JPS6312599B2

JPS6312599B2 -

Info

Publication number: JPS6312599B2
Application number: JP55032938A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Matsuo; Norio Sawamura; Yukio Hashimoto; Wataru Hashida
Original assignee: Fuji Oil Co Ltd
Current assignee: Fuji Oil Co Ltd
Priority date: 1980-03-14
Filing date: 1980-03-14
Publication date: 1988-03-19
Also published as: JPS578787A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、酵素により部分グリセリドをより
高度にエステル化する方法に関するものである。エステル化についての研究及び実用が、いわゆ
る有機合成の分野において重ねられて来ている
が、これらの方法の多くは、高温を必要とし、或
いは使用される触媒によつては基質の酸化、重
合、炭化等の好ましくない副次的反応を惹起し、
さらには触媒そのものが食品添加物として認めら
れ得ないものであつたりする場合がある。高温を要せず、基質や生成エステルの劣化を起
こさない、といつた温和な条件で反応させるには
一般に酵素を利用する方法があり、エステル化に
ついては脂質分解酵素が使用できる。しかし、酵
素の作用は一般に水の存在と不可分であり、加水
した系にして脂質分解酵素を作用させて行なうエ
ステル化方法は、必然的に加水分解物（エステル
化の原料）との並存均衝下にあり、従つて合成率
が低いという欠点がある。またグリセリン等の多価アルコールのエステル
化物を得るに際しては、エステル化度の相違する
副生物が並存して共融混合物を形成し、目的物を
分離し難い、という欠点がある。例えばトリグリセリド（TG）の加水分解物の
中でジグリセリド（DG）はTGから最も除去し
難いものである。モノグリセリド（MG）及び遊
離脂肪酸（FFA）は、DGと同様にTGと共融混
合物をつくり、結晶核の生成を妨げる作用はある
が、アルカリ精製や蒸留・脱酸でTGからかなり
の量を分離できるのに対し、DGの分離について
は、実験室的には兎も角、工業的には有効な分離
方法が確立していないのである。TG中にDGが
混在すると、SFI（固体脂含有率係数）を低下さ
せ、或いは結晶核の生成を妨げて、低温における
分別作用を困難にしたり、例えばチヨコレート製
造工程におけるテンパリング操作を困難としたり
する不都合がある。結晶性を重んじるTGの場
合、DGの混在は少ない方がよいのである。本発明者は、脂質分解酵素の従来の使用形態の
概念を越えた低水分の系において使用することの
重要性と同時にそれによる反応速度の低下をカバ
ーする方途の研究が必要であることとの認識か
ら、脂質分解酵素の低水分の系における機能を研
究して来た。その中で、ある種の菌体内酵素のよ
うに弱いエステル交換活性を示すものが一部ある
ものの、他の脂質分解酵素は単独ではほとんどエ
ステル交換活性を示さないこと、一般に脂質分解
活性と低水分におけるエステル交換活性とは相応
しないこと等の現象を見出し、遂には既存の酵素
には認められないような低水分でのエステル交換
高活性の製剤を調製できることを見出した（特願
昭55−29707号）。分解活性と不相応の現象がある
中でのエステル交換高活性は、とりもなおさず、
低水分におけるエステル化反応の高活性を示すも
のと思料される。この発明はこのような知見に基
づいて完成されたものである。この発明は、水または水及び低級アルコールを
排出する系において、部分グリセリド及び遊離脂
肪酸またはその低級アルコールのエステルを含有
する基質にエステル交換活性を有する脂質分解酵
素を作用させることを骨子とする部分グリセリド
のエステル化方法である。以下この発明を詳細に説明する。エステル交換活性は脂質分解活性すなわち、脂
質分解酵素が作用して脂肪酸を遊離する概念とは
異なるもので、脂質分解活性があるからといつて
乾燥系におけるエステル交換活性があるとは限ら
ない。この発明で、エステル交換活性は、低水分
系におけるエステルに結合する脂肪酸を交換する
活性をいうこととし、それを数値で表現するとき
は、以下の定義に準じるものとする。ヤシ油（日本薬局方所載規格）とステアリン酸
メチルエステル（主としてC₁₇H₃₅COOCH₃及び
C₁₅H₃₁COOCH₃とからなりC₁₁H₂₃COOCH₃を含
まない）との等重量混合物20gr、及び（湿つてい
るものは真空乾燥により可及的水分を下げた）酵
素剤1gr（系中水分の合計は0.08±0.02％の範囲
内）を500ml容の栓付マイヤーに仕込み、窒素ガ
スで空気を置換後300〜500ppmで撹拌しながら40
℃で24時間（１日）反応させる。反応後試料を約
20mg採取し、薄層クロマトグラムに展開して脂肪
酸メチルエステル区分を分散し、ガスクロマトグ
ラムによりこの区分の脂肪酸組成を求める。標識
脂肪酸はラウリン酸とし、メチルエステル区分に
おける標識脂肪酸の値について、完全に反応した
状態（充分な反応時間をとつて脂肪酸分布が実質
的に一定した状態）の値をａ、時間ｔ＝１（日）
における値をｂとして反応率ｘ＝ａ／ｂ、反応速
度常数ｋ≡１／ｔln１／１−ｘ≡lnａ／ａ−ｂ、エステ
