JPS60203196A - リパ−ゼによる油脂類のエステル交換反応方法 - 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、リパーゼを用いる油脂類のエステル交換反応
方法に関するものである。詳しくは、リパーゼによる油
脂類のエステル交換反応を加水分解反応とエステル合成
反応の２段階で行う反応方法に関するものである。

油脂のエステル交換反応は、加工油脂の製造において水
素添加と、ともに重要な技術である。

従来のエステル交換反応は、金属ナトリウム等の無機触
媒等の存在下で行われているが、このような化学的方法
は交換する脂肪酸の結合部位に対する位置選択性が低い
という欠点がある。

−力、油脂等の加水分解酵素であるリパーゼ（ＥＣ３１
１３）は加水分解反応だりでなく、エステル合成反応を
も触媒することが知られているＣＭ、　１ｗａｉ＋　Ｙ
、Ｔｓｕｊｉｓａｋａ＋　Ｊ、Ｆｕｋｕｍｏｔｏ、　Ｊ
、Ｇｅｎ、八ｐｐ１、　Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ、１０　１
３．　＜１９６４）参照〕。リパーゼを用いる油脂のエ
ステル交換反応は酵素の持つ基質特異性、及び位置特異
性等の高選択性に加えて常温常圧で反応が進行するなど
の利点を有するため省エネルギー、省資源の観点からも
期待されるものである。

一般に酵素反応は水／８液中で行うことが富識とされて
いるが、リパーゼによる油脂のエステル交換反応の場合
、水の比較的多い反応系では加水分解反応が優先し、好
ましい反応生成物を得ることが困６１Ｉｔである。その
ため、従来公知のリパーゼによる油脂のエステル交換反
応は極度に水分を低くおさえた反応系で行われている。

例えば、特開昭５５〜７１７９７号公報には反応系に存
在する水分が基質に対して０．１重量％以下の方法が記
載されている。また、特開昭５２−１０４５０６号公報
には少量の水の存在下、或いは基質に対して０．２〜１
Φ量％の存在下で行う方法が記載されている。

しかしながら、上記の従来公知の方法のように極度に水
分の少ない反応系では酵素が十分に水和されず、反応す
るだめの最適な構造を取れないため、酵素は完全に活性
化されず、反応速度も非密に遅い。また、酵素組成物の
調製にあたり、酵素組成物中の過剰な水分の除去のため
に複雑な乾燥１榮作を要する。このため、乾燥による酵
素の失活は免かれず、乾燥時間及び含水率の調節等は極
めて経験的なものであり、安定した反応操作は望めない
。さらに、酵素組成物の繰り返し使用におい”ζ、極め
て水分の少ない系では酵素組成物中の水分が徐々に減少
することから酵素活性は漸次減衰する。このため、反応
前に極く微量の水り〕を再添加する必要があるが、その
■を調節することは極めて困難である。

以上のように、リパーゼによる油脂のエステル交換反応
は無機触媒を用いる化学的な方法よりも有利な点を持っ
ている反面、多くの問題点を抱えており、工業的利用の
ためにはこれらの問題点を技術的に解決する必要がある
。

本発明の目的は、リパーゼによる油脂類のコースチル交
換反応の工業的利用を達成ずべ（、反応系内のリパーゼ
を充分活性化し、工業化が可能な程度にまで反応速度を
高めるとともに安定な反応を維持するための反応操作の
開発にある。

さらに、本発明の別の目的は、反応系内におりるリパー
ゼの不活性化を防止し、リパーゼの効果的な再使用を可
能にすることにより、該エステル交換反応工程の経済性
を高めることにある。

本発明者らは、かかる目的を達成すべく、リパーゼによ
る油脂類のエステル交換反応に関し鋭意研究を重ねた結
果、リパーゼの有する機能を最大限に発揮させることの
できる反応操作方法を見い出すことができた。

リパーゼに関しては、辻阪、岩井らの先駆的研究〔例え
ば、（Ｉｔ　Ｊ、　Ｇｅｎ、　Ａｐｐｌ、　Ｍｉｃｒｏ
ｂｉｏｌ、１０＋１３、　（１９６４）　、（２１Ｂｉ
ｏｃｈｅｍ、　Ｂｉｏｐｈｙｓ、Δｃｔａ、　４８９、
４１５　（１９７７）　、（３１１ｂｉｄ、　５互、　
１５６．　（１９７９）、及び（４）八ｇｒｉｃ、　Ｂ
ｉｏｌ、　Ｃｈｅｍ、　４０．６５５．　（１９７６）
等参照〕により、位置特異性、及び加水分解の逆反応で
あるエステル合成反応の触媒として使用できることが実
証されている。その中で、エステル合成作用にお＆−す
るグリセロールの位置特異性は加水分解における位置特
異性と一致しており、グリセロールと脂肪酸からのリパ
ーゼによるグリセリド合成では反応系中の水分含量が最
終の合成率を支配していることを実験的に立証している
。

