JPH0327199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は、油脂の分解や改質において有用な酵
素製剤の酵素を活性化させる方法に関するもので
ある。 天然界に潤沢に存在する植物性あるいは動物性
油脂について、これらを改質する事により、高付
加価値の油脂製品類を製出する試みが、当業界に
おいて精力的になされている。 例えば、最近、脂質分解酵素（リパーゼ）の特
異的な性質を利用した油脂の高付加価値化のひと
つとして、該酵素による油脂のエステル交換反応
によるチヨコレート用原料油脂であるカカオ代用
脂の製造に関する提案が種々なされている。 脂質分解酵素は、油脂の加水分解に対して有効
な触媒作用を有するばかりでなく、条件を選ぶこ
とにより、加水分解の逆反応であるエステル合成
反応をも触媒する作用を示す。該酵素のかかる特
徴を利用することにより、エステル合成反応の一
部で、重要な油脂改質技術のひとつであるエステ
ル交換反応を効率よく達成することができる。 しかしながら、油脂のエステル交換反応を効率
よく行うためには、該酵素の活性を如何に発現さ
せるか、あるいは、活性な酵素製剤を如何に製造
するかが酵素利用技術を開発する上で最も重要な
課題である。 〔従来の技術〕 これらの課題を解決するため、従来より次のよ
うな方法が提案されている。例えば、エステル交
換活性を発見させるため、酵素の活性剤として微
量の水分を用いる方法（特開昭52−104506号公
報）、２価又は３価の低級アルコール（例えばグ
リセリンのような多価アルコール類）を用いる方
法（特公昭57−4680号公報、特開昭57−78496号
公報）などを挙げることができる。 他方、活性な酵素製剤を製造する方法として
は、脂質分解酵素水溶液中に担体を分散させるこ
とにより、酵素あるいは酵素含有物を担体に吸着
させ、次いで、この担体を乾燥処理することによ
り、一定水分量の酵素製剤を調製する方法が提案
されている（例えば、特開昭56−127087号公報、
同58−48006号公報など）。 しかしながら、これら公知の方法は、いずれも
が次に示す如くいくつかの欠点を有するため、工
業的な応用を考えた場合、十分満足のできる方法
とは言い難い。これらの欠点を具体的に示すと次
の通りである。 先ず、酵素活性化剤として、微量の水分を用い
た油脂のエステル交換反応においては、目的とす
るエステル交換反応以外に、油脂の加水分解が併
発して、エステル交換脂の収率が低下することが
指摘されている〔例えば、Journal of
American Oil Chemist′s Society、第60巻、291
頁〜294頁（1983年）など〕。かかる欠点を有する
水に代えて、グリセリンのような低級多価アルコ
ールを用いた場合、本発明者らの検討結果によれ
ば、加水分解反応をある程度抑制する効果は認め
られるが、エステル交換速度が極めて遅く、目的
とする反応率を得る為に１週間近い日数を要する
という欠点が見い出された。 油脂の加水分解反応で生成する副生成物は、エ
ステル交換反応で得られる油脂の性質を損い、高
品質あるいは一定品質の油脂製品を得るための大
きな障害となる。更には、目的とする品質を保持
するためには、これら副生成物を除去する必要が
あり、このためには、分離精製などの処理工程が
必要となる。これは、明らかに工程の煩雑化を招
き工業的な実施の妨げとなるばかりか、処理工程
で、油脂の組成変化をひきおこす恐れがある。 これらの事から、酵素活性化剤を用いる従来の
方法は、未だ十分な方法とは言えない。最近、酵
素活性化剤のもついくつかの欠点を克服し、加水
分解反応を抑制してエステル交換を効率よく行わ
せる酵素触媒系として、界面活性剤（乳化剤）の
利用（特開昭57−198798号公報）あるいは、高吸
水性樹脂の利用（特開昭58−116689号公報）等が
提案されている。しかし、これらの方法による酵
素触媒系を用いても、前記発明の実施例に開示さ
