JPH05176780A

JPH05176780A - 有機酸エステルの製造方法

Info

Publication number: JPH05176780A
Application number: JP13357092A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Sakashita; 啓一坂下; Shiro Miyamoto; 志朗宮本; Akihiro Sakimae; 明宏崎前
Original assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Rayon Co Ltd
Priority date: 1991-11-06
Filing date: 1992-05-26
Publication date: 1993-07-20

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、生産効率の高いアスコルビン酸又
はエリソルビン酸の有機酸エステルの製造方法を提供す
ることを目的とする。【構成】本発明は、アスコルビン酸又はエリソルビン
酸の有機酸エステルの製造方法において、次式：【化７】（式中、Ｒ₁は炭化水素基、Ｒ₂は水素原子又は低級ア
ルキル基を表わす。）で示される有機酸エノールエステ
ルとアスコルビン酸又はエリソルビン酸とを適当な有機
溶媒中で界面活性剤と多孔性担体で安定化処理を行った
リパーゼの存在下に反応させることを特徴とするもので
ある。【効果】本発明によれば、アスコルビン酸又はエリソ
ルビン酸の有機酸エステルを高収率で製造することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リパーゼによるエステ
ル交換反応を利用した、アスコルビン酸またはエリソル
ビン酸の有機酸エステルの製造方法に関する。アスコル
ビン酸及びエリソルビン酸又はこれらのナトリウム塩は
強い還元能を有することから一般的に酸化防止剤とし
て、食品、化粧品などへ添加され、多方面で利用されて
いる。

【０００２】しかし、これらの化合物は水溶性は良好で
あるが、脂溶性に乏しく、例えば高脂肪含有食品である
ナッツ類、ポテトチップ、マヨネーズ、マーガリン、あ
るいはフライ加工スナック食品などの酸化防止剤として
は不適当で、より脂溶性の高い、アスコルビン酸の有機
酸エステル例えば、パルミチン酸エステル、ステアリン
酸エステルなどが用いられている。また、これらのアス
コルビン酸有機酸エステルは金属塩とすることで界面活
性剤として、食品分野で使用されたり、あるいは果物、
生花などの褐変防止剤として用いられる。

【０００３】

【従来の技術】アスコルビン酸及びエリソルビン酸の脂
肪酸エステルの製造法については、例えばアスコルビン
酸−６−パルミテートの製造法が特開昭５４−８８２６
１号に開示されている。この方法では、弗化水素を溶媒
及び触媒として利用している。また、特開昭５９−１７
００８５号には、９６％以上の濃硫酸を溶媒及び触媒と
して使用する製造法が記載されている。

【０００４】更に、酵素を触媒として有機溶媒中でアス
コルビン酸またはエリソルビン酸の有機酸エステルを製
造する方法として、特開平３−１１７４９５号が知られ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の弗化水素及び硫
酸などの強酸を用いる従来法では腐蝕性が強いため、装
置材質の制限及び取り扱いの困難さがある。また、酵素
を触媒とした方法であっても、温和な条件下で選択性に
優れてはいるが従来法では、副生する水のために反応生
成液中のアスコルビン酸エステル濃度が０．１〜３％と
低く、工業的製法としては効率の悪いものであった。

【０００６】そこで、上記従来法の欠点を改良する方法
として、本発明者らは、鋭意努力して製造方法を検討し
た結果、非常に反応速度も大きく、生成物濃度の高い製
造方法を見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、次式（１）：

【０００８】

【化４】

【０００９】（式中、Ｒ₁は炭化水素基を表わし、Ｒ₂
は水素原子または低級アルキル基を表わす。）で示され
る有機酸エノールエステルと、次式（２）：

【００１０】

【化５】

【００１１】（式中、Ｒ₃は水素原子、Ｒ₄は水酸基を
表わすか、又はＲ₃は水酸基、Ｒ₄は水素原子を表わ
す。）で示される化合物を、有機溶媒中でリパーゼの存
在下に反応させて次式（３）：

【００１２】

【化６】

【００１３】（式中、Ｒ₁、Ｒ₃及びＲ₄は前記と同義
である。）で示される有機酸エステルを製造する方法に
おいて、リパーゼを、界面活性剤で安定化処理し、この
安定化リパーゼを用いてエステル交換反応を行う方法で
ある。

