JPH049516B2 - - Google Patents

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JPH049516B2
JPH049516B2 JP57029252A JP2925282A JPH049516B2 JP H049516 B2 JPH049516 B2 JP H049516B2 JP 57029252 A JP57029252 A JP 57029252A JP 2925282 A JP2925282 A JP 2925282A JP H049516 B2 JPH049516 B2 JP H049516B2
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【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

この発明はリパーゼを用いて油脂を加水分解す
る方法に関する。 従来のリパーゼによる油脂の加水分解法は、リ
パーゼ水溶液と油脂とを混合撹拌するか、または
混合して乳化した半固形状のスラリー状態で反応
させる方法が採用されており、すべてリパーゼ水
溶液とそれに溶解しない油脂とを混和する方法で
ある。 これらの方法では、反応中にリパーゼの大部分
が油脂およびその加水分解物である脂肪酸に吸着
されるため、単に分層による分離を行つてリパー
ゼ水溶液を回収しても、その水溶液中のリパーゼ
は当初使用リパーゼ量の10重量%以下しか含有さ
れていないため、リパーゼの回収はほゞ不可能に
近い。このリパーゼの回収の不可能性が、リパー
ゼによる油脂の加水分解法の最大の欠点である。
すなわち、リパーゼの使用量を可能なかぎり少な
くしてリパーゼコストを低下させようとするた
め、反応速度が極度に遅くなり数日間反応して目
的を達するという工業的には不適切な方式とな
る。 したがつて、この加水分解反応を工業化するた
めには、リパーゼを完全に回収しリサイクル使用
できるようにすることである。このリサイクル使
用でリパーゼ価格の低減とリパーゼ使用量の増大
による加水分解速度の向上を計ることが可能とな
る。 この目的のため、一般に酵素を固定化する方法
が採用される。しかるに、従来の固定化酵素を用
いた反応は、主として水溶液系でのものであり、
酵素を固定化する担体も親水性を有するもの、た
とえばセフアデツクスや多孔性ガラスビーズがほ
とんどであつた。 この親水性担体による酵素固定化技術を前述の
リパーゼに応用しても、基質が水不溶性の油脂か
らなるものであるため、固定化リパーゼを基質中
に十分に分散させることができず、おのずと加水
分解速度が低下する。 さらに、加水分解反応において反応に関与する
物質は、リパーゼの他の相互に溶解しない油脂と
水があり、この油脂と水との十分なる接触と、そ
の界面にリパーゼが存在することが必要であると
いわれている。この反応系の複雑性を十分満足す
べき技術が未開発であつたことが、固定化リパー
ゼを用いた工業的な油脂の加水分解方法が発展す
るに至つていない原因である。 この発明者らは、上述の二つの欠点を克服する
ため鋭意検討した結果、担体としてアルキル化、
フエニル化またはトリチル化したアガロースゲル
を使用し、このゲル中にリパーゼを主として疎水
結合により吸着し包括せしめて固定化し、これと
油脂とを接触させることにより、この接触系に水
を加えなくとも油脂の加水分解反応を良好に達成
できるものであることを見い出し、この発明を完
成するに至つたものである。 すなわち、この発明は、アルキル化、フエニル
化またはトリチル化したアガロースゲルに固定化
したリパーゼを用いて油脂を加水分解することを
特徴とするリパーゼによる油脂の加水分解法に係
るものである。この発明法は、たとえば、上記固
定化したリパーゼを油脂中に分散させて油脂を加
水分解する方法、あるいは上記固定化したリパー
ゼを充填したカラム中に油脂を通液して加水分解
する方法などにより、実施することができる。 上記この発明において、含水率約95重量%のア
ルキル化、フエニル化またはトリチル化したアガ
ロースゲルは油水両親楳性であるため、リパーゼ
水溶液からのリパーゼの固定化が有効に行われて
固定化リパーゼができる。この固定化ゲル中には
多量の水分が存在するため、加水分解の反応系に
水を添加する必要はない。しかも、このゲルがア
ルキル化、フエニル化ないしトリチル化されてい
ることによつて親油基が導入されているため、油
脂に対して極めて良好に分散ないし接触し、リパ
ーゼの活性発現に好結果をもたらす。この固定化
リパーゼと油脂とを直接的に接触させることによ
つて、油脂−リパーゼ−水の界面が有効に形成さ
れるのである。 この発明のもう一つの利点は、固定化されたリ
パーゼはゲルに強固に吸着しているため、加水分
解生成物である脂肪酸に移行せず、従つて従来の
固定化しない方式に見られるような脂肪酸からの
リパーゼたん白の除去操作(例えば脂肪酸の蒸留
工程)が不要となり、また副生するグリセリンは
ゲル中に包含されるため単にゲルを別あるいは
遠心分離することによつて不純物のない脂肪酸が
えられることにある。 この発明で用いるリパーゼの種類は限定されな
いが、一般的にはキヤンデイダ属、クロモバクテ
リウム属、アスペルギルス属、ペニシリウム属、
ジオトリカム属、リゾプス属などの微生物を供給
源とするリパーゼ、すい臓などの動物臓器よりえ
られるリパーゼ、ひま種子などの植物種子よりえ
られるリパーゼを使用することが可能である。リ
パーゼの形状は水溶液であつても粉末であつても
よいが、効率的固定化を計るためリパーゼ以外の
異種たん白質は少ない方がよい。 リパーゼを固定化するためのこの発明に係るア
ガロースゲルは、アガロースをアルキル化、フエ
ニル化またはトリチル化し公知の手段で水分子を
多量に含むゲル状物としたもので、すでに各種タ
イプのものが市販されている。ここで、アルキル
化、フエニル化またはトリチル化によつてアガロ
ースゲルに親油性を付与するが、この親油性付与
による油状基質への分散性(接触性)とリパーゼ
の固定化率との両面からみて、アルキル基とくに
炭素数6〜18のアルキル基でアルキル化したもの
が好適である。さらに上記アルキル基がオクチル
基、デシル基またはドデシル基あるいはこれらの
混合アルキル基であるのがもつとも望ましい。な
お、アガロースゲルは天然寒天を原料とする多糖
類ゲルである。 このアガロースゲルにリパーゼを固定化する手
段は任意であり、公知の固定化技術、たとえば物
理吸着法、架橋法、共有結合法などいずれも採用
できるが、固定化リパーゼの加水分解活性、リサ