れている如く加水分解反応の抑制は十分でなく、
更には、エステル交換生成脂中に乳化剤が残存し
たり、高吸水性樹脂中の不純物（例えばモノマー
など）が溶出する恐れがある。従つて、これらの
方法も又、十分なものでない。 他方、第２の方法である活性な酵素製剤を調整
する方法においては、酵素活性を発現させる為
に、長時間の乾燥処理が必要であつたり、至適酵
素活性を得るために乾燥速度を厳密に制御する必
要がある。更には、長時間の乾燥処理中に酵素活
性が失われる恐れがある。このように、本方法も
操作が煩雑であつたり多大の労力を要するなど、
工業的な実施を考えた場合十分な方法とは言い難
い。 かかる実情において、本発明者らは、目的とす
るエステル交換反応のみを効率よく行わしめ、副
反応を極力抑制するという特徴をもつた酵素触媒
について研究した結果、先に、新規で且つ簡便な
酵素活性化法による酵素製剤（リパーゼ製剤）の
製造方法を見い出し特許出願した（特願昭59−
110333号）。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、これらエステル交換活性の高い
酵素製剤を用いた油脂のエステル交換反応では、
次のような問題点が残つている。即ち、従来の方
法では、反応時間が長くかかつたり、又、酵素が
高価である等のため、工業的規模で実施するため
には、これらの課題を解決する必要がある。これ
らの問題点を解決せんとして、例えば、反応速度
を高めて反応時間を短くするために、水などの酵
素活性化剤を多量に添加することが考えられる
が、これは、目的とする反応以外に、副反応（油
脂の加水分解など）を併発し、目的とする油脂の
生産性や品質を大きく損う。さらに、これら副反
応を抑制するために、脱水処理等の煩雑な操作が
必要となり、工程の煩雑化を招き工業的規模での
実施が困難となる。また、酵素が高価である事か
ら、酵素の使用量を削減する方法が考えられる
が、単に酵素使用量を減ずるだけでは、反応速度
の低下や目的油脂の品質の低下等を招くだけであ
り、工業的な実施が困難である。 〔問題点を解決するための手段〕 かかる実情において、本発明者らは、副反応を
極力抑制して、目的とするエステル交換反応の反
応速度を高めて反応時間を短縮し、かつ、酵素使
用量を削減する方法について鋭意検討した結果、
該目的を達成する上で有効かつ簡便な酵素活性化
方法を見い出し本発明を完成した。 即ち、本発明は、簡便な方法でエステル交換活
性を有する酵素製剤の酵素活性化方法を提供する
ものであり、本発明の方法で活性化せしめた酵素
製剤による油脂のエステル交換反応では、副反応
が抑制され、目的とするエステル交換反応が短時
間で効率よく行われ、さらに、酵素量の削減が可
能となる。 かかる本発明の方法はリパーゼ活性剤、リパー
ゼ及び担体から成る混合物に油脂を加えてこれら
を反応させる事により油脂を分解させた後に、分
解生成物から濾別等により油脂分を除去する事に
より得られるリパーゼ製剤を、エステル交換反応
に使用する前にあらかじめリパーゼ活性化剤を用
いて湿潤処理する事により、リパーゼ製剤のリパ
ーゼのエステル交換活性を活性化させる事を特徴
とするリパーゼの活性化方法である。本発明に使
用されるリパーゼ製剤としては、少なくとも一度
以上エステル交換反応に使用された上記リパーゼ
製剤も好適に使用し得る。 又、本発明に用いられるリパーゼ活性化剤とし
ては、水あるいは２価又は３価の低級アルコール
のうちから選ばれる１種又は２種以上の混合物が
挙げられる。 本発明を更に詳細に説明すると次の通りであ
る。先ず、油脂、担体、リパーゼ活性剤（例えば
水、あるいは、２価又は３価の低級アルコール）
及びリパーゼから成る混合物を反応させることに
より、油脂を分解せしめる。次に分解生成物か
ら、別等により油脂分を除去して、リパーゼと
担体から成る混合物（リパーゼ製剤）を得る。 得られたリパーゼ製剤は、そのままの形で、あ
るいは、必要に応じて、リパーゼ活性を損わない
