JPS58116688A - 油脂類のエステル基交換反応方法 - 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】 本発明は、リパーゼによる油封り類のエステル基交換反
応方法、詳しくは、多糖類および／あるいは単・少糖類
の存在下で反応を行なう効率的なリパーゼによる油脂類
のエステル基交換反応方法に関する。

リパーゼを用いる油脂類のエステル基交換反応に関する
従来公知の方法は、比較的多重の水の存在下で起る加水
分解をさけるために、極度に水分を低下させた条件下で
行なわれている。

たとえば、特開昭５５−７１７９７号公報（不二製油）
には、反応系に存在する水分が基質に対して０．１８重
ｔ　％以下の方法が記載されている。

また、特開昭５２−１０４５０６号公報（ユニリーバ−
・ナームローゼ・ペンノートシャーフ）ニは、少量の水
の存在下、あるいは基質に対して０．２〜１チの水の存
在下で行なう方法が記載されている。公知の方法に於い
て、このように系中の水分を低下させなければならない
理由は、望ましくない副反応である加水分解をさけるた
めであるが、水の極度に少ない系では、酵素は睡眠状態
あるいは死んだ状態にあり、生きた状態では存在しえな
い。］−たがって、公知の方法のように、少量の水ある
いは微量の水の存在下では、添加された酵素リパーゼが
充分に活性化されず、しだがって充分な反応速度を得る
ことができないかあるいは全く反応が進まない。特に酵
素量の多い反応系においては、少量の水あるいは微量の
水では酵素活性を充分発揮させることができず、さらに
、酵素の不活性化も犬となり工業的になりたたない。リ
パーゼを用いる油脂類のエステル基交換反応の工業的利
用のためには、これらの難点を技術的に解決する必要が
ある。

本発明の目的は、リパーゼを用いる油脂類のエステル基
交換反応の工業的利用を達成すべく、望ましくない副反
応である加水分解を併発させることなく、反応系内のリ
パーゼを充分に活性化し、工業化可能な程度にまで反応
速度を高めることにある。

本発明者らは、リパーゼによる油脂類のエステル基交換
反応においてリパーゼ活性を有効に発揮させる該酵素反
応条件を種々検討した結果、リパーゼ水溶液に多糖類お
よび／あるいは牟・少糖類を混合し、基質溶液に分散添
加するととにより、副反応を抑え、かつ速かに反応を進
行させうろことを見い出し、上記目的を達成することが
できた。

即ち、本発明は、糖類の存在下に、リパーゼによる油脂
類のエステル基交換を行なうに当たり、系中の水分量が
基質に対して３〜２０重量％、よシ望ましくけ１０〜１
５重量％、系中の糖類の量が系中の水分量（単位りに対
して０゜８〜５ｒ／ｙ、より望ましくは１〜３ｖ／２、
系中のリパーゼ酵素量が基質（単位量）に対し。

て２０〜５００活性単位Ｕ／り、より望ましくは５０〜
２ｏｏＵ／ｆの条件下で反応を行なうことを特徴とする
リパーゼによる油脂類のエステル基交換反応方法である
。さらにより有効な本発明の方法は、該諸条件に加え、
基質に対して０．０５〜５．０重量チの界面活性剤の存
在下で反応を行なうことである。

なお、上記基質とは油脂又は油脂及び脂肪酸をいい、グ
リセリン、モノグリセリド、ジグリセリドあるいは、脂
肪酸のアルコールエステル等が系中に存在する場合には
これらの物質も含まれる。

本発明で用いられるリパーゼとしてハ、リゾプス系、ア
スペルギルス系、カンデイダ系、ムコール系、すい臓リ
パーゼ等が使用でき、これらのリパーゼの多くは市販品
として入手できる。

またグリセリドの１．３位の脂肪酸基を特異的にエステ
ル交換を行なう場合には、該目的に合致した特性を有す
るリパーゼ、例えばリゾプスデレマー、リゾブスヤボニ
カス、ムコールヤボニカス等を用いればよい。

