JPH07116466B2

JPH07116466B2 - 油脂の加水分解方法

Info

Publication number: JPH07116466B2
Application number: JP2144642A
Authority: JP
Inventors: 安子吉田; 明夫岡田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1995-12-13
Anticipated expiration: 2010-12-13
Also published as: JPH0436392A

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ト
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
リアクター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）上記課題を解決し、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、前記担体の表面に付着した固
定化酵素残留水分量を担体乾燥重量1g当り200〜600mg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、クヘア油、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ォリパーゼを用いて
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ピオライトを主
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20mgの割合で固定化した
担体をまずバッファーで浸潤し、カールフィッシャー法
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650mg（以下、650mg/担体1g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のカラム内に
充填したところへ、基質であるトリオレインを10mg/ml
の濃度で溶解した水を含まないフキサンを流速2.4ml/Hr
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
体表面に付着して、固定化酵素のまわりに残留する水分
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。このグラフから前記担体の表面に付着
した水分量（固定化酵素残留水分量）が200〜600mg/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ヘキサンを用い
ること、及び固定化酵素残留水分量を担体1gあたり200
〜600mgに調節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表面に付着した状態で集
まるが、遊離酵素を用いた系ではヘキサン中に酵素蛋白
が均一に溶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
表面に付着して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じり合わない
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、担体表面に付
着した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200〜600mg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、脂肪酸（たと
えばオレイン酸）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、量産に適し
た有機溶媒である。

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図はヘ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。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】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、前記担体の表面に付着した固定
化酵素残留水分量を担体乾燥重量1g当り200〜600mgに調
節することを特徴とする油脂の加水分解方法。