JPH01252294A - 不飽和脂肪酸エステルの濃縮方法 - 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〕 本発明は不飽和脂肪酸エステルの濃縮方法に関するもの
である。

〔従来の技術〕

不飽和脂肪酸の中でもＴ−リルン酸、アラキドン酸、エ
イコサペンクエン酸、ドコサヘキサエン酸などは、プロ
スタグランジンやトロンボキサンなどとの関連において
その生理活性作用が研究されており、各種成人病治療薬
や予防薬として注目されている。

ところで、これらの不飽和脂肪酸は、天然脂質中にグリ
セリドの状態で含まれているが、天然脂質を構成する脂
肪酸は、上記の不飽和脂肪酸のほか、オレイン酸やリノ
ール酸などの他の不飽和脂肪酸やパルミチン酸、ステア
リン酸などの飽和脂肪酸を含む混合物からなるため、こ
の混合物より上述の如き特定の不飽和脂肪酸を選択的に
分離濃縮する必要がある。

不飽和脂肪酸を濃縮する方法には、今日まで数多く知ら
れているが、このうち特に有効な方法として天然脂質を
一旦低級１価アルコールのエステルとし、このエステル
を出発原料として不飽和脂肪酸の濃縮を図る方法がある
。

このような低級１価アルコールエステルの濃縮方法とし
ては、（イ）クロマトグラフによる方法、（ロ）溶剤分
別による方法、（ハ）尿素付加物による方法、（ニ）油
脂加水分解酵素（以下、リパーゼという）を使用する方
法（特開昭５９−１４７９３号公報）などが知られてい
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記公知の濃縮方法は、前記したＴ−リ
ルン酸、アラキドン酸などの特定の不飽和脂肪酸を選択
的に濃縮しうるちのとはいえず、そのうえ以下の如き欠
点があった。

すなわち、前記のくイ）および（ロ）の方法は、大量の
有機溶剤を使用する必要があり、有機溶剤の回収を行わ
なければならない点で充分なものではなかった。また、
（ハ）の方法は、高濃度の不飽和脂肪酸エステルが得ら
れるものの、多量の尿素やメタノールなどの有機溶剤を
必要とし、反応液中からの不飽和脂肪酸エステルの回収
が容易でなかった。

さらに、（ニ）の方法は、高度不飽和脂肪酸エステルが
リパーゼにより加水分解作用を受は難いというリパーゼ
の特異的反応性を利用した濃縮方法であるが、生成した
遊離脂肪酸と高度不飽和脂肪酸エステルとの分離に際し
、遊離脂肪酸を中和したうえで高度不飽和脂肪酸エステ
ルを大量のヘキサンなどの有機溶剤で抽出しなければな
らず、有機溶剤の回収を行わなければならない点でやは
り充分なものではなかった。

本発明は、上記の事情に鑑み、前記したγ−リルン酸、
アラキドン酸などの不飽和脂肪酸を含む脂肪酸混合物の
低級１価アルコールエステルよりなる脂肪酸エステルを
用いて、上記特定の不飽和脂肪酸（のエステル）を上述
の如き問題をきたすことなく、つまり大量の有機溶剤を
用いることなく、効率良く濃縮する方法を提供すること
を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記の目的を達成するために、まず不飽
和脂肪酸の種類によるリパーゼの作用度合の相違につき
検討した結果、炭素−炭素二重結合に関与する炭素原子
のうちカルボキシル基側に最も近い炭素原子がカルボキ
シル基の炭素原子から数えて何番目の炭素原子となるか
により（以−ド、ｎ番目の炭素原子となる不飽和脂肪酸
を八〇の位置に二重結合を有する不飽和脂肪酸という）
、リパーゼの作用度合が相違し、特にΔ９の位置に二重
結合を有するオレイン酸、リノール酸、α−リルン酸な
どの不飽和脂肪酸のグリセリドに対しては、ステアリン
酸などの飽和脂肪酸のグリセリドに対するのと同様に、
よく作用するが、Δ４゜Δ５またはΔ６の位置に二重結
合を有する前記γ−リルン酸、アラキドン酸などの不飽
和脂肪酸のグリセリドに対しては、わずかしか作用しな
いことを見い出した。

この知見をもとにさらに検討を加えた結果、不飽和脂肪
酸の種類による上記リパーゼの特異的反応性は、油脂の
加水分解だけでなく、リパーゼを用いたエステル交換反
応の場合にも同様に認められ、この特異的反応性を利用
すれば、本発明の目的とするγ−リルン酸、アラキドン
酸などの特定の不飽和脂肪酸（のエステル）の濃縮を容
易に達成しうるちのであることを知り、遂に本発明を完
成するに至った。

