system may be a two-phase system containing a large amount of water, as with conventional lipases capable of synthesizing sterol esters, but a non-aqueous system containing no water is more suitable from the viewpoint of reaction equilibrium. It was considered.

一方反応速度の面からは従来のステロールエステル合成
能のある、耐熱性のないリパーゼの場合、水を制限した
非水i:mi条件下での反応速度−・β・・・ は、水/油2相系の場合゛よりも低くなることが知られ
ていた。(一般゛の夛すセライド合成の場合は、水分濃
度が充分低くなければ、反応平衡の関゛係で見かけ上、
合成反応はほとんど進行しない。
On the other hand, in terms of reaction rate, in the case of conventional lipases that are capable of synthesizing sterol esters and are not heat resistant, the reaction rate under non-aqueous i:mi conditions where water is limited - β... is water/oil It was known that in the case of a two-phase system, the value would be lower than ゛. (In the case of general ceride synthesis, if the water concentration is not sufficiently low, the apparent
The synthesis reaction hardly progresses.

そのため充分な反応速度を得るためには、種々の工夫を
して適゛当な水分濃度に調整する必要かあ□ る、) 従゛−゛っ゛てゝン″”vtt”*”が粉末であ゛れば
そ゛のまま使えばよいが、培養液そのもの、″または少
し精製した粗□酵素液の形で用いるときには、継続的な
混合攪拌を行いな゛がら反応系を適当な方法°で脱水し
てやることが、反□応を合成側に進めると同時に反ボ遼
度を高くすることにもつながり好ましい。
Therefore, in order to obtain a sufficient reaction rate, it is necessary to take various measures to adjust the water concentration to an appropriate level. If so, it can be used as is, but when using the culture solution as it is, or in the form of a slightly purified crude enzyme solution, the reaction system should be mixed and stirred in an appropriate manner while being continuously mixed and stirred. Dehydration is preferable because it allows the reaction to proceed toward the synthesis side and at the same time increases the reaction rate.

″(ν・人 −ト  徹 色) 存在が保湿性の向上の点で好ましいため90%程度の合
成率で充分であるが、より高純度のエステルが望まれる
場合にはさらに脱水工程を付加することに・より、容易
に合成率を高くすることができる。
″(ν・人-トトウロ) The presence of ester is preferable in terms of improving moisture retention, so a synthesis rate of about 90% is sufficient, but if a higher purity ester is desired, a further dehydration step is added. In particular, the synthesis rate can be easily increased.

脱水は継続的な混合・攪拌のもと、反応系を減圧にする
か、または不活性ガスを吹き込むことにより、容易に達
成される。いずれの場合にも、水と同時に留去される溶
媒については、コンデ・ンサーで凝縮させセットリング
タンクに静置して水層を分離した後、環流管を用いるな
どの適当な手、段により反応系に戻すことが好ましい。
Dehydration is easily accomplished by reducing the pressure of the reaction system or by blowing inert gas under continuous mixing and stirring. In either case, the solvent that is distilled off at the same time as water is condensed in a condenser, left to stand in a settling tank to separate the aqueous layer, and then removed by appropriate means such as using a reflux tube. It is preferable to return it to the reaction system.

この方法に用いられる反応器としては、その形状にとく
に制限はなく、酵素と液状の基質が継続的に混合でき、
これらが充分接触する形式のもの(作用) 本発明が対象とする基質は、基本的に疎水性の強い基質
である。そのため水を大量に使用する水/油2相系にお
いても、基質の疎水性ゆえに水が排除され、実質的な反
応の場は疎水的−墳になっていると考えられる。
There are no particular restrictions on the shape of the reactor used in this method, and the enzyme and liquid substrate can be mixed continuously.
Types in which these are in sufficient contact (effect) The substrates targeted by the present invention are basically highly hydrophobic substrates. Therefore, even in a water/oil two-phase system in which a large amount of water is used, water is excluded due to the hydrophobicity of the substrate, and it is thought that the actual reaction site is a hydrophobic mound.

従って、水/油2相系においても反応の平衡は一方的に
合成側に偏っている。
Therefore, even in a water/oil two-phase system, the reaction equilibrium is unilaterally biased toward the synthesis side.

リパーゼによる脂肪酸エステルの合成は分解との可逆反
応であり、生成物である氷を系外へ除去すれば、必然的
に反応は合成側に進行する。
Synthesis of fatty acid ester by lipase is a reversible reaction with decomposition, and if the ice product is removed from the system, the reaction will inevitably proceed to the synthesis side.

