JPS6251593B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6251593B2
JPS6251593B2 JP60097639A JP9763985A JPS6251593B2 JP S6251593 B2 JPS6251593 B2 JP S6251593B2 JP 60097639 A JP60097639 A JP 60097639A JP 9763985 A JP9763985 A JP 9763985A JP S6251593 B2 JPS6251593 B2 JP S6251593B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reaction
lipase
acid value
oil
glycerin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP60097639A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS61257192A (en
Inventor
Yoshiji Kosugi
Noboru Tomizuka
Hideo Suzuki
Hisao Igusa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
Agency of Industrial Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Agency of Industrial Science and Technology filed Critical Agency of Industrial Science and Technology
Priority to JP60097639A priority Critical patent/JPS61257192A/en
Publication of JPS61257192A publication Critical patent/JPS61257192A/en
Publication of JPS6251593B2 publication Critical patent/JPS6251593B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(イ) 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、あるいはプラスチツクや
スピンドル油の配合剤として広い用途のあるモノ
グリセライド含有物の製造法に関する。 (ロ) 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、米ぬか油やパーム油等では、その
まゝ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、黒川準、油
脂、37巻No.2P67(1984))。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つてい
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イド合成
を試みた例はない。 モノグリセライドは、現在は高温で長時間を要
する化学的方法(V.R.Kaufman and N.Garti、
JAOCS、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57−23535)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、連続反応に適するリアクター
を組むには不適当であり、高酸価油中に多量に存
在する脂肪酸の活性阻害を受けるものである(小
杉、鈴木、昭和58年度日本醗酵工学会講演要旨集
P206(1983))。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
ライドを各有する。これよりモノグリセライド高
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エステル交換作用を有
効利用する条件を探究することである。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明者らは高酸価油の高度利用を図るために
モノグリセライ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
を用いて水分含量3.0重量%以下にて反応させれ
ば、遊離脂肪酸を多量に含んだ反応系でもリパー
ゼ活性の阻害を受けにくいような固定化リパーゼ
による反応ができ、しかもリパーゼのエステル合
成能及びエステル交換能を同時に用いてモノグリ
セライド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
モノグリセライド高含有物の製造法である。 本発明に用いる高酸価油とは、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。この高酸価油はトリグリセライドが貯蔵中に
分解されたもので、脂肪酸及びトリグリセライド
を主成分とし、グリセリン、ジグリセライド、モ
ノグリセライド及びトコフエロール等の脂溶性ビ
タミン等を含有する。また精製度により、ワツク
ス、リン脂質、ステロール等を含むことがある。
高酸価油はモノグリセライドを構成する脂肪酸と
グリセリンの供給源であるので、リパーゼ作用を
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
てモノグリセライ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。高酸価
油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
触媒として利用する場合大量生産が可能であるた
め、シユウドモナス属やクロモバクテリウム属細
菌、あるいはムコール属やリゾープス属糸状菌等
の生産するリパーゼがあげられる。α−モノグリ
セライドを大量に製造しようとする場合、グリセ
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イド含量が多くな
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給合法、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、グルタール
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。この固定化処処理により、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が酸性側にシフトし、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)。リパーゼの固定化担体としては、合成
樹脂、多糖類、セラミツクス等があげられるが、
担体によりモノグリセライド収量が変化すること
があるので適当な担体を選択する必要がある。 本発明に用いる反応液の水分含量は3.0重量%
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
が起つ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
蛋白から奪つてしまうため、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PH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ツチ式のものと、固
定化リパーゼをカラムに充填した反応槽や、リパ
ーゼを膜表面に固定化した反応槽を用いて連続的
に行なわれる。連続反応においては未反応のグリ
セリンは分離され、脱水処理を施して再び反応に
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
以下である低酸価油を混合して反応させることに
より、反応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。 反応液中の水分含量はリパーゼ蛋白の活性発現
に必要な量と、加水分解作用を起さないための水
分含量との二つの要求を満たした点に設定されれ
ば、加水分解能をかさえて、エステル合成及びエ
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。 モノグリセライド高含有物とグリセリンの分離
は、モノグリセライ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イド、ジグリセライドが増
加することから観察される。反応時間を長くする
と生成したモノグリセライドがジグリセライドに
移行することがあるので目的により反応時間を制
御する必要がある。 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、反応系に低酸価油を混合
させれば、反応液中の水分が制御出来、グリセリ
ン層の脱水のエネルギーを節約できる。 (ヘ) 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(ダウエツ
クスMWA−1、ダウケミセル社製)1g、各種
の酵素1185単位を1/15Mマツクイルベイン緩衝液
(PH5)1mlに懸濁し、10℃で1夜振とうした。
1/15Mマツクイルベイン緩衝液1mlを更に添加し
た後25%のグルタールアルデハイド溶液80μを
添加した。10℃で10分間振とうした後20%硫酸水
素ナトリウム液0.2mlを加え10℃で10分間振とう
し余分のグルタールアルデヒドを除去した。得ら
れた固定化リパーゼはよく水洗した後、吸引ロー
ト上で乾燥した。なおリパーゼ活性測定法は、
Nordらの変法(山田等、日農化36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であつた。 固定化リパーゼ0.5g、グリセリン1g、高酸
価油1gを100mlの三角フラスコにとり、シリコ
ンゴム栓をした後40℃あるいは60℃の恒温槽中で
毎分133回振とうしながら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
酵素を別した後、液の酸価を測定した。なお
カールフツシヤー法で測定した高酸価油中の水分
含量は0.133%、グリセリンの水分含量は0.555%
であつたので固定化リパーゼ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
であつた。
(a) Industrial application field The present invention uses a reaction solution containing a high acid value oil, glycerin, and immobilized lipase in order to utilize high acid value oil with a high free fatty acid content in fats and oils.
This invention relates to a method for producing monoglyceride-containing products that are widely used as emulsifiers in foods and cosmetics, or as compounding agents for plastics and spindle oils. (b) Conventional technology At present, 85-90% of oil resources are used as edible oils, but when rice bran oil, palm oil, etc. , preventive measures (stabilizing) are being taken (Ogiji Shimizu, Jun Kurokawa, Yushi, Vol. 37, No. 2, P67 (1984)). Oil extraction factories are spread out to different production areas, and heat treatment is carried out immediately after harvesting, but rice bran oil from countries with delayed collection methods becomes a high-acid oil with a high amount of free fatty acids, making it difficult to use it for human consumption. It transforms into something that cannot be done. This high acid value oil is only used as a raw material for soaps and the like, and no attempt has been made to synthesize monoglycerides that can be used as emulsifiers for foods and the like. Monoglycerides are currently produced by chemical methods that require long periods of time at high temperatures (VR Kaufman and N. Garti,