溶剤類（例えば炭化水素類）で洗浄した後、乾燥
処理を施した後、湿潤処理を施す。即ち、リパー
ゼ製剤をエステル交換反応に使用する前に、リパ
ーゼ活性化剤による湿潤処理を加え、所定時間放
置する。このような湿潤処理を行う事によりエス
テル交換活性が更に高められリパーゼ製剤が得ら
れる。かかる方法で活性化せしめたリパーゼ製剤
をエステル交換反応に用いることができる。 本発明で使用するリパーゼ製剤の製造方法につ
いて、詳細な製造条件等は次の通りである。先
ず、使用するリパーゼについては、リパーゼによ
るエステル交換反応で選択性が不良であると、ア
ルカリ金属触媒等を用いる従来のエステル交換反
応に対する格別な優位性が認められないので、実
用的には何らかの選択性、例えばグリセリドに結
合する位置の選択性とか脂肪酸の種類に対する選
択性などを有するものがよい。具体的には位置選
択性に優れたリパーゼとして、例えば、リゾブス
系、アスペルギルス系、キヤンデイダ系、ムコー
ル系のリパーゼ、すい臓リパーゼ等がある。これ
らリパーゼの多くは市販品として容易に入手でき
る。グリセリドの１、３位の脂肪酸基を特異的に
エステル交換させる場合には、該目的に合致した
特性を有するリパーゼとして、例えば、リゾブス
デレマー（Rhizopus delemar）、リゾプスヤポ
ニカス（Rhizo−Pus japonicus）、ムコールヤボ
ニカス（Mucor japonicus）等のリパーゼを用い
ればよい。 次にリパーゼ活性化剤としては、水あるいは２
価又は３価の低級アルコールが好適であり、これ
らの中でも特に水、あるいは、グリセリンが特に
有効である。かかるリバーゼ活性化剤は、各々単
独で用いても、２つ以上の混合物として用いても
いずれでも良い。 担体は、公知のものの中から選ぶことができる
が、セライト、ケイソウ土、カオリナイト、パー
ライト、シリカゲル、ガラス繊維、活性炭、セル
ロースパウダー、炭酸カルシウムなど、本発明の
リパーゼ製剤製造系に不溶のものでリパーゼ活性
に悪影響を与えないものであれば使用できる。担
体の形態は、粉状、顆粒状、繊維状など、種々の
形態で使用できる。 本発明で用いる油脂としては、一般的な植物
性、動物性の油脂もしくは加工油脂、あるいは、
これらの混合油脂が挙げられる。具体例として
は、大豆油、綿実油、ナタネ油、オリーブ油、コ
ーン油、ヤシ油、サフラワー油、牛脂、ラード、
魚油等が挙げられる。更に本発明で得られるリパ
ーゼ製剤を用いたエステル交換反応でカカオバタ
ー代用脂を目的とする場合には、グリセリドの２
位にオレイン酸を多量に含有する油脂、例えば、
パーム油、オリーブ油、ツバキ油、サザンカ油、
サル脂、イリツペ脂、コクム脂、シア脂、モーラ
脂、フルワラ脂、ボルネオタロー脂又はこれらの
分別油脂を用いることができる。 本発明で使用するリパーゼ製剤を製造するため
の具体的な条件等は以下の通りである。油脂100
重量部に対して、市販のリパーゼ0.01〜10重量
部、水分又は２価あるいは３価の低級アルコール
0.1〜20重量部、担体１〜50重量部を各々加え、
20〜80℃で１〜24時間かきまぜることにより、油
脂の分解を行なう。この場合、添加順序について
は特に制限はない。油脂の分解温度は、前記した
温度の範囲で行われるが、リパーゼの作用に適し
た温度を選んで行うのが望ましい。 次に、油脂の分解生成物から、別等により油
脂分を除去することにより、エステル交換活性の
高いリパーゼ製剤が得られる。ここで、必要に応
じて、リパーゼの活性を損わない不活性有機溶
剤、例えば、石油ベンジン、ｎ−ヘキサン、石油
エーテル等の炭化水素類でリパーゼ製剤を洗浄
後、更に乾燥処理を施してリパーゼ製剤を得るこ
ともできる。 叙上の如くして得られたリパーゼ製剤を樹脂の
エステル交換反応に使用するにあたり、該リパー
ゼ製剤をリパーゼ活性化剤を用いて湿潤処理す
る。湿潤処理の詳細な条件等の通りである。 即ち、本発明の方法においては、前記製造方法