加えて、本発明の酵素は従来のスチロールエステル合成
能をもつ酵素とは異なり、非水系での反応速度の方が水
/油2相系より′も大きい、そのたることができる。
In addition, unlike conventional enzymes capable of synthesizing styrene esters, the enzyme of the present invention has a reaction rate that is much higher in a non-aqueous system than in a water/oil two-phase system.

しかも本発明の酵素は耐熱性であるため、より安定であ
り、本発明の条件下での活性の持続期間が長くなってお
り、またセカンダリ−の水酸基からなるエステル結合を
加水分解できるため、ステロールのような立体障害をも
つアルコールをはじめ、種々の基質に作用できる。
Moreover, the enzyme of the present invention is thermostable, so it is more stable and has a longer duration of activity under the conditions of the present invention, and can hydrolyze ester bonds consisting of secondary hydroxyl groups, so it It can act on various substrates, including sterically hindered alcohols such as

また高い基質濃度でも基質阻害がなく、さらにより高い
反応温度を採用できることから溶媒の使用量を少なくす
ることもでき、装置効率の増大が可能となる。
In addition, there is no substrate inhibition even at high substrate concentrations, and since higher reaction temperatures can be used, the amount of solvent used can be reduced, and the efficiency of the apparatus can be increased.

高濃度の基質スラリーを使用することにより、溶解して
いる基質は反応の進行に伴い消費され減少するが、それ
に見合った量の基質が自動的に反応系内に溶解して補給
される。     ・粘度は上昇するがそれにも゛か°
かねらず反応はすみやかに進行する。
By using a highly concentrated substrate slurry, the dissolved substrate is consumed and reduced as the reaction progresses, but a commensurate amount of substrate is automatically dissolved and replenished into the reaction system.・The viscosity increases, but
The reaction always proceeds quickly.

非水系において酵素は溶解せず、懸濁粒子として存在す
るため、反応後、ロカまたは遠心分離により容易に反応
液より分離、回収できる。この回収した酵素はそのまま
次の反応に使用できる。
In a non-aqueous system, the enzyme is not dissolved and exists as suspended particles, so after the reaction, it can be easily separated and recovered from the reaction solution by centrifugation or centrifugation. This recovered enzyme can be used as is for the next reaction.

固定化した酵素についても同様である。固定化酵素を用
いた場合は反応中に容器の壁に付着して基質との接触が
不充分になるという欠点は解消される。
The same applies to immobilized enzymes. When an immobilized enzyme is used, the disadvantage that it adheres to the wall of the container during the reaction, resulting in insufficient contact with the substrate, is overcome.

また基質液と酵素溶液を用いて安定な乳化分散液を調整
する方法には、静置した分散液中の無数の水/油界面を
反応の場とするために、生成した水の移動が制限され、
充分高い合成率が得られないという問題があった。安定
な乳化分散液を調整し静置した水/油界面を反応の場と
するのではな°1・、1]・l く、酵素と基質液を、ta続的に混合・接触反応させ糞
− ることにより、生成する水に動きを与え、基質の疎水性
により、水が反応の場より排除されるのを促進すること
ができる。また継続的混合は酵素の分散、系外への水の
除去にも重要である。
In addition, in the method of preparing a stable emulsified dispersion using a substrate solution and an enzyme solution, the movement of the generated water is restricted because the numerous water/oil interfaces in the stationary dispersion are used as reaction sites. is,
There was a problem that a sufficiently high synthesis rate could not be obtained. Rather than preparing a stable emulsified dispersion and using the water/oil interface as the reaction site, the enzyme and substrate solution are continuously mixed and contacted for reaction. - This gives movement to the water produced, and the hydrophobicity of the substrate can promote the removal of water from the reaction site. Continuous mixing is also important for dispersing enzymes and removing water from the system.

以下の実施例おいては、特記ない場合は、反応は内径3
cm、高さ5cmの内蓋付きネジロガラス瓶を反応容器
く以下反応瓶という)として、20mmx300cpm
の振トウ培養機(いわしや生物科学社製のRMR−9−
20)を用いて、37°Cの恒温室内で行い、基質は以
下のものを使用した。
In the following examples, unless otherwise specified, the reaction was performed using an i.d.
20 mm x 300 cpm as a reaction vessel (hereinafter referred to as a reaction bottle), a screw glass bottle with an inner lid of 5 cm in height.
Shaking culture machine (RMR-9- manufactured by Iwashiya Biological Science Co., Ltd.)
20) in a thermostatic chamber at 37°C, and the following substrates were used.