JAOCS, Vol. 59, P471 (1982)).
In addition, biochemical methods include limited degradation using lipase (Japanese Patent Publication No. 17525-1983), ester synthesis reaction of lipase (Japanese Patent Publication No. 7754-1983, 23535-1983), and transesterification reaction of lipase (Japanese Patent Publication No. 59-1989).
118094), but these all use soluble enzymes or enzyme dry powders, and are unsuitable for constructing a reactor suitable for continuous reactions, and are not suitable for production in high acid value oils. (Kosugi, Suzuki, Abstracts of the 1986 Japanese Society of Fermentation Engineering)
P206 (1983)). Furthermore, no knowledge has been obtained regarding a reaction system that simultaneously uses a lipase transesterification reaction and an ester synthesis reaction. (c) Problems to be Solved by the Invention In addition to triglycerides and fatty acids, high acid value oils contain a certain amount of glycerin, diglycerides, and monoglycerides. In order to obtain a product with a high monoglyceride content, the objective is to explore conditions for effectively utilizing the ester decomposition, ester synthesis, and transesterification effects of lipase. (d) Means for Solving the Problems The inventors of the present invention have conducted intensive research into a manufacturing method for obtaining monoglyceride-rich products in high yields in order to utilize high-acid-value oils in a high-yield manner. If a reaction solution containing lipase immobilized on an anion exchanger is used and the reaction is carried out at a water content of 3.0% by weight or less, the immobilization is such that lipase activity is not easily inhibited even in a reaction system containing a large amount of free fatty acids. It has been discovered that a reaction can be carried out using lipase, and that monoglyceride-rich products can be continuously produced in high yield by simultaneously using the ester synthesis and transesterification abilities of lipase. That is, the present invention uses a reaction solution containing high acid value oil, glycerin, and immobilized lipase to reduce the water content.
This is a method for producing a product with a high monoglyceride content, which is characterized by carrying out the reaction at a concentration of 3.0% by weight or less. The high acid value oil used in the present invention refers to an oil or fat raw material with a high free fatty acid content in the oil or fat, and an oil or fat with an acid value of 30 or more. Average molecular weight of free fatty acids is 270~
In the case of 290, an acid value of 30 or more refers to an oil or fat raw material containing about 15% or more of free fatty acids. This high acid value oil is obtained by decomposing triglycerides during storage, and contains fatty acids and triglycerides as main components, as well as fat-soluble vitamins such as glycerin, diglyceride, monoglyceride, and tocopherol. Also, depending on the degree of purification, it may contain wax, phospholipids, sterols, etc.
Since high acid value oil is a source of fatty acids and glycerin that constitute monoglycerides, any oil that contains fatty acids and glycerin as constituent units in a form that is susceptible to lipase action can be used instead. Glycerin used in the present invention is a skeleton for binding fatty acids to form monoglyceride, and also serves as a solvent for substances involved in the reaction. High acid value oils contain some glycerin, which needs to be added to promote the transesterification reaction. Adding an organic solvent such as hexane to the reaction solution reduces the amount of glycerin used and facilitates separation of unreacted glycerin after the reaction. Lipase used in the present invention is an enzyme produced by microorganisms and higher animals and plants, and is a biopolymer that acts on ester bonds to catalyze ester decomposition, transesterification, or ester synthesis reactions. When used as an industrial catalyst, lipases produced by bacteria of the genus Pseudomonas or Chromobacterium, or filamentous fungi of the genus Mucor or Rhizopus can be cited, since they can be produced in large quantities. When a large amount of α-monoglyceride is to be produced, the monoglyceride content will be increased if a Rhizopus filamentous fungus having specificity for the α-position of glyceride is used. The immobilized lipase used in the present invention may be prepared by any of the reported enzyme immobilization methods such as covalent feeding method, ionic bonding method, hydrophobic bonding method, entrapping immobilization method, etc., but preferably , a lipase is bonded to an anion exchanger and reinforced with a divalent reaction reagent such as glutaraldehyde. By this immobilization treatment, the enzyme protein is bonded to the carrier at multiple points, so that it is less likely to be desorbed even in the presence of a surfactant or an organic solvent, and its stability against chemical treatment and heat treatment is increased. Furthermore, the optimal pH of immobilized lipase shifts to the acidic side, making it possible to remove the effects of fatty acid inhibition from the microenvironment near the active center of the enzyme. (Unexamined Japanese Patent Publication No. 1983-
179091). Examples of immobilized carriers for lipase include synthetic resins, polysaccharides, ceramics, etc.
Since the monoglyceride yield may vary depending on the carrier, it is necessary to select an appropriate carrier. The water content of the reaction solution used in the present invention is 3.0% by weight.
