JPS61100196A

JPS61100196A - リパ−ゼによる油脂の加水分解方法

Info

Publication number: JPS61100196A
Application number: JP59221772A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Tanigaki; 谷垣　雅信; Ikizou Hashiba; 羽柴　域三; Hidetoshi Wada; 和田　英俊; Masaru Sakata; 勝坂田
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1984-10-22
Filing date: 1984-10-22
Publication date: 1986-05-19

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、リパーゼによる油脂分解反応において、分離
膜を利用した反応器（バイオリアクター）を使用する際
、水相側の水を水蒸気として反応させ、酵素を失活させ
ることなく、且つ高分解率を得ることを特徴とする酵素
反応方法に関する。

〔従来の技術及び問題点〕

油脂分解酵素（リパーゼ）を用いて油脂を分解し、グリ
セリンと脂肪酸を得る反応において、近年種々の反応方
法、反応器（バイオリアクター）の開発が検討されてき
ている。本発明者らはその一つとして分離膜を用い、分
離膜の一方側にリパーゼを懸濁させた油相を、他方側に
水相を存在させ、膜を界して酵素、水、油を接触させて
油脂の加水分解を行う酵素反応器を既に提案した（特願
昭５８−２３０９２２号）。この酵素反応器は水との親
和性の高い膜を用い、水が膜中を移動し膜の油側表面Ｃ
１水、油、酵素が接触し加水分解反応が起こり、加水分
解反応で生成したグリセリンと脂肪酸との分離をも同時
に行い得る反応器である。

かかる反応器では、上述したように水が膜中を移動し、
膜の油側表面で加水分解反応が起こるわけで膜内或いは
膜近傍の水分子の運動を活発にし、水の拡散速度を大き
くすれば分解速度の増大、ならびに高分解率が期待出来
る。しかし、水分子の運動を活発にする方法として温度
のアップが考えられるが、酵素の耐熱性を考慮すると４
０〜５０℃が限度であり、温度のアップだけでは顕著な
分解速度、ならびに分解率増大の効果は望めない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者らは、このような欠点を克服すべく鋭意検討の
結果、酵素を失活させることなく、反応温度において膜
内および膜近傍の水の拡散速度を増大せしめ、高反応速
度並びに高分解率が得られる反応方法を見出した。

即ち本発明は分離膜を界したいずれか一方側にリパーゼ
を懸濁させた油脂を、他方側に水相を存在させ、膜を界
して酵素、油、水を接触させて油脂の加水分解を行う反
応において、水相側の水を水蒸気として反応することを
特徴とする反応方法を提供するものである。

本発明者らによる反応方法は、特願昭５８−２３０９２
２号に開示されている酵素反応において水相側を反応温
度下での水の蒸気圧近傍にまで減圧し、水を水蒸気とし
てリアクター内に供給することを特徴とするものである
。即ち、一般に酵素の至適反応温度は１０〜６０℃の範
囲であることからこの温度での水の水蒸気ｌＯ〜１５０
ｍＨｇにまで、さらに望ましくは、これら反応温度での
蒸気圧以下にまで減圧し水を蒸気として供給するもので
ある。

また、膜の油側表面への水分子の拡散速度を増大する為
には、膜の界した水相と油相間の差圧をできるだけ小さ
く保つことが望ましく、油相側に水が侵入してこない最
低の差圧を設定することが最も望ましい。この最適差圧
は、使用する膜材質、油、酵素等により異なる。かかる
最適差圧を設定する為に水相側のみでな（油相側も減圧
にして圧力をコントロールする場合もある。

本発明で用いる分離膜としては、油相中に懸濁されてい
る酵素を通過しないもので且つ、水との親和性の高いも
のであればどのような膜でも使用可能である。例えば、
逆浸透膜、限外濾過−膜、透析脛、イオン交換膜、或い
は親水性材料、例えばポリビニルアルコールを主体とし
た材質の包装用フィルム類、或いはまた紙類、紙表面を
親水性ポリマーでコートした類のものなど種々のものが
使用可能であり、分離膜の材質については特に限定する
ものではない。また分離膜の形態についても特に限定す
るものではなく、平膜状、スパイラル状、中空糸状のも
のなどどのような形態のものでも使用可能である。

本発明で用いるリパーゼとしては、油脂分解力の強いも
のであれば微生物により生産されたものでも、或いは動
物の臓器や植物の種子などより得られたものでも良（、
特にその給源を規定するものではない。また、これらリ
パーゼは精製した酵素標品ばかりではなく、未精製品で
も用いることができその純度については特に限定するも
のではない。