コレステロール(c h o) ;コレステミール USP、吉川製油社製、オレイン酸
(OA) ;エキストラオレイン#80、日本油脂社製、;シユウ
ドモナス・フルオレセンス・バイオタイプI (No、
1021.1m工研 菌寄第5495号)由来のリパー
ゼ Bla  粉末、 4.2EU/g 7000U/g Bib  粗酵素液、0.78EU/g1300U/m
1 Blc  粉末、1024EU/g 238000U/g ;シユウドモナス・メヒチ力・リポリチカ(微工研 菌
寄第520号)由来のリバ・−ゼMl  粉末、0.1
7EU/g 2160U/g また合成率(A%)はTLC−F I D (イアトロ
スキャン、ヤトロン社N)を用いて、各成分のた。
Cholesterol (cho); Cholestemil USP, manufactured by Yoshikawa Oil Co., Ltd.; Oleic acid (OA); Extra Olein #80, manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.; Pseudomonas fluorescens biotype I (No.
Lipase Bla powder derived from 1021.1m Koken Bokuyori No. 5495), 4.2EU/g 7000U/g Bib Crude enzyme solution, 0.78EU/g 1300U/m
1 Blc powder, 1024 EU/g 238000 U/g; Riba-ze Ml powder derived from Pseudomonas mehitii lipolytica (Feikoken Bacteria No. 520), 0.1
7EU/g 2160U/g The synthesis rate (A%) was determined for each component using TLC-FID (Iatroscan, Yatron Co., Ltd.).

A%=ARs″XI 00/  (ARs+ARc)k
だし、 A% ;面積基準合成率 ARs;生成エステルのピーク面積 ARc;未反応アルコール成分のピーク面積また、既知
濃度の標準溶液を同様に測定することにより、面積基準
合成率(A%)−モル基準合成率(M%)との換算表を
作成した。A%が5゜5%から93,0%の範囲では下
式により近領できた。(相間係数=0.996) M%=0.763XA%+5.31 以下、合成率は特記なき場合はA%で示した。
A%=ARs″XI 00/ (ARs+ARc)k
Dashi, A%; area-based synthesis rate ARs; peak area of the produced ester ARc; peak area of unreacted alcohol component.Also, by measuring standard solutions of known concentrations in the same way, area-based synthesis rate (A%) - molar A conversion table with the standard synthesis rate (M%) was created. When A% was in the range of 5.5% to 93.0%, the following formula was used to obtain a close relationship. (Interphase coefficient = 0.996) M% = 0.763XA% + 5.31 Below, the synthesis rate is expressed in A% unless otherwise specified.

TLC−F I D定量法 採取した反応液約1mlにイソオクタンを添加度チャー
ジする。これを適当な溶媒系、例えばヘキサン/エーテ
ル/蟻酸=56/1410.3の溶媒系で展間し、各成
分を分離する。展開後、100℃で数分乾燥し展間溶媒
を除去した後、イアトロスキャンTH−10により、反
応液中の各脂質成分のピーク面積を求める。
TLC-FID quantitative method Approximately 1 ml of the collected reaction solution is charged with isooctane. This is expanded in a suitable solvent system, such as hexane/ether/formic acid=56/1410.3, to separate each component. After development, after drying at 100° C. for several minutes to remove the developing solvent, the peak area of each lipid component in the reaction solution is determined using IatroScan TH-10.

リパーゼの分解活性は山田らの方法(日農化誌36.8
60−864.1962)に準じ、ポリビニルアルコー
ルを乳化剤としたオリーブ油エマルジョンを基質とし、
pi(=7.0で6o” cで測定、1分間に1Mモル
の脂肪酸を遊離する酵素量を1分解単位(U)とした。
The degrading activity of lipase was determined by the method of Yamada et al.
60-864.1962), using an olive oil emulsion with polyvinyl alcohol as an emulsifier as a substrate,
Measured at 6o''c with pi (=7.0), the amount of enzyme that releases 1M mole of fatty acids per minute was defined as 1 decomposition unit (U).

酵素の合成活性は次のように定義した。標準条件におい
て1分間に18モルのコレステロールオレイン酸エステ
ルを合成する力価を、1合成重位(E U)とした。
The synthetic activity of the enzyme was defined as follows. The potency to synthesize 18 mol of cholesterol oleate per minute under standard conditions was defined as 1 synthesis weight (EU).