本発明者らは、これらの事実をもとに反応工学的に油脂
類のエステル交換反応の解析を行った結果、油脂類のエ
ステル交換反応速度ｒが基本的に次式で表されることを
見い出した。

ｒ＝ｋ（ＤＧ）（ＦＡ） ここで、ｋは総括反応速度定数、（ＤＧ）はジグリセリ
ド濃度、（ＦＡ）は脂肪酸濃度である。また、ｋは反応
系内の水分に大きく依存する。

油脂のエステル交換反応速度に関しては、従来、反応速
度論的な研究報告は殆どなされていない。

本発明者らは、油脂類のエステル交換反応速度に関する
基礎的な研究・検６・ｊを、単純化された系つまりトリ
ラウリンとカプリン酸からなる系で行った。経時的な組
成変化に対応する可能なすべての反応経路に基づく反応
速度式によるコンピューターを用いた解析の結果、トリ
グリセリドと脂肪酸が直接脂肪酸基を交換し、新たなト
リグリセリドを生成する反応は生起し得ないと結論され
た。

一方、ジグリセリドと脂肪酸のエステル化によって新た
なトリグリセ１１゛が生成する反応経路の仮定、所謂ジ
グリセリドをエステル交換反応の中間体とした仮定では
実験値と計算値が非常によく一致し、上記の基本的な反
応速度式を導くことかでき　ノこ。

さらにまた、リパーゼによる脂肪酸とアルコールのエス
テル化反応についても詳細な検ｎ・ｊを重ねた結果、こ
のエステル化反応は極めて速やかに進行するが、一旦生
成したエステルは、はとんど加水分解されないというこ
とを見い出した。

本発明のリパーゼによる油脂灯Ｉのエステル交換反応力
法は、ジグリセリドが油脂類のエステル交換反応におり
る中間体であるという知見に基づき、従来、油脂類のエ
ステル交換反応において好ましくない副産物とされるジ
グリセリドを積極的に反応に取り入れ、且つ人為的に反
応平衡を制御することを基本とするものである。

本発明のリパーゼによる油脂類のエステル交換反応方法
は、油脂類のエステル交換反応を２段の反応で行うと共
に、反応系にアルコールを添加することを特徴とするも
のであり、第１段反応はリパーゼによる油脂類の加水分
解反応を主とするものであり、第２段反応はリパーゼに
よるグリセリドのエステル合成反応を主とするものであ
る。尚、上記した２段の反応は連続した操作で行うこと
ができる。また、反応収率を高めるため、多段槽型操作
を採用することもできる。

本発明において用いられるアルコールは、炭素原子数４
〜１８の脂肪族アルコールが好ましく、中でも特に好ま
しいのは、ブチルアルコール、ヘキシルアルコール アルコール等である。

本発明においてアルコールは、第１段反応段階のめ或い
は第２段反応段階のみに添加され゛（もよいが、第１段
反応段階及び第２段反応段階の双方に添加されるのが好
ましい。

第１段反応、即ら、加水分解反応を主とする反応段階に
おいては、アルコールは、反応当初から添加されるのが
よく、かかるアルコールの添加により、加水分ＩＷによ
り生した遊離脂肪酸がアルコールエステルとなり、生成
した−１ルコールコーステルはほとんど加水分解されな
いので、グリセリドの加水分解は、大幅に促進される。

第１段反応において添加さ、れるアルコールの量は、加
水分１Ｎｉによって生しる遊離脂肪酸と等モル又はそれ
以Ｆがよく、好ましくは生成が想定される＆ｊｑｌｊ脂
肪酸量の５０〜９０モル％である。

また、第２段反応、即ら、エステル合成反応を主とする
反応段階においては、脂肪酸を添加してシグリセリ１を
主体とする部分グリセリドとエステル化し、トリグリセ
リドを生成させ、目的とするトリグリセリド組成を得た
後にアルコールを添加し、残存する遊離脂肪酸の大半を
アルコールエステルに変換する。

この際、第２段反応において添加されるアルコールの量
は、ｉ−リグリセリ１′生成後残存する遊離脂ＩＪｊ　
ａと等モル又はそれ以下でよく、好ましくは、該＆　Ｍ
ｌｌ脂肪酸■の５０〜９０モル％である。

このようにＮ　！’ｉｆｆ脂肪酸をアルコールエステル
に変換すると、反応後の１ヅグリセリドの回収が非昂′
に容易になるというメリットがある。

本発明のリパーゼによる油脂類のエステル交換反応方法
において用いられるリパーゼは、その安定化、分散性の
改良のため、珪藻上、活性炭、せっごう、ゼオライト、
セハＩＩ−ス等の担体を共存させるのが望ましく、特に
、担体とし゛（、多孔ダ′（固体及びキトザン又はその
誘導体からなる担体を用い該担体に固定化した担体固定
化リパーゼを用いるのが好ましい。

