JPH03127992A - Production of fatty acid ester - Google Patents

Production of fatty acid ester

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JPH03127992A
JPH03127992A JP1263766A JP26376689A JPH03127992A JP H03127992 A JPH03127992 A JP H03127992A JP 1263766 A JP1263766 A JP 1263766A JP 26376689 A JP26376689 A JP 26376689A JP H03127992 A JPH03127992 A JP H03127992A
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fatty acid
carrier
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Abstract

PURPOSE:To decrease the free fatty acid content in an ester after reaction by reacting a fatty acid with an alcohol in the presence of an immobilized lipase. CONSTITUTION:An ester is produced by reacting a fatty acid with an alcohol. The above process is carried out by reacting in the presence of an immobilized lipase having an anion-exchange group on the carrier surface and then in the presence of a lipase immobilized to a hydrophobic carrier free from anion exchange group on the carrier surface. The lipase used in the above process is an enzyme capable of bonding an acyl-enzyme (R-COO-E) or (R-COS-E) by bonding a fatty acid (R-COOH) with an enzyme (HO-E) or (HS-E) and any kind of enzyme such as phospholipase, lipoprotein lipase, protease, etc., can be used provided that the enzyme has the above function. The immobilized lipase can be prepared by contacting a lipase solution with an anion exchange material or a hydrophobic carrier.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油化学工業、食品工業、医薬品工業の基礎素
材である脂肪酸エステルを製造するに際して、未反応の
脂肪酸をできるだけ減少させるための固定化リパーゼを
用いた脂肪酸エステルの製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to fixation in order to reduce unreacted fatty acids as much as possible when producing fatty acid esters, which are basic materials for the oil chemical industry, food industry, and pharmaceutical industry. The present invention relates to a method for producing fatty acid ester using chemical lipase.

〔従来技術及びその問題点〕[Prior art and its problems]

高酸側部、グリセリン及び陰イオン交換体に固定化した
リパーゼを含む反応液を用いて水分含量3$以下にて反
応を行ない、モノグリセライド高含有物を生産する方法
(特公昭62−51593号)があるが。
A method of producing a product with a high monoglyceride content by carrying out a reaction at a water content of 3 $ or less using a reaction solution containing a high acid side, glycerin, and lipase immobilized on an anion exchanger (Japanese Patent Publication No. 51593/1983) Although there is.

親水性の陰イオン交換基を有する固定化リパーゼによる
と反応系の水分調節が難しく1反応後の酸価が高いもの
であった。
When using an immobilized lipase having a hydrophilic anion exchange group, it is difficult to control the water content of the reaction system, and the acid value after one reaction is high.

シクロヘキサン中で0.2Mの(R,5)−1−フェニ
ルエタノールと0.3Mあるいはヘプタノイック酸との
エステル合成を、オクタデシルトリクロロシランを導入
した漂白土に固定化したリパーゼを用いる方法(M、N
orin et al、Appl、Microbiol
、Biotechnol。
Ester synthesis of 0.2M (R,5)-1-phenylethanol and 0.3M or heptanoic acid in cyclohexane is carried out using lipase immobilized on bleaching clay containing octadecyltrichlorosilane (M, N
orin et al, Appl, Microbiol
, Biotechnol.

28.527(1988))があるが、3Mのヘプタノ
イック酸を基質としたエステル合成においては基質濃度
が高いにもかかわらず、0.3Mのヘプタノイック酸を
基質としたエステル合成速度程の合成速度が得られなか
った。
28.527 (1988)), but in ester synthesis using 3M heptanoic acid as a substrate, the synthesis rate was as high as the ester synthesis rate using 0.3M heptanoic acid as a substrate, despite the high substrate concentration. I couldn't get it.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

