JPH09257A - 固定化酵素担体及びその製造方法 - Google Patents
固定化酵素担体及びその製造方法Info
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- JPH09257A JPH09257A JP17438595A JP17438595A JPH09257A JP H09257 A JPH09257 A JP H09257A JP 17438595 A JP17438595 A JP 17438595A JP 17438595 A JP17438595 A JP 17438595A JP H09257 A JPH09257 A JP H09257A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 固定化リパーゼ担体を用いた油脂の分解反応
において、簡単な手段で反応速度を高め、繰り返し回分
反応及び連続反応における活性低下を抑えることができ
る固定化酵素担体とその製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】 植物油及び／又は動物油からなる原料油脂に
接触させて加水分解反応により脂肪酸を生成する担体で
あって、該担体は有機官能基にＮ−フェニルアミノ基を
持つシランカップリング剤を処理した無機担体に油脂分
解酵素であるリパーゼを固定化し、原料油脂から生成さ
れる脂肪酸を含浸させて得た固定化酵素担体及びその製
造方法を提供する。
において、簡単な手段で反応速度を高め、繰り返し回分
反応及び連続反応における活性低下を抑えることができ
る固定化酵素担体とその製造方法を提供することを目的
とする。 【構成】 植物油及び／又は動物油からなる原料油脂に
接触させて加水分解反応により脂肪酸を生成する担体で
あって、該担体は有機官能基にＮ−フェニルアミノ基を
持つシランカップリング剤を処理した無機担体に油脂分
解酵素であるリパーゼを固定化し、原料油脂から生成さ
れる脂肪酸を含浸させて得た固定化酵素担体及びその製
造方法を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酵素を固定して油脂改質
用生産プロセスに利用するための固定化酵素担体及びそ
の製造方法に関するものである。
用生産プロセスに利用するための固定化酵素担体及びそ
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に油脂の加水分解は、通常２５０
℃，５５気圧の条件下で連続加水分解反応によって実施
されている。この方法はエネルギー消費が大きく、プラ
ント建設費が高いなどの経済的問題の外に、原料油脂中
の高度不飽和脂肪酸が熱重合し、脂肪酸の蒸留残渣中に
含まれているコレステロールの分離回収を阻害するなど
の欠点がある。
℃，５５気圧の条件下で連続加水分解反応によって実施
されている。この方法はエネルギー消費が大きく、プラ
ント建設費が高いなどの経済的問題の外に、原料油脂中
の高度不飽和脂肪酸が熱重合し、脂肪酸の蒸留残渣中に
含まれているコレステロールの分離回収を阻害するなど
の欠点がある。
【０００３】これらの欠点を改良する目的で、従来から
無機及び有機の担体に油脂分解酵素であるリパーゼを固
定化した固定化酵素担体を用いて油脂を分解する方法が
研究されている。しかし上記の無機担体は酵素との結合
が弱いため、酵素の固定化量が少ない上に反応装置が大
型化する欠点があった。そこで無機担体と酵素の結合を
強固にして酵素固定化量を増やす試みとしてシランカッ
プリング剤を用いる方法が知られている（特公昭５５−
３２３５７号公報及び特公昭５６−１５２３１号公報を
参照）。また、酵素活性を向上させる試みとして、担体
に予め原料油脂を含浸した後、酵素を固定化する方法が
報告されている（特公平２−１６７０８９号参照）。
無機及び有機の担体に油脂分解酵素であるリパーゼを固
定化した固定化酵素担体を用いて油脂を分解する方法が
研究されている。しかし上記の無機担体は酵素との結合
が弱いため、酵素の固定化量が少ない上に反応装置が大
型化する欠点があった。そこで無機担体と酵素の結合を
強固にして酵素固定化量を増やす試みとしてシランカッ
プリング剤を用いる方法が知られている（特公昭５５−
３２３５７号公報及び特公昭５６−１５２３１号公報を
参照）。また、酵素活性を向上させる試みとして、担体
に予め原料油脂を含浸した後、酵素を固定化する方法が
報告されている（特公平２−１６７０８９号参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、無機及
び有機の担体に油脂分解酵素であるリパーゼを固定化し