すなわち、本発明は、Δ４．Δ５．Δ６のいずれかの位
置に二重結合を有する炭素数１８以上の不飽和脂肪酸を
含む脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルよりな
る脂肪酸エステルと多価アルコールとをリパーゼにより
エステル交換させたのち、未反応の脂肪酸エステルを回
収することを特徴とする不飽和脂肪酸エステルの濃縮方
法に係るものである。

このように、本発明においては、Δ４．Δ５゜Δ６のい
ずれかの位置に二重結合を有する前記γ−リルン酸、ア
ラキドン酸などの炭素数１８以上の不飽和脂肪酸の低級
１価アルコールエステルが、上記以外の不飽和脂肪酸た
とえばΔ９の位置に二重結合を有する前記オレイン酸、
リノール酸などの不飽和脂肪酸やパルミチン酸、ステア
リン酸などの飽和脂肪酸の低級１価アルコールエステル
に較べて、リパーゼによるエステル交換反応つまり加水
分解およびエステル化反応を受けにくいという性質を利
用して、まずこれら低級１価アルコールエステルの混合
物としての脂肪酸エステルと多価アルコールとをリパー
ゼによりエステル交換させることにより、後者の不飽和
脂肪酸や飽和脂肪酸の低級１価アルコールエステルを主
として多価アルコールエステルに変換させ、前者の不飽
和脂肪酸の低級１価アルコールエステルはこれを主とし
て未反応物として残存させる。

つぎに、このエステル交換反応後、生成した多価アルコ
ールエステルと未反応の低級１価アルコールエステルと
を分離する。この分離は、分子蒸留、水蒸気蒸留、イオ
ン交換樹脂、溶剤抽出などによって、前記従来の如き多
量の有機溶剤を必要とすることなく容易に行うことがで
き、このように分離回収された低級１価アルコールエス
テルよりなる脂肪酸エステルは、上記の説明にてもはや
明らかなように、前記したΔ４．Δ５．Δ６のいずれか
の位置に二重結合を有する不飽和脂肪酸エステルがエス
テル交換前の脂肪酸エステルに比しより高濃度で含まれ
ている。すなわち、リパーゼを用いたエステル交換反応
後の上記分離操作により、本発明の目的とする不飽和脂
肪酸エステルの濃縮が簡単に実現されるのである。

〔発明の構成・作用〕

本発明においては、まずΔ４．Δ５．Δ６のいずれかの
位置に二重結合を有する炭素数１８以上の不飽和脂肪酸
を含む脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルより
なる脂肪酸エステルを調製する。これの調製は、たとえ
ば上記の脂肪酸混合物のグリセリドからなる脂質と低級
１価アルコールとを常法により反応させればよい。

Δ４．Δ５．Δ６のいずれかの位置に二重結合を有する
炭素数１８以上の不飽和脂肪酸としては、ドコサペンク
エン酸、ドコサヘキサエン酸くいずれもΔ４の位置に二
重結合を有する不飽和脂肪酸）、エイコサトリエン酸、
アラキドン酸、エイコサペンタエン酸（いずれもΔ５の
位置に二重結合を有する不飽和脂肪酸）、ペトロセリン
酸、γ−リノール酸、γ−リルン酸、オクタデカテトラ
エン酸（いずれもΔ６の位置に二重結合を有する不飽和
脂肪酸）などがある。

これら不飽和脂肪酸を含有する脂肪酸混合物のグリセリ
ドからなる脂質としては、魚油、鯨油などの海産動物油
や、月見草、ユキノシタ、ルリジシャ、パセリ、コリア
ンダー、黒スグリ、赤スグリなどの種子油や、クロレラ
属、スピルリナ属、ポルフィリゾイウム属などの藻類か
ら得られる脂質や、ミドリ虫などの原生動物から得られ
る脂質や、カニンガメラ属、フィコミセス属、ロドスボ
リデイウム属、エントモフトラ属、コニデイオボラス属
などの微生物より得られる脂質などが挙げられる。

また、上記の脂質と反応させる低級１価アルコールとし
ては、メタノール、エタノール、プロパツール、ブタノ
ールなどが挙げられる。

本発明においては、このような脂肪酸混合物の低級１価
アルコールエステルよりなる脂肪酸エステルと多価アル
コールとをリパーゼによりエステル交換させる。この方
法は、上記の脂肪酸エステルとリパーゼ水溶液と多価ア
ルコールとを混合し乳化状態でエステル交換させる方法
、上記の脂肪酸エステルとリパーゼを含む多価アルコー
ル水溶液とを多孔性の膜を介して接触させてエステル交
換させる方法など、リパーゼによりエステル交換しうる
方法であればよい。