また、本発明の方法で使用する油脂としては、使用する
酵素の耐熱温度以下の温度において液状となる油脂であ
れば植物性油脂、動物性油脂を間わず使用可能である。

以上述べてきたように本発明は、分離膜を利用した酵素
反応器であり膜の一方側に水蒸気を、他方側に酵素を懸
濁した油を存在させ、分離膜を界して油脂の加水分解反
応を行うもので、酵素反応温度下で水を水蒸気とする為
、水相側を反応温度における水の蒸気圧近傍或いはそれ
以下にまで減圧にする方法である。

この反応方法では、水相側に水を供給する系に比較して
、膜内及び膜近傍の水分子の運動を増大せしめることが
できる。故に本反応方法は、水分子の拡散運動を増大さ
せることにより高分解速度及び高分解率が得られ、しか
も酵素の失活が非常に小さい等多くの特徴を持うた酵素
反応方法である。

〔実施例〕以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこ
れら実施例に限定されるものではない。

実施例−１本実施例は第１図に示す装置を用いて行った。

膜としては、面積０．２ｉを持つ中空糸膜モジュール（
ポリアクリロニトリル系限外濾過膜、分画分子量６００
０）を用いた。第１図に示す如く、中空糸膜（３）の内
側に水蒸気を供給する。なお、水蒸気は真空ポンプ（１
）を用いて水相側を減圧に保ち、水貯槽（４）より水蒸
気を発生させ、中空糸内を通過させ、その後コンデンサ
ー（７）で凝縮させ水受槽（５）に貯えられる。また、
酵素／油懸濁液はポンプ（２）より中空糸膜の外側に供
給する。水相側と油相側の差圧は、バルブ（１１）、（
１２）により調節した。（６）はコンデンサー、（８）
　、　（９）はマノメータである。

大豆油３００ｇにリパーゼ０．１５ｇを懸濁させ油貯槽
（ｌＯ）に入れ、中空糸膜の外側にポンプ（２）で通液
した。水３Ｉｌを水貯槽（４）に入れ、３５℃に保ち真
空ポンプ（１）で水相側２８ｆｌｌ（ｇまで減圧するこ
とにより、水蒸気を発生させ中空糸膜の内側に供給した
。なお、中空糸膜モジュールも恒温槽中に設置して３５
℃に保った。また、油相側は１４０　ｍｍ１ｇまで減圧
にして、中空糸膜内外の差圧を調整した。

反応時間１２時間で６９％分解率を得た。一方、水を水
蒸気としない従来の方法では１２時間後辺分解率は６１
％であった。このように水を水蒸気にして膜内に供給す
ることにより、加水分解速度が増大し、高分解率が得ら
れた。

実施例−２実施例−１と同様の条件、即ち大豆油３００ｇ、リパー
ゼ０．１５ｇ　、３５℃、仕込み、水３０！、膜面積０
．２１１＋！のポリアクリロニトリル系の中空糸膜モジ
ュール、水側２８■）ｇ、油側１４０　ｗｉｇの減圧度
で１２時間反応後、大豆油分解液を遠心分離し、酵素を
分離した。遠心分離は２５℃、８０００　ｒｐｍで１０
分間行った。

こうして得られた酵素を再度フレッシュな大豆油３００
ｇに懸濁し、同じ条件で２回目の反応を行った。

１２時間後６９％の分解率が得られた。このようにし　
−て水を水蒸気として供給した場合でも、酵素の至適反
応温度であれば酵素の失活が非常に少ないまま、高い分
解速度を維持し、酵素の回収再利用ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法で使用される装置の一例の断面略
示図である。１・・・真空ポンプ３・・・中空糸膜モジュール４・・・水貯槽５・・・水受槽１０・・・酵素／油懸濁液貯槽

Claims

【特許請求の範囲】１　分離膜を界したいずれか一方側にリパーゼを懸濁さ
せた油脂を、他方側に水相を存在させ、膜を界して酵素
、油、水を接触させて油脂の加水分解を行う反応におい
て、水相側の水を水蒸気として反応することを特徴とす
る反応方法。２　水相側の水を水蒸気とする方法として、減圧するこ
とによって水を水蒸気とすることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の方法。３　減圧度を酵素反応温度での水の蒸気圧近傍或いはそ
れ以下にまで減圧にすることを特徴とする特許請求の範
囲第２項記載の方法。