JPS61257192A - モノグリセライド高含有物の製造法 - 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】 ピン産業上の利用分野 本発明は、油脂中の遊離脂肪酸含量の高い高酸価油の高
度利用を図るために、高酸価油、グリセリン及び固定化
リパーゼを含む反応液を用いて、食品や化粧品の乳化剤
、あるいはプラスチ、りやスピンタル油の配合剤として
広い用途のあるモノグリ七ライド含有物の製造法に関す
る。

（→従来の技術 現在油脂資源は８５〜９０％は食用油として利用されて
いるが、米ぬか油やバーム油等では、そのま−ではリパ
ーゼの加水分解作用により、含油脂の分解が顕著で、そ
の防止措置（スタビライジング）が行なわれている（清
水扇二、黒用準、油脂、８７巻Ａ２１’６７　（１９８
４））。搾油工場を産地に分散させたり、収穫直後の加
熱処理等を行なっているが、集荷方法の遅れた国々の米
ぬか油等は、油脂中の遊離脂肪酸の多い高酸価油となり
、食用に使用できないものに変質してしまう。

この高酸価油は、石けん等の原料に利用されているにす
ぎず、食品等の乳化剤となるモノグリセラード合成を試
みた例はない。

モノグリセラードは、現在は高温で長時間を要する化学
的方法（Ｖ、　Ｒ，Ｋａｕｆｍａｎ　ａＬｎ６　Ｎ、Ｇ
ａｒｔｉ、　、Ｔ　Ａ　００　Ｂ。

５９巻Ｐ４７１　（１９８２））で合成されている。

また生化学的方法としてリパーゼによる限定分解（特公
昭４８−１７５２５）や、リパーゼのエステル合成反応
（特公昭５１−７７５４．　　特公昭５７−２３５８５
）あるいはリパーゼのエステル交換反応（特開昭５９−
１１８０９４）を用いて製造している例はあるが、これ
らはいずれも可溶性酵素もしくは酵素乾燥粉末を用いた
ものでありまたリパーゼのエステル交換反応及びエステ
ル合成反応を同時に用いる反応系に対しては従来なんら
の知見も得られていない。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 高酸価油はトリグリセライド、脂肪酸の他、若干のグリ
セリン及びジグリセライド、モノグリセラードを各有す
る。これよりモノグリセラード高含有物を得るために、
リパーゼのエステル分解作用、エステル合成作用及びニ
スオル交換作用を有効利用する条件を探究することであ
る。

に）問題点を解決するための手段 本発明者らは高酸両袖の高度利用を図るためにモノグリ
セラード高含有物を高収量で得る製法を鋭意研究した結
果、高酸価油、グリセリン及び陰イオン交換体に固定化
したリパーゼを含む反応液、　十いて水分含量３．０重
量％以下にて反応させれセライト高含有物を連続的に高
収量で生産できることを見い出した。

すなわち、本発明は、高酸価油、グリセリン及び固定化
リパーゼを含む反応液を用いて水分含量３゜０重量％以
下にて反応させることを特徴とするモノグリセラード高
含有物の製造法である。

本発明に用いる高醗何泊とは、油脂中の遊離脂肪酸含量
の高い油脂原料で、油脂の酸価が３０以上のものを指す
。遊離脂肪酸の平均分子量が２７０〜２９０である場合
、酸価が３０以上ということは、遊離脂肪酸が約１５％
以上含まれている油脂原料をいう。この高酸両袖はトリ
グリセライドが貯蔵中に分解されたもので、脂肪酸及び
トリグ）セライトを主成分とし、グリセリン、ジグリセ
ライド、モノグリセラード及びトコフェロール等の作用
を受ける形態で脂肪酸及びグリセリンを構成単位として
含有するものならば、いずれのものでも代用できる。

本発明に用いるグリセリンは、脂肪酸が結合してモノグ
リセラードになるための骨格であるとともに、反応に関
与する物質の溶媒になる。高酸両袖は若干のグリセリン
を含有しているが、エステル交換反応を促進するために
は添加が必要となる。

反応液にヘキサン等の有機溶媒を添加するとグリセリン
の使用量を減らすとともに、反応後未反応のグリセリン
の分離を容易にする。

本発明に用いるリパーゼは、微生物や高等動植゛物で生
産される酵素で、エステル結合に作用してエステル分解
や、エステル交換あるいはエステル合成反応を触媒する
生体高分子である。工業的な触寥として利用する堤を−
に畳中産が可能であるたライドのα位に特異性を有する
リゾープス属糸状菌等を用いるとモノグリセラード含量
が多くなる。