The following is required: The water content in the present invention is determined by the weight ratio of the water content in the reaction solution and the water content attached to the immobilized enzyme, which is obtained by subtracting the dry weight of the immobilized enzyme from the total weight of the reaction solution. When the water content exceeds 3.0% by weight, hydrolysis occurs and the yield decreases. 0.5-3.0% by weight
Near this point, the free fatty acid content after reaction is at its lowest.
In a state of severe dehydration of 0.5% by weight or less, even the water needed to express the enzymatic activity of lipase is taken away from the lipase protein, so the lipase action is not exerted and the yield decreases. The reaction conditions used in the present invention are around the optimum pH and temperature of the immobilized lipase used, except that the water content is set within the above-mentioned range. The reaction method used in the present invention is a batch method in which immobilized lipase is shaken together with a reaction solution, and a continuous method using a reaction tank filled with immobilized lipase in a column or a reaction tank in which lipase is immobilized on a membrane surface. It is carried out in a regular manner. In a continuous reaction, unreacted glycerin can be separated, subjected to dehydration treatment, and then subjected to the reaction again. Glycerin after the reaction contains water generated during the synthesis reaction. On a small scale, glycerin is dehydrated by passing it through a dehydrating agent column such as a molecular sieve, but on a large scale, glycerin is dehydrated by taking advantage of the difference in boiling point between glycerin and water. Also, the acid value is 30
By mixing and reacting the following low acid value oils, it is possible to suppress the ester synthesis reaction that produces water after the reaction and save energy for dehydration. (e) Action Lipase catalyzes ester decomposition, ester synthesis, and transesterification reactions. The present invention is based on the discovery of conditions for exhibiting ester synthesis and transesterification ability by using immobilized lipase and adjusting the water content in the reaction solution. If the water content in the reaction solution is set to a point that satisfies two requirements: the amount necessary to express the activity of the lipase protein and the water content that does not cause hydrolytic action, the hydrolytic ability can be increased. It has been found that it is possible to exhibit ester synthesis and transesterification abilities. The ester synthesis effect is observed as a decrease in the acid value of the oil in the reaction solution. Since ester synthesis is the reverse reaction of hydrolysis, water is produced along with glyceride after the reaction. This water is mostly concentrated into hydrophilic glycerin. Dehydrating glycerin is easy because its boiling point is 290°C, which is significantly different from the boiling point of water. Separation of monoglyceride-rich substances and glycerin is carried out by membrane separation that takes advantage of the difference between monoglyceride-rich substances which are hydrophobic and glycerin which is hydrophilic, and separation that takes advantage of the fact that glycerin has a heavy specific gravity of 1.27. . The transesterification effect is observed as triglyceride decreases and monoglyceride and diglyceride increase during the reaction. If the reaction time is prolonged, the produced monoglyceride may convert to diglyceride, so it is necessary to control the reaction time depending on the purpose. Transesterification reactions do not produce water, and hydrolysis reactions consume water. In the present invention, the reaction is carried out in a system that suppresses hydrolysis as much as possible, so hydrolysis is slight. However, if a low acid value oil is mixed into the reaction system, the water content in the reaction solution can be controlled, and the glycerin layer can be dehydrated. can save energy. (f) Examples The present invention will be specifically explained using examples. Example 1 1 g of macroporous anion exchange resin (Dowex MWA-1, manufactured by Dow Chemicel) and 1185 units of various enzymes were suspended in 1 ml of 1/15M pine quill vain buffer (PH5) and shaken overnight at 10°C. .
An additional 1 ml of 1/15M pine irvain buffer was added, followed by 80 μ of a 25% glutaraldehyde solution. After shaking at 10°C for 10 minutes, 0.2 ml of 20% sodium hydrogen sulfate solution was added, followed by shaking at 10°C for 10 minutes to remove excess glutaraldehyde. The obtained immobilized lipase was thoroughly washed with water and then dried on a suction funnel. The lipase activity measurement method is
It was carried out using a modified method of Nord et al. (Yamada et al., Nichino Kagaku Vol. 36, p. 860 (1960)), and the amount of enzyme that reacted at 40℃ to 60℃ at pH 7 and released 1 microequivalent of acid per minute was 1 unit. And so. Rice bran oil with a high acid value (high acid crude oil) is heated to 80°C to completely dissolve the wax, then cooled with water to 20°C and aged for 1 hour. N-hexane cooled to 20°C was added so that the oil concentration in the mixture was 70%, and the mixture was filtered by suction. Next, n-hexane was distilled off from the liquid to obtain a dewaxed high acid value oil. The acid value of the high acid value oil was 73.6. 0.5 g of immobilized lipase, 1 g of glycerin, and 1 g of high acid value oil were placed in a 100 ml Erlenmeyer flask, sealed with a silicone rubber stopper, and reacted for 120 hours in a constant temperature bath at 40°C or 60°C with shaking 133 times per minute. . After adding a 1:1 mixture of ethanol and benzene to separate the immobilized enzyme, the acid value of the solution was measured. Furthermore, the water content of high acid value oil measured by the Karl-Futscher method is 0.133%, and the water content of glycerin is 0.555%.
Therefore, even including the water adhering to the immobilized lipase, the water content in the reaction solution was 3.0% by weight or less.

