JPH0331438B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、油脂類のエステル交換方法に関する
ものであり、詳しくはリパーゼを作用させること
からなる、油脂類のエステル交換方法に関するも
のである。 油脂の改善を目的とした油脂加工技術の一つで
あるエステル交換方法は、通常アルカリ金属、ア
ルカリ金属アラコラート等を触媒として行なわれ
ているが、この様な化学触媒を用いたエステル交
換方法によると、油脂の脂肪酸基を非選択的にし
かエステル交換する事が出来ない。つまり、エス
テル交換される脂肪酸基の反応において、グリセ
ロールに対する位置特異性が小さいため加工技術
としての応用範囲は限られている。 一方、油脂等の加水分解酵素であるリパーゼが
油脂のエステル交換反応の触媒能力を有すること
が知られており、リパーゼを触媒とした場合、リ
パーゼの油脂の脂肪酸基に対する位置特異性を利
用して選択的なエステル交換を行なうことが可能
となる。 本来、リパーゼは水分の存在下において油脂等
を加水分解する酵素であるが、リパーゼを触媒と
した油脂のエステル交換反応は、この加水分解の
反応可逆反応に基づいているものと考えられる。 従来のリパーゼによる油脂のエステル交換の方
法は、反応原料油脂中にリパーゼを直接もしくは
セライト、セルロース等の担体に固定化または担
体の存在下で懸濁攪拌して行なう方法がとられて
おり、さらにｎ−ヘキサン等の有機溶媒を添加す
ることにより反応系の均一化をはかつている。元
来、リパーゼは界面において酵素活性の出現が顕
著であることから、従来のエステル交換方法で行
なわれているリパーゼと基質を懸濁させて行う反
応系では、反応には、例えば３日間等長時間を必
要とし、反応効率が良いものとは言えない。また
懸濁下で反応を行なつていることから基質と酵素
を常に接触させなければならないため、比較的高
速の攪拌を要する。 本発明者らは、リパーゼの酵素活性が界面にお
いて著しいことに着目し、界面において油脂のエ
ステル交換を行なわせるべく研究を重ねた結果、
動植物起源のタンパク質とポリヒドロキシ化合物
が、特定の条件下で油脂可溶化力を示すことを知
見し、この知見に基づいて本発明を完成した。 本発明における可溶化とは、可溶化剤が特定濃
度以上の溶液状態下でミセルを形成して難溶性物
質をそのミセルの極性表面層または中心部に拡
散、吸着し、難溶性物質が浸透溶解する現象であ
る可溶化、及びミクロエマルジヨン化、乳化をも
含有する。 本発明の油脂類のエステル交換方法は、油脂類
が、水溶性ポリヒドロキシ化合物とタンパク質も
しくはペプチドを含有する水溶液中に可溶化状態
にある系において、リパーゼを作用せしめてエス
テル交換反応を行うことを特徴とする。 上記油脂類としては、油脂もしくは混合油脂あ
るいは油脂もしくは混合油脂と脂肪酸もしくは脂
肪酸の低級アルコールエステルとの混合物等を挙
げることができる。 本発明で用いる油脂は、一般の植物性、動物性
の油脂で、例としては大豆油、綿実油、菜種油、
オリーブ油、コーン油、ヤシ油、サフラワー油、
牛脂、ラード、魚油等である。さらに、カカオバ
ター代用脂の原料となり得る特定組成のグリセリ
ド、つまり１，３−ジステアロ−２−オレオグリ
セリド、１−パルミト−２−オレオ−３−ステア
ログリセリド、１，３−ジパルミト−２−オレオ
グリセリドをエステル交換反応の目的物とする場
合は、グリセリドの２位置にオレイン酸を多量に
含有する油脂、例えばパーム油、サル脂、イリツ
ペ脂、コクム脂、シア脂、マウア脂、フルワラ
脂、ボルネオタロー脂及び／又はこれらの分別脂
等が使用できる。 脂肪酸としては、炭素数が８〜20である直鎖飽
和脂肪酸、不飽和脂肪酸が使用でき、例としては
パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸等であ
る。 脂肪酸の低級アルコールエステルとは、上記脂
肪酸と炭素数１〜６の直鎖飽和一価アルコールの
エステル化合物を言い、例としてはパルミチン酸
メチル、ステアリン酸メチル等である。 本発明において可溶化状態を形成するタンパク
質、もしくはペプチドとは、動植物起源の分子量
5000程度以上のもので、球状タンパク質に限ら
ず、加熱溶解性をもつ繊維状タンパク質、又は、
単純タンパク質、非タンパク質性化合物を含む複
合タンパク質、酸、アルカリ、加熱処理等によつ
て得られる誘導タンパク質、ペプチド等のことで
ある。具体例としては、単純タンパク質ではアル
ブミン、グロブリン、グルテリン、プロラミン、
複合タンパク質ではカゼインナトリウム、誘導タ
ンパク質ではゼラチン等、ペプチドではコラーゲ
ン加水分解物などがあげられる。さらに乾燥卵
白、脱脂粉乳、大豆タンパク、小麦タンパク、血
粉、リパーゼを含む酵素タンパク質を用いること
が可能である。 また、本発明において可溶化状態を形成する水
溶性ポリヒドロキシ化合物としてはグルコース、
フルクトース等の単糖類、シユクロース、マルト
ース等の少糖類、デキストリン等の多糖類及びそ
れらの混合物である転化糖、異性化糖のような糖
類、蜂密、糖密などのシロツプ類、ソルビツト、
マンニツト、キシリツト等の糖アルコール等が挙
げられ、糖又は糖アルコールを用いることが好ま
しい。 次に、本発明で用いるリパーゼとしては、リゾ
プス系、アスペルギルス系、カンデイダ系、ムコ
ール系、すい臓リパーゼ等が使用でき、これらの
種のリパーゼの多くは市販品として入手でき、そ
れらを使用できる。またグリセリドの１、３位を
特異的にエステル交換を行なう場合、該目的に合
致した特性を有するリパーゼ、例えばリゾプスデ
レマー、リゾプスやポニカス等を使用すれば良
い。 本発明のエステル交換反応を行なうには、まず
ポリヒドロキシ化合物を含有する水溶液を調製
し、該水溶液に、水溶性タンパク質はそのまま溶
解させ、コラーゲンの如く熱水可溶性タンパク質
は加温溶解させ、また非水溶性タンパク質であれ
ば分散混合させる。このようにして調製したポリ
ヒドロキシ化合物及びタンパク質含有水溶液に、
リパーゼの反応温度に該水溶液を加温保持しなが
らリパーゼを分散攪拌した後、エステル交換原料
油脂類を攪拌しながら少量ずつ加えていく。 この際、上記ポリヒドロキシ化合物及びタンパ
ク質含有水溶液の水分活性は0.95以下、好ましく
は0.75以下が本発明に適している。また、ポリヒ
ドロキシ化合物の水溶液中の濃度は35重量％以
上、好ましくは60重量％以上、タンパク質の水溶
液中の濃度は0.005〜30重量％が適している。ま
た、リパーゼは油脂類に対して0.05〜10重量％添
加するのが好ましい。 更に、油脂類が常温で結晶状態である場合は、
リパーゼが失活しない温度範囲で油脂類を加温溶
解してポリヒドロキシ化合物及びタンパク質含有
水溶液に注加する。 エステル交換原料油脂類をポリヒドロキシ化合
物及びタンパク質含有水溶液に注加する際、ホモ
ジナイザー、ホモミキサー、コロイドミル等の高
速攪拌機、もしくはスクリユー型、フツク型の攪
拌羽根をもつ混和機をもちいると良い。 エステル交換原料油脂類が脂肪酸を含有し、耐
熱性を有しないリパーゼによつて反応を行なう場
合、反応系での脂肪酸は結晶状態であるが、本発
明の方法で行なえば、脂肪酸が粒状結晶の状態で
もエステル交換反応は充分進行する。この際脂肪
酸結晶を微粉末化し、さらにポリヒドロキシ化合
物及びタンパク質含有水溶液との混合にコロイド
ミル等を用いて微細化を行なえば一層反応効率を
上げることができる。 この様にして得られた、水溶性ポリヒドロキシ