標準条件 コレステロール100mg、オレイン酸219mg、イ
ソオクタン 3mlを基質溶液として、合成率(A%)
が20%から60%の間に入るようにO,1M燐酸バッ
ファーに溶解調整した酵素溶液を加え、20mmx30
0cpmの振トウ培養機(いわしや生物科学社製のRM
R−S−20)を用いて37℃で40分間反応させる°
、ただし、低力価の酵素の場合は反応時閉を長くして測
定した。
Standard conditions Synthesis rate (A%) using 100 mg of cholesterol, 219 mg of oleic acid, and 3 ml of isooctane as the substrate solution.
Add an enzyme solution dissolved in O, 1M phosphate buffer so that the concentration is between 20% and 60%, and add it to a 20 mm x 30
0cpm shaking culture machine (RM made by Iwashiya Biological Science Co., Ltd.)
RS-20) at 37°C for 40 minutes.
However, in the case of low titer enzymes, the reaction was closed for a longer time and measured.

実施例1 コレステロール(cho)1.4816g、オレイン酸
(OA)1.6018g、イソオクタン(ioc)10
.0mlからなる基質液を反応瓶第1表 実施例2 酵*81aを各々3mlの0.1Mの燐酸バッファーp
H=7.0 (PBX)にとかして反応瓶に添加した以
外は実施例1と同様にして反応させた。その結果を第2
表に併記した。
Example 1 Cholesterol (cho) 1.4816g, oleic acid (OA) 1.6018g, isooctane (ioc) 10
.. Table 1 Example 2 Fermentation*81a was added to 3 ml of 0.1M phosphate buffer p in each reaction bottle.
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1 except that the mixture was dissolved in H=7.0 (PBX) and added to the reaction bottle. The second result is
Also listed in the table.

実施例1と2の結果から明らかに非水系の方が合成速度
が早いことがわかる。
The results of Examples 1 and 2 clearly show that the non-aqueous system has a faster synthesis rate.

Blaの合成単位は4.2EU/gであるが非水系の条
件で測定した場合は25.IEU/gとなり、2相系に
くらべて約6倍であった。
The synthetic unit of Bla is 4.2 EU/g, but when measured under non-aqueous conditions, it is 25. IEU/g, which was about 6 times that of the two-phase system.

実施例2のNo、1の反応を継続した結果、68時間で
合成率は97.4%であった。2相系でも反応速度は遅
いが最終合成率が充分高くできることがわかる。
As a result of continuing the reaction No. 1 of Example 2, the synthesis rate was 97.4% in 68 hours. It can be seen that even in a two-phase system, although the reaction rate is slow, the final synthesis rate can be sufficiently high.

□+1 耐熱性リパーゼB近”c (1024EU/g)6.3
mgを1 m lのO,IM燐酸バッファーpH=6.
0 (PB8)にとかし、蒸留水およびPB6で洗浄口
力したダウエックス66 1gにくわえ、8′″Cで1
夜振トウし吸着させた。その後8@Cで160μLの2
5%グルタルアルデヒド溶液を加え、10分間振トウし
、20%亜硫酸水素ナトリウム水溶液0.2mlを加え
、10分閏娠トウ後、PB6で洗浄・ロカして固定化酵
素を調製した。
□+1 Heat-stable lipase B near”c (1024EU/g) 6.3
mg to 1 ml of O,IM phosphate buffer pH=6.
In addition to 1 g of Dowex 66 dissolved in 0.0 (PB8) and washed with distilled water and PB6, add 1 g at 8'''C.
It was shaken at night and adsorbed. Then 160 μL of 2 at 8@C
A 5% glutaraldehyde solution was added, the mixture was shaken for 10 minutes, 0.2 ml of a 20% aqueous sodium hydrogen sulfite solution was added, and after 10 minutes of interlocking, the mixture was washed with PB6 and washed to prepare an immobilized enzyme.

上記固定化酵素を反応瓶に入れ、モル比がOA/cho
=3、ioc  10m1の基質液を加え反応させた。
The above immobilized enzyme was placed in a reaction bottle, and the molar ratio was OA/cho.
=3, ioc 10ml of substrate solution was added and reacted.

反応後、反応液をロカにより除去し、回収した固定化酵
素に新たに基質液を加え繰り返し反応させた。このよう
にして行った長期間の繰り返し反応の結果を第3表に示
した。
After the reaction, the reaction solution was removed using a Roca, and a new substrate solution was added to the recovered immobilized enzyme and the reaction was repeated. The results of the long-term repeated reactions carried out in this manner are shown in Table 3.