た固定化酵素担体を用いて油脂を分解する方法は、有機
担体の機械的強度が弱い上、雑菌汚染を防止するために
高温操作が必要とされる場合に、高温での耐熱性及び化
学的安定性に問題がある。特に工業的に大量に使用する
場合には、圧密、即ち圧力による担体の収縮による反応
液の流れなどの変動により、一定の化学反応が遂行出来
なくなる惧れがある。
び有機の担体に油脂分解酵素であるリパーゼを固定化し
た固定化酵素担体を用いて油脂を分解する方法は、有機
担体の機械的強度が弱い上、雑菌汚染を防止するために
高温操作が必要とされる場合に、高温での耐熱性及び化
学的安定性に問題がある。特に工業的に大量に使用する
場合には、圧密、即ち圧力による担体の収縮による反応
液の流れなどの変動により、一定の化学反応が遂行出来
なくなる惧れがある。
【０００５】他方で無機担体は酵素との結合が弱いこと
に対処して、この無機担体と酵素の結合を強固にして酵
素固定化量を増やすため、前記したようにシランカップ
リング剤を用いる方法とか、担体に予め原料油脂を含浸
した後に酵素を固定化する方法を用いた場合には、多孔
質な担体に原料油脂含浸による細孔の目詰まりが発生し
易く、酵素吸着量の減少とか繰り返し回分反応及び連続
反応における著しい活性低下等の問題点が生じてしま
い、工業化は困難であるという難点がある。
に対処して、この無機担体と酵素の結合を強固にして酵
素固定化量を増やすため、前記したようにシランカップ
リング剤を用いる方法とか、担体に予め原料油脂を含浸
した後に酵素を固定化する方法を用いた場合には、多孔
質な担体に原料油脂含浸による細孔の目詰まりが発生し
易く、酵素吸着量の減少とか繰り返し回分反応及び連続
反応における著しい活性低下等の問題点が生じてしま
い、工業化は困難であるという難点がある。
【０００６】そこで本発明は上記に鑑みて、固定化リパ
ーゼ担体を用いた油脂の分解反応において簡単な手段で
反応速度を確実に高めるとともに、繰り返し回分反応及
び連続反応における活性低下を抑えることができる固定
化酵素担体とその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
ーゼ担体を用いた油脂の分解反応において簡単な手段で
反応速度を確実に高めるとともに、繰り返し回分反応及
び連続反応における活性低下を抑えることができる固定
化酵素担体とその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項１により、植物油及び／又は動物油
からなる原料油脂に接触させて加水分解反応により脂肪
酸を生成する担体であって、該担体は有機官能基にＮ−
フェニルアミノ基を持つシランカップリング剤を処理し
た無機担体に油脂分解酵素であるリパーゼを固定化し、
原料油脂から生成される脂肪酸を含浸させて得た固定化
酵素担体を用いる。
するために、請求項１により、植物油及び／又は動物油
からなる原料油脂に接触させて加水分解反応により脂肪
酸を生成する担体であって、該担体は有機官能基にＮ−
フェニルアミノ基を持つシランカップリング剤を処理し
た無機担体に油脂分解酵素であるリパーゼを固定化し、
原料油脂から生成される脂肪酸を含浸させて得た固定化
酵素担体を用いる。
【０００８】油脂分解酵素としてのリパーゼとして、豚
膵臓，カビ，酵母，細菌を用いる。また、原料油脂とし
て、オリーブ油、パーム油、大豆油などの植物油と、牛
脂、魚脂等の動物油の何れかを用いる。更に含浸に用い
る脂肪酸として、原料油脂の構成成分であるオレイン
酸，ステアリン酸を用いており、前記担体として、シリ
カ，ガラス，アルミナ，アルミナシリケート等シランカ
ップリング剤の珪素官能基と反応できる水酸基またはオ
キサイド基を有する無機質担体を用いる。
膵臓，カビ，酵母，細菌を用いる。また、原料油脂とし
て、オリーブ油、パーム油、大豆油などの植物油と、牛
脂、魚脂等の動物油の何れかを用いる。更に含浸に用い
る脂肪酸として、原料油脂の構成成分であるオレイン
酸，ステアリン酸を用いており、前記担体として、シリ
カ，ガラス，アルミナ，アルミナシリケート等シランカ
ップリング剤の珪素官能基と反応できる水酸基またはオ
キサイド基を有する無機質担体を用いる。
【０００９】更に請求項６により、植物油及び／又は動
物油からなる原料油脂に、無機担体に油脂分解酵素であ
るリパーゼを固定化した担体を接触させて、加水分解反
応により脂肪酸を生成する工程において、前記担体は有
機官能基にＮ−フェニルアミノ基を持つシランカップリ
ング剤を処理した無機担体にリパーゼを固定化し、この
固定化担体に原料油脂から生成される脂肪酸を含浸させ
て製造することを特徴とする固定化酵素担体の製造方法
を提供する。
物油からなる原料油脂に、無機担体に油脂分解酵素であ