本発明に用いる固定化リパーゼは、酵素の固定化法とし
て報告されている共有結合法、イオン結合法、疎水性結
合法、包括固定化法等で調整されたいずれのものでも用
いられるが望ましくは、陰イオン交換体にリパーゼを結
合させ、ゲルタールアルデヒド等の２価性反応試薬で強
化したものを用いる。この固定死処処理により、酵素蛋
白は担体と多点結合することにより、界面活性剤や有機
溶媒存在下でも脱離することが少なくなり、化学的処理
や熱処理に対しても安定性を増す。更に固定化リパーゼ
の至適ＰＨが酸性側にジアドし、酵素の活性中心近辺の
微細環境から脂肪酸阻害の影響を除去することが可能で
ある。（特開昭５９−１７９０９１）ｃリパーゼの固定
化担体としては、合成樹脂、多糖以下のことが必要であ
る。本発明の水分含量は反応液中の水分含量及び固定化
酵素に付着している水分含量を反応液総重量から固定化
酵素の乾燥重量を差し引いたものの重量比で求めたもの
である。

水分含量が３．０重量％以上になると加水分解が起って
しまい収量が低下する。０．５〜３．０重量％付近では
反応後の遊離脂肪酸含量が最低になる。

０．５重量％以下の著しい脱水状態においては、リパー
ゼの酵素活性発現のための水分までリパーゼ蛋白から奪
ってしまうため、リパーゼ作用が発揮されず収量が低下
する。

本発明に用いる反応条件は、水分含量を前述の範囲に設
定する以外は使用する固定化リパーゼの至適理や至適温
度付近である。

本発明に用いる反応方法は、固定化リパーゼを反応液と
ともに振とうするバッチ式のものと、固供することが可
能である。

反応後のグリセリンは、合成反応時に生じた水分を含ん
でいる。グリセリンの脱水は小規模の場合は分子ふるい
等の脱水剤カラムを通すことで行なわれるが、大規模の
場合にはグリセリンと水の沸点の違いを利用して行なわ
れる。また酸価が３０以下である低酸何泊を混合して反
応させることにより、反発後水分の生じるエステル合成
反応をおさえ、脱水のためのエネルギーを節約すること
も可能である。

（ホ）作用 リパーゼはエステル分解、エステル合成、エステル交換
反応を触媒する。本発明は固定化リパーゼを用い、反応
液中の水分含量を調整することにより、エステル合成及
びエステル交換能を発揮させる条件を発見したことであ
る。

二反応液中の水分含量はリパーゼ蛋白の活性発現ステル
交換能を発揮させることが出来ることが解明された。

エステル合成作用は反応液中の油分の酸価の減少で観察
される。エステル合成作用は加水分解の逆反応であるの
で、反応後はグリセライドとともに水分が生成される。

この水分は大部分親水性のグリセリンに濃縮される。グ
リセリンの脱水処理は、その沸点が２９０℃と水の沸点
と大きな相違があるので容易である。

モノグリセラード高含有物とグリセリンの分離は、モノ
グリセラード高含有物が疎水性でありグリセリンが親水
性であるのでその相違を利用した膜分離や、グリセリン
の比重が１．２７と重いことを利用した分離が行なわれ
る。

エステル交換作用は、反応中トリグリセライドが減少し
モノグリセラード、ジグリセライドが轡エステル交換反
応は水を生成しないし、加水分解反応は水を消費する。

本発明においては加水分解を出来るだけ抑制した系で反
応させるので加水分解はわずかであるが、反応系に低酸
何泊を混合させれば、反応液中の水分が制御出来、グリ
セリン層の脱水の主ネルギーを節約できる。

（へ）実施例 実施例により本発明を具体的に説明する。

実施例１ マクロポーラスな陰イオン交換樹脂（ダウエックスＭＷ
Ａ−１．ダウケミ七ル社製）１ｇ、各種の酵素１１８５
単位をＸｓＭマ、クイルベイン緩衝液（ＰＨ５）１−に
懸濁し、１０℃で１夜振とうした。地Ｍマツクイルペイ
ン緩衝液１ｉ１を更に添加した後２５％のゲルタールア
ルデハイド溶液８０μｔを添加した。１０℃で１０分間
振とうした後２０ｑ硫酸水素ナトリウム液０．２鳳ｌを
加え１０℃で８６巻８６０ページ（１９６０））で行い
、ＰＨ７で４０℃ないし６０℃で反応し、１分間に１マ
イクロ当量の酸を遊離する酵素量を１単位とした。