化合物とタンパク質もしくはペプチドを含有する
水溶液による油脂類の可溶化物を低速回転を行な
うか静置状態で20〜70℃の温度に保持して５〜40
時間反応を行なわせる。 エステル交換反応を終了した反応油はｎ−ヘキ
サン等の有機溶剤で回収する。また反応油中の脂
肪酸、モノグリセリド、ジグリセリド等は、通常
のアルカリ中和液−液精製などの化学的精製法、
水蒸気蒸溜、真空蒸溜等の物理的精製法により除
去することができ、さらに、溶剤分別を組み合わ
せて望ましいトリグリセリド部分を分画すること
により付加価値を上げることもできる。 反応油のトリグリセリド組成に着目して、特定
のエステル交換原料油脂類と特定のリパーゼの有
する選択反応性を組み合わすことにより、カカオ
代用脂原料となり得る異種のものしくは新たに
１，３−飽和２−不飽和グリセリドを得ることが
できる。例えば、パーム分別脂に高含有される
１，３−ジパルミト−２−オレオグリセリドとス
テアリン酸をエステル交換原料油脂類としリゾプ
スデレマーのリパーゼを使用すれば１−ステアロ
−２−オレオ−３−パルミトグリセリドを得るこ
とができ、この反応生成物はカカオ代用脂の原料
に有効である。 本発明の効果及び特徴は以下に述べるとうりで
ある。 水溶性の糖やアミノ酸などを基質とする酵素反
応と異なり、リパーゼによる酵素反応は基質であ
る油脂が非水溶性であることから、リパーゼの反
応をすみやかに遂行するためには、基質表面とリ
パーゼの緊密な接触が重要な要因である。さらに
言えば、界面の存在においてのみリパーゼの酵素
活性が発現するとすれば、その反応速度は界面面
積に大きく依存すると言える。例えば、油脂と水
を適当な界面活性剤により乳化しリパーゼを作用
せしめると油脂の加水分解がすみやかに行なえ
る。しかし、この様な加水分解反応は大過剰の水
の存在下で行なわれるため、低水分量の反応系で
可逆的に行なわれるエステル交換反応は期待でき
ない。 本発明は、この様なリパーゼのもつ固有な性質
である界面での反応を、油脂を水溶性ポリヒドロ
キシ化合物とタンパク質もしくはペプチドを含有
する水溶液中に可溶化することにより、エステル
交換反応に適応可能になし、また反応系中の水分
のリパーゼに対する影響もおさえることができる
ものである。 即ち、本発明は、油脂が特定条件下でタンパク
質と水溶性ポリヒドロキシ化合物を含有する水溶
液中に可溶化され、この可溶化状態下においては
油脂の界面面積が極めて大きく、リパーゼの反応
を律速に関与していることを基本としている。す
なわち、油脂の可溶化状態つまり界面面積の大き
な反応条件下では、リパーゼと基質の接触が緊密
であり、接触面も大きいため、エステル交換反応
が短時間で行なえ、実際の反応に際しても従来法
の如く長時間にわたる高速攪拌を必要とせず、低
速攪拌もしくは静置によつてもエステル交換反応
が行なえる。 また、本発明の特徴は、反応系中の総水分含量
が大きいにもかかわらず、水分の大部分が糖（水
溶性ポリヒドロキシ化合物）の結合水として存在
していること、またタンパク質の水和力にもより
反応系中の自由水が低いことから、水分のリパー
ゼ加水分解反応への影響が極めて小さく抑えら
れ、効率の良いエステル交換反応が行なえること
である。 さらに、本発明のエステル交換方法により得ら
れる１，３−飽和−２−不飽和グリセリドはカカ
オ代用脂原料として好適であり、これを用いて耐
熱性、口溶け性、スナツプ性及び耐ブルーム性の
優秀なチヨコレートを製造することが可能であ
る。 以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明
する。 実施例 １ 脱脂粉乳2.0ｇをハイマルトース型液糖（水分
25％）40ｇに加え、攪拌しながら40℃に加温、次