るリパーゼを固定化した担体を接触させて、加水分解反
応により脂肪酸を生成する工程において、前記担体は有
機官能基にＮ−フェニルアミノ基を持つシランカップリ
ング剤を処理した無機担体にリパーゼを固定化し、この
固定化担体に原料油脂から生成される脂肪酸を含浸させ
て製造することを特徴とする固定化酵素担体の製造方法
を提供する。
【００１０】
【作用】かかる固定化酵素担体とその製造方法によれ
ば、植物油及び／または動物油からなる原料油脂にリパ
ーゼを固定化した担体を接触させ、加水分解反応により
脂肪酸を生成する際に、有機官能基にＮ−フェニルアミ
ノ基を持つシランカップリング剤を処理した無機担体に
リパーゼを固定化した後、固定化担体に原料油脂から生
成される脂肪酸を含浸させたものを用いると、担体に対
する酵素吸着量が大幅に増加して反応速度が増大する。
更に繰り返し回分反応及び連続反応においてもリパーゼ
の安定性が著しく増加し、かつ、活性低下率が激減す
る。それに伴って原料油からの脂肪酸の生成を非常に早
い反応速度で行うことができるとともに長期間にわたり
安定した反応を行うことが可能となる。
ば、植物油及び／または動物油からなる原料油脂にリパ
ーゼを固定化した担体を接触させ、加水分解反応により
脂肪酸を生成する際に、有機官能基にＮ−フェニルアミ
ノ基を持つシランカップリング剤を処理した無機担体に
リパーゼを固定化した後、固定化担体に原料油脂から生
成される脂肪酸を含浸させたものを用いると、担体に対
する酵素吸着量が大幅に増加して反応速度が増大する。
更に繰り返し回分反応及び連続反応においてもリパーゼ
の安定性が著しく増加し、かつ、活性低下率が激減す
る。それに伴って原料油からの脂肪酸の生成を非常に早
い反応速度で行うことができるとともに長期間にわたり
安定した反応を行うことが可能となる。
【００１１】
【実施例】以下本発明にかかる固定化酵素担体とその製
造方法の具体例を説明する。本発明は植物油及び／又は
動物油からなる原料油脂にリパーゼを固定化した担体を
接触させ、加水分解反応により脂肪酸を生成する際に、
有機官能基にＮ−フェニルアミノ基を持つシランカップ
リング剤を処理した無機担体にリパーゼを固定化した
後、この担体に原料油脂から生成される脂肪酸を含浸さ
せたものを用いることにより達成される。
造方法の具体例を説明する。本発明は植物油及び／又は
動物油からなる原料油脂にリパーゼを固定化した担体を
接触させ、加水分解反応により脂肪酸を生成する際に、
有機官能基にＮ−フェニルアミノ基を持つシランカップ
リング剤を処理した無機担体にリパーゼを固定化した
後、この担体に原料油脂から生成される脂肪酸を含浸さ
せたものを用いることにより達成される。
【００１２】本発明において対象となる原料油脂は、オ
リーブ油、パーム油、大豆油などの植物油と、牛脂、魚
脂等の動物油の何れでもよい。含浸に用いる脂肪酸は、
原料油脂の構成成分であるオレイン酸，ステアリン酸等
が用いられる。
リーブ油、パーム油、大豆油などの植物油と、牛脂、魚
脂等の動物油の何れでもよい。含浸に用いる脂肪酸は、
原料油脂の構成成分であるオレイン酸，ステアリン酸等
が用いられる。
【００１３】油脂分解酵素であるリパーゼには、豚膵
臓，カビ，酵母，細菌などに由来するものが挙げられる
が、何れも好適に使用できる。
臓，カビ，酵母，細菌などに由来するものが挙げられる
が、何れも好適に使用できる。
【００１４】担体としては、シリカ，ガラス，アルミ
ナ，アルミナシリケート等シランカップリング剤の珪素
官能基と反応できる水酸基またはオキサイド基を有する
無機質担体すべてを用いることができる。
ナ，アルミナシリケート等シランカップリング剤の珪素
官能基と反応できる水酸基またはオキサイド基を有する
無機質担体すべてを用いることができる。
【００１５】シランカップリング剤は、一般に次の化学
構造式で表される。 ＹＲＳｉＸ3 Ｘは珪素原子に結合している加水分解基であって、アル
コシキ基，クロル基，アセトキシ基等があり、工業的に
はアルコシキ基が最も多く使用されている。この加水分
解基Ｘは水溶液中又は空気中の水分により加水分解を受
けてシラノールおよびＨＸを生成する。 ＹＲＳｉＸ3＋３Ｈ2Ｏ→ＹＲＳｉ（ＯＨ）3＋３ＨＸ この反応生成物が無機フィラー面に対して結合をもたら
し、特に担体表面の水酸基，又はオキサイド基との脱水
縮合により結合する。
構造式で表される。 ＹＲＳｉＸ3 Ｘは珪素原子に結合している加水分解基であって、アル
コシキ基，クロル基，アセトキシ基等があり、工業的に
はアルコシキ基が最も多く使用されている。この加水分
解基Ｘは水溶液中又は空気中の水分により加水分解を受
けてシラノールおよびＨＸを生成する。 ＹＲＳｉＸ3＋３Ｈ2Ｏ→ＹＲＳｉ（ＯＨ）3＋３ＨＸ この反応生成物が無機フィラー面に対して結合をもたら