【００１４】前記式（１）及び（３）において、Ｒ₁で
表わされる炭化水素基は、その炭素数について特に制限
はなく、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニ
ル基、アラルキル基、アリール基が挙げられる。アルキ
ル基としては、例えばメチル基（炭素数＝１）、エチル
基（炭素数＝２）、プロピル基（炭素数＝３）等の比較
的低炭素数のアルキル基からドデシル基（炭素数＝１
２）、ベンタデシル基（炭素数＝１５）、ヘキサデシル
基（炭素数＝１６）等の長鎖アルキル基が挙げられる。

【００１５】また、アルケニル基としては、例えばオレ
イル基、アラルキル基としては、例えばベンジル基、ア
リール基としては、例えばフェニル基が挙げられる。ま
た、前記式（１）において、Ｒ₂で表わされる低級アル
キル基とは、炭素数１〜６の直鎖状又は分枝状のアルキ
ル基であり、例えばメチル基、エチル基、プロピル基が
挙げられる。

【００１６】本発明において、エステル製造の基質とし
て、前記式（１）で示される有機酸エノールエステルを
用いるのは、第一に、これらのエステルがアルコール部
とアシル部の結合エネルギーが小さく、酵素−アシル複
合体をつくりやすくなるためと、第二に、エステル交換
反応後に副生するケトンまたはアセトアルデヒドが引き
つづいてエステル交換反応の基質とならないため、逆反
応が進行せず、高収率でエステルを製造できるためであ
る。特に好ましいものはパルミチン酸又はステアリン酸
のビニルエステルである。また前記式（２）で示される
化合物は具体的にはアスコルビン酸又はエリソルビン酸
である。

【００１７】本発明で用いられるリパーゼは水の存在
下、界面活性剤で安定化処理を施し、更に好ましくは多
孔質担体に吸着又は固着させて安定化したものである
が、安定化処理前のリパーゼとしては、アスコルビン酸
またはエリソルビン酸と有機酸エノールエステルとのエ
ステル交換反応を触媒する活性を有するものであれば、
動物，植物，微生物のいずれによって生産されたもので
もよく、その起源を問わず従来公知の標品を使用でき
る。これらはいずれも市販のものを用いることができ
る。そのリパーゼは粗製、精製品のいずれも使用でき、
更にリパーゼを含む細胞、細胞破砕物等をリパーゼ源と
して使用することも可能である。

【００１８】リパーゼの安定化処理の具体的な方法とし
ては、リパーゼをｐＨ６〜８のバッファー液に溶解し、
界面活性剤を加え、さらに好ましくは多孔性担体を加
え、攪拌したのち、凍結乾燥又は減圧乾燥して行なわれ
る。安定化のメカニズムとしては、バッファーに溶解さ
せたリパーゼが水によって活性発現に適した三次元構造
をとった状態で界面活性剤が作用し、酵素自身を包み込
むため、凍結乾燥あるいは減圧乾燥させた場合でも三次
元構造を保持するのに必要な構成水が保持されるものと
考えられる。この状態で多孔性担体中に物理吸着させる
とこれらの構成水は酵素内にさらに安定に存在させる事
ができる。

【００１９】ここで使用する界面活性剤としては、酵素
表面がアニオン性である事を考慮すると、カチオン性、
両性又はノニオン性界面活性剤である事が必要である。
カチオン性界面活性剤としては例えば、脂肪族アミン
塩、脂肪族４級アンモニウム塩、ベンザルコニウム塩な
どがあげられる。両性界面活性剤としては、レシチン
（ホスファチジルコリン）、ホスファチジルセリン、ホ
スファチジルエタノールアミン、カルボキシベタイン型
両性界面活性剤、アミノカルボン酸塩、イミダゾリニウ
ムベタインなどがあげられられ、またノニオン性界面活
性剤としてはショ糖脂肪酸エステル，ソルビタン脂肪酸
エステル，プロピレングリコール脂肪酸エステル，脂肪
酸モノグリセリド，ポリエチレングリコール脂肪酸エス
テル，マンニトールジアルキルエーテル，ソルビトール
ジアルキルエーテル，グリセリンモノアルキルエーテル
などがあげられる。界面活性剤の使用量は酵素に対し１
０〜１００重量％を使用する事が好ましい。