担体表面に陰イオン交換基が存在する固定化リパーゼを
用いて脂肪酸エステルを合成すると、固定化リパーゼが
親木基を有するため加水分解も起こり易く、エステル中
に脂肪酸が大量に残存し、利用価値のあるエステルを得
ることが困難であった。また、高酸価部等を基質とする
ためには、15〜50%の高濃度の脂肪酸を用いて反応
を行う必要があるが、高濃度の脂肪酸は遊離リパーゼ、
及び担体表面に陰イオン交換基が存在しない疎水性担体
に結合したリパーゼを阻害した。
When fatty acid esters are synthesized using immobilized lipases that have anion exchange groups on the surface of the carrier, hydrolysis is likely to occur because the immobilized lipases have parent wood groups, and a large amount of fatty acids remains in the esters, reducing their utility value. It was difficult to obtain certain esters. In addition, in order to use a high acid value part as a substrate, it is necessary to carry out the reaction using a high concentration of fatty acids of 15 to 50%, but the high concentration of fatty acids can cause free lipase,
and inhibited lipase bound to a hydrophobic carrier that does not have an anion exchange group on the carrier surface.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明者らは、反応後のエステル中の遊離脂肪酸含量を
減少させるための固定化リパーゼによるエステルの製造
方法について、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成し
たものである。すなわち、本発明は、脂肪酸及びアルコ
ールを含む基質を反応させてエステルを製造するに際し
て、担体表面に陰イオン交換基が存在する固定化リパー
ゼの存在下で反応を行った後、担体表面に陰イオン交換
基が存在しない疎水性担体に固定化したリパーゼの存在
下で反応を行うことを特徴とする脂肪酸エステルの製造
方法である。
The present inventors have completed the present invention as a result of extensive research into a method for producing esters using immobilized lipase in order to reduce the free fatty acid content in the esters after reaction. That is, in the present invention, when producing an ester by reacting a substrate containing a fatty acid and an alcohol, the reaction is carried out in the presence of an immobilized lipase having an anion exchange group on the surface of the carrier, and then anion is added to the surface of the carrier. This is a method for producing a fatty acid ester, characterized in that the reaction is carried out in the presence of a lipase immobilized on a hydrophobic carrier in which no exchange group is present.

本発明に用いる反応液は、通常、脂肪酸が15%以上含
まれる反応液で、脂肪酸成分としては、脂肪酸又は遊離
脂肪酸を含む油脂が用いられる。脂肪酸のエステル化を
完全にするためのアルコールは、モル濃度において脂肪
酸量の4倍量以上と反応させるのがよい、アルコール成
分としては、1価アルコールの他、グリセロール等の多
価アルコールも含まれる。脂肪酸は、R−COOH(R
:脂肪族基)で表現される、リパーゼによるエステル合
成あるいはエステル交換の基質となるものを言う。
The reaction solution used in the present invention usually contains 15% or more of a fatty acid, and the fatty acid component used is a fatty acid or an oil containing a free fatty acid. In order to complete the esterification of fatty acids, it is preferable to react the alcohol with a molar concentration of at least four times the amount of fatty acids.The alcohol component includes not only monohydric alcohols but also polyhydric alcohols such as glycerol. . Fatty acids are R-COOH (R
: An aliphatic group) that serves as a substrate for ester synthesis or transesterification by lipase.

本発明に用いるリパーゼとは、脂肪酸(R−COOI+
)ト8 素(No−E) 又1t、()Is−E) 力
結合ジチア シ/L’ 9 M(R−Coo−E)又は
、(R−CO5−E)をつくる酵素であって、このよう
な機能を有する酵素であればホスホリパーゼ、リポプロ
ティンリパーゼ、プロテアーゼ等いずれのものを用いて
も差し支えない。耐熱性のシュウトモナス属のリパーゼ
又は水分含量を著しく少なくしても活性を有するMuc
or属のリパーゼ(特公昭62−51593号公報の第
1図参照)などはより好ましいものである。
The lipase used in the present invention refers to fatty acids (R-COOI+
)To8 Element (No-E) It is also 1t, ()Is-E) An enzyme that produces force binding dithia shi/L' 9 M(R-Coo-E) or (R-CO5-E), Any enzyme having such a function, such as phospholipase, lipoprotein lipase, or protease, may be used. Heat-resistant Shutomonas lipase or Muc that has activity even when the water content is significantly reduced
More preferred are lipases of the genus Or (see FIG. 1 of Japanese Patent Publication No. 62-51593).

本発明の担体表面に陰イオン交換基が存在する固定化リ
パーゼとは、リパーゼを結合させた担体表面に、リパー
ゼの結合していない陰イオン交換基が存在する固定化リ
パーゼである。この固定化リパーゼは(特公昭63−1
8476号公報)のような合成法で製造することができ
る。すなわち、イオン強度を0.1以下にしたリパーゼ
溶液を陰イオン交換体と接触させると、一般に酸性蛋白
質であるリパーゼは陰イオン交換体にイオン結合する他
、疎水基に親和性のあるリパーゼ蛋白は疎水性担体と強
固に疎水結合する。その後、未固定のリパーゼを水で洗
浄することにより、容易に目的の固定化リパーゼを得る
ことができる。なお、より強固に固定化する場合には、
ゲルタールアルデヒド等の多価性反応試薬で処理する。
The immobilized lipase in which an anion exchange group is present on the surface of the carrier of the present invention is an immobilized lipase in which an anion exchange group to which lipase is not bound is present on the surface of the carrier to which lipase is bound. This immobilized lipase (Special Publication No. 63-1
It can be produced by a synthetic method such as that disclosed in Japanese Patent Publication No. 8476). That is, when a lipase solution with an ionic strength of 0.1 or less is brought into contact with an anion exchanger, lipase, which is generally an acidic protein, ionically bonds to the anion exchanger, and lipase proteins that have an affinity for hydrophobic groups bond with the anion exchanger. Forms a strong hydrophobic bond with hydrophobic carriers. Thereafter, by washing the unimmobilized lipase with water, the desired immobilized lipase can be easily obtained. In addition, if you want to fix it more firmly,
Treat with polyvalent reaction reagents such as geltaraldehyde.