イクル性、固定化費用および担体ゲルの再使用性
を考慮すると物理吸着法が最も優れている。 加水分解の反応温度は、一般に10〜50℃である
が、至適温度は30〜40℃である。反応速度は酵素
の活性が失なわれない限り高い温度ほど良好であ
り、適当な耐熱性リパーゼを使用すればより高温
反応が可能となる。 つぎに、この発明を実施例によつて説明する。
なお、以下の実施例では、油脂として精製オリー
ブ油と加水分解率95.7重量%のオリーブ油とを代
表例として用いた。また用いたリパーゼ固定化ゲ
ルは、つぎのような物理吸着法により調整した。 <固定化リパーゼの調整> 市販のオクチル、フエニルまたはトリチル化ア
ガロースゲル100mlを十分洗浄した後、0.1Mリン
酸緩衝液(PH=7.0)で4回洗浄、遠心分離をく
り返し、2400単位/mlのリパーゼを含有する
0.1Mリン酸緩衝液(PH=7.0)60mlに加えて、氷
冷下1時間混合しながらリパーゼをゲル中に含漬
させた。これを吸引ろ別した後、ゲル表面の水分
を紙で吸い取り、固定化リパーゼゲルをえた。
これらのリパーゼの固定化率は97〜99%を示し、
活性は1400〜1425単位/mlゲルであつた。 実施例 1 精製オリーブ油(けん化価:192.4、酸価:
0.2、ヨウ素価:82)50gに、上記の固定化リパ
ーゼオクチルアガロースゲル25mlを加え、35℃で
ゆつくりした撹拌を続けた。7時間後、この油の
加水分解率は93.1重量%に達した。 実施例 2 加水分解率95.7重量%の部分加水分解オリーブ
油(けん化価:200.1、酸価:191.5、融点25℃)
50gに、実施例1に用いたのと同じ固定化リパー
ゼゲル25mlを加え、35℃でゆつくり撹拌を続け
た。1.5時間後、酸価は198.3となつた。そのとき
のけん化価は202.0であつたので、加水分解率は
98.2重量%である。 実施例 3 実施例2の反応終了物を過して固定化リパー
ゼゲルを回収し、この回収ゲルを実施例2に用い
たのと同じ部分加水分解オリーブ油50gに添加し
て同様に反応せしめた。すなわち、同一ゲルのく
り返しテストを実施した。その結果、次の表に示
される如き酸価をえ、5回くり返しても加水分解
率98〜99重量%を維持できることを認めた。
This invention relates to a method of hydrolyzing fats and oils using lipase. Conventional methods for hydrolyzing fats and oils using lipase involve mixing and stirring an aqueous lipase solution and fats or oils, or reacting them in a semi-solid slurry state that is mixed and emulsified. This is a method of mixing with oils and fats that do not contain oil. In these methods, most of the lipase is adsorbed by fats and oils and their hydrolyzed fatty acids during the reaction, so even if the lipase aqueous solution is recovered by simple separation by layer separation, the lipase in the aqueous solution is Recovery of lipase is almost impossible because it contains less than 10% by weight of the amount of lipase originally used. The impossibility of recovering lipase is the biggest drawback of the lipase-based fat and oil hydrolysis method.
That is, in order to reduce the cost of lipase by reducing the amount of lipase used as much as possible, the reaction rate becomes extremely slow and the reaction takes several days to reach the goal, which is an industrially inappropriate method. Therefore, in order to industrialize this hydrolysis reaction, it is necessary to completely recover the lipase so that it can be recycled. This recycling makes it possible to reduce the cost of lipase and increase the rate of hydrolysis by increasing the amount of lipase used. For this purpose, methods of immobilizing enzymes are generally employed. However, conventional reactions using immobilized enzymes are mainly carried out in aqueous systems;