【００２０】多孔性担体としては、けいそう土，セライ
ト，ゼオライト，多孔性ガラス，イオン交換樹脂などが
あげられる。本発明においてエステル交換反応を行なわ
せる反応は、溶液状態又はスラリー状態にて行なわせる
ことができる。例えば酢酸，プロピオン酸等のエノール
エステルは反応温度において液状であるので、原料自体
を有機溶媒として用いる事ができる。

【００２１】一方、高級有機酸のエノールエステルとの
反応では原料を溶媒の代用とすることはできないので他
の有機溶媒の使用は不可欠である。使用する有機溶媒と
しては原理的には、使用する有機酸エノールエステルと
アスコルビン酸、又はエリソルビン酸を少しでも溶解す
るものであれば、どんな溶媒でも使用する事ができる
が、界面活性剤と多孔性担体で安定化処理されたリパー
ゼの安定性を損なうものは使用し難い。そこで有機溶媒
として望ましいのは、親水性，疎水性の目安となるｎ−
オクタノールと水間の分配定数の対数値（ｌｏｇＰ）の
値が、−１．５以上のものである。これらの有機溶媒と
しては、例えば、ジオキサン，テトラヒドロフラン，酢
酸エチル，ピリジン，ｔ−ブタノール，ジエチルエーテ
ル，ｓｅｃ−アミルアルコール，アセトニトリル，メチ
ルイソブチルケトン，クロロホルムなどがあげられる。
使用する有機溶媒中には１００〜１０，０００ｐｐｍの
水分を含むようにすることが好ましい。

【００２２】これらの有機溶媒中に前記の安定化酵素を
添加した場合酵素活性は、有機溶媒中にあっても安定に
保持される。本発明の安定化酵素を用いた反応はアスコ
ルビン酸又はエリソルビン酸と、有機酸エノールエステ
ルを溶解した溶液又は懸濁液中に安定化リパーゼを添加
して反応温度を室温ないし６０℃で行なうことができ
る。また、担体に吸着させた安定化酵素を温度を一定に
保ったカラムに充填し反応液として溶媒に溶解したアス
コルビン酸又はエリソルビン酸と有機酸エノールエステ
ルを連続的に添加して、反応液を連続的に取りだすこと
によっても実施するとができる。反応液からの生成物の
分離は通常の方法で行なうことができるが、例えば、有
機溶媒での抽出、水洗、再結晶等を行なうことにより分
離・精製される。

【００２３】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を更に
詳細に説明するが、これらは本発明の範囲を何ら制限す
るものではない。

【００２４】実施例１〜５安定化処理の比較天野製薬製リパーゼＰＳ１ｇを１／２０モルリン酸バッ
ファー（ｐＨ７．０）に溶解し、レシチン０．８ｇを加
え攪拌後、ケイソー土１０ｇを加えてさらに攪拌したの
ち、減圧にて５０℃でエバポレータで濃縮し、さらに減
圧にて５０℃で乾燥して安定化酵素を調整した。全く同
様の操作でレシチンの添加のない酵素剤（リパーゼ）、
ケイソー土の添加のない酵素剤及びレシチン，ケイソー
土の添加のない酵素剤を調整し、市販リパーゼ自体との
反応速度の比較を行なった。反応は以下の様に行なっ
た。脱水したｔ−ブタノール５０ｍｌにアスコルビン酸
４ｇ、安定化酵素４ｇ、（ただし、比較に用いた酵素剤
では、加水分解活性値が同一となる様に添加した。）ス
テアリン酸ビニル７．７ｇを加え、４０℃に保って、２
４時間反応させ生成したアスコルビン酸ステアレートの
量を高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）で測定し
た。

【００２５】

【表１】

【００２６】実施例６〜８界面活性剤の比較実施例１の安定化酵素剤調整においてレシチンの代り
に、ソルビタンモノステアレート、ドデシルベンゼン硫
酸ナトリウム、ドデシルアミンを添加して、固定化酵素
を調整し、実施例と同一の反応条件で、反応成績の比較
を行なった。

【００２７】

【表２】

【００２８】実施例９アスコルビン酸パルミテートの
合成実施例１で調整した安定化酵素を用いて、実施例１と全
く同様な反応方法でステアリン酸ビニルをパルミチン酸
ビニル７．４ｇに代えて２４時間反応させた。ＨＰＬＣ
分析によりアスコルビン酸パルミテートが１９．６ｗｔ
／ｖ％である事が判明した。

