JPS59175894A - 脂肪酸の製造法 - 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、酵素利用による脂肪酸の製造法に関するもの
である。

更に詳細には、本発明は、特定の固定化リパーゼを用い
て油脂の加水分解を行ない脂肪酸を製造する方法に関す
るものである。

一般に、油脂より脂肪酸の製造法としては、ケン化分解
法、トウイツチェル分解法、高圧分解法、リパーゼの酵
素分解法などがある。ケン化分解法、トウイツチェル分
解法、高圧分解法は反応過程でかなりの高温を要するた
め副反応を伴いやすく、分解途中において脂肪酸が蓄し
く着色し、且つ悪臭を生じ、２回以上再蒸留を繰り返さ
なければ淡色の製品が得られなかった。その中で工業的
な油脂分解法としては高圧分解法が主体であるが、この
方法は、２５０℃、５０気圧の高温、高圧下において水
蒸気を反応触媒とし、耐圧高塔式反応槽を用いて単一油
脂を連続的に大量分解するのに適した方法であるが、こ
の方法はエネルギー多消費型反応であり、容易に複数の
油脂の切り替えができないことや少量の油脂の分解には
不向きであるという欠点を有する。

上記３つの油脂分解法の欠点を解消するために遊離のリ
パーゼによる油脂の分解が行なわれた（特公昭４６−１
６５０８、同４６−１６５０９等）。

これらリパーゼの酵素分解法は、低温で分解が行なわれ
るため生成した脂肪酸とクリセリンに着色、変質がなく
、設備が安価であるなどの利点を有している。しかしな
がら、遊離のリパーゼを用いる場合、反応終了後生成し
たグリセリンの甘木中にリパーゼ由来のタンパク質の混
入が起こり、その処理にコストが高くなり、また、遊離
のリパーゼの再利用が非常に困難であり、そのため高価
なリパーゼを大量に使用しなければならないなどの欠点
がある。更に、遊離のリパーゼでは連続的に油脂を分解
することは不可能である。

従来、固定化されたリパーゼを用いて工業的に脂肪酸を
分離するのに成功した例は報告されていない。

本発明者らは、固定化リパーゼによるすぐれた脂肪酸の
製造法を求めて鋭意研究した結果、油脂と水の共存状態
においては特定の固定化リパーゼのみが良好な反応を示
すことを知り、この固定化リパーゼに共有結合により固
定化したリパーゼ及び光硬化性樹脂により包括したリパ
ーゼを選択することにより本発明を完成するに至った。

本発明は、油脂及び水と、共有結合により固定化したリ
パーゼもしくは光硬化性樹脂により包括したリパーゼを
接触せしめることを特徴とする脂肪酸の製造法である。

本発明においては、固定化リパーゼとして、グルタルア
ルデヒド法又はカルボジイミド法による共有結合によっ
て固定化したリパーゼ及び式（１）の光硬化性樹脂によ
り包括したリパーゼを選択することによって、はじめて
工業的脂肪酸の酵素的製法を確立することができたもの
で、省エネルギー、低コスト等産業上益するところきわ
めて有意義なものがある。

本発明において固定化リパーゼに用いるリパーゼは、油
脂分解力の強いものであれば、微生物ｔこより生産され
たものでも、あるいは動物の臓器や植物の種子などより
得られたものでもいずれも用いることができるが、キャ
ンデイダ・シリンドラツセの生産するリパーゼが好まし
い。

本発明に用いる共有結合したリパーゼは一般的な共有結
合法を使用して製造される。共有結合法としては、担体
として多孔性無機押体、例えば多孔性ガラス、多孔性シ
リカゲル（例えば商品名５ｐｈｅｒｏｓｉｌ　（ロース
・ブーラン社製））等を用いるのが良く、そのアルキル
アミン誘導体を調製し、グルタルアルデヒド法又はカル
ボジイミド法によりリパーゼを固定化する（、　（Ｈ，
Ｈ，Ｗｅｅｔａｌｌ　。

Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ、　４４
　、１３４−１４８（１９７６）） また、本発明に用いる光硬化性樹脂により包括したリパ
ーゼは従来知られている光硬化性樹脂による包括法によ
って製造される。光硬化性樹脂としては下記の式（１）
に示されるＥＮ’ｒＰを使用するのがよい。（Ｅｕｒｏ
ｐｅａｎ　Ｊ、Ａｐｐｌｉ　、　Ｍｉｃｒｏｈｉｏｌ。

Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ、　、　５　、３２５　（１９７
９）　、　％開昭５７−１１８７９２） 特に、ＥＮＴＰ−４０００（鎖長４０ｎｍのもの）が好
ましい。

１ ０ 本発明においては、油脂及び水と、共有結合により固定
化したリパーゼもしくは光硬化性樹脂により包括したリ
パーゼを接触させることによって油脂を加水分解して脂
肪酸が製造される。

本発明において用いる油脂としては、例えば大豆油、パ
ーム油、やし油、アマニ油、ヒマシ油などの植物性油脂
、あるいは例えば牛脂、豚脂、魚油などの動物性油脂が
挙げられる。