Most of the carriers on which enzymes are immobilized are hydrophilic, such as Cephadex and porous glass beads. Even if this enzyme immobilization technology using a hydrophilic carrier is applied to the above-mentioned lipase, since the substrate is made of water-insoluble fats and oils, the immobilized lipase cannot be sufficiently dispersed in the substrate, and hydration occurs naturally. Decomposition rate decreases. Furthermore, the substances involved in the hydrolysis reaction include oil and water, which do not dissolve in each other in addition to lipase, and it is necessary that there be sufficient contact between the oil and water and that lipase be present at the interface. It is said that. The fact that no technology has been developed that fully satisfies the complexity of this reaction system is the reason why an industrial method for hydrolyzing fats and oils using immobilized lipase has not been developed. As a result of intensive studies to overcome the above-mentioned two drawbacks, the inventors found that alkylation,
By using a phenylated or tritylated agarose gel and immobilizing lipase in this gel by adsorbing and entrapping it mainly through hydrophobic bonds, and bringing it into contact with oil and fat, the oil and fat can be absorbed without adding water to this contact system. The present invention was completed based on the discovery that the hydrolysis reaction can be achieved satisfactorily. That is, the present invention relates to a method for hydrolyzing fats and oils using lipase, which is characterized in that the fats and oils are hydrolyzed using lipase immobilized on an alkylated, phenylated or tritylated agarose gel. The method of this invention is carried out by, for example, a method of dispersing the above-mentioned immobilized lipase in fats and oils to hydrolyze the fats and oils, or a method of hydrolyzing the fats and oils by passing the fats and oils through a column filled with the above-mentioned immobilized lipase. , can be implemented. In the above invention, since the alkylated, phenylated or tritylated agarose gel with a water content of about 95% by weight is oil-water amphiphilic, the immobilization of lipase from the aqueous lipase solution is effectively carried out and the immobilized lipase is can. Since a large amount of water is present in this immobilized gel, there is no need to add water to the hydrolysis reaction system. Moreover, because this gel has been alkylated, phenylated, or tritylated, lipophilic groups have been introduced, so it is extremely well dispersed in and in contact with fats and oils, resulting in good results for the expression of lipase activity. bring. By bringing this immobilized lipase into direct contact with fats and oils, an interface between fats and oils-lipase-water is effectively formed. Another advantage of this invention is that because the immobilized lipase is tightly adsorbed to the gel, it does not migrate to the hydrolyzed fatty acids, unlike conventional non-immobilized systems. There is no need to remove lipase protein from fatty acids (e.g., fatty acid distillation step), and since the by-product glycerin is included in the gel, pure fatty acids can be obtained by simply separating the gel or centrifuging it. It is in being able to receive. The type of lipase used in this invention is not limited, but generally includes Candeida genus, Chromobacterium genus, Aspergillus genus, Penicillium genus,