このようなエステル交換反応に用いるリパーゼは、Δ４
．Δ５．八６のいずれかの位置に二重結合を有する不飽
和脂肪酸に対して作用の少ないものとして、微生物、動
物起源のものを使用することができる。

微生物由来のリパーゼとしては、リゾプス・キネンシス
（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ　ｃｈｉｎｅｎｓｉｓ）由来のリパ
ーゼ、リゾプス・デレマー（Ｒｈｉｚｏｐｕｓ　ｄｅｌ
ｅｍａｒ）由来のリパーゼ、キャンデイダ・シリンドラ
ツセ（Ｃａｎｄｉｄａｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）由来の
リパーゼ、ジオトリクム・キャンデイダム（Ｇｅｏｔｒ
ｉｃｈｕｍ　ｃａｎｄｉｄｕｍ）由来のリパーゼ、ペニ
シリウム・サイクロピューム（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ
　ｃｙｃｌｏｐｉｕｍ）由来のリパーゼ、ムコール・ミ
イヘイ（閃ｕｃｏｒ　ｍ１ｅｈｅｉ）由来のリパーゼ、
アスペルギルス・ニガー（八ｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ　ｎ
１ｃｅｒ）由来のリパーゼなどがある。また、動物由来
のリパーゼとしては、ヒト、ブタ、ウシなどの膵臓リパ
ーゼが挙げられる。

これらリパーゼの使用量は、リパーゼの種類やエステル
交換の方法により異なるが、通常は１ｇの脂質に対し１
０〜１，０００国際単位（ＩＵ）、好ましくは５０〜５
００１Ｕである。この使用量が過少では反応が充分に進
行せず、過多となっても反応の進行に大きな影響を与え
ず経済的に不利である。

なお、国際単位（ＩＵ）は、リパーゼ活性を有する酵素
が最適反応条件（温度、ｐｈ）においてオリーブ油を加
水分解し、１分間に１マイクロモル当量の脂肪酸を遊離
する活性をＩＩＵとするものである。

また、エステル交換用の多価アルコールとしては、エチ
レングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオー
ルなどの２価のアルコール、グリセリンなどの３価のア
ルコール、ペンタエリスリトールなどの４価のアルコー
ルなどがある。

これら多価アルコールの使用量としては、エステル交換
の方法や目的とする不飽和脂肪酸の含有量などにより異
なるため、これらに応して適宜法めればよい。たとえば
前記の脂肪酸エステルとリパーゼ水溶液と多価アルコー
ルとを混合し乳化状態でエステル交換させる方法では、
脂質に対して重量基準で０．５〜１００倍量、好ましく
は１〜５０倍量とするのがよい。多価アルコールが過少
ではエステル交換反応の進行が遅くなり、過多となって
も反応の進行状態には大きな変化はなく経済的に不利で
ある。

エステル交換に際しての反応温度および反応時間は、使
用するリパーゼの種類および使用量により適宜決定され
るが、反応時間としては、通常２〜４８時間とするのが
よい。反応時間が短すぎるとエステル交換反応が充分に
進行せず、長くなりすぎてもエステル交換は定常状態に
近づき反応速度が遅くなるため、いずれも好ましくない
。

本発明においては、このようなエステル交換を行ったの
ち、生成した多価アルコールエステルと未反応の低級１
価アルコールエステルよりなる脂肪酸エステルとの混合
物から、上記未反応の脂肪酸エステルを分離する。この
分離は、既述のとおり、分子蒸留による方法、水蒸気蒸
留による方法、イオン交換樹脂を用いる方法、溶剤抽出
による方法、またはこれらを組み合わせた方法などによ
り、容易に行える。

このようにして分離回収された未反応の脂肪酸エステル
には、Δ４．Δ５．Δ６のいずれかの位置に二重結合を
有する不飽和脂肪酸エステルがエステル交換前のものに
較べてかなり高濃度で含まれている。つまり、上述の操
作により本発明の目的とする不飽和脂肪酸エステルの濃
縮が達成されるのである。。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の方法によれば、Δ４゜Δ５．Δ
６のいずれかの位置に二重結合を有する不飽和脂肪酸エ
ステルを、従来のような多量の有機溶剤を用いることな
く、簡単な操作で効率良く濃縮できるから、医薬品原料
や健康食品原料などの用途に適した不飽和脂肪酸エステ
ルを従来に比し有利に提供することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を記載してより具体的に説明する
。