【表】 第1表において、高等動植物や微生物のリパー
ゼを用いて反応すると、高酸価油の酸価が減少す
ることが解る。特にシユウドモナス属細菌、クロ
モバクテリウム属細菌、リゾープス属糸状菌やム
コール属糸状菌のリパーゼを用いると酸価の減少
の度合が多かつた。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つた。 実施例 2 リゾープス・ニベウス属糸状菌のリパーゼ(天
野製薬製)を実施例1と同様に固定化し、40℃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イー(イアトロスキヤンTH
−10型・ヤトロン社製)で行つた。
[Table] In Table 1, it can be seen that the acid value of high acid value oil decreases when the reaction is performed using a lipase from a higher animal, plant, or microorganism. In particular, when lipases from bacteria of the genus Pseudomonas, bacteria of the genus Chromobacterium, filamentous fungi of the genus Rhizopus, and filamentous fungi of the genus Mucor were used, the degree of decrease in acid value was high. For Chromobacterium bacteria, 1185 units of lipase was immobilized at 60°C.
The reaction was carried out at 60°C and 40°C. The degree of reduction in acid value was greater when the reaction was carried out at 60°C, which is close to the optimum temperature. Example 2 Rhizopus niveus filamentous fungus lipase (manufactured by Amano Pharmaceutical Co., Ltd.) was immobilized in the same manner as in Example 1, and the acid value of the reaction solution after reaction at 40°C was measured. In addition, the determination of glycerides and fatty acids in the reaction solution after reaction with high acid value oil was performed using synchrography (IATROSKYAN TH).
-10 type, made by Yatron).