−:’l 、1.、、l 、+、警 。 表−1−−−
・ この後も更に繰り返しを続け、43回目(調製間の反応
を行ったところ合成率は94.6%であった6 43回目までの累積合成エステル量は18.091 g
 (0,0278モル)であり、合成単位当たり431
Oマイクロモルのエステルが合成できたことになる。
-:'l, 1. ,,l,+,Ko. Table-1---
・After this, the process was continued for the 43rd time (the synthesis rate was 94.6% when the reaction between preparations was carried out).The cumulative amount of synthesized ester up to the 43rd time was 18.091 g.
(0,0278 mol), 431 per synthetic unit
This means that O micromoles of ester have been synthesized.

この結果より、本発明の酵素の固定化は特殊な装置を必
要とせず、スケールアップが容易であること、寿命が長
いこと、酵素当たりの合成量が4310倍と高く経済的
な合成法であることがわかる。
From these results, the immobilization of the enzyme of the present invention does not require special equipment, is easy to scale up, has a long life, and is an economical synthesis method with a high synthesis amount of 4310 times per enzyme. I understand that.

実施例4 別途反応させて得た合成率89.8%の反応液(初発原
料仕込モル比=1.5)を脱溶剤したもの100gとi
 0 c 200 m lを第1図の反応部属し、ガス
吹き込みノズル(6)より窒素ガスを吹き込み反応させ
た。酵素と基質は吹き込んだガスによる循環流により混
合、接触され反応が進行した。エステル合成ににともな
い生成した水は吹き込んだガスに随伴して水蒸気となっ
てガス出口(9)より除去された。水蒸気とともに気化
する10cの大部分は凝縮器(1)で凝縮し、系内に戻
った。窒素ガスに含まれて系外へ除去された10cはそ
の相当量を適宜反応系に補充した。
Example 4 100 g of a reaction solution with a synthesis rate of 89.8% (initial raw material charging molar ratio = 1.5) obtained by separate reaction was desolventized and i
0.0 c 200 ml was placed in the reaction section shown in FIG. 1, and nitrogen gas was blown into it from the gas blowing nozzle (6) to cause a reaction. The enzyme and substrate were mixed and brought into contact by the circulating flow of the blown gas, and the reaction proceeded. Water produced during ester synthesis was removed from the gas outlet (9) as water vapor along with the blown gas. Most of the 10c vaporized together with water vapor was condensed in the condenser (1) and returned to the system. A corresponding amount of 10c contained in the nitrogen gas and removed from the system was replenished into the reaction system as appropriate.

92時間後の合成率は99.9%であった。この結果よ
り、90%程度の反応液からでも耐熱性酵素を用い、継
続的な混合のもと生成した水を除去することにより、本
発明の方法により簡単に充分高い合成率を得られること
がわかる。
The synthesis rate after 92 hours was 99.9%. From this result, it is possible to easily obtain a sufficiently high synthesis rate using the method of the present invention by using a thermostable enzyme and removing the water generated during continuous mixing even from about 90% of the reaction solution. Recognize.

実施例5 実施例4と同じ反応液−(オイル100g、ioc  
200m1)を・第2図の反応装置の反応部(6)に入
れ、培養液を濃縮してえられた粗酵素溶液Bl b (
0,78EU/ml)を50m1添加した。ノズル(1
)より窒素ガスを吹き込みながら攪拌機(7)を用いて
540rpmで攪拌し、反応器全体を45@Cに保ち、
凝縮器上部(2)をアスピレータ−につないで反応系全
体を減圧として反応を行った。水と10Cは窒素ガスの
吹き込みと減圧により蒸気となって気化し、凝縮II 
(3)により凝縮、落下し静置部(4)で水と10Cと
に分離する。液WAより上のfoeは液面差により自動
的に反応系内に還流された。静置部にたまった水は抜き
出しノズル(5)より適宜抜き出した。このようにして
20時間尺応させた0合成率は9・9.8%であった。
Example 5 Same reaction solution as Example 4 (100 g of oil, ioc
200ml) was put into the reaction part (6) of the reaction apparatus shown in Figure 2, and the crude enzyme solution obtained by concentrating the culture solution Blb (
0.78 EU/ml) was added. Nozzle (1
) while blowing nitrogen gas into the reactor at 540 rpm using the stirrer (7), keeping the entire reactor at 45@C,
The upper part (2) of the condenser was connected to an aspirator, and the reaction was carried out under reduced pressure in the entire reaction system. Water and 10C are evaporated into steam by blowing nitrogen gas and reducing pressure, and condensation II
(3), it condenses and falls, and is separated into water and 10C in the stationary section (4). Foe above the liquid WA was automatically refluxed into the reaction system due to the difference in liquid level. The water accumulated in the stationary part was appropriately extracted from the extraction nozzle (5). The 0 synthesis rate after 20 hours of reaction in this manner was 9.9.8%.