しかし多価性反応試薬は食品等に混入すると好ましくな
いので、反応終了後、未反応の多価性反応試薬を還元剤
等で完全に除去した後、充分に洗浄する。また、担体表
面に陰イオン交換基が存在する固定化リパーゼを得るた
めには、できるだけ多くのイオン交換基を導入した担体
にリパーゼを吸着させる。リパーゼの吸着量を増してい
くと、未吸着のリパーゼも徐々に増加するが、ある量以
上になると急に増大する。
However, since polyvalent reaction reagents are undesirable if mixed into foods, etc., after the reaction is completed, unreacted polyvalent reaction reagents are completely removed using a reducing agent, etc., and then thoroughly washed. Furthermore, in order to obtain an immobilized lipase with anion exchange groups present on the surface of the carrier, lipase is adsorbed onto a carrier into which as many ion exchange groups as possible are introduced. As the amount of lipase adsorbed increases, the amount of unadsorbed lipase gradually increases, but when the amount exceeds a certain level, it suddenly increases.

その量以下にリバー以吸着量を押えれば、目的の固定化
リパーゼを得ることができる。
If the amount of liver adsorption is kept below that amount, the desired immobilized lipase can be obtained.

本発明の担体表面に陰イオン交換基が存在しない疎水性
担体に固定化したリパーゼとは、疎水性の担体にリパー
ゼを吸着させたものを言う。疎水性担体とはマクロポー
ラスなポリスチレンの吸着樹脂アンバーライトXAD−
8(ローム、アンド、ハース社製)、ダイアイオンHP
−20,セパビーズSP−205(三菱化或社1m)等
やマクロポーラスなフェノール樹、脂デュオライトS−
761.デュオライトS−587(ダイヤモンド、シャ
ームロツク社製)あるいはセラミック粉末、ガラス粉末
、金属粉末等にシランカップリング剤を用いて疎水基を
導入したもの等があげられる。リパーゼ溶液を疎水性担
体に接触させると、疎水基に親和性のあるリパーゼ蛋白
は疎水性担体と強固に疎水結合する。リパーゼと疎水性
担体の接触をよくするために超音波処理、脱気処理。
The lipase immobilized on a hydrophobic carrier having no anion exchange group on the carrier surface of the present invention refers to a lipase adsorbed on a hydrophobic carrier. The hydrophobic carrier is macroporous polystyrene adsorption resin Amberlite XAD-
8 (manufactured by ROHM & Haas), Diaion HP
-20, Sepabeads SP-205 (Mitsubishi Kaoru Co., Ltd. 1m) etc., macroporous phenolic resin, resin Duolite S-
761. Examples include Duolite S-587 (Diamond, manufactured by Shermrock), ceramic powder, glass powder, metal powder, etc., into which hydrophobic groups are introduced using a silane coupling agent. When a lipase solution is brought into contact with a hydrophobic carrier, the lipase protein that has an affinity for hydrophobic groups forms a strong hydrophobic bond with the hydrophobic carrier. Ultrasonic treatment and deaeration treatment to improve contact between lipase and hydrophobic carrier.

極性溶媒処理等をすれば、活性量の高い固定化すパーゼ
が得られる。その後、未固定のリパーゼを水あるいは塩
溶液で洗浄することにより、容易に目的の固定化リパー
ゼを得ることができる。なお、より強固に固定するには
ゲルタールアルデヒド等の多価性反応試薬で処理し、吸
着したりリパーゼどうしの結合をつくる。多価性反応試
薬の後処理については、陰イオン交換体に固定化した場
合と同様である。
Immobilized pase with high activity can be obtained by treatment with a polar solvent. Thereafter, by washing the unimmobilized lipase with water or a salt solution, the desired immobilized lipase can be easily obtained. In addition, in order to fix it more firmly, it is treated with a polyvalent reaction reagent such as geltaraldehyde to adsorb it or create a bond between lipases. The post-treatment of the multivalent reaction reagent is the same as in the case of immobilization on an anion exchanger.