油脂に加える水の量は、容量で、油脂１に対し０１〜１
０好ましくは０．６〜６部とするのが好ましい０ 本発明において油脂分解反応の温度は油脂の凝固点以上
のできるだけ低い温度が好ましいが、通常２０〜７０℃
、好ましくは６０〜５０℃で行なうのが良い。反応時間
は通常０５〜３日位行なわれる。

本発明の油脂分解の反応形式は回分式又は連続式で行な
う。回分式には振とう法と撹拌法があり、振とう法は包
括法による固定化リパーゼに適しており、撹拌法は共有
結合法による固定化リパーゼに適している。連続式では
、固定化リパーゼをカラムに詰め、油脂と水の混合懸濁
液をカラムに通して、循環系で連続的に油脂の分解を行
なう。

反応終了後は反応混合液より常法により例えば反応混合
液を静置又は遠心分離し、油層とクリセリン井水に分け
、各層より脂肪酸とグリセリンを得る。

以上述べたように、本発明では、固定化リパーゼにより
油脂の高度分解を長期にわたって行うことができるよう
になり、リパーゼの再利用が可能となり、高価なリパー
ゼの節約になるとともに、生成した脂肪酸とグリセリン
に着色、変質がなく、設備費が安価であるため、省エネ
ルギー、低コストの優れた脂肪酸の製造法を提供するも
のと言える。

次に実施例を示して本発明を具体的に説明するが、本発
明は実施例により制限されるものではない。

実施例１．（共有結合法による） キャンデイダ・シリンドラセ（Ｃａｎｄｉｄａｃｙｌｉ
ｎｄｒａｃｅａ　）の生産したリパーゼ（商品名リパー
ゼＯＦ名糖産業製、３６０単位／■）を下記２種の担体
に共有結合させ、固定化リパーゼを調製する。

ａ）予めアルキルアミン化した多孔性ガラス（平均孔径
２１０ｉ）５７’をグルタルアルデヒド２．５％含有の
０．１ｍｏｌ／Ａ　　リン酸カリウム緩衝液（ｐＨ７０
）１２５ｄ中に加え室温で８ｏ分間放置した後、イオン
交換水にて洗浄、濾過する。

この調製した担体とリパーゼ２００■を１０ｄの上記リ
ン酸緩衝液に加え、４℃に２４時間ゆるやかに撹拌し両
者を反応させた後、イオン交換水にて洗浄、濾過する。

このときリパーゼ２００ｍｇのうち１３４．３■が担体
に結合していた。

ｂ）リパーゼ５０■を５　ｍｌの０．１ｍｏｌ／Ｆリン
酸カリウム緩衝液（ｐＨ７０）に加える。これに担体と
して予めアルキルアミン化した多孔性シリカ（５ｐｈｅ
ｒｏｓｉｌ　Ｘ０Ａ−４００、平均孔径８０Ｘ。

住友化学製）１１と１−シクロヘキシル（２−モルホリ
ノエチル）カルボジイミド５０■を加えて４℃にて一晩
ゆるやかに撹拌し、リパーゼと担体を共有結合させた後
、イオン交換水にて洗浄、濾過する。このときリパーゼ
５０ｑのうち３７．　Ｉ　Ｗが担体に結合していた。

オリーブ油５０ｊ’とイオン交換水５０ｊ’を５００ｍ
１用撹拌装置付きの三つ口丸底フラスコに入れ、上記方
法により調製した固定化リパーゼを加え、６０℃、２０
Ｏｒｐｍで撹拌し％　２３時間反応を行なった。反応終
了後反応液を遠心分離し、油層の酸価を測定し、油脂の
完全加水分解時の酸価で割って分解率を求めた。更に回
収した固定化リパーゼの再利用安定性を調べるためにオ
リーブ油５０１に対して２回くり返し反応を行なった。

その結果は第１表に示される。

第１表 ＃　５ｐｈｅｒｏｓｉｌ　　ロース・ブーラン社製実施
例２　（包括法による） 光硬化性樹脂（ＦｉＮＴＰ−４０００、ＥＮＴＰ−３０
００、ＥＮＴＰ−４０００：ＥＮＴ−４０００＝　３　
ニアの混合物）各０．５１％ＰＰＧ−４０００（分子量
４０００のポリプロピレングリコール：安定化剤）０．
２ｐベンゾインエチルエーテル（重合開始剤）２■、ソ
ルビタンモノオレエート２０Ｔｎｇをビーカーに入れ、
６０℃にて溶解させ、良く混合する、室温まで温度を下
げた後、実施例１で用いたリパーゼ粉末１０ｒｎｇを加
える。良く混合、乳化させた後、混合液をガラス又はプ
ラスチックの透明な板の上に広げ、近紫外の光を５分間
照射し、ゲル化させ、シート状の固定化リパーゼを１．
４　ｍｒｔｒ　ｘｌ、　４　ｍｒＡの大きさに細かく切
って使用に供する。