本発明に用いられる上記油脂としては、一般の植物性、
動物性の油脂もしくは加工油脂あるいは、これらの混合
油脂があけられ、例えは、大豆油、綿実油、ナタネ油、
オリーブ油、コーン油、ヤシ油、す７ラワー油、牛脂、
ラード、魚油等である。さらにカカオバター代用Ｂｋ＋
の原料となる特定組成のグリセリド、すなわち、１゜６
−ジステアロー２−オレオグリセリド、１−パルミト−
２オレオ−３−ステアログリセリド、１．３−ジパルミ
トー２−オレオグリセリドをエステル交換反応の目的物
とする場合にンま、グリセリドの２位にオレイン酸を多
量に含有する油脂、例えばオリーブ油、椿油、山茶花油
、パーム油、サル脂、イリツペ脂、コクム脂、シア月Ｈ
１マウア月旨、フルワラ脂、ポルネオタローＩＨ又はこ
れらの分別油脂を使用することができる。

また、脂肪酸としては、炭素数２〜２２の直鎖の飽和又
は不飽和の脂肪酸が利用でき、例えば、パルミチン酸、
ステアリン酸　オレイン酸等をあげることができる。ま
た、脂肪酸のアルコールエステルとしては上記脂肪酸と
炭素数１〜６の直鎖飽和−価アルコールのエステル化物
があり、例えば、パルミチン酸メチル、パルミチン酸エ
チル、ステアリン酸メチル、ステアリン酸エチルをあげ
ることができる。

本発明で用いる糖類としては、単糖類、少糖類、多糖類
があけられる。

本発明で用いる単糖類としては、例えはクリセロース、
トレハロース、エリトロース、リボース、キシロース、
アラビノース、リキンース、グルコース、マンノース、
アロース、アルドロース、キュロース、インドース、ガ
ラクトース、クロース、ジオキシアセトン、ケトトレオ
ース、エリスロケトベントース、フラクトース、タガト
ース、フシコース、ソルボース、ビシコース叫が挙げら
れるが、このなかで特に、アラビノース、リボース、ガ
ラクトース、クルコースが好ましい。少糖類とじては、
例えはマルトース、セロビオース、トレハロース、ケン
チオビオース、イソマルトース、ラクトース、シューク
ロース、メリビオース、ラフィノース、ケンチアノース
、スタキオース等が挙げられるが、このなかで特に、ト
レハロース、ラフィノース、ラクトース、シュークロー
スが好ましい。また、多糖類としては、例えばキシラン
、アラパン、デンプン、デキストリン、セルロース、グ
リコーゲン、テキストラン、イヌリン、レノくン、ガラ
クタン、サイクロデキストリンが添けられるが、このな
かで特に、デキストリン、セルロー＝　９− ス、グリコーゲン、デキストラン、サイクロデキストリ
ンが好ましい。

これらの糖類は単独に用いてもよいし、二種以上併用し
７てもよい。特に、多糖類と、単糖類および／あるいは
少糖類の併用が好ましく、例えば、デキストリンとリボ
ース、デキストリンとトレハロース、デキストリンとラ
クトース、セルロースとガラクトース、セルロースとラ
クトース、セルローストトレハロース、りＩＪコーゲン
とリボース、グリコーゲンとガラクトース、グリコーゲ
ンとトレハロース、グリコーゲンとラクトース、サイク
ロデキストリンとグルコース、サイクロデキストリンと
ラクトース等の併用が好ましい。

リパーゼ酵素、糖類、水を基質溶液に加えるに当っては
、これらをます十分均一に混合してから、添加するのが
よい。そのような混合方法としては先ずリパーゼと水を
充分接触させておき、そのなかに多糖類および／あるい
は単・少糖類を添加し、よく混合してから基質溶液に分
散添加する方法がよい。また、リパーゼと多糖類および
／あるいは単・少糖類を混合し、てから水を添加し、充
分混合し２てから基質存在下に分散しても同様の効果が
ある。

このような方法で添加される望ましい水分量は、基質に
対して３〜２０重ｆｌ：　％　、より望ましくは１０〜
１５重量％である。基質に対する水分１が３重ｔｔ　１
未満では、充分な反応速度を得ることができず、また基
質に対して２０重量％以上の水分量では、さらに水分を
増加しても、より速かな反応速度を得ることができない
。