高酸価の米ぬか油（高酸原油）を８０℃に加熱し、蝋分
を完全に溶解した後、水冷して２０℃に冷却し、１時間
熟成する。２０℃に冷却したｎ　−ヘキサンを混合物中
の油分濃度が７０％になるように添加し吸引−過した。

次にｐ液よりｎ−ヘキサンを蒸留除去し脱蝋した高酸価
油を得た。高酸価油の酸価は７３．６であった。

固定化リパーゼ０，５９．グリセリン１ｇ、高酸価ｍ１
ｇを１００−の三角フラスコにとり、シリコンゴム栓を
しだ後４０℃あるいは６０℃の恒温槽中で毎分１３３回
振きつしながら１２０時間反応させた。エタノールとベ
ンゼンの１対１混液を加え、固定化酵素を戸別した後、
Ｐ液の酸価を測に付着している水分を含めても反応液中
の水分含量は３．０重量％以下であった。

第　　１　　表 コ第１表において、高等動植物や微生物のリバーの度合
が多かった。クロモバクテリウム属細菌については６０
℃で１１８５単位のリパーゼを固定化し、６０℃と４０
℃で反応させた。至適温度に近い６０℃で反応させた方
が酸価の減少の度合が多かった。

実施例２ リゾープス・ニベウス属糸状菌のリパーゼ（Ｉ天’　−
ｖ　＝ 野製薬製）を実施例１と同様に固定化し、４ｏ’。

で反応後の反応液の酸価を測定した。また高酸価油と反
応後の反応液のグリセライド及び脂肪酸の定量をシンク
ログラフィー（イアトロスキャンＴＨ−１０型・ヤトロ
ン社製）で行った。

−第２表 第２表を見ると、反応開始とともにトリグリセライド及
び脂肪酸含量が低下し、モノグリセラード及びジグリセ
ライド含量が増大していることが解る。反応開始後、酸
価も著しく減少し、エステル合成が起っていることが観
察されるが、同時にエステル交換も起っていることが観
察される。７２時間以後になると酸価の減少はなく、エ
ステル合成反応は平衡に達したと考えられるが、生成し
たモノグリセラードが、ジグリセライドにエステル交換
し続けるので、モノグリセラード収量を高めるためには
、７２時間程度の反応時間が望ましい二；＝Ｊ ことが解る。

第　　３　　表 シュウトモナス・メフィティ力（微工研菌寄第第５２０
号）のリパーゼを泪いれば６０℃の叉応温度でもリゾー
プス・ニベウスやムフール・ジャバニカス（大野製薬製
）と同程度のモノグリセラードが得られることが解る。

施例１と同様にして反応させた後の、反応後の酸価を第
４表に示す。

ス７エロシルＤＩＩｆＡやＤＩＡＫセルｐファインの担
体に固定化したものを用いると酸価の減少が著しかった
ので、その反応産物の組成を分析す名と第５表のように
なった。

□　　　　　　　　　第　　５　　表 シルや、セルロースビーズである七ルロフ丁インを用い
ると、クロモバクテリウム属リパーゼを用いても３０％
以上のモノグリセラードが生成されることが解る。

実施例４ シュウトモナス・メフイティ力（微工研菌寄第５２０号
）のリパーゼをダウエックスＭＷＡ−１に実施例１と同
様に固定化した。固定化リパーゼ０．５９．高酸価油１
ｇにグリセリン０．０５〜１０り添加し実施例１と同様
に反応し反応後の酸価を測定した。グリセリン及び高酸
価油量の水分はカール７ツシヤー法、固定化リパーゼの
水分は１１０℃で加熱後の減少重量より求め反応液中の
水分を計算した。

第　　Ｂ　　表 グリセリン中の水分含量が０．５５５％であったので、
グリセリンの添加量を増加することにより反応液中の水
分含量が減少することが解る。グリセリンの添加量は１
ｇの時に酸価の減少が最大とタ餡流グリセリン添加量を
減少させると反応液中の水分含量が増大し、リパーゼの
加水分解作用かなくなることが解る。