オリーブ油２０７’と、イオン交換水２０１を１００ｄ
用共栓付き三角フラスコに入れ、上記方法により調製し
た固定化リパーゼを加え、３０℃、１８０ストロ一ク／
分で振とうさせ、２３時間反応を行なった。反応終了後
、実施例１と同様に処理し、油脂の分解率を求めた。結
果は次の第２表に示される。

第２表 但し１表中の記号は次の意味を示す。

ＥＮＴＰ−４０００：式（１）の構造式で鎖長４０ｎｍ
のもの ＥＮＴＰ−３０００：　式（１）の構造式で鎖長６０ｎ
ｍのもの ＥＮＴ−４０００：　下記の構造式で鎖長４０ｎｍのも
の Ｉ ＰＵ：下記の構造式で示されるウレタンプレポリマーＰ
Ｕ−３：　　疎水性；ポリプロピレングリコールの割合
多い ＰＵ−６：ｎ、水性；ポリエチレングリコールの割合多
い 実施例３ オリーブ油１００ノとイオン交換水１００ノを５０　Ｄ
　ｍｌ用撹拌装置付きの丸底フラスコに入れ。

実施例１のａの方法によってリパーゼ２９５■を多孔性
ガラス（平均孔径２１０Ｘ）１０Ｊ’Ｊこ共有結合させ
た固定化リパーゼを加え、３０℃、２００ｒｐｍで撹拌
し、２３時間反応を行なった。

反応終了後、反応液を遠心分離し、固定化リパーゼを回
収し、これに新たをこオリーブ油１００Ｆとイオン交換
水１００りに加え、第１回目と同様な条件で第２回目の
油脂分解を行なった。再び上記上回様に処理する。固定
化リパーゼを回収し、以下同様にして第５回まで油脂分
解を繰り返し。

回収した固定化リパーゼを次の油脂分解に用いた。

その間の分解率は第３表の通りであった。

第３表 実施例４ オリーブ油１００Ｐとイオン交換水１００Ｊ’を５００
１用共栓付き三角フラスコに入れ、実施例２の方法によ
ってリパーゼ３０■を光硬化性樹脂ＥＮＴＰ−４０００
１，５１で包括した固定化リパーゼを加え、３０℃１１
８０ストロ一ク／分で振とうさせ、２３時間反応を行な
った。

反応終了後１反応液をガーゼにより濾過し、固定化リパ
ーゼを回収し、これに新たにオリーブ油１００１とイオ
ン交換水１０ｒ３１に加え、第１回目と同様の条件で第
２回目の油脂分解を行なった。

再び上記と同様に処理する。固定化リパーゼを回収し、
以下同様にして、第５回まで油脂分解を繰り返し、回収
した固定化リパーゼを次の油脂分解に用いた。その間の
分解率は第４表の通りであった。

第４表 実施例５゜ 第１図の装置を用いて循環系で連続的に油脂の分解を行
なった。

撹拌棒ｆｓｌを有する２　０　Ｏｗｌ用３つ日丸底フラ
スコ（１１にオリーブ油８０ｆとイオン交換水８０Ｊ’
ｆ２１を入れ、ジャケット（３）を有する充填層型反応
器（４）とシリコンチューブ（５）で連結する。充填層
型反応器（４）直径２０ｃｒｎ×７ｃｍのカラム（６）
にリパーゼ５０■をＥＮＴＰ−４０００２，５ノで包括
した固定化リパーゼ（８）を密に詰めたものを使用する
。反応液の流速を０４〜０．６５　ｊ’　／　ｍｉｎ　
として下から上へペリスタポンプ（ハで引き、更にその
反応液をフラスコ（１）内へ戻す循環系で行なった。フ
ラスコ（１）は恒温槽（９）に入れて３０℃に保持して
いる。この反応を３０℃、４８時間続け、第１回の油脂
分解とした。

反応終了後、反応液を新たにオリーブ油８ＤＰとイオン
交換水８０ｊ’と入れ替え、第１回と同様の条件で第２
回の油脂分解を行なった。以下同様にして第１０回まで
油脂分解を繰り返した。その間の分解率は第５表の通り
であった。

第５表

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例５において反応に使用した装置の説明図
である。 １・・・フラスコ　　　　　４・・充填層型反応器代理
人　弁理士　戸　１）親　男 第　　１　　図 （１９）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）油脂及び水と、共有結合により固定化したリパー
   ゼもしくは光硬化性樹脂により包括したリパーゼを接触
   せしめることを特徴とする脂肪酸の製造法。 （２）共有結合したリパーゼが多孔性ガラス又は多孔性
   シリカゲルにグルタルアルデヒド法又はカルボジイミド
   法による共有結合によって固定化せしめたリパーゼであ
   る特許請求の範囲第１項記載の脂肪酸の製造法。 （６１光硬化性樹脂により包括したリパーゼが下記の式
   （１）で表わされる光硬化性樹脂により包括されたリパ
   ーゼである特許請求の範囲第１項記載の脂肪酸の製造法
   。 １ （４）式（１）で表わされる光硬化性樹脂がＥＮＴＰ−
   ４０００（鎖長４０ｎｍのもの）である特許請求の範囲
   第１項及び第５項の方法。