JPH0436392A

JPH0436392A - 油脂の加水分解方法

Info

Publication number: JPH0436392A
Application number: JP2144642A
Authority: JP
Inventors: Yasuko Yoshida; 安子吉田; Akio Okada; 岡田　明夫
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1992-02-06
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH07116466B2

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）本発明は工業用原料や食品原料である油脂を固定化酵素
により工業的に加水分解を行う方法に関するものである
。

（従来の技術）酵素を表面に固定化した担体をカラム内に充填したバイ
オリアクターを用いて生体内物質を基質とする酵素反応
を行わせようとする技術は近年急速に研究されつつあり
、酵素の特異的反応を効率良く、かつ円滑に進行させる
ためのさまざまなバイオリアクター装置や、反応条件が
提案されている。

（発明が解決しようとする課題）油脂は一般に工業用材料として、燃料、塗料、化粧品、
被覆剤、固着剤等多くの用途がある一方、食品用材料と
して製菓用原料、食用油や界面活性剤等の用途でも需要
が増加してきている。従来よりこれらの油脂の機能を拡
大するため、分画や水素添加などによるモディファイが
行われているが、新たに酸素処理によるモディファイド
製品の開発が大きな刺激をもたらしている。酵素として
用いられるのはリパーゼやフォスフォリパーゼ類である
。

そこで、本発明は水に難溶性の物質、主に油脂等を有機
溶媒に溶解し、リパーゼを担体に固定化したカラムを用
いて生理活性機能をもつ有用脂肪酸などの生成を工業的
に行おうとするものである。そして、反応させる基質や
りアクタ−から生産されるプロダクトを均一にできるこ
と、触媒反応を円滑に進行させること、量産に際して安
価であること、さらに毒性がなく取扱いやすいことなど
を考慮した有機溶媒を用いる新規な油脂の加水分解方法
を提供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段）上記ｌ！題を解決し、目的を達成するためになされた本
発明は、加水分解酵素を表面に固定化した担体をカラム
に充填したバイオリアクター内で基質である油脂を脂肪
酸に加水分解する方法において、溶媒として飽和量の水
を含有するヘキサンを用い、前記担体の近傍の固定化酵
素残留水分量を担体乾燥重量１ｇ当り１００〜６００■
に調節することを特徴とするものである。

本発明において、基質の油脂は植物由来としてアボガド
油、あまに油、オリーブ油、カカオ油、シア油、きり油
、りへア油、ごま油、さざんか油、サフラワー油、大豆
油、コーン油、なたね油、パーム油、ひまし油、ひまわ
り油、ホホバ油、やし油、綿実油である。また、動物由
来としては牛脂、豚脂、乳脂が基質となる。また、酵素
としては各種リパーゼやフォスフオリパーゼを用いて加
水分解することができる。

また、本発明において使用する担体はセビオライトを主
成分とする原料、即ちセピオライト原石を粉砕し、必要
に応じて組成調整、及び粒度調整を行ったうえで表面積
の大きい粒状等の任意形状に成形し、３００〜１１００
℃程度の温度で焼成したもの、で、多孔性で比表面積の
大きいセラミック担体である。そして、この担体の表面
にリン脂質のアルコールエステルの加水分解を触媒する
酵素が高密度で、しかも強固に固定化されてカラム内に
均一に充填されている。

次に、本発明の好ましい実施例を示す。

（実施例）表面にリパーゼを担体１ｇあたり２０Ｗｇの割合で固定
化した担体をまずパンファーで浸潤し、カールフィンシ
ャー法によりその水分の定量を行ったところ、担体１ｇ
あたり水分量は６５０　ｇ　（以下、６５０■／担体１
ｇと略す。）であった。

次に、この固定化酵素をバイオリアクター〇カラム内に
充填したところへ、基質であるトリオレインを１０ｇ／
−の濃度で溶解した水を含まないヘキサンを流速２．４
ｄ／ＩＪｒで注入、カラムの入口と出口のヘキサンに含
まれる水分量をカールフィッシャー法で定量してその差
引により担体近傍、即ち固定化酵素近傍に残留する水分
量の定量を行った。そして、ヘキサンに混入する水の量
を変化させて固定化酵素近傍に残留する水分量を調節し
、この残留水分量と酵素による加水分解反応の進行割合
、即ちオレイン酸の生成割合との関係を検討し、第１図
に示すグラフを得た。このグラフから固定化酵素近傍に
残留する水分量（固定化酵素残留水分量）が１００〜６
００■／担体１ｇで、オレイン酸の生成率が顕著に優れ
ていることが明らかである。

