JPH0376593A - 糖モノ脂肪酸エステルの製造方法 - 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】 皇粟と立監凰立夏 本発明は、リパーゼを用いた酵素反応により、糖モノ脂
肪酸エステルを高い合成到達率及び含有率で合威し得る
糖モノ脂肪酸エステルの製造方法に関する。

の　　　　び　　　が　　　しよ　　と　　る従来、リ
パーゼは脂肪又は高級脂肪酸のエステルを加水分解する
酵素であることが知られているが、リパーゼはまた適当
な条件下で加水分解の逆反応を超こし、エステルを合成
したり、エステル交換反応を行なうことが知られている
。

しかし、こ、れらの酵素反応を水溶液中で行なうとエス
テル合成反応の場合は逆反応であるエステルの加水分解
が優先する。また、エステル交換反応の場合も、原料及
び生成物のエステルの加水分解反応が生じ、反応率が低
下する。

このようなエステルの加水分解を避けるため。

水を殆ど含有しない有機溶媒中でのエステル合成、エス
テル交換反応を酵素法で実施することも提案されている
（特開昭６１−２６８１９２号公報；同６２−１０７７
９号公報；Ｊ、　Ａｍ、　Ｃｈｅｗ、　Ｓｏｃ、。

１０８．５６３８　（１９８６）；Ｊ、Ａｍ、Ｃｈｅｗ
。

Ｓｏｃ、、１１０，５８４　（１９８８））、この場合
。

特開昭６１−２６８１９２号公報の提案では微生物由来
のアルカリ性リパーゼを使用し、特開昭６２−１０７７
９号公報の提案ではキャンディダ・シリンドラセ（Ｃａ
ｒｉｄｉｄａ　ｅｙｌｉｎｄｒａｃｅａ）から変異誘導
されるリパーゼを使用する８更に、玉揚文献おいては、
いずれも構造の複雑な活性エステルを用いて反応率の向
上を図るこＬが行なわれている。

しかしながら、これらの公知の方法は、例えば玉揚文献
に記載の方法ではモノエステル含有量を高めるために特
別な基質を用いており、通常の脂肪酸やその低級アルコ
ールエステルでは十分な反応率を与えることができず、
また特開昭６１−２６８１９２号公報に記載の方法では
モノ体を選択的に得ることはぞきない、従って、従来の
方法では通常の脂肪酸やその低級アルコールエステルと
糖類とを反応させた場合、十分な反応率で高いモノエス
テル含有率を有する糖モノ脂肪酸エステルを得るこεは
で含なかった。

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、糖モノ脂肪
酸エステルを短時間で、しかも高い合成到達率で反応生
成物中の含有率を高くして合成することができる、リパ
ーゼの酵素反応を用いた糖モノ脂肪酸エステルの製造方
法を提供するこヒを目的ヒする。

課　な　　するための　　　び 本発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた
結果、炭素数６〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸又は
これら脂肪酸ヒ炭素数１．〜３の低級アルコールとのエ
ステルヒ、置換基を有しない炭素数５へ・７の単糖類、
ヘキソースからなる２糖類及び炭素数４〜６の糖アルコ
ールより選ばれる糖類に＆混合して反応させる際、リパ
ーゼヒして固定化した耐熱性リパーゼを使用し、有機溶
媒のの存在下、特に４０℃以上の温度で酵素反応を行な
い、好ましくは酵素反応により副生ずる水又は炭素数１
〜３の低級アルコールの系中濃度が０．５重量％以下に
なるように副生物を除去した場合、短時間に反応が進む
と共に、ジアシル体。

トリアジル体等の多置換体の副生が抑制され１反応生成
物として糖のモノ脂肪酸エステル含有率の高い糖脂肪酸
エステルを得ることができ、糖モノ脂肪酸エステルを高
い合成到達率で工業的に有利に製造で壺るこεを知見し
、本発明をなすに至ったものである。

以下、本発明につき更に詳述する。

本発明では、出発原料ヒして脂肪酸またはそのエステル
と糖類とを使用する。

ここで、本発明に使用する脂肪酸は、炭素数６へ・２２
の飽和もしくは不飽和で直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸であ
り、このような脂肪酸であれば、水酸基、カルボニル基
、フェニル基等で置換されたものでもよい。具体的には
、脂肪酸としてカプロン酸、ソルビン酸、カプリル酸、
カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミトレイ
ン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、イソステアリン酸
。