本発明で脂肪酸エステルを製造するには、まず最初に、
担体表面に陰イオン交換基が存在する固定化リパーゼを
用いて反応を行むう。この場合、反応液の水分含量は2
z以下という広い水分範囲に設定することができる。次
に、担体表面に陰イオン交換基が存在しない疎水性担体
に固定化したリパーゼを用いて反応を行なう。これによ
り、反応生成物中の未反応の脂肪酸を減少させる。第2
段の反応を行う場合、水分はできるだけ少ない方が好ま
しく、通常、水分含j11.1%以下で行う。反応液中
からの水分の除去は、減圧留去の他、モルキュラーシー
ブ等の脱水剤を用いることにより、あるいは窒素ガス等
の不活性ドライガス等を用いることによって行うことが
できる。反応は流動床式、固定床式リアクターのいずれ
でも良い。第1図に向流式流動床式リアクターの説明断
面図を示す。
In order to produce fatty acid ester according to the present invention, first of all,
The reaction is carried out using immobilized lipase that has an anion exchange group on the surface of the carrier. In this case, the water content of the reaction solution is 2
It can be set in a wide moisture range below z. Next, a reaction is carried out using lipase immobilized on a hydrophobic carrier that does not have an anion exchange group on the carrier surface. This reduces unreacted fatty acids in the reaction product. Second
When carrying out the step reaction, it is preferable that the water content is as low as possible, and it is usually carried out at a water content of 11.1% or less. Moisture can be removed from the reaction solution by distillation under reduced pressure, by using a dehydrating agent such as a molecular sieve, or by using an inert dry gas such as nitrogen gas. The reaction may be carried out in either a fluidized bed reactor or a fixed bed reactor. FIG. 1 shows an explanatory cross-sectional view of a countercurrent fluidized bed reactor.

このリアクターは特願昭62−2550587号明細書
に記載されている。このリアクターにおいては、上段の
撹拌槽に、担体表面に陰イオン交換基が存在しない疎水
性担体に固定化したリパーゼを存在させ、下段の撹拌槽
に、担体表面に陰イオン交換基の存在する固定化リパー
ゼを存在させる。中下段より脂肪酸含む基質を、中上段
よりアルコールを供給して下端より未反応のアルコール
を採取し上端よりエステルが連続的に流出する。未反応
のアルコールには反応により生成した水が含まれている
ので、減圧蒸留、乾燥窒素等により脱水を行い再び中上
段よりアルコールとして供給する。
This reactor is described in Japanese Patent Application No. 62-2550587. In this reactor, lipase immobilized on a hydrophobic carrier with no anion exchange group on the carrier surface is present in the upper stirring tank, and lipase immobilized on a hydrophobic carrier with no anion exchange group on the carrier surface is present in the lower stirring tank. presence of chemical lipase. Substrate containing fatty acids is supplied from the middle lower stage, alcohol is supplied from the middle upper stage, unreacted alcohol is collected from the lower end, and ester continuously flows out from the upper end. Since the unreacted alcohol contains water produced by the reaction, it is dehydrated by distillation under reduced pressure, dry nitrogen, etc., and then supplied again as alcohol from the middle upper stage.

〔作用〕[Effect]

脂肪酸が15〜30%含まれている高酸細部等の基質は
、これを担体表面に陰イオン交換基が存在する固定化リ
パーゼの存在下でアルコールと反応させることにより、
脂肪酸濃度を15%以下に減少させることができる。上
記固定化リパーゼは、担体と多く結合して安定化すると
同時に、陰イオン交換基の微細環境効果により、リパー
ゼ周辺のプロトンを排除して、pHを至適pH付近に維
持し、これにより、脂肪酸の高濃度での反応を可能にす
る(特公昭62−51593号参照)。また本願実施例
1に示すように、水分含量が2z以下であれば、グリセ
ライド合成反応が進行する。したがって、高濃度脂肪酸
含有基質の縮合反応によって、多少の水分が生成されて
も反応は妨げられない。本発明者らは、以前に水分含量
0.5〜3.0%の範囲で反応すると良いという笑事を
開示したが、未反応の脂肪酸を除く目的の本発明におい
ては、前反応において水分含量を2%以下に保持し、後
反応において水分含量を1.1%以下に保持すると良い
結果が得られることが判明した。
Substrates such as high acid particles containing 15-30% fatty acids can be prepared by reacting them with alcohol in the presence of an immobilized lipase that has anion exchange groups on the surface of the carrier.
Fatty acid concentration can be reduced to 15% or less. The above-mentioned immobilized lipase is stabilized by binding to a large amount of carrier, and at the same time, due to the microenvironmental effect of the anion exchange group, protons around the lipase are eliminated and the pH is maintained near the optimum pH. (See Japanese Patent Publication No. 62-51593). Further, as shown in Example 1 of the present application, if the water content is 2z or less, the glyceride synthesis reaction proceeds. Therefore, even if some water is generated by the condensation reaction of a highly concentrated fatty acid-containing substrate, the reaction is not hindered. The present inventors previously disclosed that it is good to react at a water content in the range of 0.5 to 3.0%, but in the present invention, which aims to remove unreacted fatty acids, the water content is reduced in the pre-reaction. It has been found that good results can be obtained by keeping the water content below 2% and keeping the water content below 1.1% in the post-reaction.

