JPH0439399A - 加水分解装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は脂質などの有機溶媒に溶解する生理活性物質を
固定化酵素により工業的に加水分解する装置に関するも
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
従業されている。

（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ｔ１、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、食用油や界面活性割等近年需要が増
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、水素添加などによるモディファイが行わ
れているが、新たに酵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、本発明は有機溶媒に溶解する油脂を基質として
、フォスフォリパーゼやリパーゼなどの酵素を担体に固
定化したカラムを備え、遊離のリン脂質の生成や、油脂
の特定部位のエステル結合の加水分解が効率的に行え、
かつ、量産に際して安価で毒性がなく、取扱いやすい有
機溶媒を用いる新規な油脂やリン脂質の加水分解装置を
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） 上記課題を解決し、目的を達成するためになされた本発
明は、基質を溶解した非極性溶媒を流通して水を飽和さ
せる基質加湿装置と、該基質加湿装置の出口側に連結し
、加水分解酵素を表面に固定化した担体が充填されてい
るカラムを有することを特徴とするものである。

本発明において、非極性溶媒に溶解する基質は、脂肪酸
のグリセリンエステルである油脂や、リン脂質である。

さらに詳述すれば油脂の種類としては植物由来として、
アボガド油、あまに油、オリーブ油、カカオ油、シア油
、きり油、クヘア油ごま油、こめ油、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、綿実油が多く
使用されている。また動物性油脂としては、牛脂、肝脂
、乳脂が一般的である。また酵素としては、各種リパー
ゼやフォスフォリパーゼを用いて加水分解することが知
られている。

次に本発明では非極性溶媒としてヘキサンなどの炭化水
素を溶剤として用いる。油脂やリン脂質はアルコールや
エステルなどの極性の高い有機溶媒に良く溶けることが
知られているが、不活性でほとんど反応性がなく、かつ
、無毒性で取扱いやすいヘキサンのような炭化水素は工
業的に効率よく反応を進めることができる有機溶媒とし
て優れている。

また、本発明において使用する担体はセピオライトを主
成分とする原料、即ちセビ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
°Ｃ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） 第１図は本発明の一実施例である加水分解装置の概略図
を示しており、基本的には加水分解酵素を表面に固定化
した担体が充填されているカラム（３）を具備した反応
系（１）と基質タンク（５）内に貯蔵されている基質を
熔解した非極性溶媒を流入して非極性溶媒に水を飽和さ
せる基質加湿装置（４）を具備した基質加湿系（２）と
からなる、基質加湿装置（４）とカラム（３）とは反応
系に入る基質の流量調節が行いやすいように水分飽和基
質タンク（６）を介して連結されている９図中の符号（
８）及び（９）で示す装置はポンプであり、符号（力で
示すタンクは生成物タンクである。

（作用及び効果） このように構成した装置を用いて非極性溶媒としてヘキ
サンを用い、トリオレイン（基質）の加水分解によるオ
レイン酸生成反応の実験を行った、トリオレインの濃度
は１０ｍ１ｇ／ｄ、加水分解酵素はリパーゼを担体１ｇ
あたり２０ｖｇの割合で固定化して用いた。カラムを流
す速度は２．４ａｄ／Ｆｒであり、カラムの温度は酵素
反応に最適な３０″Ｃ程度に保たれている。そして第２
図にこの実験、即ち水分飽和ヘキサンを用いた加水分解
反応の時間経過に対するオレイン酸の生成率、オレイン
酸及びトリオレインの濃度変化、担体水分の変化、カラ
ムの入口と出口とにおけるヘキサン中の水分濃度の変化
を示した。

これら第２図のグラフから明らかなように、水分飽和ヘ
キサンをカラムに連続供給する本発明の加水分解装置を
用いると固定化酵素近傍の担体水分が一定に保持され、
４５０時間を越えてもオレイン酸の生成率の低下は見ら
れない。

次に、本発明の加水分解装置の比較例として第３図に示
す加水分解装置、即ち基質加湿系がなく、符号θωで示
す基質タンク中にあらかじめ水を飽和量添加したヘキサ
ンを貯蔵し、ポンプ（１１）によりカラム（３）に送る
装置を用いて先の実施例と同条件（トリオレインの濃度
が１０ｍｇ／ｇ１、フォスフオリパーゼの固定化割合が
担体１ｇあたり２０■、カラムの流速２．４　ｕｒｌ／
Ｈｒ、カラムの温度約３０°Ｃ）で加水分解反応を行っ
た。その結果を第４図に示す。

このグラフからもわかるように、比較例では固定化酵素
近傍の担体水分が徐々に低下してゆき、オレイン酸の生
成率も低下する傾向にある。さらに、オレイン酸の生成
率が低下した固定化酵素を一旦装置から取り出し、再び
バッファー（水）を添加してから実験の続行を試みたが
オレイン酸生成反応は起こらなかった。

以上の実験結果より、本発明の加水分解装置を用いると
非極性溶媒中での固定化酵素による加水分解反応が効率
良く進行し、生成物の収率（生成率）が著しく向上する
ことが明らかである。

このことは、水の溶解度の極めて小さいヘキサンを固定
化酵素による加水分解反応の溶媒として用いると、加水
分解に必要な水分のほとんどがヘキサンと強固な界面を
形成して担体近傍に集まるため、担体近傍の水分量を常
に一定に保つことが加水分解反応を効率良く進行させる
上で重要な要素となり（第５図参照）、本発明の加水分
解装置では第２図に示すようにこの点が十分に満たされ
ているからである。

以上に説明したとおり、本発明の加水分解装置は油脂な
どを特異的酵素を用いて収率よく加水分解でき、かつ量
産に際しても安価で毒性の低い、取扱いやすいを機溶媒
を用いているため、安全性の点でも配慮の行き届いた、
従来にない加水分解装置として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図は本発明の実施例である加水分解装置の概略図、
第２図は第１図に示した加水分解装置を用いて加水分解
反応を行った実験結果を示すグラフ、第３図は比較例の
加水分解装置の概略図、第４図は第３図に示した加水分
解装置を用いて加水分解反応を行った実験結果を示すグ
ラフ、第５図は固定化酵素残留水分量とオレイン酸との
関係を示すグラフである。 （１）：反応系、（２）：基質加湿系、（３）二カラム
、（４）：基質加湿装置。 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、基質を溶解した非極性溶媒を流通して水を飽和させ
   る基質加湿装置（４）と、該基質加湿装置の出口側に連
   結し、加水分解酵素を表面に固定化したした担体が充填
   されているカラム（３）を有することを特徴とする加水
   分解装置。 ２、基質が油脂であることを特徴とする請求項１記載の
   加水分解装置。 ３、酵素がフォスフォリパーゼ、リパーゼ類であること
   を特徴とする請求項１記載の加水分解装置。 ４、非極性溶媒がヘキサンであることを特徴とする請求
   項１記載の加水分解装置。