上記担体を構成する」上記多孔質固体としては、フロリ
ジル、ケイソウ土、セライ１−、シリカケル、白土、コ
ーンコブ、及びオガクズからなる群より選ばれた一種あ
るいは二種以」二のものが好ましく用いられる。

また、上記担体を構成する上記のキ１−ザン又はキ１ザ
ン誘導体としては、キトサン、Ｎ−アシルキ１−ザン、
Ｎ−混合アンルギトザン、Ｎ、Ｏ−アシルキ１−ザン、
Ｎ−アリリデンキＩ・ザン、Ｎ−アルキリテンキ１−ザ
ン、キ１−サン塩及びこれらの部分反応物からなる群よ
り選ばれた一種あるいは二種以上からなる化合物が好ま
しく用いられる。これらの部分反応物とは、キトサンの
官能基、つまり°１ミノ基あるいは水酸基の一部が反応
してできた化合物をいう。キトザン誘導体としては、さ
らに、−トチンの均一反応系に於りる脱アセチル化物で
あっ゛（、脱アセチル化率が４０〜６０％のものもイｊ
リノに使用し得る。

また本発明で用いる固定化リパーゼにおりる担体は更に
高吸水性樹脂を含むことができ、この高吸水性＋Ｖ＋脂
としては、吸水性ポリウレタン樹脂、ポリに１−１」キ
ノエチルメタクリレ−１、ポリアクリル酸系樹脂、ｊｌ
ｕ　ａ；）−アクリル酸グラフＩ・重合物（澱粉にアク
リル酸をグラフト重合させ、中和し、少量の架ＪＡ剤で
架橋したもの）　、殻イ５〕−アクリＵ二１リルグラフ
Ｉ−重合物（第二セリウム塩放射線により□（ｌ旧づ）
にアクリロニＩ・リルにをグラフト重合さ−１、加水分
解し、積別、乾燥したもの）、澱粉をモノクロル酢酸で
カルボキシメチル化し、ホルマリンで架橋したもの、あ
るいはセルロース−アクリ１」二ｌ−リルグラフト重合
物、セルロースをモノクロル酢酸でカルボキシメチル化
し、ポルマリンで架橋したもの、あるいは、ビニルアル
コールとアクリル酸共重合物あるいはｌｌ！ｉ１酸ビニ
ルとメタクリル酸メチルの共重合物を加水分解して自己
架橋させたもの、ジアルデヒｌあるいは放射線により分
子間架橋したポリビニルアルコール、架橋ポリエチレン
オキザイＦ等が挙げられる。これらの高吸水性樹脂は単
独に用いられてもよいし、二種以上併用してもよい。こ
れらの高吸水性樹脂のなかで機粉−アクリル酸グラフＩ
−重合物及びビニル）′ルコールとアクリル酸共重合物
あるいは西１醇ヒニルとメタクリル酸メチルの共重合物
を加水分ＦＡ？して自己架橋させたものがｋＴましく使
用しｉ！Ｉる。

前者としては、三洋化成工業株式会社製のザンウエノト
ＩＭ　３００、ｌ＆’？ｆｆｉとしては、住友化学工業
株式会社製のスミカゲルＳ−５０が市販品とし゛ζ入手
できる。

多孔質固体とキトザン誘導体の使用割合（重昨比）は、
多孔質固体１部に対して、キ１−ザン誘導体が０．０５
部からＩＢｌ；が望ましく、より望ましくは、０．１か
ら０．５部である。高吸水性樹脂を用いる場合は、多孔
質固体１部に対し一ζ、高吸水性樹脂０．０５部から１
部が望ましく、より望ましくは、０．１部から０．５部
である。

本発明で用いる固定化リパーゼは、キトサン誘導体のゲ
ルを形成し、このゲルに多孔質固体を分散さ−ｌた後、
この分散体を乾燥させて担体をｉη、該担体にリパーゼ
を保持さ一壮ることを特徴とする本発明の固定化酵素の
製造方法により製造される。

ｌＵ体に酵素（リパーゼ）を保持させるには、特に上記
分散体を乾燥、粉砕して担体を得、これに、酵引豫にン
容１皮あるいは酵素のハッソアー溶ン皮を混合させるこ
とにより効果的に酵素を固定化できる。

また、該乾燥、１′５）偉物と酵素粉末をよく混合した
。

のぢ、水あるいはハフファー／８液を充分添加混合する
ことにより効果的に固定化できる。キトサン誘導体から
なるゲルに多孔質固体を分散後、乾燥ずろ力ｌノ１とし
てｃ；し、−７セトン中に該分ｌｉ＆体を添加層１′１
コする方法、あるいは、薄１挨状にして風乾する方法、
あるいは、スプレー１−ライによる方法、凍イ１層・２
燥による方法等々が挙げられる。

また、キトサン誘導体及び多孔質固体からなる分散体の
乾燥物に高吸水性樹脂を添加混合した後、上記と同様方
法で酵素（リパーゼ）を吸着させることによっても本発
明で用いる固定化リパーゼを製造することができる。