実施例6 第4表に示すアルコール成分0.258ミリモル、酸成
分0.776ミリモル、joc3mlを基質液として反
応瓶に入れ、Blc3.6mgをPH18mlにとかし
た酵素溶液を添加して反応を行った。基質基、反応時間
、合成率を第4表に示した。なお使用した記号は実施例
7中で説明する。
Example 6 0.258 mmol of the alcohol component, 0.776 mmol of the acid component, and 3 ml of joc shown in Table 4 were placed in a reaction bottle as a substrate solution, and an enzyme solution prepared by dissolving 3.6 mg of Blc in a pH of 18 ml was added to carry out a reaction. . Table 4 shows the substrate groups, reaction times, and synthesis rates. The symbols used will be explained in Example 7.

第4表 実施例7 第5表に示したアルコール成分0.258ミリモル、酸
成分のうちグリセライドは0.258ミリモル、オレイ
ン酸メチルの場合は0.516ミリモル、および10C
・3ml・を基質液として反応瓶に入れ、Blc  −
3,6mgt−PH18m1にとかした酵素溶液を添加
して反応を行った。
Table 4 Example 7 0.258 mmol of the alcohol component shown in Table 5, 0.258 mmol of glyceride among the acid components, 0.516 mmol of methyl oleate, and 10C
・Pour 3 ml as a substrate solution into a reaction bottle, and add Blc −
A reaction was carried out by adding an enzyme solution dissolved in 3.6 mgt-PH18ml.

基質基、反応時間、合成率を第5表に示した。Table 5 shows the substrate groups, reaction times, and synthesis rates.

、第5表 式により合成率を求めた。, Table 5 The synthesis rate was calculated using the formula.

反応式は CO+X−+CX+CO+ch。The reaction formula is CO+X-+CX+CO+ch.

ただし、第4.5表中で新たに使用した記号を下記に示
す。
However, the symbols newly used in Table 4.5 are shown below.

SA;ステアリン酸 isA;イソステアリン酸(エメリー社製)Cap、A
;カプリン酸 Pro、A;プロピオン酸 0、alc;オレイルアルコール )IPA ;αヒドロキシパルミチン酸S、alc;ス
テアリルアルコール Lau、a;ラウリルアルコール Nにエヌジェコール200A (新日本理化社81) LAHH;ラノリンアルコールHH (吉川製油社81) CO;コレステロールオレイン酸エステルC,Pro;
コレステロールプロピオン酸エステル 0、oil;オリーブ油 Ta1l;牛脂 MO;オレイン酸メチルエステル 実施例6.7の結果より本発明の酵素がステロール、飽
和または不飽和高級アルコール、分枝アルコール、これ
らの混合物、ステロールエステルなどの各種基質をアル
コール成分とし、また各種脂肪酸、グリセライド、脂肪
酸エステルなどを酸成分としてエステル合成(直接エス
テル合成、アルコリシス、アシドリシス)できることが
わかる。
SA; stearic acid isA; isostearic acid (manufactured by Emery) Cap, A
; Capric acid Pro, A; Propionic acid 0, alc; Oleyl alcohol) IPA; α-hydroxypalmitic acid S, alc; Stearyl alcohol Lau, a; (Yoshikawa Oil Co., Ltd. 81) CO; Cholesterol oleate C, Pro;
Cholesterol propionate ester 0, oil; Olive oil Ta1l; Beef tallow MO; Oleic acid methyl ester From the results of Example 6.7, the enzyme of the present invention can contain sterols, saturated or unsaturated higher alcohols, branched alcohols, mixtures thereof, and sterol esters. It can be seen that ester synthesis (direct ester synthesis, alcoholysis, acidolysis) can be performed using various substrates such as alcohol components and various fatty acids, glycerides, fatty acid esters, etc. as acid components.