ル交換活性（絶対値）K_a≡ｋ×基質量／酵素剤量≡20ln １／１−ｘとする。但し酵素の特異性の有無及びその内容が明らかであるときは、理論的に「完全に
反応した状態」を設定する方が簡便であり、また
支障がない。例えば、グリセリドの２位に対して
作用しない酵素を用いるとき、２位を除く脂肪酸
分布が完全にランダム化した状態をもつて「完全
に反応した状態」とみなすこととし、ａはヤシ油
トリグリセリドの１、３位の脂肪酸基とステアリ
ン酸メチルエステルの脂肪酸基の和に対する、
１、３位に結合するラウリン酸基の割合として求
めることができる。またエステル交換活性（相対
値）krは、酵素剤1grの脂質分解活性（国際単
位）でkaを除すものとする。この発明で使用する酵素のエステル交換活性の
値は高い程好ましい。前述特願昭55−29707号に
開示した、一旦水系下で担体に分散または吸着さ
せたものを緩慢に減圧乾燥する方法は高活性酵素
剤を得る有用な方法であり、且つ繰返し使用によ
く耐える酵素を得る好適例であるが、低水分系に
おいて一定のエステル交換活性を有するものであ
れば、その調製方法はもとより限定されるもので
ない。この発明で、基質は、部分グリセリド（DGま
たは及びMG）及び遊離脂肪酸またはその低級ア
ルコールのエステルを含有するものであり、勿論
トリグリセリドに混融して含まれることを妨げな
い。この発明で基質成分は一般に複数であり、反
応率を上げるためには、除去しやすい方の基質即
ち脂肪酸または脂肪酸の低級アルコールエステル
を理論値より過剰量加えるのが好ましい。酵素が作用し易いよう基質は液相であるように
するのがよい。すなわち酵素が活性を呈する温度
よりも融点の高いもの、或いは他の基質に溶解し
ないもの、については、不活性な有機溶媒にとか
すとか、或は、脂肪酸を遊離の形で使用するより
は低級アルコールのエステルにして使用するのが
よい。この発明で脂質分解酵素を作用させる系は、水
または水及び低級アルコールを排出する系であ
り、そのような乾燥した系において該酵素がエス
テル交換活性を示すことが必要である。水または
水及び低級アルコールの排出によつて系中水分は
文字通りの０にすることを要しないが、目的とす
るエステル化物TGに対する水の溶解度以下にな
る水の量0.18％程度以下を目安として可及的乾燥
させるのがよい。系を可及的乾燥した状態にする
のに、基質及び酵素は可及的水分を低下させるの
がよいが、後述のように酵素を基質に作用させつ
つ水を系外に排出することも、系を乾燥させる。
乾燥した系で作用させることによつて反応率を著
しく高めることができ、またTGを高純度で得る
ことができるのである。この発明は、従つて、
TGと部分グリセリドの混融物に対して実施する
とき特に有用である。水または水及び低級アルコールを系外へ排出す
る方法としては、減圧留去または吸収剤を用いて
行なうのがよい。減圧の程度は、排出すべき反応生成物の、反応
温度における蒸気圧よりも低い圧力とする。つま
り、ここで低級アルコールは、同温度において水
の蒸気圧より高い蒸気圧のものがより好ましい。吸収剤としては、ゼオライト、活性アルミナ、
シリカゲル、無水炭酸カルシウムやボウ硝などの
結晶水を失つた塩類、イオン交換樹脂等を用いる
ことができる。この中で、水及び低級アルコール
のいずれに対しても除去効果の高いものとして
は、分子篩作用を呈する合成ゼオライトが細孔径
を容易に選択できて好ましい。反応温度は、20〜75℃にあり、この中でも酵素
が可及的持久的に活性を呈し得る可及的高温が好
ましい。実施例１リゾープス・ニベウス起原の市販酵素60ｇ（水
分４％）を水250ｇに５℃前後で溶解し、これを
セライト250ｇと混合し、次いで15mmHgで４日間
乾燥して水分約1.4％として酵素剤を調製した。パーム油を分別して得た中融点部（IV33.1、
DG含量4.5％）100部及びステアリン酸メチルエ
ステル（C₁₆エステルを約１割含む）10部を混合
して真空下に加熱乾燥して水分0.01％にして基質
とした。該乾燥基質に対し、前述の酵素剤７部及び分子
ふるい作用を呈するゼオライト（モレキユラーシ
ーブ4Aタイプペレツト状）10部を加え、40℃で
５日間撹拌し、その後メチルエステルを分離し
た。比較として、加工酵素剤７部にかえて市販の酵
素剤1.8部を用い同様に処理した。酵素の交換活
性、及びメチルエステル分離後のDG含量は表の
通りであつた。

【表】実施例２リゾープス・ジヤポニカス起原の市販酵素、及
び担体としてパーライトを用いる他は実施例１と
同様に酵素剤を調製した。市販酵素及び加工酵素
剤の活性は下表の通り。

【表】パーム油は精製（脱色・脱臭）後なおDG含量
4.8％であつた。該精製パーム油100部をオレイン
酸10部、及び上記酵素剤５部または市販酵素のま
ま14部とともに、40℃で３日間撹拌しながら１乃
至２mmHgの減圧下におき、しかる後油脂を回収
しDG含量を測定した。比較として、水0.2部も加え常圧下に撹拌した
もの、の結果も求めた。

【表】実施例３キヤンデイダ・シリンドラシエから得た市販酵
素を用い実施例１と同様に酵素剤を調製した
（ka：18）。この酵素剤を実施例１と同じ基質に
作用させたところ、最終的なDG含量は、0.9％で
あつた。

Claims

【特許請求の範囲】

１水または水及び低級アルコールを排出する系
において、部分グリセリド及び遊離脂肪酸または
その低級アルコールのエステルを含有する基質に
エステル交換活性を有する脂質分解酵素を作用さ
せることを特徴とする部分グリセリドのエステル
化方法。