（作用及び効果）このように、油脂を固定化酵素により加水分解する際の
条件として、溶媒として飽和量水分含有へ牛サンを用い
ること、及び固定化酵素残留水分量を担体１ｇあたり１
００〜６００■に！１１ｗ５することが好ましい。

以下、この条件を適用したことによる本発明の作用を考
察して効果を明らかにする。

（１）、まず、約２％の水分を含有するヘキサン中にト
リオレイン（基質）を溶解し、リパーゼの固定化酵素と
、遊離酵素とにより同条件で酵素反応を行ったところ、
固定化酵素を用いた場合のみ高い収率でオレイン酸を得
た。このことは固定化酵素を用いた系では加水分解に必
要な水分のほとんどが担体近傍に集まるが、遊離酵素を
用いた系ではへキサン中に酵素蛋白が均一に熔解せず不
均一なので、反応表面積も固定化酵素に比較し、極端に
小さいと考えられ、ヘキサン中の基質と水との加水分解
反応がスムーズに進行しないためと考えられる。

（２）、一方、１０％程度の水分を含有する酢酸エチル
中で、トリオレインと、リパーゼの固定化酵素及び遊離
酵素との加水分解反応を行ったところ、固定化酵素及び
遊離酵素の両者とも高収率でオレイン酸が得られた。こ
のことは水と酢酸エチルとの極性が同程度なため、酢酸
エチル中に水が良く混じりあい、遊離酵素によっても加
水分解反応が効率良く進行するためと考えられる（第２
図参照）。

（３）、次に、ヘキサン中で固定化酵素によりトリオレ
イン（基質）を加水分解する系において、ヘキサン中の
水分量を２％、５％、１０％と変化させると、水分量が
少ない方が加水分解速度が速いことが確認された（第３
図参照）、このことはヘキサン中の水分量が多い方が担
体近傍に形成される水の層の厚さが大きく、ヘキサン中
の基質と担体表面の酵素とが接触しにくくなるためと考
えられる。

（４）、これに対し、酢酸エチル中では水分量が多いほ
ど加水分解の反応速度が速く、酢酸エチルに混じってい
る水分が有効に利用されているものと考察される（第２
図参照）。

以上の（１）〜（４）に考察したことから、ヘキサンの
ように極性が低く、極性の高い水とよく混しり合わない
系では、ヘキサン中の水分量を多くすることが必ずしも
加水分解の促進につながるものではなく、担体近傍の固
定化酵素残留水分量に最適値があることが示唆される。

そこで、本発明は担体１ｇあたり１００〜６００　ｕの
水分量に調節し、かつ、この水分量を一定に保つために
カラムを流す溶媒として水分を飽和させたヘキサンを用
いたことで、酵素反応がスムーズに進行し、脂肪ａ（た
とえばオレイン＃）の生成率が著しく向上するものであ
る。

しかも、ヘキサンは酢酸エチルに比べて安価であるばか
りでなく、毒性が小さく取扱いやすいなど、量産に通し
た有機溶媒でもある。

よって、本発明は固定化酵素を充填したバイオリアクタ
ーを用いる油脂の加水分解方法として従来の問題点を一
掃し、産業の発展に寄与するところは極めて大きいもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図はへキサン中でのトリオレインの加水分解反応に
おける固定化酵素残留水分量と、オレイン酸の生成率と
の関係を示すグラフ、第２図は酢酸エチル中でのトリオ
レインの加水分解反応における反応時間と、オレイン酸
生成率との関係を示すグラフ、第３図はヘキサン中での
トリオレインの加水分解反応における反応時間と、オレ
イン酸生成率との関係を示すグラフである。＠１図特許出願人　　日本碍子株式会社代　　理　　人　　　　名　　　嶋　　明　　即問　　
　　　　　　　　綿　　貫　　達　　部同　　　　　　
　　　　　山　　　本　　　文　　　夫固定化醒素残習
木今量”ａＡｔｖ＄−＋１第図自乍！？ムナル中で功トリオレインｅｒ）’ｔｔａ未勺
−解反応時間（ｍｔｎ　）第図ヘキサン中でのトリオレイン力ロ→３ヶ解反応時間（）
−ＩＲ）

Claims

【特許請求の範囲】

加水分解酵素を表面に固定化した担体をカラムに充填し
たバイオリアクター内で基質である油脂を加水分解する
方法において、溶媒として飽和量の水を含有するヘキサ
ンを用い、前記担体の近傍の固定化酵素残留水分量を担
体乾燥重量１ｇ当り１００〜６００ｍｇに調節すること
を特徴とする油脂の加水分解方法。