し、特に担体表面の水酸基，又はオキサイド基との脱水
縮合により結合する。
【００１６】一方、Ｙは有機マトリックスと反応する有
機官能基で、ビニル基，メタクリル基，エポキシ基，メ
ルカプト基，アミノ基，フェニル基等が代表的である。
通常短鎖のアルキル基を介してケイ素原子と結合してい
るため、化学的、熱的に安定である。
機官能基で、ビニル基，メタクリル基，エポキシ基，メ
ルカプト基，アミノ基，フェニル基等が代表的である。
通常短鎖のアルキル基を介してケイ素原子と結合してい
るため、化学的、熱的に安定である。
【００１７】すでに多くの種類のシランカップリング剤
が市販されているが、本実施例では油脂分解酵素である
リパーゼを固定化する際にリパーゼの固定化量が多く、
脱離の少ないシランカップリング剤としてＮ−フェニル
−γアミノプロピルトリメトキシシランを選んだ。リパ
ーゼの固定化量が多く、水洗による脱離が少ない理由は
明かではないが、酵素との親和性のある官能基であるア
ミノ基と疎水性のあるフェニル基を合わせ持つためであ
ると思われる。尚、有機マトリックスと反応する官能基
Ｙにアミノ基とフェニル基を合わせ持つシランカップリ
ング剤であれば、一般式で示されるＲ及びＹは何であっ
ても良い。
が市販されているが、本実施例では油脂分解酵素である
リパーゼを固定化する際にリパーゼの固定化量が多く、
脱離の少ないシランカップリング剤としてＮ−フェニル
−γアミノプロピルトリメトキシシランを選んだ。リパ
ーゼの固定化量が多く、水洗による脱離が少ない理由は
明かではないが、酵素との親和性のある官能基であるア
ミノ基と疎水性のあるフェニル基を合わせ持つためであ
ると思われる。尚、有機マトリックスと反応する官能基
Ｙにアミノ基とフェニル基を合わせ持つシランカップリ
ング剤であれば、一般式で示されるＲ及びＹは何であっ
ても良い。
【００１８】以下に本発明の具体的な実施例を説明す
る。本実施例では本出願人が先に提案した特願平５−１
７７３１８号（特開平７−１０５３１号公報）に基づい
て、カオリン鉱物を酸性で水熱処理を施して得た担体
（以下ＨＫ−２００と称する）を用いた。
る。本実施例では本出願人が先に提案した特願平５−１
７７３１８号（特開平７−１０５３１号公報）に基づい
て、カオリン鉱物を酸性で水熱処理を施して得た担体
（以下ＨＫ−２００と称する）を用いた。
【００１９】〔実施例１〕 ａ．固定化担体の調整 ａ−１．シランカップリング処理 上記により作成した担体（ＨＫ−２００）１５ｍｌを、
２％のＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン（信越化学工業製）のトルエン溶液５０ｍｌに投
入し、８０℃で２時間処理を行う。処理後に濾過により
担体を回収し、デシケータ中で保管乾燥する。以下この
担体をＨＫ−２００−Ｐと称する。
２％のＮ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシ
シラン（信越化学工業製）のトルエン溶液５０ｍｌに投
入し、８０℃で２時間処理を行う。処理後に濾過により
担体を回収し、デシケータ中で保管乾燥する。以下この
担体をＨＫ−２００−Ｐと称する。
【００２０】ａ−２．酵素の固定化 図１に示すフロー図に基づいて酵素の固定化を実施し
た。即ち、酵素１０としてCandida cylindracea由来の
リパーゼ−ＯＦ（名糖産業製、加水分解活性３６０Ｕ／
ｍｇ）を用いた。このリパーゼ５gをステップ５０でリ
ン酸緩衝液（ｐＨ＝７.７）に溶かして５００ｒｐｍ−
１０分間の遠心分離機にかけて夾雑物を除去し、ステッ
プ５１で０.０５Ｍのリン酸緩衝液（ｐＨ＝７.７）１０
０ｍｌに溶かした溶液に担体１１を５ｃｃ投入し、氷冷
しながら１時間酵素を吸着させた。担体は吸引濾過によ
り回収し、ステップ５２でリン酸緩衝液（ｐＨ＝７.
７）で濾液にタンパク質が溶出しなくなるまで洗浄を行
った。この際、担体１１を投入する前の酵素溶液と濾液
及び洗浄液中のタンパク質量をローリー法により測定
し、その差から酵素吸着量を求めた。その後、デシケー
タ内で保管乾燥させて固定化リパーゼとした。
た。即ち、酵素１０としてCandida cylindracea由来の
リパーゼ−ＯＦ（名糖産業製、加水分解活性３６０Ｕ／
ｍｇ）を用いた。このリパーゼ５gをステップ５０でリ
ン酸緩衝液（ｐＨ＝７.７）に溶かして５００ｒｐｍ−
１０分間の遠心分離機にかけて夾雑物を除去し、ステッ
プ５１で０.０５Ｍのリン酸緩衝液（ｐＨ＝７.７）１０
０ｍｌに溶かした溶液に担体１１を５ｃｃ投入し、氷冷
しながら１時間酵素を吸着させた。担体は吸引濾過によ
り回収し、ステップ５２でリン酸緩衝液（ｐＨ＝７.