第１図に上記と同様の実験をリゾープス・ニベウスやム
コール・ジャバニカスのリパーゼ（天ＩＦ製薬製）をダ
ウエックスに固定化したものについて行った結果を示す
。リパーゼにより酸価減少の最大となる反応液水分含量
は相違するが、いずれの場合でも水分含量３．０重量％
以下にすればリパーゼの加水分解作用がおさえられるこ
とを示す。

第２図はクロモバクテリウム・ビスコサムのリパーゼ（
東洋醸造製）を各種の担体に実施例１と同様にして固定
化し、上記と同様の実験を行った結果を示す。固定化す
る担体により酸価減少の最大となる反応液水分含量は相
違するが、いずれかの場合でも水分含量３．０重量％以
下にすればリパーゼの加水分解作用が抑えられることを
示す。

実施例５ にｎ−へキサン０．４２９９を加え精油過程で良く使わ
れる７０％ミセラを作った。それにグリセリン０．４〜
１．４９　ヲ加え６０’ＯＣ’１２０時間実施１と同様
に反応した゛。比較としてｎ−ヘキサン無添加のものを
同様に反応させ反応後の酸価を測定した。

第１表は反応液にヘキサンを添加すると、酸価減少の度
合が増すとともに、グリセリン添加量が０．６７で反応
後の酸価が最低になるのに対し、ヘキサン無添加だとグ
リセリンを１．０７加えなければ反応後の酸価が最低に
ならないことを示す。

実施例６ 精製米ぬか油（油蝋薬品製）１ｇ、グリセリン１ｇ、リ
ゾーブス・ニベウスのリパーゼ（大野製薬製）をダウエ
ックスＭＷＡ−４に実施例１と同様に固定化した固定化
リパーゼ０．５９を４０℃で７２時間実施例１と同様に
反応した。また精製米ぬか油０．５ｇと高酸価油０．５
ｇを混合し混合油とし同様に反応した。精製米ぬか油は
ほとんどトリグリセライドでその酸価は０．０であった
。一方混合油の酸価は３３．２であった。第８表にはそ
れらの反応生成物の分析結果を示す。

第　　８　　表 第８表から精製米ぬか油の酸価がわずかながら上昇して
いることから、本発明の反応条件においてもリパーゼの
加水分解機能が発揮されていることが解る。精製米ぬか
油からのモノグリセラードの生成は主にエステル交換に
よってなされるものと考えられる。混合油は酸価が減少
していることからエステル合成及びエステル交換によっ
てモノグリセラードが合成されていると考えられる。混
合油の方が精製油よりモノグリセラード合成量が多いこ
とはエステル交換機能及びエステル合成機能を両用する
本発明が秀れていることを示す。

ｔ′Ｆ１爾来 ・本発明は、油脂中の遊離脂肪酸の多い高酸価油という
食用にもならず石けん原料等しかならない安価な原料を
使い、食品や化粧品の乳化剤等に広く用いられている高
価なモノグリセリン高含有物を合成できるので高酸価油
の高度利用に貢献するものである。反応は常温常圧で進
行するので省エネルギー的であり、油脂中のトフフェロ
ール等の生理活性物質の変性も起らないので、その抗酸
化機能や生理活性機能を有効利用することも可能である
。固定化酵素を使用しているので連続化も可能であり、
グリセリンの再使用部τ遍である。しかも反応産物から
グリセリンを分離したものは、モノグリセラードを高濃
度含有するのでアルカリ精製等を用いて脂肪酸を除くの
みでそのま＼乳化剤として用いることも可能である。ま
た分子蒸留等を用いて、モノグリセラードを採取した後
、その他のグリセライド、脂肪酸を再び反応させモノグ
リセラード合成に用いることが出来る等、油化学工業分
野に大きな利益をもたらすものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明において各種のリパーゼを固定化したも
のを用いた反応液の水分含量と反応後の酸価の減少度合
を示す 第２図は各種の担体に固定化したものを用いた時の反応
液の水分含量と反応後の酸価の減少度合を示す。 特許出願人　工業技術院長　　等々力　　達（他１名） 誠 喝　寧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 高酸価油、グリセリン及び固定化リパーゼを含む反応液
   を用いて水分含量３．０重量％以下にて反応させること
   を特徴とするモノグリセラード高含有物の製造法