また、このような方法で添加される望ましい多糖類およ
び／又は単・少糖類の添加量は、反応系中の水分量（単
位りに対して０．８〜５ｖ／ｆ？、より望ましくは１〜
６ｆ／１である。多糖類および／又は単・少糖類の添加
量が反応系中の水分量（単位４゛）に対してｏ、ａｒ／
ｒ未満では反応速度がおそくなるばかりか加水分解反応
を抑えることが困難となり、また、５ｆ／ｖ以上でに反
応速度がおそくなる。

さらにまた、このような方法により添加されるが素の望
ましい絵加量つまりリパーゼ活性即位Ｕの量は、基質（
即位量）に対し、て２０〜５００Ｖ２、より望外し７く
は５０へ２００Ｕ／ｙである。

２０Ｉ］／ｆ／未満では充分な反応速度を得ることが困
難であり、また５ｏｏＵ／ｒ以上では酵素量の増加に対
（１，て反応速度の増加が少々くなり、工業的プロセス
としては不経済である。ただし、酵素の活性単位ＵＶｉ
、オリプ油乳化液５−と０゜１　Ｍ　ＩＪン酸塩緩衝液
４−に酵素を加え、３７℃で３０分間反応させたときに
、０．０５Ｎ水酸化ナトリウム水溶液０．０６−に和尚
する脂肪酸を生成する毎に１活性単位Ｕとしまた。

本発明においては、酵素の安定化、分散性をよくする／
こめに担体を共存させることができる。

このような担体としてはセライト、漂白土、活性炭、多
孔性ガラス、イオン交挾樹脂等がある。

これらＩｄ反応系中に不溶であり、かつリパーゼの酵素
活性を保持することができる。

また、反応系内の基質に対して０．０５〜５．０チの界
面活性剤をさらに加えることにより反応速度を速くする
ことができる。上記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、ポリグリセリン脂肪酸エステル
、レシチン、モノグリセリドよりなる群から選ばれた一
種あるいは７揮以上が有効に使用し２得る。

特にＨＬＢ　１〜８程度のショ糖脂肪酸エステルが効果
的である。

エステル交換反応は反応温度２０〜５０℃で行なわれる
のがよく、反応時間は系によって異なるが４〜２４時間
程度で目的の組成物を得ることができる。

反応基質の中で、例えば高融点の油脂、油脂と脂肪酸の
混合物等を用いた場合、反応温度で不均一な系となるこ
とがあるが、そのような場合には、リパーゼに対して不
活性な有機溶剤に反応基質を溶解し、均一系として反応
を行なうことができる。この種の有機溶剤としてはｎ−
ヘキサノ、工業用へキサン、石油エーテルなどがちり、
基質に対し、て０．１〜５倍量（重ｆｔ）で用いること
ができる。

エステル交換反応の終了後、有機溶剤を使用した場合は
蒸留により有機溶剤の除去を行ない反応油を得る。反応
油中の脂肪酸、モノグリセリド、ジグリセリド、また添
加された界面活性剤等は、通常のアルカリ中和等の化学
的精製方法、水蒸気蒸留、真空蒸留およびクロマトグラ
フィー等の物理的精製方法により除去することができる
。

本発明によれば、望ましくない副反応である加水分解を
抑え、かつ従来公知の方法に比較して約１０〜２０倍あ
るいはそれ以上の反応速度を得ることができ、リパーゼ
による油脂類の効率的なエステル基交換反応が可能とな
った。また、本発明による油脂類のエステル基交換反応
方法によれば、位置選択的リパーゼを用いることにより
廉価原料から効率的にカカオバター代用脂を製造するこ
とができる。さらに特定条件下ではカカオ脂に類似のト
リグリセリド組成物を得ることができ、工業的に非常に
南用な方法である。