７）で濾液にタンパク質が溶出しなくなるまで洗浄を行
った。この際、担体１１を投入する前の酵素溶液と濾液
及び洗浄液中のタンパク質量をローリー法により測定
し、その差から酵素吸着量を求めた。その後、デシケー
タ内で保管乾燥させて固定化リパーゼとした。
【００２１】ａ−３．脂肪酸への浸漬 脂肪酸には、オリーブ油の加水分解生成物であるオレイ
ン酸（和光純薬製）を用いた。このオレイン酸５０ｍｌ
にリパーゼを固定化した担体５ｍｌを室温で２時間以上
浸漬させた後に吸引濾過により回収し、イソオクタン１
５０ｍｌで洗浄した。その後デシケータ内で保管乾燥し
た。
ン酸（和光純薬製）を用いた。このオレイン酸５０ｍｌ
にリパーゼを固定化した担体５ｍｌを室温で２時間以上
浸漬させた後に吸引濾過により回収し、イソオクタン１
５０ｍｌで洗浄した。その後デシケータ内で保管乾燥し
た。
【００２２】このようにして得られた固定化酵素担体
は、水相だけでなく油相にもよく分散することが観察さ
れた。以下、これらの担体を固定化したものをオレイン
酸浸漬担体と称する。
は、水相だけでなく油相にもよく分散することが観察さ
れた。以下、これらの担体を固定化したものをオレイン
酸浸漬担体と称する。
【００２３】ｂ．加水分解反応 図２に示す恒温槽１内に配置した反応槽２内に１７％の
オリーブ油を含む０.０５Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ＝７.
７）３５０ｍｌを入れ、上記固定化酵素担体５ｍｌを投
入し、加熱器３により恒温槽１内を約３７℃に保持して
攪拌機構４により反応槽２内を３００ｒｐｍで攪拌しな
がら加水分解を行った。１０分間反応後の生成脂肪酸量
をアルカリ滴定法により測定し、１分間に１μmolの脂
肪酸を生成し得る酵素を１単位（Ｕｎｉｔ）とした。ま
た、脂肪酸量から酸価（ＡＶ）を求め、原料油脂すべて
を分解した場合の酸価（ＡＶ0）との比率（ＡＶ／ＡＶ0
×１００）より加水分解率を求めた。
オリーブ油を含む０.０５Ｍリン酸緩衝液（ｐＨ＝７.
７）３５０ｍｌを入れ、上記固定化酵素担体５ｍｌを投
入し、加熱器３により恒温槽１内を約３７℃に保持して
攪拌機構４により反応槽２内を３００ｒｐｍで攪拌しな
がら加水分解を行った。１０分間反応後の生成脂肪酸量
をアルカリ滴定法により測定し、１分間に１μmolの脂
肪酸を生成し得る酵素を１単位（Ｕｎｉｔ）とした。ま
た、脂肪酸量から酸価（ＡＶ）を求め、原料油脂すべて
を分解した場合の酸価（ＡＶ0）との比率（ＡＶ／ＡＶ0
×１００）より加水分解率を求めた。
【００２４】ｃ．繰り返し回分反応 上記反応２４時間後又は加水分解率が１００％近く到達
した後、図３に示すフロー図に基づいて担体を回収し
た。即ち、ステップ１００で吸引濾過法により担体を回
収し、ステップ１０１で８００℃−２時間の焼成を行う
ことによりステップ１０２で再生担体を得て、ステップ
１０３で１０％酵素溶液１００ｍｌに担体５ｍｌを投入
し、氷冷しながら１時間酵素を吸着させた。そしてステ
ップ１０４でイソオクタンを用いて３回洗浄と乾燥を繰
り返した後、新しく作成した上記反応液中に投入して再
び反応を行った。
した後、図３に示すフロー図に基づいて担体を回収し
た。即ち、ステップ１００で吸引濾過法により担体を回
収し、ステップ１０１で８００℃−２時間の焼成を行う
ことによりステップ１０２で再生担体を得て、ステップ
１０３で１０％酵素溶液１００ｍｌに担体５ｍｌを投入
し、氷冷しながら１時間酵素を吸着させた。そしてステ
ップ１０４でイソオクタンを用いて３回洗浄と乾燥を繰
り返した後、新しく作成した上記反応液中に投入して再
び反応を行った。
【００２５】ｄ．結果 上記の方法に基づく各実施例の反応時間（分）と加水分
解率（％）の関係を図４に示し、同回分反応回数とリパ
ーゼ活性の関係を図５に示す。更に各担体の酸素吸着
量、活性、比活性を測定した結果を表１に示す。ＨＫ−
２００は、特開平７−１０５３１号に基づいてカオリン
鉱物を酸性で水熱処理を施すことにより得られた担体、
ＨＫ−２００−ＰはＨＫ−２００に有機官能基にＮ−フ
ェニルアミノ基を持つシランカップリング剤で処理した
担体、ＨＫ−２００オリーブ油浸漬はＨＫ−２００にオ
リーブ油を含浸させた担体を示す。また、ＨＫ−２００
固定化後オレイン酸浸漬及びＨＫ−２００−Ｐ固定化後
オレイン酸浸漬は、ＨＫ−２００及びＨＫ−２００−Ｐ
のそれぞれにリパーゼを固定化した後、上記ａ−３の方
法によりオレイン酸を含浸させることにより得られたリ
パーゼ固定化担体を示す。
解率（％）の関係を図４に示し、同回分反応回数とリパ
ーゼ活性の関係を図５に示す。更に各担体の酸素吸着
量、活性、比活性を測定した結果を表１に示す。ＨＫ−
２００は、特開平７−１０５３１号に基づいてカオリン
鉱物を酸性で水熱処理を施すことにより得られた担体、
ＨＫ−２００−ＰはＨＫ−２００に有機官能基にＮ−フ
ェニルアミノ基を持つシランカップリング剤で処理した
担体、ＨＫ−２００オリーブ油浸漬はＨＫ−２００にオ
リーブ油を含浸させた担体を示す。また、ＨＫ−２００