It is possible to use lipases sourced from microorganisms such as Geotrichum and Rhizopus, lipases obtained from animal organs such as pancreas, and lipases obtained from plant seeds such as castor seeds. The lipase may be in the form of an aqueous solution or a powder, but in order to ensure efficient immobilization, it is better to have less foreign proteins other than the lipase. The agarose gel according to the present invention for immobilizing lipase is made by alkylating, phenylating or tritylating agarose to form a gel-like substance containing a large amount of water molecules by known means, and various types are already commercially available. has been done. Here, lipophilicity is imparted to the agarose gel by alkylation, phenylation, or tritylation, but from the viewpoint of both the dispersibility (accessibility) to the oily substrate and the immobilization rate of lipase due to this imparting of lipophilicity, , those alkylated with an alkyl group, particularly an alkyl group having 6 to 18 carbon atoms, are preferred. Furthermore, it is desirable that the alkyl group is an octyl group, a decyl group, a dodecyl group, or a mixed alkyl group thereof. Note that agarose gel is a polysaccharide gel made from natural agar. The means for immobilizing lipase on this agarose gel is arbitrary, and any known immobilization technique such as physical adsorption, cross-linking, or covalent bonding can be used. Considering the immobilization cost and reusability of the carrier gel, the physical adsorption method is the best. The reaction temperature for hydrolysis is generally 10 to 50°C, but the optimum temperature is 30 to 40°C. The reaction rate is better at higher temperatures as long as the activity of the enzyme is not lost, and if an appropriate thermostable lipase is used, higher temperature reactions are possible. Next, the present invention will be explained with reference to examples.
In the Examples below, refined olive oil and olive oil with a hydrolysis rate of 95.7% by weight were used as representative examples of fats and oils. The lipase-immobilized gel used was prepared by the following physical adsorption method. <Preparation of immobilized lipase> Thoroughly wash 100 ml of commercially available octyl, phenyl, or tritylated agarose gel, wash 4 times with 0.1 M phosphate buffer (PH = 7.0), and repeat centrifugation to obtain a concentration of 2400 units/ml. Contains lipase
In addition to 60 ml of 0.1M phosphate buffer (PH=7.0), lipase was impregnated into the gel while being mixed for 1 hour under ice cooling. After this was filtered off with suction, the water on the surface of the gel was absorbed with paper to obtain an immobilized lipase gel.