【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、モノグリセライ
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
ル合成が起つていることが観察されるが、同時に
エステル交換も起つ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
モノグリセライドが、ジグリセライドにエステル
交換し続けるので、モノグリセライド収量を高め
るためには、72時間程度の反応時間が望ましいこ
とが解る。 上記と同様な実験を各種の起源の酵素をダウエ
ツクスMWA−1に固定化し、反応させた産物の
分析結果を示すと第3表のようになつた。
Table 2 shows that the triglyceride and fatty acid contents decrease and the monoglyceride and diglyceride contents increase with the start of the reaction. After the start of the reaction, the acid value also decreases significantly, indicating that ester synthesis is occurring, but transesterification is also observed at the same time. 72
After that time, the acid value does not decrease and the ester synthesis reaction is considered to have reached equilibrium, but the produced monoglyceride continues to be transesterified into diglyceride, so in order to increase the monoglyceride yield, it is necessary to carry out the reaction for about 72 hours. It turns out that time is desirable. Table 3 shows the analysis results of the reaction products obtained by immobilizing enzymes of various origins on Dowex MWA-1 in an experiment similar to the above.

【表】 シユウドモナス・メフイテイカ(微工研菌寄第
第520号)のリパーゼを用いれば60℃の反応温度
でもリゾープス・ニベウスやムコール・ジヤパニ
カス(天野製薬製)と同程度のモノグリセライド
が得られることが解る。 実施例 3 クロモバクテリウム・ビスコサムのリパーゼ
(東洋醸造製)を用いて、各種の担体に実施例1
と同様な方法を用いて固定化した。60℃で5日間
実施例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。
[Table] Using the lipase of Pseudomonas mephiteica (Feikoken Bacteria No. 520), monoglyceride equivalent to that of Rhizopus niveus or Mucor diapanicus (manufactured by Amano Pharmaceutical) can be obtained even at a reaction temperature of 60°C. I understand. Example 3 Using Chromobacterium viscosum lipase (manufactured by Toyo Jozo), Example 1 was applied to various carriers.
It was immobilized using the same method. Table 4 shows the acid values after the reaction after reacting at 60° C. for 5 days in the same manner as in Example 1.