固定化後オレイン酸浸漬及びＨＫ−２００−Ｐ固定化後
オレイン酸浸漬は、ＨＫ−２００及びＨＫ−２００−Ｐ
のそれぞれにリパーゼを固定化した後、上記ａ−３の方
法によりオレイン酸を含浸させることにより得られたリ
パーゼ固定化担体を示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】ＨＫ−２００とＨＫ−２００−Ｐとの比較
からわかるように、有機官能基にＮ−フェニルアミノ基
を持つシランカップリング処理は、酵素吸着量を増加さ
せるが、一方では、比活性の低下が著しいので、酵素吸
着量の増加という利点を十分に生かすことはできない。
ＨＫ−２００−Ｐ固定化後オレイン酸浸漬に見られるよ
うに、リパーゼ固定化後オレイン酸を含浸させることに
より、比活性は完全に恢復し、酵素吸着量の増加に比例
して担体の活性も増大し、オレイン酸浸漬の効果は明ら
かである。
からわかるように、有機官能基にＮ−フェニルアミノ基
を持つシランカップリング処理は、酵素吸着量を増加さ
せるが、一方では、比活性の低下が著しいので、酵素吸
着量の増加という利点を十分に生かすことはできない。
ＨＫ−２００−Ｐ固定化後オレイン酸浸漬に見られるよ
うに、リパーゼ固定化後オレイン酸を含浸させることに
より、比活性は完全に恢復し、酵素吸着量の増加に比例
して担体の活性も増大し、オレイン酸浸漬の効果は明ら
かである。
【００２８】一方、ＨＫ−２００とＨＫ−２００固定化
後オレイン酸浸漬との比較では、酵素吸着量、比活性の
いずれにおいても両者の間に差はなく、またＨＫ−２０
０オリーブ油浸漬では、酵素吸着量及び比活性のいずれ
においても、ＨＫ−２００よりかなりの低下が認められ
る。以上の結果から明らかなように、まず有機官能基と
してＮ−フェニルアミノ基を持つシランカップリング処
理を行った担体にリパーゼを固定化した後、オレイン酸
を含浸させることにより固定化リパーゼの活性を増大さ
せることが本発明の特徴である。
後オレイン酸浸漬との比較では、酵素吸着量、比活性の
いずれにおいても両者の間に差はなく、またＨＫ−２０
０オリーブ油浸漬では、酵素吸着量及び比活性のいずれ
においても、ＨＫ−２００よりかなりの低下が認められ
る。以上の結果から明らかなように、まず有機官能基と
してＮ−フェニルアミノ基を持つシランカップリング処
理を行った担体にリパーゼを固定化した後、オレイン酸
を含浸させることにより固定化リパーゼの活性を増大さ
せることが本発明の特徴である。
【００２９】本発明の処理を行った担体、即ちＨＫ−２
００−Ｐ固定化後オレイン酸浸漬担体は、反応初期から
活性が高いのみではなく、反応の経過に伴う加水分解の
伸びも良く、約３時間で加水分解はほぼ１００％に達し
た。それに対しＨＫ−２００及びＨＫ−２００固定化後
オレイン酸浸漬担体では、反応初期の活性は高いが、反
応の経過と共に加水分解率の伸びは鈍り、ほぼ１００％
の加水分解に達するには６時間以上要する。
００−Ｐ固定化後オレイン酸浸漬担体は、反応初期から
活性が高いのみではなく、反応の経過に伴う加水分解の
伸びも良く、約３時間で加水分解はほぼ１００％に達し
た。それに対しＨＫ−２００及びＨＫ−２００固定化後
オレイン酸浸漬担体では、反応初期の活性は高いが、反
応の経過と共に加水分解率の伸びは鈍り、ほぼ１００％
の加水分解に達するには６時間以上要する。
【００３０】ＨＫ−２００、ＨＫ−２００オリーブ油浸
漬およびＨＫ−２００固定化後オレイン酸浸漬の３担体
すなわちシランカップリング処理をしていない担体で
は、第１回の反応においてすでに活性の低下が著しく、
長期間のくり返し回分反応には使用できない。それに対
してＨＫ−２００−Ｐでは、第１回及び第２回の反応後
逆に活性の上昇が認められ、シランカップリング処理が
リパーゼ活性の安定化に効果があることがわかる。本発
明の処理を行ったＨＫ−２００−Ｐ固定化後オレイン酸
浸漬担体では、第１回の反応からリパーゼ活性は最も高
く、その高活性が回分反応をくり返しても全く低下せ
ず、連続反応も含めて長期間の安定的な使用が可能であ
ることが示唆される。
漬およびＨＫ−２００固定化後オレイン酸浸漬の３担体
すなわちシランカップリング処理をしていない担体で
は、第１回の反応においてすでに活性の低下が著しく、
長期間のくり返し回分反応には使用できない。それに対
してＨＫ−２００−Ｐでは、第１回及び第２回の反応後
逆に活性の上昇が認められ、シランカップリング処理が
リパーゼ活性の安定化に効果があることがわかる。本発
明の処理を行ったＨＫ−２００−Ｐ固定化後オレイン酸
浸漬担体では、第１回の反応からリパーゼ活性は最も高
く、その高活性が回分反応をくり返しても全く低下せ
ず、連続反応も含めて長期間の安定的な使用が可能であ
ることが示唆される。
【００３１】本実施例によって得られた酵素固定化用担
体ＨＫ−２００−Ｐは、数百Åにシャープな細孔を持
ち、酵素吸着能力と活性が高い上、持続性、耐熱性、耐
薬品性に優れ、しかも再生が容易であるという特徴を有
している。