リパーゼを用いるのエステルの合成反応は、アシル酵素
(R−COO=E)が可溶媒介解し、再び活性酵素(H
O−E)になる反応の繰り返しである。この時、アシル
酵素の分解に際して、水に親和性を持つ環境をつくるか
、アルコール、グリセリンあるいは、ジグリセライド等
の部分エステルに親和性のある環境をつくるかで、加水
分解が起こるか、エステル合成又はエステル交換反応が
起こるかが決定される0本発明においては、エステル合
成反応の後間において、担体表面に陰イオン交換基が存
在しない疎水性担体に固定化したリパーゼを用いること
により、未反応の脂肪酸や部分エステルを減少させるこ
とができる。
The ester synthesis reaction using lipase is mediated by an acyl enzyme (R-COO=E) in a solvent, and then the active enzyme (H
This is a repetition of the reaction resulting in O-E). At this time, when decomposing the acyl enzyme, hydrolysis occurs, or ester synthesis or In the present invention, after the ester synthesis reaction, by using lipase immobilized on a hydrophobic carrier that does not have an anion exchange group on the carrier surface, unreacted Fatty acids and partial esters can be reduced.

担体表面に陰イオン交換基が存在しない疎水性担体に固
定化したリパーゼは、水に対して親和性が少なく、アル
コールや、ジグリセライド等の部分エステルに対して親
和性を持つ。このものは、水分含量低い条件で有効にそ
の機能を発揮する。
Lipase immobilized on a hydrophobic carrier that does not have an anion exchange group on the carrier surface has a low affinity for water and has an affinity for alcohols and partial esters such as diglyceride. This product effectively exhibits its function under conditions of low moisture content.

また、上記担体に、膵臓リパーゼ、ムコール属のリパー
ゼ等の水が著しく少ない系においても活性を発現するリ
パーゼを固定化したものを用いることにより、本発明の
効果はより向上する。
Furthermore, the effects of the present invention can be further improved by using, as the carrier, a lipase immobilized thereon, such as pancreatic lipase or lipase of the genus Mucor, which exhibits activity even in systems with extremely low water content.

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例1 マクロポーラスな陰イオン交換樹脂(ダウエックスNW
A−1.ダウケミカル社製)1g、シュウトモナス・メ
フィティ力・バリアント・リポリテイ力(微工研菌寄5
02号)のリバー1185単位を脱塩濃縮したものを2
−吸着させた。この吸着物をガラスフィルター上で吸引
濾過しながら乾燥させた。比活性2200単位/mg蛋
白に精製した本リパーゼの蛋白の分子量を17500と
すると、1185単位の分子数は次のように計算される
Example 1 Macroporous anion exchange resin (DOWEX NW
A-1. (manufactured by Dow Chemical Company) 1g, Shutomonas mephiti force, Variant lipolyte force (Feikoken Bacteria 5
02) was desalted and concentrated from River 1185 units.
- Adsorbed. This adsorbed material was dried on a glass filter while being filtered under suction. Assuming that the molecular weight of the protein of this lipase purified to a specific activity of 2200 units/mg protein is 17500, the number of molecules of 1185 units is calculated as follows.

リパーゼ数=(1185/2200) X to−3/
12500畔4.3 X 10−8このモル数を、ダウ
エックスNWA−1の交換容量と比較すると、 4.2X 10−’/(4,3X 10−”)=9.8
X 104すなわち、リパーゼ1分子あたり9,8X1
0’個の陰イオン交換基が疎水性のポリスチレン担体上
に存在している。一方、17500の蛋白上のイオン結
合に関与する酸性アミノ酸数は10以下と推定される。
Lipase number = (1185/2200) X to-3/
12,500 units 4.3 X 10-8 Comparing this number of moles with the exchange capacity of DOWEX NWA-1, 4.2X 10-'/(4,3X 10-") = 9.8
X 104 or 9,8X1 per molecule of lipase
0' anion exchange groups are present on the hydrophobic polystyrene support. On the other hand, the number of acidic amino acids involved in ionic bonds on the 17,500 protein is estimated to be 10 or less.

以上の計算例からも示されるように、本固定化法により
、担体表面に陰イオン交換基が存在する固定化リパーゼ
が得られた。なおリパーゼ活性測定法は、Nordらの
変法(白層化36巻860ページ(1960))で行い
、pH7,0,60℃で反応し、1分間に1マイクロ当
量の酸を遊離する酵素量を1単位とした。
As shown from the above calculation examples, this immobilization method yielded an immobilized lipase in which an anion exchange group was present on the surface of the carrier. The lipase activity measurement method is carried out using a modified method by Nord et al. (White Layering Vol. 36, p. 860 (1960)). was taken as 1 unit.