【表】 スフエロシルDEAやDEAEセルロフアインの
担体に固定化したものを用いると酸価の減少が著
しかつたので、その反応産物の組成を分析すると
第5表のようになつた。
[Table] When using spherosil DEA or DEAE cellulofine immobilized on a carrier, the acid value decreased significantly, and the composition of the reaction product was analyzed and the result was as shown in Table 5.

【表】 マクロポーラスなシリカビーズであるスフエロ
シルや、セルロースビーズであるセルロフアイン
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イドが生成される
ことが解る。 実施例 4 シユウドモナス・メフイテイカ(微工研菌寄第
520号)のリパーゼをダウエツクスMWA−1に
実施例1と同様に固定化した。固定化リパーゼ
0.5g、高酸価油1gにグリセリン0.05〜10g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中の水分はカール
フツシヤー法、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。
[Table] It can be seen that when spherosil, which is a macroporous silica bead, or cellulofine, which is a cellulose bead, more than 30% of monoglyceride is produced even when Chromobacterium lipase is used. Example 4 Pseudomonas mephiteica
Lipase (No. 520) was immobilized on Dowex MWA-1 in the same manner as in Example 1. immobilized lipase
0.05 to 10 g of glycerin was added to 0.5 g of high acid value oil and reacted in the same manner as in Example 1, and the acid value after the reaction was measured. The water content in the glycerin and high acid value oil was determined by the Karl Fusscher method, and the water content in the immobilized lipase was determined from the weight loss after heating at 110°C, and the water content in the reaction solution was calculated.

【表】 グリセリン中の水分含量が0.555%であつたの
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1gの時に酸価の減少が最大とな
つた。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が
押えられないことを示している。またグリセリ添
加量を著しく増大させるとリパーゼ活性発現のた
めの水分までリパーゼ蛋白から奪つてしまうた
め、エステル交換作用やエステル合成作用が働ら
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・ジヤパニカスのリパーゼ(天野
製薬製)をダウエツクスに固定化したものについ
て行つた結果を示す。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つた
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 シユウドモナス・フルオレセンス・バイオタイ
プ(微工研菌寄第5495号)のリパーゼを実施例
1と同様にしてダウエツクスMWA−1に固定化
した。固定化リパーゼ0.5g、高酸価油1gにn
−ヘキサン0.429gを加え精油過程で良く使われ
る70%ミセラを作つた。それにグリセリン0.4〜
1.4gを加え60℃で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。
[Table] Since the water content in glycerin was 0.555%, it can be seen that increasing the amount of glycerin added decreases the water content in the reaction solution. The acid value decreased maximum when the amount of glycerin added was 1 g. As the amount of glycerin added increases, the water content in the reaction solution increases, indicating that the hydrolysis action of lipase cannot be suppressed. It is also understood that if the amount of glycerin added is significantly increased, the moisture needed to express lipase activity is also taken away from the lipase protein, so that the transesterification and ester synthesis effects become ineffective. FIG. 1 shows the results of experiments similar to those described above performed using Rhizopus niveus and Mucor japanicus lipases (manufactured by Amano Seiyaku) immobilized on Dowex. The water content of the reaction solution at which the acid value decreases maximum varies depending on the lipase, but in any case, the hydrolytic action of lipase can be suppressed by reducing the water content to 3.0% by weight or less. FIG. 2 shows the results of an experiment similar to that described above in which Chromobacterium viscosum lipase (manufactured by Toyo Jozo Co., Ltd.) was immobilized on various carriers in the same manner as in Example 1. Although the water content of the reaction solution at which the acid value decreases maximum varies depending on the immobilized carrier, it is shown that in any case, if the water content is 3.0% by weight or less, the hydrolytic action of lipase can be suppressed. Example 5 Lipase of Pseudomonas fluorescens biotype (Feikoken Bibori No. 5495) was immobilized on Dowex MWA-1 in the same manner as in Example 1. 0.5g of immobilized lipase, n per 1g of high acid value oil
- Added 0.429g of hexane to create 70% micellar, which is often used in the essential oil process. And glycerin 0.4~
1.4 g was added and the reaction was carried out in the same manner as in Example 1 at 60°C for 120 hours. For comparison, a sample without n-hexane was reacted in the same manner, and the acid value after the reaction was measured.