次に実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１ リゾプスデレマ（Ｒｈ１ｚｏｐｕｓ　ｄｅｌｅｍａｒ　
）由来のリパーゼ（ｉｒ肖りのリパーゼ活性３５００Ｕ
）０．２８６ｆとイオン交換水１．３６　ｆをよく混合
均一化した後、トレハロース０．６２Ｓ’を添加して充
分混合した後さらにセルロースパウダー１．０１Ｖを添
加し充分混合した。次に、トリオレイン５Ｆ、パルミチ
ン酸５ｖおよびｎ−ヘキサン８２からなる基質混合溶液
を４つロフラスコに仕込み、４０℃の湯浴に保持し７、
先に調製した糖類含有リパーゼ混合物をこの基質混合溶
液によく分散添加し、反応系をガラスストッパーにより
密閉し、反応温度４０℃、攪拌速度２００ｒｐｍで反応
を行なった。少量の反応混合物を経時的に分取し、アセ
トンに溶解し、上澄液部分を昇温ガスクロマトグラフィ
ーにかけ、炭素数別のトリグリセリド組成を測定した。

また、反応停止後、反応混合物を１過し、酵素、糖類等
の不溶成分を除去し、さらに溶剤を留去し、て油分を回
収し２、その酸価の測定を行ない、次表に示す結果を得
た。

この反応系の場合、ｃ５ｏσ２−オレオ−１゜３−シバ
ルミチンであり、ｃ５２Ｖｉ、１−パルミ）−２，３−
ジオレインおよび６−パルミト−１，２−ジオレインで
あり、Ｃ５１Ｉは、トリオレインである。

なお、トリオレインは、先ず、っばき前月り肪酸より尿
素付加法で高純度オレイン酸を分取し、メチルエステル
化によりオレイン酸メチルにし、次に、トリアセチンと
オレイン酸メチルをエステル交換することにより調製し
たものを用いた。

また、パルミチン酸は市販の試薬一級品を用いた。

実施例２ リップ／＜７’レマリパーゼ０．５７１Ｆとイオン交換
水１．２−をよく混合した後、デキストリン０゜６１お
よびラクトース０．６ｆを添加して充分混合した。次に
、トリオレイン５１Ｆ、パルミチン酸５ｖおよびｎ−ヘ
キサン１０Ｆからなる基質混合溶液を４つロフラスコに
仕込み、３８℃の湯浴に保持し、先に調製した糖類含有
リパーゼ混合物をこの基質混合溶液によく分散添加し、
反応系を密閉し、反応温度３８℃、攪拌速度２００　ｒ
ｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得た。

実施例８ リゾプスデレマリパーゼｏ、８６ｆ、イオン交換水０．
５３−およびセルロース１．６ｆの混合物ヲ、トリオレ
イン５ｆ、パルミチン酸５２およびｎ−ヘキサンｉｏｒ
からなる基質混合溶液に分散添加し、反応温度３８℃、
攪拌速度２００ｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果
を得た。

実施例４ リゾプスデレマリパーゼ０．１３６Ｆ、イオン交換水１
．６８−およびβ−サイクロデキストリン６．７２をよ
く混合し、た後、トリオレイン５２バルミチン酸４．５
ｆおよびｎ−ヘキサ７１０Ｆからなる基質混合溶液に分
散添加し、反応温度４０℃、攪拌速度３００　ｒｐｍで
反応を行ない、次表に示す結果を得だ。

実施例５ リゾプスヤボニカス（Ｒｈ１ｚｏｐｕａ　ｊａｐｏｎｉ
ｃｕａ　）由来ノＩＪ　ハーゼ（１ｆｄりのリパーゼ活
性４２００Ｕ）０．１１４ｆ、イオン交換水１．１−１
およびラクトース２．２２の混合物をトリオレイン５１
Ｆ。

バルミチン酸４．５Ｆおよびｎ−ヘキサン１０ｆからな
る基質混合溶液に分散添加し、反応温度４０℃、攪拌速
度３００　ｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得
た。

実施例６ リゾプスヤボニカスリパーゼ０．２０ｆ、イオン交換水
０．４２ｍｊ、β−サイクロデキストリン０．４２ｒの
混合物をトリオレイン５ｆ。

バルミチン酸３ｆおよびｎ−ヘキサン１０ｆからなる基
質混合溶液に分散添加し、反応温度３７℃、攪拌速度３
００　ｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得た。