このようにして製造された固定化リパーゼの構造は、多
孔質固体表面をキトサン誘導体からなるゲルが被覆し、
さらに、該キトサン誘導体ゲルに酵素（リパーゼ）が吸
着あるいは包括あるいはイオン結合等の仕方で固定化さ
れていると想定される。また、高吸水性樹脂が含まれて
いる系では、多孔質固体表面をキトサン誘導体及び高吸
水性樹脂からなるゲルが被覆し、さらに、該ゲルに酵素
が吸着あるいは包括あるい゛はイオン結合等の仕方で固
定化されている構造をとっていると思われる。

本発明で用いる上記固定化リパーゼは、このような構造
のゆえに、固定化リパーゼの表面積が大きく、高活性の
固定化リパーゼとなる。また、多孔質固体の粒ｊ￥を選
定することにより、分離、回収の容易な固定化リパーゼ
になしうる。また、上記固定化リパーゼの表面部分及び
細孔内部はキトサン誘導体ゲルあるいは主１−サン誘導
体と高吸水性用＋１ｉｉゲルからなっ゛（おり、反応の
場である固定化リパーゼ表面及び内部の水分含量を自由
にコントＩフールすることが出来るという特徴を有する
。つまり上記固定化リパーゼでは、酵素活性出現に必要
充分な水も勿論のこと反応に必要充分な水をも保１′！
ｊ出末るとい・う特徴を白する。

油脂類の加水分解反応の場合、適音、系は基質と水から
なる不均一な基ｒ〔反応系であるが、ごのような反応系
ではしばしば界面にエマルジョンが生成し、分解生成物
の５３離が困つ：１［となり、作業性が困＆Ｉｔとなる
ばかりか、製品の回収率の低下をきたし、」朽１　：：
−＋ストをより高いものにし゛（しまう。

然し、上記固定化リパーゼを用いる本発明の第１段反応
の油脂類の加水分１６１′反応の場合、固定化リパーゼ
内部に加水分解反応に必要充分な水分を保持さ一已るご
とができるから、遊離の水が実質的に含まれない系で本
発明の反応を行うことができ、エマルシコンの発生が殆
どなく、分解生成物の分呂１１が容易となり、製品の回
収率も高くなる。また、酵素による：〔ステル化反応及
びニスう一ル基交換反応の場合、非水系になる’Ｗ合が
多いが、非水系の場合には、酵素活性の見かけの低減が
しばしば反応の場の水分の減少による酵素の−・時的活
性停止により、必ずしも本質的な酵素の失活とり・ｌ応
しない。然し、上記固定化リパーゼを用いる本発明の第
２段反応のエステル化反応の場合は、固定化リパーゼ内
部に酵素活性出現に必要充分な水分を補充することが容
易にできるので、安定的なＣ１ゲ素活性の出現維持がで
きるという特徴を有する。

本発明におジノる第１段反応の加水分１蛭反応の場合、
上記固定化リパーゼの使用■は、基質（原料油脂％ＪＴ
　）に対しく３〜．１０％使用することが望ましく、よ
り望ましくは６〜２０％である。まノこ白Ｙ素量は、基
５１′ｊに対して５〜２０（ＩＯＬＪ／ｇが望ましく、
より望ましくは、５０〜５００Ｕ／ｇである。第２段反
応のエステル化反応の場合、上記固定化リパーゼの使用
量は、基質に幻して、０．５〜ｉｏ％が望ましく、より
望ましくは、１．０〜５．０％である。また酵素量は、
基質にりＪして２０〜１００００Ｕ／ｇが望ましく、よ
り望ましくは、＋０Ｏ−１０００Ｕ／ｇである。但し、
６Ｙ素の活性１１１位（Ｕ）は、オリーブ油乳化液５ｍ
ｌと０．１　Ｍリン酸塩緩ｆ＃ｊ　ｌ夜４ｍｌに酵素を
加え、３７℃で３０ｍ１ｎ反応したときに、０．０５　
Ｎ水酸化す１−リウム水熔〆Ｉν０．０（ｉｍｌに相当
する脂肪酸を生成する毎にＩ活性単位（［Ｊ）とした。

以下に示す実施例中の酵素の活性ｆ１位も同様である。

本発明のリパーゼによる油脂類のエステル交換反応方法
で用いる基質となる油脂類とし−ζば一般の植物性、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
脂があげられ、例えば、大豆油、綿実油、ナタネ油、オ
リーブ油、コーン油、トシ浦、ザフラワー油、牛脂、ラ
ー１°、魚油等である。さらにカカオバター代用脂の原
料となる特定組成のグリセリド、ずなわら、１．３−ジ
ステアｕ−２−オレオグリセリド、■−パルミ１−−２
オレオー３−ステアＵグリセリド、１．３−パルミト−
２−オレオグリセリドをエステル交換反応の目的物とす
る場合には、グリセリ１−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
ーツ、脂、ザル脂、イリノペ脂、コクム脂、シア脂、マ
ウア脂、フルワラ脂、ポルネオタロー脂又はこれらの分
別油脂を挙げることができる。