【表】 第7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
0.6g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1.0g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、リゾープス・ニベウスのリパーゼ(天野製
薬製)をダウエツクスMWA−1に実施例1と同
様に固定化した固定化リパーゼ0.5g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0.5g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であつた。一方混合油の
酸価は33.2であつた。第8表にはそれらの反応生
成物の分析結果を示す。
[Table] Table 7 shows that when hexane is added to the reaction solution, the degree of acid value decrease increases and the amount of glycerin added increases.
This shows that the acid value after the reaction is the lowest at 0.6 g, whereas if no hexane is added, the acid value after the reaction will not be the lowest unless 1.0 g of glycerin is added. Example 6 1 g of refined rice bran oil (manufactured by Yuwax Yakuhin), 1 g of glycerin, and 0.5 g of immobilized lipase obtained by immobilizing Rhizopus niveus lipase (manufactured by Amano Pharmaceutical) on Dowex MWA-1 in the same manner as in Example 1 were heated at 40°C. at 72
The reaction was carried out in the same manner as in Example 1. In addition, 0.5 g of refined rice bran oil and 0.5 g of high acid value oil were mixed to make a mixed oil and reacted in the same manner. Refined rice bran oil was mostly triglyceride and its acid value was 0.0. On the other hand, the acid value of the mixed oil was 33.2. Table 8 shows the analysis results of those reaction products.

【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イド
の生成は主にエステル交換によつてなされるもの
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つてモノ
グリセライ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イド合成量が
多いことはエステル交換樹機能びエステル合成機
能を両用する本発明が秀れていることを示す。 (ト) 効 果 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、油脂中のトコフエロール等の
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も容易である。し
かも反応産物からグリセリンを分離したものは、
モノグリセライ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ゝ乳化
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イドを採取した後、その
他のグリセライド、脂肪酸を再び反応させモノグ
リセライ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。
[Table] From Table 8, it can be seen that the acid value of refined rice bran oil increases slightly, which indicates that the hydrolyzing function of lipase is exerted even under the reaction conditions of the present invention. The production of monoglycerides from refined rice bran oil is thought to be mainly accomplished by transesterification. Since the acid value of the mixed oil has decreased, it is thought that monoglycerides are synthesized through ester synthesis and transesterification. The fact that the amount of monoglyceride synthesized is greater in the mixed oil than in the refined oil indicates that the present invention, which uses both the transesterification tree function and the ester synthesis function, is superior. (G) Effects The present invention uses a high-acid-value oil with a high amount of free fatty acids in its fats and oils, which is an inexpensive raw material that is not edible and can only be used as a raw material for soap, etc. Since it is possible to synthesize monoglycerin-rich products, it contributes to the advanced utilization of high acid value oils. Since the reaction proceeds at room temperature and pressure, it is energy-saving, and since the physiologically active substances such as tocopherols in fats and oils are not denatured, it is also possible to effectively utilize their antioxidant and physiologically active functions. Since immobilized enzymes are used, continuous operation is possible, and glycerin can be easily reused. Moreover, the glycerin separated from the reaction product is
Since it contains a high concentration of monoglyceride, it can also be used as an emulsifier by simply removing fatty acids using alkali purification or the like. In addition, after monoglycerides are collected using molecular distillation or the like, other glycerides and fatty acids can be reacted again and used for monoglyceride synthesis, which brings great benefits to the oil chemical industry.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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。
FIG. 1 shows the water content of reaction solutions using immobilized lipases of the present invention and the degree of decrease in acid value after the reaction. FIG. 2 shows the water content of the reaction solution and the degree of decrease in the acid value after the reaction when immobilized on various carriers were used.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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イド高
含有物の製造法。
1. A method for producing a product with a high monoglyceride content, which comprises carrying out a reaction at a water content of 3.0% by weight or less using a reaction solution containing a high acid value oil, glycerin, and immobilized lipase.
JP60097639A 1985-05-08 1985-05-08 Production of material rich in monoglyceride Granted JPS61257192A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60097639A JPS61257192A (en) 1985-05-08 1985-05-08 Production of material rich in monoglyceride