実施例７ リゾプスデレマリパーゼ０．２８６ｆ、イオン交換水１
．３６ｔ、トレハロース０．６２ｆおよびセルロースパ
φダー１．ｍ１ｆの混合物を実施例１と同様に調製し、
トリオレイン５ｆ。

バルミチン酸５ｆ、シュガーエステル（第−工業製薬株
式会社製、ＤＫエステルＦ−１０，ＨＬＢｌ　〜２）ｏ
、ｏｓｒおよびｎ−ヘキサン８１からなる基質混合溶液
に分散添加し、実施例１と同一の条件で反応を行ない、
次表に示す結果を得た。

実施例７は実施例１に比較して、シュガーエステルを使
用する点でのみ異なるが、この結果から明らかなように
、シュガーエステルを使用することにより反応速度をよ
り速くすることができる。

実施例８ リゾプスデレマー（Ｒｈ１ｚｏｐｕａ　ｄｅｌｅｍａｒ
　）リパーゼ（ｘｓｏｏＵ／ｌ）１．９Ｓ＋、イオン交
換水１０２、セルロース１１．３１Ｆ及びラクトース１
５１Ｆの混合物を、パーム中部油５０ｖ１ステアリン酸
４５ｆ１シユガーエステル（第−工業製薬株式会社製、
ＤＫエステルＦ−１０）０．４ｆおよびｎ−ヘキサン１
００１の混合溶液に添加１〜、反応温度４０℃、攪拌速
度２００　ｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得
た。

次に、１２時間反応させた反応混合物をｐ過した。Ｐ液
部を、溶出溶媒としてヘキサンを用い、フロリジル担体
によるカラムクロマトグラフィーを常法に従がって行な
い、中性油部分のみを溶出回収した。回収ｎ−へキサン
溶液のミセラ濃度を３０重′を饅に調製し、８℃に放置
し、析出した結晶をｒ別しだ。得られたＰ液部をさらに
一７℃に放置し、析出した結晶をＰ別した。

この結晶部を脱溶剤し、常法に従がって漂白、脱臭し各
種の物性を測定したところカカオバター代用脂として非
常に優れたものであることが判明した。

実施例９ リゾプスデレマ（Ｒｈ１ｚｏｐｕｓ　ｄｅｌｅｍＢｒ　
）リパーゼ（５５００Ｕ／ｆ）　２．７１　？、イオン
交換水１０ｖ１　セルロース１５ｆ及びガラクトース１
ｆをよく混合し、サル肪帖部油５０ｖ１パルミチン酸４
５９、シュガーエステル（第−工業製薬株式会社製、Ｄ
ＫエステルＦ−１０）０．２Ｆおよびｎ−ヘキサン１０
０ｔの混合溶液に添加し、反応温度４０℃、攪拌速度２
００　ｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得た。

次ＶＣｌ３時間反応させた反応混合物を１過し、ｅ：０
部を実施例８と同様Ｖこカラムクロマトグラフィーで処
理し、でらに溶剤分別を行ない中部油を得、常法に従が
って漂白、脱臭シ１、各種の物性を測定し、たところ、
カカオバター代用脂として非常に優れたものであること
が判明した。

比較例１ リゾプスデレマリパーゼ０．２Ｂ６ｆとイオン交換水１
．３６９をよく混合均一化した後、トリオレイン５り、
バルミチン酸５ｖおよびｎ−ヘキサン８ｖからなる基質
混合溶液に添加し、反応温度４〔〕℃、攪拌速度２０　
Ｏｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得た。

酵素量および水分量は、実施例１と同一であるが、糖類
が添加されていない系である。上表から明らかなように
、この系では、反応速度もおそくかつ加水分解の割合も
大となり、望ましい反応組成物を得ることができなかっ
た。