実施例１ 脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルとして、い
わし油〔山桂産業■製〕を、触媒としてソデイウムメチ
ラートを使用する常法によりメチルエステル化したのち
、蒸留した脂肪酸メチルエステルを使用した。

この脂肪酸メチルエステルの脂肪酸組成を第１表に示し
た。なお、第１表中、脂肪酸の種類を示す各符号は、つ
ぎのとおりであり、符号中の前者の数字は炭素数を、後
者の数字は二重結合の数を、それぞれ表している。

１６二〇・・・パルミチン酸（飽和脂肪酸）まず、５０
　ｍ　（！のスクリュー管に２ｇの上記いわし油由来の
脂肪酸メチルエステルと２ｃｍのテフロン製撹拌子を入
れ、これを酵素反応装置（松本製作所製、ＭＳ−５０型
）に入れて回転撹拌しながら３７℃で約３０分間保温し
た。つぎに、キャンデイダ・シリンドラツセ（Ｃａｎｄ
ｉｄａ　ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）由来のリパーゼ（泡
糊産業■製、商品名リパーゼＯＦ）が、２００ＩＵ／ｇ
となるように調整した９０重量％グリセリン水溶液を１
０ｇ加えて２時間エステル交換反応を行った。

反応終了後、リパーゼを失活させるため沸騰水中で約２
０分間加熱したのち、ｎ−ヘキサンで反応混合物を抽出
することにより１．９ｇの反応混合物を回収した。つい
で、直径ｌ　ｃｍのカラムに２５ｇのシリカゲルを充填
したカラムを用い、展開溶剤としてクロロホルムを使用
して、上記の反応混合物約２５Ｏｎ＋ｇを分離し、未反
応の脂肪酸メチルエステル１５５■を回収した。

このようにして得た未反応の脂肪酸メチルエステルの脂
肪酸組成を第１表に示した。この表より、Δ５の位置に
二重結合を有するエイコサペンクエン酸、Δ４の位置に
二重結合を有するドコサペンクエン酸およびドコサヘキ
サエン酸の各エステルが、有効に濃縮されていることが
判る。

実施例２ 脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルとして、実
施例１で使用した、いわし油由来の脂肪酸メチルエステ
ルを使用した。

まず、５ＱｍＡのスクリュー管に２ｇの上記いわし油由
来の脂肪酸メチルエステルと２ｃｍのテフロン製撹拌子
を入れ、これを酵素反応装置（松本製作所槽、ＭＳ−５
０型）に入れて回転撹拌しながら３７℃で約３０分間保
温した。つぎに、キャンデイダ・シリンドラッセ（Ｃａ
ｎｄｉｄａ　ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）由来のリパーゼ
（泡糊産業側製、商品名リバーゼＯＦ）が、２００１Ｕ
／ｇとなるように調整した９０重量％グリセリン水溶液
を１０ｇ加えて５時間エステル交換反応を行った。

反応終了後、リパーゼを失活させるため沸騰水中で約２
０分間加熱したのち、ｎ−ヘキサンで反応混合物を抽出
することにより１．９ｇの反応混合物を回収した。つい
で、直径ｌ　ｃｒｎのカラムに２５ｇのシリカゲルを充
填したカラムを用い、展開溶剤としてクロロホルムを使
用して、上記の反応混合物約２３０ｍｇを分離し、未反
応の脂肪酸メチルエステル１３５■を回収した。

このようにして得た未反応の脂肪酸メチルエステルの脂
肪酸組成を第１表に示した。この表より、実施例１の場
合と同様の良好な濃縮結果が得られていることが判る。

実施例３ 脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルとして、実
施例１で使用した、いわし油由来の脂肪酸メチルエステ
ルを使用した。

まず、５０ｍβのスクリュー管に２ｇの上記いわし油由
来の脂肪酸メチルエステルと２ｃｆｆＩのテフロン製撹
拌子を入れ、これを酵素反応装置（松本製作所槽、ＭＳ
−５０型）に入れて回転撹拌しながら３７℃で約３０分
間保温した。つぎに、キャンデイダ・シリンドラッセ（
Ｃａｎｄｉｄａ　ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）由来のリパ
ーゼ（泡糊産業■製、商品名リパーゼＯＦ）が、２００
１Ｕ／ｇとなるように調整した９０重量％グリセリン水
溶液をＬｏｇ加えて２０時間エステル交換反応を行った
。