オレイン酸、リノール酸、リルン酸、エイコサン酸、ト
コサン酸、トコセン酸、アラキドン酸。

リシルイン酸２ジヒドロキシステアリン酸等を使用する
こｋができる。

更に、脂肪酸のエステルとしては、上記炭素数６〜２２
の脂肪酸ヒ炭素数１〜３の低級アルコール、例えばメタ
ノール、エタノール、プロパツールとのエステルを使用
するものであり、具体的にはカプロン酸メチル、カプロ
ン酸エチル、カプリン酸メチル、カプリン酸エチル、ラ
ウリン酸メチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸プロピ
ル、ミリスチン酸メチル、ミリスチン酸エチル、ミリス
チン酸プロピル、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エ
チル、パルるチン酸プロピル、ステアリン酸メチル、ス
テアリン酸エチル、ステアリン酸プロピル、オレイン酸
メチル、オレイン酸エチル。

オレイン酸プロピル、リノール酸メチル、リノ・−ル酸
エチル、リノール酸プロピル、リノール酸メチル、リル
ン酸エチル、リノール酸プロピル。

エイコサン酸メチル、アラキドン酸メチル、トコサン酸
メチル、トコセン酸メチル等が例示される。

また、本発明で用いる糖類は、置換基を有しない炭素数
５へ・７の単糖類、ヘキソースからなる２糖類及び炭素
数４〜６の糖アルコールより選ばれる１種又は２種以上
である。

ここで、単糖類ヒしては、炭素数５の単糖ヒして、アラ
ビノース、リボース、キシ０−ス、リキソ・−ス、キシ
ルロース、リブロース、２−デオキシリボース等が挙げ
られ、炭素数６の単糖として、グルコース、ガラクトー
ス、フラクトース、マンノース、ソルボース、タロース
、２−デオキシグルコース、６−デオキシガラクトース
、６−ジオキシマンノース、２−デオキシガラクトース
等が挙げられ、炭素数７の単糖として、アロヘプツロー
ス、セドヘプツロース、マンノヘプツロース。

グルコヘプツロース等が挙げられる。

また、ヘキソースからなる２糖類としては、マルトース
、シュクロース、ソホロース等が挙げられる。

更に、糖アルコールとしては、エリスリトール。

リビトール、キシリトール、アリトール、ソルビトール
、マンニトール、ガラクチトール等が挙げられる。

上記脂肪酸又はそのエステルと上記糖類との混合比は、
脂肪酸又はそのエステルエモルに対して糖類を０．０５
〜５０モル、特にＯ０ｌ〜１０モルとすることが望まし
い。

次に、本発明においては、前記出発原料を酵素反応を利
用して反応させるため、固定化した耐熱性リパーゼを使
用する。

ここで、耐熱性リパーゼとしてはリパーゼ粉末５０■を
０．４−のリン酸バッファー（０，１Ｍ。

ｐＨ７）に溶解し、７０℃で３０分間加熱した後の残存
活性が４０％以上、好ましくは８０％以上。

更に好ましくは９５％以上の耐熱性を有するものであれ
ば種々のものを使用でき、例えばキャンディダ・アンタ
ークチイカ（Ｃａｎｄｉｄａ　ａｎｔａｒｃｔｉｃａ）
由来の耐熱性リパーゼ（ｓ　ｐ−３８２，ＮｏＶＯ社製
）、ムコール・マイハイ（Ｍｕｃｏｒ　ｍ１ｅｈｅｉ）
由来の耐熱性リパーゼ（Ｌｉｐｏｚｙｍｅ、　Ｎ　ＯＶ
　Ｏ社製）などが好適に用いられるが、勿論これらに限
られるものではない。

なお、これらの耐熱性リパーゼは精製品でも粗製品でも
よく、更に耐熱性リパーゼを生成する菌体（処理菌体、
休止もしくは静止菌体）の乾燥品を使用することもでき
る。

また、上記耐熱性リパーゼの固定化方法としては、担体
結合法、架橋法、包括法のうちいずれの方法を採用して
もよいが、特に担体結合法が好適に採用できる。

この場合、固定化担体として具体的には、活性炭、多孔
性ガラス、酸性白土、漂白土、カオリナイト、アルミナ
、シリカゲル、ベントナイト、ヒドロキシアパタイト、
リン酸カルシウム、金属酸化物等の無機物質、デンプン
、グルテン等の天然高分子化合物、ポリエチレン、ポリ
プロピレン。