比較例２ 脱水処理したトリオレイン５９．バルミチン酸５ｔおよ
びｎ−ヘキサン１０１Ｆからなる基質混合溶液（カール
フィッシャー水分計による水分量０．０７重量％）に、
リゾプスデレマリパーゼ０．２８６１．セライト０．３
２およびセルロースパウダー０．３１混合物を徐々に真
空乾燥した後分散添加し、反応温度４０℃、攪拌速度２
００ｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得た。

この反応系の基質ｓｂの水分量は、約０．１４重量％程
度であるが、このような微量の水分量では、大部分の酵
素が睡眠状態かあるいは死んだ状態でおり、上表から明
らかなように、反応速度が非常におそくなり、工業的条
件とはな９得ないと判断される。

比較例８ 脱水処理したトリオレイン５２、バルミチン酸５１、お
よびｎ−ヘキサン１０２からなる基質混合溶液（カール
フィッシャー水分計による水分ｉ０．０７重量係）に、
リゾプスデレマリパーゼ０．２８６１およびセライト０
．３９およびセルロースパウダー０．５２混合物を徐々
に真空乾燥した後分散添加し、さらに、イオン交換水０
゜０５ゴを添加し、反応温度４０℃、攪拌速度２００　
ｒｐｍで反応を行ない、次表に示す結果を得た。

この反応系の基質当りの水分量は、約０．６４重ｉｉ％
程度であるが、」７表から明らかなように、このような
微量の水分１［では、反応速度が非常におそくなり、工
業的条件とはなり得ないと判断される。

特許用１傾人 旭電化工業体弐会社 ２７− ＝５１６−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ＩＩ　　糖類の存在下にリパーゼによる油脂類のエス
   テル基交換を行なうに当たり、系中の水分量が基質に対
   して３〜２０重量％、系中の糖類の量が系中の水分量（
   単位量）に対して０゜８〜５ｒ／ｙ、系中のリパーゼ酵
   素量が基質（単位量）に対して２０〜５００活性単位Ｕ
   ／１の条件下で反応を行なうことを特徴とするリパーゼ
   による油脂類のエステル基交換反応方法。 （２）反応系中の糖類が系中の水分量（単位量）に対し
   て１〜３２／１で反応を行なうことを特徴とする特許請
   求の範囲第（１）項記載のリパーゼによる油脂類のエス
   テル基交換反応方法。 （３）反応系中の水分量が、基質に対して１０〜１５重
   量％で反応を行なうことを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項又は第（２）項記載のりバーゼによる油脂類の
   エステル基交換反応方法。 （４）　　リパーゼ酵素量が基質（単位量）に対して５
   ０〜２００活性単位Ｕ／ｆで反応を行なうことを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）〜（３１項倒れかに記載の
   リパーゼによる油脂類のエステル基交換反応方法。 （５）反応系内の基質に対してさらに０．０５〜５゜０
   重匍チの界面活性剤の存在下で反応を行なうことを特徴
   とする特許請求の範囲第（１）〜（４）項何れかに記載
   のリパーゼによる油脂類のエステル基交換反応方法。 （６）糖類がデキストリン、サイクロデキストリン、グ
   リコーゲン、およびセルロースカラする群から選ばれた
   一種あるいは二種り上の多糖類である特許請求の範囲第
   （１）〜（５）項何れかに記載のリパーゼによる油脂類
   のエステル基交換反応方法。 （７）糖類がリボース、ガラクトース、アラビノース、
   クルコース、トレハロース、ラフィノース、ラクトース
   及びシュークロースからなる群から選ばれた一種あるい
   は二種以上の単糖類又は少糖類である特許請求の範囲第
   （１）〜（５）項何れかに記載のリパーゼによる油脂類
   のエステル基交換反応方法。 （８）糖類が、デキストリン、サイクロデキストリン、
   グリコーゲン及びセルロースからなる群から選ばれた一
   種又は、二種以上の多糖類と、 リボース、ガラクトース、アラビノース、グルコース、
   トレハロース、ラフィノース、ラクトース及びシューク
   ロースからなる群から選ばれた一種又は二種以上の単糖
   類又は少糖類との混合物であるも許請求の範囲第（１）
   〜（５）埴伺れかに記載のリパーゼによる油脂類のエス
   テル基交換反応方法。