本発明の方法は、第１段反応即し加水分解反応を主とす
る反応段階においては比・校的多量の水分を添加した系
で反応を行うことが望ましい。即ち、永う〕は／ｌ［１
脂類１市量部にりＩＬｏ、０１市量部以上、好ましくは
０．０２重量部以１ｔお加するのか良く、該範囲内の量
の水分のγイ１、加に、ｊ、す、通富の酵素反応が進行
する温度である２０〜５０　’ｃで混合攪１′１２する
ことにより１〜４■）間で反応は平行・ｊに達し、ジグ
リセリ１−含最が全グリセリ１に対し１５〜７０重量％
の反応生成物が（Ｕられる。最適な足の水分は油脂類ｌ
市す２部に列し０．０２〜ｏ、　１ｏ　＊ｘ重量部あり
、該範囲内の量の水分を添加した系を用いることにより
、ジグリセリド中量が全グリセリドに対し２０〜６０重
量％の反応生成物が得られ次に、第２段反応即しエステ
ル合成反応を主とする反応段階では、コースチル交換を
目的とする脂肪酸を第１段反応の反応生成物に添加し、
２０〜、”ｌ　Ｏ’Ｃの？ＸＡ度を保らながら混合攪拌
する。脂肪酸の添加により糸の反応は急速に加水分解反
応からエステル合成反応にシフトし、第１段反応で生成
したシグリＩ：　’Ｊ　ｌ”　４Ｊ：　］−ステル合成
反応によりエステル化され、目的とする１−リグリむリ
ドが得られる。

本発明の方法で用いるリパーセとしては、リゾシス系、
−ノ′スペルギルス系、カンディダ系、ム」−ル系、′
ＪＧ）臓リパーゼ等が利用でき、これらの多くは山１１
υされ°Ｃいる。これらのリバー−１！の中でも１！ｌ
に１−リグリセリ１０）１．３−位置特異性を白するリ
パーゼが々ｆましく、ごれに該当するりパーゼとして、
リヅプスデレマ−（４ｕｓ　ｄｅｌｅｍａｒ）、リヅブ
スヤボニヵス情ｊ＋−ｉ−；　ｏ　５λｕ　ｓ　ｊ匪ｊ
　ｃ　ｕ　ｓ　）ゝムー１−ルヤボニカス（ｉｊｕ　ｃ
　ｏ−ｒニーｊ−ａｐ　ｏ　ｎ　ｉ　ｃ　ｕ　ｓ　）等
を挙りるごとができる。

本発明のさらに好ましい方法は、選択的なエステル交換
反応を達成するために、上記第１段反応即ち加水分解反
応段階で生成するジグリセリド中に占めるｌ、２　（２
，３）−ジグリセリ１の徨Ｊ合が７０重最％以上、より
好ましくは９０市最％以上となるように加水分解反応を
行うものである。

ングリセリドはしばしばアシル粘転移反応がおごり（、
Ｈ’；る不安定な構造を有するソこめ、加水分解反応温
度を４０°Ｃ以下とすることが望ましく、反応時間も反
応温度を４０℃とした場合ＩＨ，５間辺内とすることが
望ましい。

本発明のさらに好ましい方法は、」−記第２段反応即ら
エステル合成反圧、段階において反応系内の水分を除去
することを１１．１１徴と′Ｊろものごある。−１−ス
テル合成反応段階におい゛（は、脂肪酸を添加するごと
により反Ｌ６平（ｊ・ｉのシフトがおこるが、さらに反
応系内の水分を除去Ｊるごとによりコースチル合成反応
速度は加速され、加水分ＩＱ４′反応速度は１２卜々に
減速される。

エステル合成反応段階におりる反応系内の水分の除去は
、乾燥した不活性ガスを反応系内に通気し、さらに反応
系外に排気することにより、反応系内の水分をリノ果的
に同伴除去することができる。

該不Ｗ！１性ガスとしては、窒素ガス、−ノ′ルゴンガ
ス、ヘリウムガス等の爆発性がなく油脂類に列し反応性
のｊ、Ｑｊいものであれば良ｋ）。反応系内への通気は
反応器内の液相部へのバブリングの他、気相部・＼の吹
き込めによる方法を用いることができる。　゛不／１Ｉ
Ｊ１！１．ガスの通気による水分同伴除去において、ｉ
ＩＪ気される混合ガスは冷媒により氷の凝固点以１−に
冷却された凝１４ｉ？ｉ器を通過させることにより混合
ガスに含まれる水蒸気は氷となり１−ラップされ、不活
性カスと水蒸気は完全にう３惰１［される。分離された
不活性ガスはさらに反応系内に還流するごとによりｉｌ
ｆ刊用することができる。