に市販のリゾプスデレマーのリパーゼ（田辺製薬
製）0.7ｇを加えた。該混合物にヤシ油15ｇとサ
フラワー油21ｇの混合油をホモミキサー（特殊機
化工製）で攪拌して40℃に加温保持しながら少量
ずつ加えた。この可溶化物を密閉容器中で40℃に
て８時間静置し、酵素反応を行なつた。反応後、
反応後に１／10N−塩酸50mlを加え攪拌し、２回
に分けて、それぞれ70mlのｎ−ヘキサンで反応油
を分液ロート中で回収し、ｎ−ヘキサンを除去し
た。次に通常の方法にしたがいケイ酸カラムクロ
マトグラフイーを行ない、トリグリセリド部分を
分画した。分画したトリグリセリド部分を常法の
ガスクロマトグラフイーにより炭素数別のトリグ
リセリド組成を調べた。結果は第１表に示した通
りで、エステル交換が行なわれたことを示してい
る。

【表】 実施例 ２ ガゼインナトリウム3.8ｇをハイマルトース型
液糖（水分含量25％）48.0ｇに加え、攪拌しなが
ら45℃に加温し、次に市販のアスペルギルスニガ
ーのリパーゼ（天野製薬製）0.9ｇを加えて攪拌
分散した。該混合物に１，３−ジパルミト−２−
オレオグリセリドの含有量が63.3％であるパーム
分別脂20.0ｇと精製・漂白サル脂20.0ｇの混合油
を45℃に保温しながら、ホモミキサーにより少量
ずつ注加、攪拌した。この可溶化物を45℃にて、
密閉容器中で16時間静置して酵素反応を行なつ
た。反応後、反応物に１／10N−塩酸水溶液を50
ml加えて攪拌した後、ｎ−ヘキサン80mlを加えて
分液ロート中で反応油を回収、同様なｎ−ヘキサ
ンによる抽出操作をさらに２回行ない、ｎ−ヘキ
サンを除去して反応油を得た。 実施例１と同様にトリグリセリド部分を分画
し、トリグリセリド組成を分析した結果のうち、
１，３−飽和−２−不飽和グリセリドの組成は表
２の様であり、エステル交換が特異的にトリグリ
セリドの１，３位の脂肪酸基に対して行なわれた
ことを示している。

【表】 実施例 ３ アルブミン12ｇをブドウ糖果糖液糖（水分40
％）108ｇに加え、攪拌しながら40℃に加温、次
に市販のカンデイダシリンドラセアのリパーゼ
（名糖産業製）を1.2ｇを加え、該混合液にパーム
分別脂（ヨウ素価10.8）12ｇと大豆油108ｇの混
合油を40℃に加温保持しながらホモミキサー（特
殊機化工製）により攪拌して少しずつ注加した。
この可溶化物を密閉容器中で40℃にて14時間静置
し、酵素反応を行なつた。反応後１／10N−塩酸
を50ml加え、２回に分けてそれぞれ200mlのｎ−
ヘキサンにより反応油を分液ロート中で回収し、
ｎ−ヘキサン層を水洗後ｎ−ヘキサンを蒸溜し反
応油を得た。得られた反応油を実施例１と同様に
トリグリセリド部分を分画し、ガスクロマトグラ
フイーにより炭素数別トリグリセリドを分析した
結果、表３のようであつた。これはエステル交換
が行なわれたことを示している。

【表】 実施例 ４ コラーゲン加水分解物（分子量5000〜6000）
0.6ｇをハイマルトース型シロツプ（水分25％）
28ｇに加え、攪拌しながら45℃に加温し、リゾプ
スデレマーのリパーゼ（田辺製薬製）を0.8ｇを
加えた。該混合物に、乳バチで微細粉末化したス
テアリン酸（純度90％）10ｇと実施例２で使用し
たものと同様のパーム分別脂10ｇの混合油を45℃
に加温保持しながら少量ずつ加えた後、45℃に保
温したミル・ミツクス（日本精機製作所製）によ
つて可溶化物を得、密閉容器中で45℃に25時間静
置して酵素反応を行なつた。反応後、１／10N−
塩酸を20ml加えて攪拌し、２回に分けて40mlのｎ
−ヘキサンで反応油を回収し、ｎ−ヘキサン層を
水洗後、ｎ−ヘキサンを蒸溜し、反応油を得た。
次に実施例１と同様な方法によりトリグリセリド
部分を分画し、常法にしたがいメチルエステル化