体ＨＫ−２００−Ｐは、数百Åにシャープな細孔を持
ち、酵素吸着能力と活性が高い上、持続性、耐熱性、耐
薬品性に優れ、しかも再生が容易であるという特徴を有
している。
【００３２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる油脂改質用生産プロセスに利用するための固定化酵
素担体とその製造方法によれば、原料油脂にリパーゼを
固定化した担体を接触させ、加水分解反応により脂肪酸
を生成する際に、有機官能基にＮ−フェニルアミノ基を
持つシランカップリング剤を処理した無機担体にリパー
ゼを固定化した後、固定化担体に原料油脂から生成され
る脂肪酸を含浸させたものを用いたことにより、担体へ
の酵素吸着量が増加して反応速度を増大させることがで
きる。また、無機及び有機の担体にリパーゼを固定化し
た従来の担体に比較して、工業的に大量に使用しても圧
力による担体の収縮等に起因する化学反応の不安定性が
解消されるという効果がある。
かる油脂改質用生産プロセスに利用するための固定化酵
素担体とその製造方法によれば、原料油脂にリパーゼを
固定化した担体を接触させ、加水分解反応により脂肪酸
を生成する際に、有機官能基にＮ−フェニルアミノ基を
持つシランカップリング剤を処理した無機担体にリパー
ゼを固定化した後、固定化担体に原料油脂から生成され
る脂肪酸を含浸させたものを用いたことにより、担体へ
の酵素吸着量が増加して反応速度を増大させることがで
きる。また、無機及び有機の担体にリパーゼを固定化し
た従来の担体に比較して、工業的に大量に使用しても圧
力による担体の収縮等に起因する化学反応の不安定性が
解消されるという効果がある。
【００３３】更に従来の酵素固定化量を増やすためにシ
ランカップリング剤を用いる方法、或いは予め原料油脂
を含浸した後に酵素を固定化する方法に比較しても多孔
質な担体に原料油脂を含浸することによる細孔の目詰ま
り現象がなく、特に繰り返し回分反応及び連続反応にお
いてもリパーゼの安定性が増加するとともに活性低下率
が激減するので、脂肪酸の生成速度極めて早くなり、し
かも反応が長期間に渡って安定するという効果がある。
また、水相，油脂相いずれの相にも良く分散するため、
分解反応やエステル合成を効果的に進めることができ
る。
ランカップリング剤を用いる方法、或いは予め原料油脂
を含浸した後に酵素を固定化する方法に比較しても多孔
質な担体に原料油脂を含浸することによる細孔の目詰ま
り現象がなく、特に繰り返し回分反応及び連続反応にお
いてもリパーゼの安定性が増加するとともに活性低下率
が激減するので、脂肪酸の生成速度極めて早くなり、し
かも反応が長期間に渡って安定するという効果がある。
また、水相，油脂相いずれの相にも良く分散するため、
分解反応やエステル合成を効果的に進めることができ
る。
【００３４】従って本発明によれば、固定化リパーゼ担
体を用いた油脂の分解反応において簡単な手段で反応速
度が確実に高められ、繰り返し回分反応及び連続反応に
おける活性低下を抑えることができる固定化酵素担体と
その製造方法を提供することができる。
体を用いた油脂の分解反応において簡単な手段で反応速
度が確実に高められ、繰り返し回分反応及び連続反応に
おける活性低下を抑えることができる固定化酵素担体と
その製造方法を提供することができる。
【図１】本実施例に基づく酵素の固定化の一例を示すフ
ロー図。
ロー図。
【図２】本実施例に基づく加水分解反応の装置例を示す
概要図。
概要図。
【図３】本実施例に基づいて担体を回収する工程を説明
するフロー図。
するフロー図。
【図４】各実施例の反応時間と加水分解率の関係を示す
グラフ。
グラフ。
【図５】各実施例の回分反応回数とリパーゼ活性の関係
を示すグラフ。
を示すグラフ。
１…恒温槽 ２…反応槽 ３…加熱器 ４…攪拌機構
Claims (6)
- 【請求項１】 植物油及び／又は動物油からなる原料油
脂に接触させて加水分解反応により脂肪酸を生成する担
体であって、該担体は有機官能基にＮ−フェニルアミノ
基を持つシランカップリング剤を処理した無機担体に油
脂分解酵素であるリパーゼを固定化し、原料油脂から生
成される脂肪酸を含浸させて得たことを特徴とする固定
化酵素担体。 - 【請求項２】 油脂分解酵素としてのリパーゼとして、
豚膵臓，カビ，酵母，細菌を用いた請求項１記載の固定
化酵素担体。 - 【請求項３】 前記原料油脂として、オリーブ油、パー
ム油、大豆油などの植物油と、牛脂、魚脂等の動物油の
何れかを用いた請求項１又は２記載の固定化酵素担体。 - 【請求項４】 前記含浸に用いる脂肪酸として、原料油
脂の構成成分であるオレイン酸，ステアリン酸を用いた
請求項１，２又は３記載の固定化酵素担体。 - 【請求項５】 前記担体として、シリカ，ガラス，アル
ミナ，アルミナシリケート等シランカップリング剤の珪
素官能基と反応できる水酸基またはオキサイド基を有す
る無機質担体を用いた請求項１，２，３又は４記載の固
定化酵素担体。 - 【請求項６】 植物油及び／又は動物油からなる原料油