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60097639A JPS61257192A (en) 1985-05-08 1985-05-08 Production of material rich in monoglyceride

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61257192A JPS61257192A (en) 1986-11-14
JPS6251593B2 true JPS6251593B2 (en) 1987-10-30

Family

ID=14197702

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60097639A Granted JPS61257192A (en) 1985-05-08 1985-05-08 Production of material rich in monoglyceride

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61257192A (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0665311B2 (en) * 1987-09-09 1994-08-24 花王株式会社 Method for producing diglyceride
US5288619A (en) * 1989-12-18 1994-02-22 Kraft General Foods, Inc. Enzymatic method for preparing transesterified oils
CN103074164B (en) * 2013-01-11 2014-07-30 江南大学 Method for preparing lauric acid monoglyceride by immobilized lipase

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61257192A (en) 1986-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Mendes et al. Properties and biotechnological applications of porcine pancreatic lipase
EP2175032B1 (en) Process for producing oil and fat rich in diacylglycerol
US6022718A (en) Method of producing capsaicin analogues
CN109295030B (en) Method for enriching DHA and EPA in fish oil based on liquid immobilized enzyme
CN1522301A (en) Process for producing fat comprising triglyceride containing highly unsaturated fatty acid
JPH01137988A (en) Production of ester exchanged fat by continuous ester exchange method using alkaline high molecular weight lipase
JPS6251593B2 (en)
JP3847445B2 (en) Diglyceride production method
JP2722599B2 (en) Fat / oil reforming method
JPS59213390A (en) Immobilized enzyme and its preparation
JP4849967B2 (en) Method for producing fatty acids
JPH0730352B2 (en) Enzymatic purification of fats and oils
JP2983655B2 (en) Diglyceride production method
JP2657887B2 (en) Preparation method of immobilized enzyme
KR20080056154A (en) Two-staged process for the preparation of fatty acids from fat or oil comprising one step of enzymatic hydrolysis employing an immobilized lipase and an other step of high temperature and pressure hydrolysis
JP3509124B2 (en) Method for transesterification of fats and oils using immobilized lipase
JPH0528114B2 (en)
JP2778135B2 (en) Preparation method of lipase-immobilized enzyme preparation
JP2676470B2 (en) Immobilized lipase, method for producing the same, and method for transesterifying oils and fats using the lipase
JPH05268952A (en) Preparation of lipase formulation
JP2570774B2 (en) Oil and fat reforming method
JPH0582197B2 (en)
JPH09296197A (en) Dehydration and purification of oil and fat
JPS63240790A (en) Production of symmetrical triglyceride with high-molecular weight lipase
JP2004208539A (en) Method for producing diglyceride

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term