で得られるリパーゼ製剤を、油脂のエステル交換
反応に使用する前に、エステル交換反応で使用す
るリパーゼ活性化剤とあらかじめ接触させてリパ
ーゼ製剤のリパーゼを活性化させた後、反応系に
加える。 本発明の湿潤処理時に用いるリパーゼ活性化剤
としては、油脂のエステル交換反応で使用するリ
パーゼ活性化剤を用いる。具体例としては、水あ
るいは２価又は３価の低級アルコールが好適であ
り、中でも、水あるいはグリセリンが有効であ
る。ここで、リパーゼ製剤製造時および湿潤処理
時に用いる水あるいは２価又は３価の低級アルコ
ール等のリパーゼ活性化剤は、互いに同じであつ
ても、互いに異なる組みあわせであつてもいずれ
の組みあわせでも良い。 リパーゼ活性化剤の使用量については、あらゆ
る担体を含むリパーゼ重量の0.01〜30％の範囲が
望ましい。これらリパーゼ活性化剤は、各々単独
で、あるいは２種以上のものを任意の割合で含む
混合物として用いることができる。 温度については、リパーゼの活性を阻害する温
度範囲以外であれば、適宜選んで湿潤処理を行う
のが望ましいが、通常、室温（25℃）付近で湿潤
処理を行えば十分な活性化が達成できる。 湿潤処理に要する時間については、用いるリパ
ーゼ活性化剤やその使用量、処理温度によつて異
なるが、好ましくは数時間以上の放置が望まし
い。 本発明方法は、前記したリパーゼ製剤の高活性
化に有効であるだけでなく、一度以上エステル交
換反応に使用されたリパーゼ製剤に適用した場合
も、同様に高いリパーゼ活性を発揮するという特
徴を有する。 叙上の如く、湿潤処理により活性の高いリバー
ゼ製剤を得ることができる。 〔発明の効果〕 本発明によるエステル交換活性を有するリバー
ゼ製剤を活性化させる方法は、次に示す実施例、
比較例等から明らかなように、副反応である加水
分解を抑制し、エステル交換のみを効率よく、し
かも、従来公知の方法に比べ反応時間を大巾に短
縮できる。さらに、本発明方法は、リパーゼの使
用量を大巾に削減できるという特徴を併せ持つ。
従つて、本発明方法は、工業的規模での実施が容
易であり、かつ、大きな経済効果（反応時間の短
縮、リパーゼ使用量の削減など）を有するもので
ある。 〔実施例〕 以下に、参考例、実施例および比較例等をもつ
て本発明をさらに詳細に説明する。 参考例（リパーゼ製剤の製造例） パーム油軟質部100ｇ、セライト10ｇ、イオン
交換水1.0ｇ、および8.7ｇの市販リパーゼ〔田辺
製薬(株)製、6000リパーゼ単位／ｇの活性を有する
リゾプス・デレマーのリパーゼ〕を、40℃で18時
間密閉容器中でかきまで酵素反応（加水分解）を
行つた。 反応終了後、不溶性物質（セライト及びリパー
ゼの混合物）を別により分取し、さらにｎ−ヘ
キサン５mlで３回洗浄し、完全に油脂分を除い
た。ついで、減圧下20〜30℃にて１時間乾燥する
事によりリパーゼ製剤を得た。 実施例 １ リパーゼ製剤を用いたエステル交換反応（湿潤
処理を施した場合） 参考例で得たリパーゼ製剤（リパーゼ0.87ｇ、
セライト1.00ｇからなる）1.87ｇにイオン交換水
0.015ｇを加え密閉容器中で24時間湿潤処理を行
つた。このものとパーム油中融点部（沃素価34、
ジグリセリド含量１％）10ｇ、ステアリン酸10ｇ
及びｎ−ヘキサン40mlを、40℃で１日間密閉容器
中でかきまぜ酵素反応（エステル交換反応）を行
つた。反応終了後、別によりリパーゼ製剤等不
溶性物質を除去し、液より減圧下ｎ−ヘキサン
を留去した。得られた交換脂について、カラムク
ロマトグラフイーにより、ジグリセリド画分及び
トリグリセリド画分を各々得た。トリグリセリド
画分については、ガスクロマトグラフイーにより
ステアリン酸含量を測定した。ステアリン酸含量
及びジグリセリド含量については、第１表にその
結果を示した。 比較例 １ リパーゼ製剤を用いたエステル交換反応（湿潤
処理をしない場合） 参考例で得たリパーゼ製剤1.87ｇ、バーム油中
融点部10ｇ、ステアリン酸10ｇ、イオン交換水