【００２９】実施例１０アスコルビン酸アセテートの
合成実施例１で調整した安定化酵素剤を用いて、実施例１と
全く同様な反応法でステアリン酸ビニルの代りにイソプ
ロペニル酢酸２．６ｇを用いて２４時間反応させＨＰＬ
Ｃで分析した結果、アスコルビン酸アセテートが１２ｗ
ｔ／ｖ％である事が判明した。

【００３０】実施例１１実施例１の安定化酵素の調整法と全く同じ方法で、酵素
のみをリパーゼＰＳから天野製薬製リパーゼ「アマノ」
Ｍ１０１ｇを用いて安定化酵素を調整した。実施例９
と同じ反応方法でパルミチン酸ビニルと反応させたとこ
ろ２４時間後にアスコルビン酸−６−パルミテートの濃
度は５．３％であった。安定化処理をしない「アマノ」
Ｍ１０を用いた場合の同時間後の生成物濃度は０．８％
であった。

【００３１】実施例１２実施例１の安定化酵素の調整法と全く同じ方法で酵素の
みを天野製薬製ニューラーゼＦ１ｇを用いて安定化酵
素を調整した。実施例９と全く同じ反応方法でパルミチ
ン酸ビニルと反応させたところ、２４時間後にアスコル
ビン酸−６−パルミテートの濃度は５．５％であった。
安定化処理をしないニューラーゼＦを用いた場合同時間
後の濃度は０．４％であった。

【００３２】実施例１３実施例１の安定化酵素の調整法と全く同じ方法で、酵素
のみを天野製薬製リパーゼＭ−ＡＰ１０１ｇを用いて
安定化酵素を調整した。実施例９と全く同じ反応方法で
パルミチン酸ビニルと反応させたところ、２４時間後に
アスコルビン酸−６−パルミテートの濃度は９．３％で
あった。安定化処理をしないリパーゼＭ−ＡＰ１０を用
いた場合の濃度は１．６％であった。

【００３３】実施例１４実施例１の安定化酵素の調整法と全く同じ方法で酵素の
みを天野製薬製リパーゼ「アマノ」Ａ６１ｇを用いて
安定化酵素を調整した。実施例９と同じ反応方法でパル
ミチン酸ビニルと反応させたところ２４時間後のアスコ
ルビン酸−６−パルミテートの濃度は７．４％だった。
安定化処理をしないリパーゼ「アマノ」Ａ６を用いた場
合の濃度は０．２％であった。

【００３４】実施例１５実施例４の安定化酵素の調整法と全く同じ方法で酵素の
みをノボ製リポザイムＩＭ２０（イオン交換樹脂に固定
化されたリパーゼ）５ｇを用いて安定化酵素を調整し
た。実施例９と同じ反応方法でパルミチン酸ビニルと反
応させたところ２４時間後のアスコルビン酸−６−パル
ミテートの濃度は１２．１％であった。レシチン処理を
しないリポザイムＩＭ２０を用いた同じ実験でのアスコ
ルビン酸−６−パルミテートの濃度は１．９％であっ
た。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、単位リパーゼ当りのア
スコルビン酸又はエリソルビン酸の有機酸エステルの生
産量が極めて高く、反応選択性も高いので、従来法に比
べて、極めて容易に生成物を単離，精製できる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】次式（１）：【化１】（式中、Ｒ₁は炭化水素基を表わし、Ｒ₂は水素原子ま
たは低級アルキル基を表わす。）で示される有機酸エノ
ールエステルと、次式（２）：【化２】（式中、Ｒ₃は水素原子、Ｒ₄は水酸基を表わすか、又
はＲ₃は水酸基、Ｒ₄は水素原子を表わす。）で示され
る化合物を、有機溶媒中でリパーゼの存在下に反応さ
せ、次式（３）：【化３】（式中、Ｒ₁、Ｒ₃及びＲ₄は前記と同義である。）で
示される有機酸エステルを製造する方法において、リパ
ーゼとしてカチオン性、ノニオン性及び／又は両性界面
活性剤で安定化処理したものを使用する事を特徴とする
有機酸エステルの製造方法
【請求項２】界面活性剤と多孔性担体で安定化処理し
たリパーゼを用いる請求項１の有機酸エステルの製造方
法