Σご− cho  1.4616g−オリーブ油 1.661g
、ioc  10m1を基質液として反応瓶に入れ、B
ib  8.4mlを添加して反応させた。20時間後
のコレステロールオレイン酸エステルの合成率は91.
8%であり、オリーブ油は完全に分解していた。大きな
基質比でもオリーブ油を用いてエステル交換が出来るこ
とがわかる。
Σgo-cho 1.4616g-olive oil 1.661g
, ioc 10ml was put into a reaction bottle as a substrate solution, and B
8.4 ml of ib was added and reacted. The synthesis rate of cholesterol oleate after 20 hours was 91.
8%, and the olive oil was completely decomposed. It can be seen that transesterification is possible using olive oil even at a large substrate ratio.

実施例9 実施例1と同様の基質液を用いて、Bla  300 
m gを反応瓶にいれ、反応温度を37°Cまたは60
0Cで4時間反応させた。その結果は37″Cで44.
5%、60@Cで78.3%であった・ 高い反応温度でも効率よく反応でき、反応速度を大きく
できることがわかる。
Example 9 Using the same substrate solution as in Example 1, Bla 300
m g into a reaction bottle and set the reaction temperature to 37°C or 60°C.
The reaction was carried out at 0C for 4 hours. The result was 44.
5% and 78.3% at 60@C. It can be seen that the reaction can be performed efficiently even at high reaction temperatures, and the reaction rate can be increased.

″実施例10 cho  1.4616g、OA  1.6016g、
ioc  10m1を基質液として反応瓶に入れBla
  2150mgを添加して200時間反応せた。20
時間後の合成率は98.0%であった。反応液を静置後
、上清をロカし、懸濁している酵素を分離し反応瓶のな
かに戻した。
``Example 10 cho 1.4616g, OA 1.6016g,
Put 10ml of ioc into a reaction bottle as a substrate solution and add Bla
2150 mg was added and reacted for 200 hours. 20
The synthesis rate after hours was 98.0%. After the reaction solution was allowed to stand still, the supernatant was poured, the suspended enzyme was separated, and the supernatant was returned to the reaction bottle.

反応瓶に1回目と同じ基質液を入れ、同様に反応させた
。2回目の合成率は93.6%であった。
The same substrate solution as in the first reaction was put into the reaction bottle, and the reaction was carried out in the same manner. The second synthesis rate was 93.6%.

この結果より、非水系の反応では酵素は懸濁粒子になっ
ており、ロカにより簡単に反応液より分離でき、しかも
活性も保存されており再使用の可能なことが判る。
This result shows that in non-aqueous reactions, enzymes are suspended particles, which can be easily separated from the reaction solution using Roca, and their activity is preserved, making it possible to reuse them.

実施例11 cho  1.4616g、OA  1.6016リバ
ーゼ(Ml)を500mg加えて116時間反応させた
0合成率は93.9%であった。
Example 11 1.4616 g of cho and 500 mg of OA 1.6016 reverse (Ml) were added and reacted for 116 hours. The 0 synthesis rate was 93.9%.

(発明の効果) これらの例から本発明の方法により耐熱性の酵素を用い
た場合、活性の持続時間が長くなり、単位酵素当たり、
単位時間当たり、単位装置当りの合成量を飛躍的に大き
くできることは明らかである。
(Effect of the invention) From these examples, when a thermostable enzyme is used according to the method of the present invention, the duration of activity becomes longer, and per unit enzyme,
It is clear that the amount of synthesis per unit time and per unit device can be dramatically increased.

非水系で用いた場合、本発明の酵素は水/油2相系より
も大きい反応速度を示し、加えて反応系より生成する水
を連続的に除去してやることにより、反応の平衡を更に
合成側に進めることができ、短い時間でより高い最終合
成率を得られることができる。
When used in a nonaqueous system, the enzyme of the present invention exhibits a higher reaction rate than in a water/oil two-phase system, and in addition, by continuously removing the water produced from the reaction system, the reaction equilibrium is further shifted toward the synthesis side. It is possible to proceed further and obtain a higher final synthesis rate in a shorter time.

耐熱性酵素であるので、反応温度を高くすることができ
、それによって高い反応速度を得ることができ、また溶
媒の使用量を低減で倉る。
Since it is a thermostable enzyme, the reaction temperature can be raised, thereby achieving a high reaction rate and reducing the amount of solvent used.