フェノールホルマリン樹脂、アクリル樹脂、アニオン交
換樹脂、カチオン交換樹脂等の合成高分子物質などを挙
げることができるが、本発明では特に物理的形態として
多孔性を有する合成高分子物質、例えば多孔性ポリエチ
レン、多孔性ポリプロピレン、多孔性フェノールホルマ
リン樹脂、多孔性アクリル樹脂が最も好ましく用いられ
る。なお、本発明では、酵素の活性発現を阻害しないも
のであれば上記以外の種々の固定化担体を使用しても何
ら差し支えない。

更に、固定化担体に対し固定化されたリパーゼ量は通常
固定化担体１ｇに対して０．１〜５００■の蛋白質量、
特にリパーゼが蛋白質中に２〜５０％程度台まれでいる
蛋白質を固定化したものが好適である。

本発明において、耐熱性固定化リパーゼの使用量は特に
限定されないが、上記脂肪酸又はそのエステル１００重
量部に対し０．１〜１００００重量部、好ましくは、１
〜２０００重量部の範囲とすることができる。

本発明では、上記脂肪酸又はそのエステルと糖類との耐
熱性固定化リパーゼを用いた酵素反応を有機溶媒の存在
下で行なう。

有機溶媒としては、第２級又は第３級アルコールが好ま
しく１例えば２，４−ジメチル−３−ペンタノール、２
，６−シメチルー４−ヘプタツール、第３級ブチルアル
コール、第３級アミルアルコール、ジアセトンアルコー
ル、３−メチル−３−ペンタノール、３−エチル−３−
ペンタノール。

３−プロピル−３−ペンタノール、２−メチル−２−ヘ
キサノール、２−エチル−２−ヘキサノール等を使用す
ることができる。また、ベンゼン。

トルエン、キシレン、フェノール等の芳香族炭化水素類
、アセＩ・ン、メチルエチルケトン等のケトン類、ジメ
チルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、ｎ−ヘキサ
ン、ｎ−オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素類
、シクロペンタン、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素
類、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジオキサン
等のエーテル類、四塩化炭素、クロロホルム、二塩化メ
チレン等のハロゲン化炭化水素類なども好適に用いられ
るほか、糖類の良溶媒であるピリジン８ジメチルホルム
アミド、ジメチルアセ１ヘアミド、キノリン等の含硫黄
溶媒類やジメチルスルホキシド等の含硫黄溶媒類などを
使用することもできる。なお、これらの溶媒はその１種
を単独で使用してもよく、２種以上の混合溶媒ヒして用
いてもよい。

上記有機溶媒の使用量は、有機溶媒の種類、脂肪酸又は
そのエステルの炭素鎖長、反応温度等により左右される
が、好ましくは反応系全体の１．０〜９９重量％、特に
６０〜８０重量％である。

而して、上記脂肪酸又はその五ステルと糖類とを耐熱性
固定化リパーゼを用いて酵素反応させる際、反応条件は
適宜調整し得、低温でも反応は通行するが、反応速度を
速めるため、４０’（″、以上、特に６０〜１２０℃の
温度で反応させることが好ましく、この温度条件で反応
を行なうと２４時間程度で反応を完結するこヒができる
。なお、本発明においては、かかる高温の反応でも耐熱
性固定化リパーゼの使用により酵素失活がないものであ
る。

更に、本発明方法により糖モノ脂肪酸エステルを製造す
る際は、例えば固定化リパーゼをカラムに充填して基質
液を通す方法（充填カラム式）、基質液と固定化酵素を
反応槽に週入し、撹拌、振盪により反応を行なう方法（
回分式）、前記回分式で反応を連続的に行なう方法（連
続撹拌槽式）等を採用して行なうことができる。

また、本発明方法では、酵素反応により水又は炭素数１
〜３の低級アルコールが副生ずるが、この場合、この副
生物の系中濃度が０．５重量％以下、特に００１重量％
以下となるように副生物を除去するこεが効率良く反応
を進めるために好ましい、これら副生物を除去する方法
としては、例えばゼオライト、モレキュラーシーブス、
芒硝等を反応系外及び／又は反応系内で用いて吸着除去
する方法、乾繰空気や不活性ガスを反応槽中に凛入して
気体中に蒸発させて除去するか、あるいは反応槽内を減
圧にし、蒸発させて反応槽外に排出する方法等が挙げら
れ、これら除去方法を前述の酵素反応装置と適宜組み合
わせるＬ＠率良く合成反応を行なうことができる。