本発明の方法の第２段反応（エステル合成反応）段階に
おりる脂肪１復の添加量は油脂類１重量部に対し０．４
〜２．０重量部とすることが好ましい。該脂肪酸として
は炭素数２〜２２の直鎮の飽和又は不飽和の脂肪酸が利
用でき、例えばバルミチン酸、ステアリン酸、オレイン
酸等を利用することができる。また、上記脂肪酸は所定
の量の全部を一度に添加する他に、反応の進行に伴って
徐々に添加する方法も用いることができる。７．）、加
脂肪酸の中で例えば融点の商いステアリン酸、パルミチ
ン酸等を用いる場合、反応温度で不均一となることがあ
るが、そのような場合はリパーセに対して不活性な自機
溶媒に脂肪酸を熔）９１″し均−糸として反応を行・）
ことがζきる。ごの（ｊｈの有機溶媒としては、ｎ−’
＼キザン、工業用ヘキサノ、イ」浦エーテル等があり、
脂肪酸１重量部に苅し１−１０車量部用いることかごき
る。

本発明における反応温度は、第１段反応（加水分解反応
）段階、第２段反応（エステル合成反応）段階ともに通
常の酵素反応と同様に２０〜７０°Ｃで行うことができ
る。但し、第１段反応段階では、生成したシグリセリＩ
、のアンル基Φム移反応か反応温度に依存するため、５
０℃以上ご行うことは適当ではなく、４０℃以上でｊｌ
うごとが望ましい。

本発明の方法は、前述のように、油脂類のエステル交換
反応を加水う）解反応とエステル合成反応の２１）反Ｉ
、シ、として構成しＣいるため、ＩＶＩ、　ｈｉの水分
を用いる反応系と比較し効率的な反応を行え、従って、
従来、加水分１蛭により／：Ｖ、成する部分グリセリ１
を低くおさえるために反応速度を犠牲にしなりればなら
なかったｌ股の反応と比較゛４゛るとｊｌｔｔ　ｆｆＪ
的な反応速度の向」二と同時に最終η１成物中のシグリ
セリ１、モノクリセリ１−等の部う〕グリセリ１−含有
量を低減さ−ヒることかでき、画期的な反応操作力法−
ごある６１文ｋ、速度を人さくずろことは反応器の運転
時間を）’Ａｉ　４ｉ６　シ効イこ的で生産性のｉ：５
いプし１セスをｉＩＪ　ｆｉヒにするのめならず、酵素
或いは酵素含有ｆＪｌ成物の反応ニジ：４内ての滞留時
間を短線できるため反応：（：（内゛（受りる（￥Ｌ拌
に伴う１１ら力や表面の物理的変化等が原因となるＩ′
Ｉす素の失活或いは酵素含有組成物の形状変化をより少
な（することができる利点をもイ］−コる。また、ン１
発明の方法では、従来の酵素含有組成物のｌｊＪ盟にお
りる乾燥［や作に見られ・に〕ようノ、ｖ煩ｉ“１［な
Ｌ間が不用となるとともに無理なく・λ燥によるＣｉケ
素の失活は完全に回避できること、さらに、挽く微量の
水分を用いる従来の方法では加水分１すｖをおさえるた
め厳重な初発水分の１Ｍ節か必須であったが、本発明の
方法では基質となる油脂ＪＳ１にり１し３〜１０重量％
の範囲の水分量であれば第２段反応のニスう−生合成反
応段階での水分除去操作により容易に水分を除去できる
ため、非′１８ｊζに１榮作性の点ですＪ果的である。

また、本発明の力ｌ）４では、酵素（リパーゼ）の繰り
返し使用に際しても蔽市な水分の制御を必要と一１！−
４−１２回１］以降の１反応におい−ζも反１芯系内に
水を添加するごとにより酵素は再ひ活性化され、當に１
１（ｊい酵素活性を維持できろため、安定した反応１榮
作が可能である。しかも、本発明の方法によれは、５回
或いはそれ以上のｆｌＶ素の山懐用か１１］能であり、
工程の経済性を飛躍的に向上させることかできる。

さらＧこ、イ・発明の方法では、ｆｆ１ｉ＋述の如（、
反応系に゛１ルコールをイト加Ｊることにより遊離脂１
１Ｊｊ酸かアルコールエステルに変換され、該アルコー
ルエステルは殆ど加水分解されないの（、クリセリｌの
加水分ＩＷが大幅に促進され、又反応後のトリグリセリ
Ｉ−の回収が容易になるという利点を有する。

さらにまた、前述の如＜、１ツバ−Ｕとし゛（担体固定
化リパーセを用いるごとにより、上述のすＪ果を一層向
上させることができ、このことは以下に示す実施例に、
Ｊｉいて明らかにされるであろう。

辺土に実施例により、本発明をさらに尺体的に説明する
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 第１図にソｌ」−シーｌ−で示した装置を用いて次のよ
・うにし゛ζ油脂のエステル交換反応を行った。