更に本発明によれば直接のエステル合成だけでなくエス
テル交換反応も行うことができ、グリセライド、脂肪酸
低級アルコールエステルなどの分解力も強いので各種の
基質を原料として利用できる。
Furthermore, according to the present invention, not only direct ester synthesis but also transesterification can be carried out, and various substrates can be used as raw materials because it has a strong decomposition power for glycerides, fatty acid lower alcohol esters, etc.

このことは化学的分解によって熱的劣化を受けていない
天然油脂由来の脂肪酸のエステルを簡単に得られること
を意味しており、経済的な意味は大きい。
This means that fatty acid esters derived from natural fats and oils that have not been thermally degraded by chemical decomposition can be easily obtained, and this has great economic significance.

本発明の酵素は分校化合物をはじめとして広い範囲の基
質への親和性を持っており、またセカンダリ−アルコー
ルに対する活性も持つので、各種のエステル合成に゛応
、゛用できる。
The enzyme of the present invention has affinity for a wide range of substrates including branching compounds, and also has activity against secondary alcohols, so it can be used in various ester syntheses.

、−1 また固定化も11であり、固定化により構造が安定化す
るためにより長寿命であり、スケールアップにも特殊な
装置を必要としない。
, -1 Furthermore, the immobilization is also 11, and since the structure is stabilized by immobilization, it has a longer life and does not require special equipment for scale-up.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の方法で使用される反応器の模式図で
ある。 1、凝縮器    2.蓋 3、直胴部    41円錐部 δ、内II      6.ガス吹き込みノズル7、ガ
ス分散板  88反応部 9、ガス出口 第2図は、本発明の方法で使用される反応器の模式図で
ある。 1、ガス吹き込みノズル   2.凝縮器上部特許出願
人 工業技術院長 飯塚 幸三(m1名) 図面の浄書(内容に変更なし) 第1図 第2図 手続補打止動式)    8 1 事件の表示 昭和63年特許願第45068号 2 発明の名称 (114)工業技術院長 飯 塚 幸 三4 指定代理
人 茨木県つくば市東1丁目1番3号 工業技術院微生物工業技術試験所長 鈴木智雄 5 復代理人 − 大阪市東区羊野町2の10 沢の鶴ビル昭和63年5月
31日 7 補正の対象 補正の内容 図面の浄書(内容に変更なし) 別紙添付の通り  。
FIG. 1 is a schematic diagram of a reactor used in the method of the invention. 1. Condenser 2. Lid 3, straight body part 41 conical part δ, inner II 6. Gas blowing nozzle 7, gas distribution plate 88, reaction section 9, gas outlet FIG. 2 is a schematic diagram of a reactor used in the method of the present invention. 1. Gas blowing nozzle 2. Condenser upper part patent applicant Kozo Iizuka (m1 person), director of the Agency of Industrial Science and Technology Engraving of drawings (no changes to the contents) Figure 1 Figure 2 Procedure Supplementary stroke stationary type) 8 1 Indication of incident Patent Application No. 45068 of 1988 2 Name of the invention (114) Director of the Agency of Industrial Science and Technology Kozo Iizuka 4 Designated Agent 1-1-3 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Tomoo Suzuki Director of the Microbial Technology Laboratory, Agency of Industrial Science and Technology 5 Sub-Agent - 2 Yotsuno-cho, Higashi-ku, Osaka City No. 10 Sawanotsuru Building May 31, 1988 7 Target of amendment Contents of the amendment Engraving of the drawing (no change in content) As attached.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 耐熱性でセカンダリーの水酸基からなるエステル結合を
加水分解できるシユウドモナス属由来のリパーゼから選
択される酵素を用いて、アルコール成分と酸成分を含む
基質液を、上記酵素と継続的に混合・接触反応させ脂肪
酸エステルを合成することを特徴とする脂肪酸エステル
の合成法。
Using an enzyme selected from lipases derived from the genus Pseudomonas that is heat-resistant and capable of hydrolyzing ester bonds consisting of secondary hydroxyl groups, a substrate solution containing an alcohol component and an acid component is continuously mixed and contacted with the enzyme. A method for synthesizing fatty acid esters, characterized by synthesizing fatty acid esters.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6709688B1 (en) * 1999-04-19 2004-03-23 Norsk Hydro Asa Pigment
US6989456B2 (en) 2000-09-27 2006-01-24 Ikeda Food Research Co., Ltd. Process for producing edible sterol fatty acid esters
JP2010535764A (en) * 2007-08-08 2010-11-25 イーストマン ケミカル カンパニー Esters of long-chain alcohols and methods for their production

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