The immobilization rate of these lipases was 97-99%,
Activity was 1400-1425 units/ml gel. Example 1 Refined olive oil (saponification value: 192.4, acid value:
0.2, iodine value: 82) 25 ml of the above immobilized lipase octyl agarose gel was added to 50 g, and gentle stirring was continued at 35°C. After 7 hours, the hydrolysis rate of this oil reached 93.1% by weight. Example 2 Partially hydrolyzed olive oil with a hydrolysis rate of 95.7% by weight (saponification value: 200.1, acid value: 191.5, melting point 25°C)
25 ml of the same immobilized lipase gel used in Example 1 was added to 50 g, and the mixture was slowly stirred at 35°C. After 1.5 hours, the acid value was 198.3. The saponification value at that time was 202.0, so the hydrolysis rate was
It is 98.2% by weight. Example 3 The immobilized lipase gel was recovered by filtering the reaction product of Example 2, and this recovered gel was added to 50 g of the same partially hydrolyzed olive oil used in Example 2 and reacted in the same manner. That is, the same gel was repeatedly tested. As a result, the acid values shown in the following table were obtained, and it was confirmed that a hydrolysis rate of 98 to 99% by weight could be maintained even after repeating the test five times.

【表】 実施例 4 上記の固定化リパーゼトリチルアガロースゲル
100mlを平均径1.5mmのガラスビーズ100gと混合
し、長さ100cmのカラムに充填した。このカラム
を35℃に保持しながら液送ポンプで上部より実施
例1と同じ精製オリーブ油200gを圧入した。下
部より留出するものを上部よりポンプ圧入してこ
れをくり返した結果、7時間経過後、この油の加
水分解率は92.3重量%に達した。 実施例 5 上記の固定化リパーゼフエニルアガロースゲル
25mlを使用し、その他は実施例1と同様の操作、
条件にて、精製オリーブ油を加水分解反応させ
た。この例では、7時間後に、92.0重量%の加水
分解率が得られた。
[Table] Example 4 Immobilized lipase trityl agarose gel described above
100 ml was mixed with 100 g of glass beads having an average diameter of 1.5 mm, and the mixture was packed into a 100 cm long column. While maintaining this column at 35° C., 200 g of the same refined olive oil as in Example 1 was injected from the top using a liquid feed pump. As a result of repeating this process by pumping the distillate from the lower part into the upper part, the hydrolysis rate of this oil reached 92.3% by weight after 7 hours. Example 5 Immobilized lipase phenyl agarose gel as described above
Using 25ml, the other operations were the same as in Example 1.
Refined olive oil was subjected to a hydrolysis reaction under the following conditions. In this example, a hydrolysis rate of 92.0% by weight was obtained after 7 hours.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 アルキル化、フエニル化またはトリチル化し
たアガロースゲルに固定化したリパーゼを用いて
油脂を加水分解することを特徴とするリパーゼに
よる油脂の加水分解法。 2 固定化したリパーゼを油脂中に分散させて油
脂を加水分解する特許請求の範囲第1項記載のリ
パーゼによる油脂の加水分解法。 3 固定化したリパーゼを充填したカラム中に油
脂を通液して加水分解する特許請求の範囲第1項
記載のリパーゼによる油脂の加水分解法。 4 アルキル化したアガロースゲルが炭素数6〜
18のアルキル基をもつものである特許請求の範囲
第1項ないし第3項のいずれかに記載のリパーゼ
による油脂の加水分解法。
[Scope of Claims] 1. A method for hydrolyzing fats and oils using lipase, which comprises hydrolyzing fats and oils using lipase immobilized on an alkylated, phenylated or tritylated agarose gel. 2. A method for hydrolyzing fats and oils using lipase according to claim 1, which comprises dispersing immobilized lipase in fats and oils to hydrolyze the fats and oils. 3. A method for hydrolyzing fats and oils using lipase according to claim 1, wherein the fats and oils are passed through a column filled with immobilized lipase for hydrolysis. 4 Alkylated agarose gel has 6 or more carbon atoms
A method for hydrolyzing fats and oils using a lipase according to any one of claims 1 to 3, which has 18 alkyl groups.
JP57029252A 1982-02-25 1982-02-25 Hydrolysis of oil and fat by lipase Granted JPS58146284A (en)

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