バーム軟部油３８ｇを、リゾプステレマー由来のリパー
セ（９８０００Ｕ／ｇ）ＩＯ３ｍｇを水２、Ｏｇに溶解
しこれを担体２．Ｏｇに吸着させて調装した固定化リパ
ーゼ、１１−へキサン１２０ｇ及びフチルアルコール２
．５Ｈとともに４０°Ｃで２時間閉鎖反応器Ａ内で攪拌
機１ａにより攪拌し、第１段反応（加水分解反応）を行
った。反応後、少量の反応混合物を分取し後述の分析を
打い第１表に示　しノこ。

尚、ここで用いた担体は、以下のようにし”ζ作成した
ものである。

キトサン（共和油脂］１業（）（４）製、商品名フロー
ナックＮ）８１Ｈを１０％酢酸水溶ｌｆシロ０ｇ中に小
力Ｉ混合し、キトザン［ｌ′ｉｔ酸塩ゲルを形成し、さ
らに、該ゲルに水４４０ｇ及びセライ）３２ｇを添加し
−（均一混合物とした後、これをアセ１−７２０００ｇ
中に滴下混合して、不溶物を遠心分ア１１により回収し
、さらに、該不溶物をアセトン１０００ｇ中に添加混合
した後、１）と、別し、風乾後、真空下で脱アセＩ・ン
乾燥し、キトザン酢酸塩−セライトからなる担体を得た
。

次に、第１段反応後、攪拌を一時停止し、ステアリン酸
°（日本油脂製、ＮＡＡ−１８０）　２０　ｇを添加し
くＵ拌を再開するとともに、反応器Ａ内の液相部１に、
不活性ガスである窒素を窒素リヂーハーＤからポンプＣ
により乾燥剤充填層Ｉ３を通して乾燥させた乾燥窒素を
吹き込み、気液事後１関係か成立する気相Ｙ＋ｌｓ　２
の水茶気を含んだ同伴不活性カスを反応糸外に排気する
ことにより、反応系内の水分含室を徐りに低下させた（
第２段反応のエステル合成反応）。この第２段反応の際
の不活性ガスの平均ｌ：１１留時間は３秒程度とした。

ｎ−ヘキサノと水カ育気を含んだ同伴不／ｌ！ｉ性カス
は、ドライアイスで−２０’Ｃ程度に冷却された表面凝
縮器Ｆを通るごとでｒｌ−ヘキサノは液化し、水苺気は
氷となり、気−液一固の３相に分離され、ｌｔＭ化した
１’ｌ−−へ・１−ザンは反応器へに還流した。この第
２段反応は１２時間行った。

各段の反応終了後、少量の生成物を分取しジェイ、プラ
ム（Ｊ、　Ｂｌｕｍ）らの方’（ｌｘ　（Ｌｉｐｉｄ、
　５．６０１、（１９７０）参照〕に従っ°ζ、ヘキザ
メヂルジシラザン（１−ＩＭＤｓ）　、ｌ・リメチルク
１−１０ノランくＴ　Ｍ　ＯＳ　）　（和光純薬装）を
用いて１−リメチルシリル化し、冒温ガスク【コマトゲ
ラフイーにより分析した。その結果を下記の第１表に示
した。

第１表に示した如く、第１段反応では全グリセリド中に
占めるジグリセリ１は４３．３重量％、また全グリセリ
ｌ−中に占めるモノグリセリドは７，６重量％生成した
。

一方、加水分解によりＭ離した脂肪酸は７０％程度がア
ルコールエステルとなっていた。脂肪酸添加後、第２段
反応ではジグリセリド、モノグリセリドはエステル化反
応により徐々に減少し第２段反応終了時東、つまり１２
１１４間後にはＩＸ、３市間％まで減少した。次に系に
残存する遊離脂肪酸をエステル化するためにざらにＴＩ
−ブーエールアルコールを２．０ｇ添加し、４０°〔：
で５時間、遊離脂肪酸のエステル化反応を行った。この
処理により最終生成物の酸価は２０．６となった。この
最終生成物より；・リグリセリト°部分を回収するため
には、脱酸及び蒸溜プｌコセスによれはよ（、非常に容
易で回収率も１ｒ１１い。

第　１　表 パーム軟部油−ステアリン酸系の エステル交換反応（実施例１） 〔註〕 ＴＧ：ｌ・ジグリセリド。ＤＧニジグリセリド。

ＭＧ：モノグリセリド。ＦＦＡ：遊離脂肪酸。

ｕｓＬｅｒ　：　脂肪酸のアルコールエステル。

ＴＧ組成の数字ニトリグリセリドのカーボン数。

括弧内の数字は全グリセリド中に占める割合。

（以下の第２表及び第３表においζも同様）実施例２ アルコールとしてｒｌ−デシルアルコールを用いた以外
は全〈実施例１と同様の方法で反応を行った。アルコー
ルの添加量は第１段反応段階では５．３ｇとじ４０“Ｃ
で４時間加水分Ｍ反応を行った。