を行ないガスクロマトグラフイーによつて脂肪酸
組成を分析した結果、表４の如くであつた。

【表】 実施例 ５ ガゼインナトリウム30ｇをブドウ糖果糖液糖
（水分35％）300ｇに加え、攪拌しながら40℃に加
温保持し、リゾプスデレマーのリパーゼ（田辺製
薬製）３ｇを加え、該混合物にパルミチン酸メチ
ル（純度90％）100ｇとヨウ素価63.0であるサル
分別脂50ｇの混合油脂を40℃にて少量ずつ注加攪
拌した後ミル・ミツクスにより可溶化状態とし
た。該可溶化物を密閉容器中で24時間静置し酵素
反応を行なつた。反応後、１／10N−塩酸100ml
を加え攪拌し、２回にわけてそれぞれ200mlのｎ
−ヘキサンで分液ロート中で反応油を回収し、ｎ
−ヘキサンを蒸溜して反応油を得た。次いで、減
圧下（１mmＨｇ）、170℃で水蒸気蒸溜を行ない、
反応油よりパルミチン酸メチルを除去した。パル
ミチン酸メチルが除去された反応油についてカラ
ムクロマトグラフイーを行ない、トリグリセリド
部分を分画し、ガスクロマトグラフイーによつて
炭素数別トリグリセリドを調べたところ表−５の
結果を得た。エステル交換が行なわれたことは明
らかである。

【表】 比較例 １ 実施例２で添加した水に相当する水12ｇに、市
販のアスペルギルスニガーのリパーゼ（天野製薬
(株)製）0.9ｇを加えて攪拌溶解した。該混合物に、
実施例２と同量のパーム分別脂と精製漂白サル脂
混合物を添加して、実施例２と同様の方法で反応
及び分析を行つた。反応の結果、トリグリセリド
の収量の元は10％以下であり、殆ど加水分解され
ていた。 比較例 ２ 実施例４で添加した水に相当する水７ｇに、リ
ゾプスデレマーのリパーゼ（田辺製薬(株)製）0.8
ｇを添加溶解し、該混合物に実施例４と同量のス
テアリン酸とパーム分別脂を添加し、さらに、ヘ
キサンを60ｇ添加したステアリン酸を溶解した。
反応は、実施例４と同様に行つた。ヘキサンの添
加でステアリン酸は溶解したが、水が多量に存在
するため、加水分解が著しく促進され、トリグリ
セリドの殆どが加水分解されていた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 油脂類が、水溶性ポリヒドロキシ化合物とタ
   ンパク質もしくはペプチドを含有する水溶液中に
   可溶化状態にある系において、リパーゼを作用せ
   しめてエステル交換反応を行うことを特徴とする
   油脂類のエステル交換方法。 ２ 水溶性ポリヒドロキシ化合物が糖又は糖アル
   コールである特許請求の範囲第１項記載の油脂類
   のエステル交換方法。 ３ タンパク質もしくはペプチドが分子量5000以
   上の動植物起源のタンパク質である特許請求の範
   囲第１項記載の油脂類のエステル交換方法。 ４ 水溶液中の水溶性ポリヒドロキシ化合物濃度
   が35重量％以上である、特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の油脂類のエステル交換方法。 ５ 水溶液中のタンパク質もしくはペプチド濃度
   が0.005〜30重量％である、特許請求の範囲第１
   項又は第３項記載の油脂類のエステル交換方法。 ６ 油脂類がグリセリドの２位にオレイン酸を多
   量に含有する油脂を含む油脂類である、特許請求
   の範囲第１〜５項の何れかに記載の油脂類のエス
   テル交換方法。 ７ リパーゼがグリセリドの１、３位を特異的に
   作用する特性を有するリパーゼである、特許請求
   の範囲第１〜６項の何れかに記載の油脂類のエス
   テル交換方法。 ８ リパーゼを油脂類に対して0.05〜10重量％用
   いる、特許請求の範囲第１〜７項の何れかに記載
   の油脂類のエステル交換方法。