0.015ｇ及びｎ−ヘキサン40mlを、40℃で１日間
及び２日間密閉容器中でかきまぜ酵素反応（エス
テル交換反応）を行つた。反応終了後、実施例１
と同様にして、生成トリグリセリド中のステアリ
ン酸含量及びジグリセリド含量を求め、第表１に
その結果を各々示した。 比較例 ２ リパーゼ製剤を用いたエステル交換反応（湿潤
処理を施した場合） 0.87ｇの市販リパーゼ（参考例で用いたもの）、
セライト1.0ｇを混合し水0.015ｇを加え24時間密
閉容器中で湿潤処理を行つた。このもの全量とパ
ーム油中融点部10ｇ、ステアリン酸10ｇ及びｎ−
ヘキサン40mlを、40℃で３日間密閉容器中でかき
まぜ酵素反応（エステル交換反応）を行つた。反
応終了後、実施例１と同様にして、生成トリグリ
セリド中のステアリン酸含量、ジグリセリド含量
を求め、第１表にその結果を各々示した。 比較例 ３ リパーゼ製剤を用いたエステル交換反応（湿潤
処理を施した場合） 0.87ｇの市販リパーゼ（参考例で用いたもの）、
セライト1.0ｇ、バーム油中融点部10ｇ、ステア
リン酸10ｇ、イオン交換水0.015ｇ及びｎ−ヘキ
サン40mlを、40℃で４日間密閉容器中でかきまぜ
酵素反応（エステル交換反応）を行つた。反応終
了後実施例１と同様にして、生成トリグリセリド
中のステアリン酸含量、ジグリセリド含量を求
め、第１表にその結果を各を示した。

【表】

【表】 実施例 ２ リパーゼ製剤を用いたエステル交換反応（湿潤
処理によるリパーゼ量削減） 参考例で得たリパーゼ製剤を用い、リパーゼ単
位100〜390μ／ｇ油脂の範囲で実施例１の条件下
でエステル交換を行つた。比較のために、湿潤処
理を施さない場合についても同様の条件下でエス
テル交換を行つた。反応生成物の処理及び分析等
については実施例１と同様に行つた。第２表にそ
の結果を各々示した。

【表】 実施例 ３ リパーゼ製剤のくり返し使用によるエステル交
換反応（湿潤処理を施した場合） 参考例で得たリパーゼ製剤18.7ｇに、イオン交
換水0.3ｇを加え密閉容器中で24時間30℃にて湿
潤処理を行つた。湿潤処理で得たリパーゼ製剤全
量、パーム油中融点部200ｇ、ステアリン酸200ｇ
及びｎ−ヘキサン800mlから成る混合物を、密閉
容器中で40℃にてかきまぜ酵素反応（エステル交
換反応）を行つた。反応終了後、リパーゼ製剤等
の不溶性物質を別により除去し、液を分取し
た。液より、減圧下ｎ−ヘキサンを留去して交
換脂を得た。実施例１と同様にして、交換脂のス
テアリン酸含有量を求めた。別で得たリパーゼ
製剤は、減圧下１時間20℃にて乾燥処理した後、
イオン交換水0.3ｇを加え、前記と同様にして再
び湿潤処理した後、前記のエステル交換反応条件
下で再びエステル交換を行つた。得られた交換脂
について同様にステアリン酸含量を求めた。 リパーゼ製剤は前記と同様に回収、処理した
後、湿潤処理を施してくりかえしエステル交換反
応に用いた。結果を第３表に示した。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リパーゼ活性化剤、リパーゼ及び担体から成
   る混合物に油脂を加えてこれらを反応させる事に
   より油脂を分解させた後に、分解生成物から濾別
   等により油脂分を除去する事により得られるリパ
   ーゼ製剤を、エステル交換反応に使用する前にあ
   らかじめリパーゼ活性化剤を用いて湿潤処理する
   事により、リパーゼ製剤のリパーゼのエステル交
   換活性を活性化させる事を特徴とするリパーゼの
   活性化方法。 ２ リパーゼ製剤が、少なくとも一度以上エステ
   ル交換反応に使用されたリパーゼ製剤である特許
   請求の範囲第１項記載のリパーゼの活性化方法。 ３ リパーゼ活性化剤が、水あるいは２価又は３
   価の低級アルコールのうちから選ばれる１種又は
   ２種以上の混合物である特許請求の範囲第１項記
   載のリパーゼの活性化方法。