マクロポーラスな吸着樹脂(アンバーライトXAD−8
)Igに、シュウトモナス・メフィチ力・バリアント・
リポリティ力(微工研菌寄520号)のリパーゼを超音
波をかけて分散溶解したもの2成を吸着させた。この吸
着物をガラスフィルター上で吸引濾過しながら乾燥させ
、担体表面に陰イオン交換基が存在しない疎水性担体に
固定化したリパーゼを得た。
Macroporous adsorption resin (Amberlite XAD-8
) Ig, Shutomonas mephiti, Variant,
Two components were adsorbed by dispersing and dissolving lipase from Lipolyty Riki (Feikoken Bokuyori No. 520) using ultrasonic waves. This adsorbed material was dried on a glass filter while being suction-filtered to obtain lipase immobilized on a hydrophobic carrier with no anion exchange group on the carrier surface.

高酸価の米糠油(高酸原油)を脱蝋して高酸価dtIを
得た。高酸価油の酸価は75.0であったので、未糠油
の脂肪酸平均分子量から計算すると、遊離脂肪酸含量は
36%であった。精製米糠油に10%のオレイン酸を添
加して低酸細部を調製した。低酸細部の酸価は21.9
であった。
High acid value dtI was obtained by dewaxing high acid value rice bran oil (high acid crude oil). Since the acid value of the high acid value oil was 75.0, the free fatty acid content was 36% when calculated from the fatty acid average molecular weight of the unbran oil. A low acid formulation was prepared by adding 10% oleic acid to refined rice bran oil. The acid value of low acid details is 21.9
Met.

固定化リパーゼ調製時の酵素量を400単位となるよう
な固定化リパーゼの乾燥重量である、ダウエックスNW
A−1固定化リパーゼを0.314g、アンバーライト
XAD−8を0.407gを以下の反応に用いた。
DOWEX NW is the dry weight of immobilized lipase that makes the amount of enzyme at the time of preparation of immobilized lipase 400 units.
0.314 g of A-1 immobilized lipase and 0.407 g of Amberlite XAD-8 were used in the following reaction.

先ず、1gの高酸価油、0.314gのダウエックスN
WA−1固定化リパーゼ、各種の量のグリセリンを60
℃で、120時間反応扱の結果は、第1表のとおりであ
る。
First, 1g of high acid value oil, 0.314g of Dowex N
WA-1 immobilized lipase, various amounts of glycerin at 60%
The results of reaction treatment at ℃ for 120 hours are shown in Table 1.

第1表 なお反応に用いたグリセリン量は高酸価油中の脂肪酸モ
ル数に対するグリセリンモル数の割合を示した。酸価は
反応終了後、ベンゼン・エタノール(1:1)で反応を
止め、固定化リパーゼを濾過除去してから測定した。表
中の水分含量は、カールフィッシャー法及び乾燥法を用
いて求めた反応液中のものである。水分含量が2%以下
、望ましくは、1.84%以下、及びグリセリンが脂肪
酸の4倍以上ある時、酸価の減少能が高いことがわかっ
た。
The amount of glycerin used in the reaction in Table 1 shows the ratio of the number of moles of glycerin to the number of moles of fatty acid in the high acid value oil. After the reaction was completed, the acid value was measured after stopping the reaction with benzene/ethanol (1:1) and removing the immobilized lipase by filtration. The water content in the table was determined using the Karl Fischer method and the drying method. It has been found that the acid value reducing ability is high when the water content is 2% or less, preferably 1.84% or less, and the glycerin content is 4 times or more that of the fatty acid.

次に、Igの低酸細部、ダウエックスNWA−1固定化
リパーゼ、グリセリンを60℃で12時間反応後の結果
は第2表のとおりである。
Next, the low acid content of Ig, DOWEX NWA-1 immobilized lipase, and glycerin were reacted at 60° C. for 12 hours, and the results are shown in Table 2.

第2表 なお、グリセリン量は低酸価油中のモル数に対するグリ
セリンモル数の割合で示した。ダウエックスMIIA−
1固定化リパーゼを用いると、低酸細部の酸価の減少は
わずかであった。
In Table 2, the amount of glycerin is shown as the ratio of the number of moles of glycerin to the number of moles in the low acid value oil. DOWEX MIIA-
When using 1 immobilized lipase, there was only a slight decrease in the acid value of the low acid part.

次に、1gの高酸価油、アンバーライトXAD−8固定
化リパーゼ、グリセリンを60℃で120時間反応後の
結果は第3表のとおりである。
Next, 1 g of high acid value oil, Amberlite XAD-8 immobilized lipase, and glycerin were reacted at 60° C. for 120 hours, and the results are shown in Table 3.