反応終了後、リパーゼを失活させるため沸騰水中で約２
０分間加熱したのち、ｎ−ヘキサンで反応混合物を抽出
することにより１．８ｇの反応混合物を回収した。つい
で、直径ｌ　ｃｍのカラムに２５ｇのシリカゲルを充填
したカラムを用い、展開溶剤としてクロロホルムを使用
して、上記の反応混合物約１６０ｎｗを分離し、未反応
の脂肪酸メチルエステル１０４ｍｇを回収した。

このようにして得た未反応の脂肪酸メチルエステルの脂
肪酸組成を第１表に示した。この表より、実施例１．２
の場合と同様の良好な濃縮結果が得られていることが判
る。

実施例４ 脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルとして、い
わし油（山桂産業■製）を、触媒としてソデイウムエチ
ラートを使用する常法によりエチルエステル化したのち
、蒸留した脂肪酸エチルエステルを使用した。この脂肪
酸エチルエステルの脂肪酸組成を第１表に示した。

まず、２７！の四ツ目フラスコに２００ｇの上記いわし
油由来の脂肪酸エチルエステルを入れ、窒素ガス気流下
、湯浴中で撹拌しながら３５℃で約３０分間保温した。

つぎに、キャンデイダ・シリンドラツセ（Ｃａｎｄｉｄ
ａ　ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）由来のリパーゼ（泡糊産
業■製、商品リパーゼＯＦ）を４００ＩＵ／ｇとなるよ
うに調整した９０重量％グリセリン水溶液を１，０００
ｇ加えて２０時間エステル交換反応を行った。

反応終了後、リパーゼを失活させるため湯浴温度を約８
５℃に上昇させ約２０分間加熱したのち、温水５００　
ｍ　１２を加え、分液ロートに移して分層させ、反応混
合物１９０ｇを回収した。ついで、この反応混合物を減
圧蒸留して、未反応の脂肪酸エチルエステルを分離した
。

このようにして得た未反応の脂肪酸エチルエステルの脂
肪酸組成を第１表に示した。この表より、実施例１〜３
の場合と同様の良好な濃縮結果が得られていることが判
る。

実施例５ 脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルとして、ル
リジシャ油を、触媒としてソデイウムメチラートを使用
する常法によりメチルエステル化したのち、蒸留した脂
肪酸メチルエステルを使用した。この脂肪酸メチルエス
テルの脂肪酸組成を第１表に示した。

ます、５０ｍ１のスクリュー管に２ｇの上記ルリジシャ
油由来の脂肪酸メチルエステルと２ｃｍのテフロン製撹
拌子を入れ、これを酵素反応装置（松本製作断裂、ＭＳ
−５０型）に入れて回転撹拌しながら３７℃で約３０分
間保温した。つぎに、キャンデイダ・シリンドラツセ（
Ｃａｎｄｉｄａ　ｃｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）由来のリパ
ーゼ（泡糊産業■製、商品名リパーゼＯＦ）が、２００
１Ｕ／ｇとなるように８用型した９０重量％グリセリン
水溶液を１０ｇ加えて２時間エステル交換反応を行った
。

反応終了後、リパーゼを失活させるため沸騰水中で約２
０分間加熱したのち、ｎ−ヘキサンで反応混合物を抽出
することにより１．９ｇの反応混合物を回収した。つい
で、直径１ｃｆｆｌのカラムに２５ｇのシリカゲルを充
填したカラムを用い、展開溶剤としてクロロホルムを使
用して、上記の反応混合物約２００■を分離し、未反応
の脂肪酸メチルエステル１１５■を回収した。

このようにして得た未反応の脂肪酸メチルエステルの脂
肪酸組成を第１表に示した。この表よりΔＧの位置に二
重結合を有するＴ−リルン酸が、有効に濃縮されている
ことが判る。

以上の結果から、本発明の方法を用いることにより、Δ
４．Δ５．Δ６のいずれかの位置に二重結合を有する不
飽和脂肪酸エステルを効率よく濃縮できるものであるこ
とが明らかである。

特許出願人　　日本油脂株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）炭素−炭素二重結合に関与する炭素原子のうちカ
   ルボキシル基側に最も近い炭素原子がカルボキシル基の
   炭素原子から数えて４番目、５番目、６番目のいずれか
   の炭素原子となる炭素数１８以上の不飽和脂肪酸を含む
   脂肪酸混合物の低級１価アルコールエステルよりなる脂
   肪酸エステルと多価アルコールとを油脂加水分解酵素に
   よりエステル交換させたのち、未反応の脂肪酸エステル
   を回収することを特徴とする不飽和脂肪酸エステルの濃
   縮方法。