脂に、無機担体に油脂分解酵素であるリパーゼを固定化
した担体を接触させて、加水分解反応により脂肪酸を生
成する工程において、前記担体は有機官能基にＮ−フェ
ニルアミノ基を持つシランカップリング剤を処理した無
機担体にリパーゼを固定化し、この固定化担体に原料油
脂から生成される脂肪酸を含浸させて製造することを特
徴とする固定化酵素担体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17438595A JPH09257A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 固定化酵素担体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17438595A JPH09257A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 固定化酵素担体及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09257A true JPH09257A (ja) | 1997-01-07 |
Family
ID=15977694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17438595A Pending JPH09257A (ja) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | 固定化酵素担体及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09257A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6716610B2 (en) | 1998-12-07 | 2004-04-06 | Kao Corporation | Esterification or hydrolysis with substrate treated un-dried immobilized lipolytic enzyme |
| JP2006158389A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-22 | Kao Corp | 固定化酵素の製造方法 |
| WO2007036235A1 (en) | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Novozymes A/S | Immobilization of enzymes |
| JP2013146718A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Ybm Co Ltd | 有機性汚水の浄化方法とその装置 |
| WO2014067933A1 (en) | 2012-10-31 | 2014-05-08 | C-Lecta Gmbh | Bioactive carrier preparation for enhanced safety in care products and food |
-
1995
- 1995-06-16 JP JP17438595A patent/JPH09257A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6716610B2 (en) | 1998-12-07 | 2004-04-06 | Kao Corporation | Esterification or hydrolysis with substrate treated un-dried immobilized lipolytic enzyme |
| JP2006158389A (ja) * | 2004-11-12 | 2006-06-22 | Kao Corp | 固定化酵素の製造方法 |
| JP4616755B2 (ja) * | 2004-11-12 | 2011-01-19 | 花王株式会社 | 固定化酵素の製造方法 |
| WO2007036235A1 (en) | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Novozymes A/S | Immobilization of enzymes |
| JP2013146718A (ja) * | 2012-01-23 | 2013-08-01 | Ybm Co Ltd | 有機性汚水の浄化方法とその装置 |
| WO2014067933A1 (en) | 2012-10-31 | 2014-05-08 | C-Lecta Gmbh | Bioactive carrier preparation for enhanced safety in care products and food |
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