第3表 酸価の減少能を示す水分域が0.90%〜1.03%と
狭く、水分含量が0.84%以下になると、酸価の減少
能が低下した。これは、リパーゼ反応に必要な水分量が
不足するため、反応がうまく進まなかったためと考えら
れる。
Table 3: The moisture range showing the ability to reduce the acid value was narrow, from 0.90% to 1.03%, and when the moisture content became 0.84% or less, the ability to reduce the acid value decreased. This is thought to be because the reaction did not proceed well due to the lack of water required for the lipase reaction.

次に、1gの低酸価油、アンバーライトXAD−8固定
化リパーゼ、グリセリンを60℃で120時間反応後の
結果は第4表のとおりである。
Next, 1 g of low acid value oil, Amberlite XAD-8 immobilized lipase, and glycerin were reacted at 60° C. for 120 hours, and the results are shown in Table 4.

第4表 アンバーライトXAD−8を用いて、水分を1.1z以
下、望ましくは1.08%以下にすれば、低酸価油の酸
価が更に減少したことを示す。
Table 4 shows that using Amberlite XAD-8 and reducing the water content to 1.1z or less, preferably 1.08% or less, the acid value of the low acid value oil was further reduced.

実施例2 実施例1と同様に調製したダウエックスNWA−1固定
化リパーゼIg、あるいはアンバーライトXAD−8固
定化リパーゼ1g及びグリセリン1g、高酸価油1gを
60℃で133回振ヒラしながら120時間反応後1反
応液を濾過除去して、濾液の酸価を測定したところ、ダ
ウエックスNWA−1固定化リパーゼを用いた方は28
.6.アンバーライトXAD−8を用いた方は56.1
で、高酸価油と最初に反応させるのには、前者の方が良
いことが分った。
Example 2 1 g of DOWEX NWA-1 immobilized lipase Ig or Amberlite XAD-8 immobilized lipase prepared in the same manner as in Example 1, 1 g of glycerin, and 1 g of high acid value oil were shaken 133 times at 60°C. After 120 hours of reaction, one reaction solution was removed by filtration and the acid value of the filtrate was measured.
.. 6. 56.1 for those using Amberlight XAD-8
It turns out that the former is better for reacting with high acid value oil first.

次に、ダウエックスNWA−1固定化リパーゼ1g、あ
るいはアンバーライトXAD−8固定化リパーゼ1g及
びグリセリンIg、低酸価油1gを60℃で120時間
反応した。反応後に酸価はダウエックスNWA−1固定
化リパーゼを用いた方は17.O、アンバーライトXA
D−8固定化リパーゼを用いた方は11.0で、ある程
度低酸価になった油脂に対しては、後者の方が酸価の減
少能が高かった。しかしこの場合でも、反応時間が6時
間及び12時間の反応初期においては、ダウエックスN
WA−1固定化リパーゼを用いた方の酸価の減少の方が
大きかった。
Next, 1 g of DOWEX NWA-1 immobilized lipase or 1 g of Amberlite XAD-8 immobilized lipase, glycerin Ig, and 1 g of low acid value oil were reacted at 60° C. for 120 hours. After the reaction, the acid value was 17. for those using DOWEX NWA-1 immobilized lipase. O, Amberlight XA
The value was 11.0 when D-8 immobilized lipase was used, and the latter had a higher ability to reduce the acid value of oils and fats that had a somewhat low acid value. However, even in this case, at the initial stage of the reaction when the reaction time was 6 hours and 12 hours, DOWEX N
The decrease in acid value was greater when WA-1 immobilized lipase was used.

実施例3 第1図に示すようなりアクタ−に、上段二種の撹拌槽に
実施例1と同様に調製したアンバーライトXAD−8固
定化リパーゼを各々14.5g、下段二種の撹拌槽に実
施例1と同様に!l!!製したダウエックス阿wA−1
固定化リパーゼを存在させた。水溶性生産物回収口(9
)をふさいで、水溶性基質供給口(3)よりグリセリン
を11mQ/hr、油状基質供給口(7)より高酸価油
を5.5m12/hrで流した。高酸価油はオレイン酸
及び米糠油の1対1混液で酸価は152.1であった。
Example 3 In an Actor as shown in Figure 1, 14.5 g of Amberlite XAD-8 immobilized lipase prepared in the same manner as in Example 1 was placed in the two upper stirring tanks, and 14.5 g of Amberlite XAD-8 immobilized lipase was placed in the two lower stirring tanks. Same as Example 1! l! ! Manufactured DOWEX AwA-1
Immobilized lipase was present. Water-soluble product collection port (9
) was blocked, and glycerin was flowed through the water-soluble substrate supply port (3) at a rate of 11 mQ/hr, and high acid value oil was flowed through the oily substrate supply port (7) at a rate of 5.5 m12/hr. The high acid value oil was a 1:1 mixture of oleic acid and rice bran oil and had an acid value of 152.1.