なお、反応終了後は通常の方法で反応生成物中から糖の
モノ脂肪酸エステルを分離・採取することができる。

遣１Ｕす整層 本発明の製造方法によれば１、糖モノ脂肪酸ヱステルを
酵素反応を利用して高い合成到達率及び含有率で工業的
に有利に合成することができる。

次に実験例を示す。

〔実験例〕

炙豊１パニ里１量素七ぶ魂− 第１表に示す各種リパーゼ粉末５０■を０８４−のリン
酸バッファー（０゜ＬＭ、ｐＨ７）に溶解後、７０℃で
３０分間加熱したにれを冷水により冷却後、グリセリン
５ｇに溶解し、オレイン酸０．５ｇを添加して、３０″
Ｃで１時間酵素反応を行なった。反応終了後、アセトン
：エタノール＝１：１．（容量比〉溶液２０ｍ１を添加
し、酵素反応を停止させた。また、ブランクとして未加
熱のリパーゼ水溶液を用い、上記酵素反応を並行して行
なった。

酵素反応停止後、０゜］］Ｍエタノールー水酸化カリウ
ム溶で滴定して、脂肪酸の減少量から酵素活性を算出し
、下記式を用いて加熱前後の相対活性を求めた。

加熱前の酵素活性 以下、実施例と比較例を示して本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。

〔実施例上〕

グルコース５．１５ｇ　（２７，６４ｍＭ）とカプリン
酸メチル１．０３ｇ　（５，５５ｍＭ）との混合物に第
３級ブチルアルコール２５ＩｌＩＱを加え、更にキャン
ディダ・アンタークチイカ由来の耐熱性リパーゼをアク
リル樹脂に固定化したもの（以後、固定化リパーゼ５ｐ
−３８２と称す）１００■を加えた後、脱メタノール剤
としてモレキュラーシーブス５Ａ　　Ｌｏｇを加え、２
４時間撹拌下に加熱還流した。

次に、反応液０．５ｄを５１１Ｑのスクリュー管に採り
、ピリジン２．５ｍＱを加え、更に内部標準物質として
ｎ−テトラデカン１０４を加え、十分に混合した後、濾
過し、炉液１ｄにアセチル化剤として無水酢酸１−を添
加し、６０℃で３０分間反応させた。

反応液１ｉ１１をガスクロマトグラフィーにより分析し
、生成するグルコース脂肪酸エステルの重量パーセント
を測定した。

その結果、グルコースモノカプリン酸エステルが９８％
の純度、７０％の生成率で得られた。

〔実施例２〜８〕 第２表に示す原料を使用し、同表の条件で実施例上と同
様にして糖脂肪酸エステルを製造した。

結果を同表に示す。

〔比較例］ フラグドース１ｇ、オレイン１ｍ１６ｇ、リパーゼＡ　
Ｌ粉末（Ａｅｈｒｏｍｏｂａｃｔａｒ　ｓｐ、）　７０
　ｗ；、第３級ブチルアルコール１５ｄを５０ｄ容三角
フラスコに採り、３０℃に２４時間往復振盪した。遠心
分離して不溶物を除いた反応液をロータリーエバポレー
ターにて洟縮し、溶媒を除去した。この残渣にクロロホ
ルム２０ｍＱを加えて溶解した後、不溶物を遠心分離に
て除去した。この上澄液をカラム分離するヒ、フラクト
ースモノオレート二フラグトースジオレ−１＝＝５：］
、の混合物４１０■が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、炭素数６〜２２の飽和もしくは不飽和脂肪酸又は該
   脂肪酸と炭素数１〜３の低級アルコールとのエステルと
   、置換基を有しない炭素数５〜７の単糖類、ヘキソース
   からなる２糖類及び炭素数４〜６の糖アルコールより選
   ばれる糖類との混合物に有機溶媒の存在下で耐熱性固定
   化リパーゼを作用させることを特徴とする糖モノ脂肪酸
   エステルの製造方法。