第２段反応段階ではステアリン酸２０ｇを系に添加する
とともに、系内の脱水を開始し８時間型１！Ｉ２してエ
ステル化反応を行った。仝グリセリ１−中に占めるジグ
リセリド濃度がｌＯ％程度まで下がった時点でさらにｎ
−デシルアルコールを５．０　ｇ　ＴＫ加し、遊離脂肪
酸をエステル化した。実施例１と同様にして行った分析
の結果を下記の第２表に示した。

第　２　表 パーム軟部油−ステアリン酸系の エステル交換反応（実施例２） 実施例３ 第１段反応でアルコールを添加しない以外は実施例１の
第１段反応及び第２段反応と同様の方法で反応を行うこ
とによって調製した反応生成物に、ｎ−ブチルアルコー
ル４．５ｇを添加し、系内を第１図に示したシステム（
装置）により脱水を行いながら４時間攪拌を行い遊離脂
肪酸のエステル化を行った。この場合の分析の結果を下
記の第３表に示した。

第　３　表 パーム軟部油−ステアリン酸系の エステル交換反応（実施例３）

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に好適な装置の７１コーンートで
ある。 Ａ・・・反応器　・・・乾燥剤充填層 Ｃ・・・ポンプ　Ｄ・・・窒素リザーバーＥ・・・窒素
ボンへ　Ｆ・・・凝ｊ宿器１ａ・・・攪拌機　１・　・
液相部 ２・・・気相部 特許出願人 旭重化工業株式会社 第１図 手続補正書 昭和５９年　４月１９０ 特許庁長官　若杉和夫殿　−・′ ＼ １、事イ１１の表示 特願昭５９−５７７３９号− ２、発明の名称 リパーゼによる油脂類のエステル交換 反応方法 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 （０３Ｂ）旭重化工業株式会社１ ４、代理人 東京都港区赤坂九丁目６番２９号 パシフィック乃木坂６０１号 自発補正（出願口から１年３月以内の？＋Ｉｉ正）６、
補正の対象 明１１１１店の発明の詳細な説明の楊１７、補正の内容 （１）第５頁９行の「０．１単量％」をｒｏ、１８重ｐ
％」と・　ｌ＋Ｌ＋＆□

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. （１）油脂類の加水分解反応を主とする第１段反応と、
   エステル合成反応を主とする第２段反応の連続する２段
   の反応により構成されるリパーゼによる油脂類のエステ
   ル交換反応方法であって、第１段反応段階及び／又は第
   ２段反応段階においてアルコールを添加することを特徴
   とするりパーゼによる油脂類のエステル交換反応方法。
2. （２）リパーゼを、多孔質固体及びキトサン誘導体から
   なる担体に固定して用いる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
   交換反応方法。
3. （３）リパーゼが１，３−位置特異性を有するリパーゼ
   である、特許請求の範囲第＋１１又は第（２）項記載の
   リパーゼによる油脂類のエステル交換反応方法。
4. （４）第１段反応が全グリセリド中１５〜７０重量％の
   ジグリセリドの得られる反応である、特許請求の範囲第
   （１）〜（３）項何れかに記載のリパーゼによる油脂類
   のエステル交換反応方法。
5. （５）第１段反応が全グリセリド中２０〜６０重量％の
   ジグリセリドの得られる反応である、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
   のエステル交換反応方法。
6. （６）第１段反応によって得られるジグリヤ１九トが全
   ジグリセリド中７０市量％以上の１．　２　（２゜３）
   −ジグリセリドを含有するジグリセリドである、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交換反応方法。
7. （７）第１段反応によって得られるジグリセリドが全ジ
   グリセリド９９０重量％以上の１．　２　（２゜３）−
   ジグリセリドを含有するジグリセリドである、特許請求
   の範囲第（１）〜（６）項何れかに記載のリパーゼによ
   る油脂類のエステル交換反応方法。
8. （８）第２段反応が脂肪酸を添加してエステル合成反応
   を行う反応である、特許請求の範囲第＋１１〜（７）項
   何れかに記載のリパーゼによる油脂類のエステル交換反
   応方法。
9. （９）脂肪酸の添加量が油脂類１重量部に対し０．４〜
   ２．０重量部である、特許請求の範囲第＋１１〜（８）
   項何れかに記載のリパーゼによる油脂類のエステル交換
   反応方法。
10. （１０）第２段反応において、反応系内の水分除去を行
    う、特許請求の範囲第ｆｉｌ〜（９）項何れかに記載の
    リパーゼによる油脂類のエステル交換反応方法。
11. （１１）乾燥した不活性ガスを継続的或いは断続的に反
    応系内に通気し、さらに反応系外に排気して反応系内の
    水分を同伴除去することにより、水分除去を行う、特許
    請求の範囲第（１）〜（１０）項何れかに記載のリパー
    ゼによる油脂類のエステル交換反応方法。
12. （１２）反応系外に排気されたガスを凝縮器を通過させ
    て水分を分離除去し、反応系内に還流させる、特許請求
    の範囲第（１）〜（１１）項何れかに記載のリパーゼに
    よる油脂類のエステル交換反応方法。