リアクター中に基質が満たされた後、撹拌を開始し、反
応温度を60℃にして、グリセリン流入量1−/ h 
r、高酸価油流入量1mQ/hr、水溶性生産物回収口
(9)より水溶性生産物を1n+Q/hrで回収すると
、油状生産物回収口(1)より油状生産物が約1mQ/
hrで連続的に溶出した。油状生産物の酸価及び水溶性
生産物中の水分量の経時変化を第5表に示す。
After filling the reactor with the substrate, start stirring, bring the reaction temperature to 60 °C, and increase the glycerin inflow 1−/h.
r, high acid value oil inflow rate is 1 mQ/hr, and when water-soluble products are collected from the water-soluble product recovery port (9) at 1n+Q/hr, the oily product is collected from the oily product recovery port (1) at approximately 1 mQ/hr.
It eluted continuously in hr. Table 5 shows the changes over time in the acid value of the oily product and the water content in the water-soluble product.

第5表 上側より、152.1の酸価を約173に減少させる操
作を連続的に行える事が分った。
From the upper part of Table 5, it was found that the operation to reduce the acid value from 152.1 to about 173 could be performed continuously.

また、供給したグリセリン中の水分量は0.46L%で
、回収された水溶性生産物中の水分量が2〜3ぶなので
、アンバーライトXAD−8固定化リパーゼ付近の水分
量が1.1%以下、ダウエックスNWA−1固定化リパ
ーゼ付近の水分量が2z以下になっていることが予想さ
れた。
In addition, the water content in the supplied glycerin is 0.46 L%, and the water content in the recovered water-soluble product is 2 to 3 L%, so the water content near Amberlite XAD-8 immobilized lipase is 1.1 L%. % or less, it was expected that the water content near the DOWEX NWA-1 immobilized lipase would be 2z or less.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

リパーゼによりモノグリセライドやシュガーエステル等
の界面活性剤が合成できることが報告されている。この
場合、未反応の脂肪酸を除去するためにはアルカリ精製
法が使えないため、未反応の脂肪酸の出来るだけ少ない
合成法が必要である。
It has been reported that surfactants such as monoglycerides and sugar esters can be synthesized by lipase. In this case, since the alkaline purification method cannot be used to remove unreacted fatty acids, a synthesis method that reduces unreacted fatty acids as much as possible is required.

高酸価油等から低酸価油等がリパーゼにより製造する試
みがあるが、加水分解を受けにくく、結晶化速度の速い
トリグリセライド含量のおおい浦脂の製造が必要である
。本発明は、これらの技術的要求に対する解決策を提供
するものである。
There have been attempts to produce low acid value oils from high acid value oils using lipase, but it is necessary to produce oil with a triglyceride content that is less susceptible to hydrolysis and has a faster crystallization rate. The present invention provides a solution to these technical needs.

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

第1図は、本実施例において用いた反応器の説明断面図
である。 1・・・油状生産物回収口 2・・・上端の静置槽 3・・水溶性基質供給口 4・・・撹拌羽根 5・・・静置槽 6・・・撹拌槽 7・・・油状基質供給口 8・・・下端の静置槽 9・・・水溶性生産物回収口 10・・撹拌軸 11・・・ふるい板 12・・・撹拌軸カバー
FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of the reactor used in this example. 1... Oily product collection port 2... Static tank at upper end 3... Water-soluble substrate supply port 4... Stirring blade 5... Static tank 6... Stirring tank 7... Oily product Substrate supply port 8... Lower end static tank 9... Water-soluble product collection port 10... Stirring shaft 11... Sieve plate 12... Stirring shaft cover

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)脂肪酸をアルコールと反応させてエステルを製造
するに際して、担体表面に陰イオン交換基が存在する固
定化リパーゼの存在下で反応を行った後、担体表面に陰
イオン交換基が存在しない疎水性担体に固定化したリパ
ーゼの存在下でさらに反応を行うことを特徴とする脂肪
酸エステルの製造方法。
(1) When producing an ester by reacting a fatty acid with an alcohol, the reaction is carried out in the presence of an immobilized lipase that has an anion exchange group on the surface of the carrier, followed by a hydrophobic hydrophobic acid that has no anion exchange group on the surface of the carrier. 1. A method for producing a fatty acid ester, comprising further carrying out the reaction in the presence of a lipase immobilized on a carrier.
JP1263766A 1989-10-09 1989-10-09 Production of fatty acid ester Granted JPH03127992A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2399344A (en) * 2003-03-12 2004-09-15 Univ Loughborough Surface-coated solvent impregnated resins

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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GB2399344A (en) * 2003-03-12 2004-09-15 Univ Loughborough Surface-coated solvent impregnated resins

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