JP2013055893A - 高度不飽和脂肪酸濃縮油の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】油脂を構成する脂肪酸としてPUFAを含有する油脂をリパーゼによる加水分解反応に付す工程、および、PUFAが濃縮されたグリセリド画分を分離する工程、を含むPUFA濃縮油の製造方法において、リパーゼによる加水分解反応の反応添加物として水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸アンモニウム、炭酸カルシウム、リン酸二水素カリウム、塩化アンモニウムのいずれかを添加することを特徴とする方法である。
【選択図】 図4
Description
PUFAは二重結合数が多いことから、酸化に対し非常に不安定性である。したがって、PUFA含有油脂の製造工程において、常温常圧といった温和な条件で反応が進行する酵素反応を利用することは非常に望ましい。
主に微生物から得られる産業用のリパーゼ製品の中にはこうしたPUFAに作用しにくい性質があるものが知られている。こうした性質を有するリパーゼを用い炭素数の少ない脂肪酸を優先的に遊離させ、これを除去することでPUFAを濃縮した油脂を製造できる。特許文献1には、キャンディダ シリンドラセア(Candida cylindoracea)のリパーゼを用いてマグロ油を加水分解した後、遊離脂肪酸を除去することでDHAを濃縮した油脂の製造方法が開示されている。
油脂は、通常脂肪酸のトリグリセリドを意味するが、本発明ではジグリセリド、モノグリセリドを含むグリセリドを意味する。本発明において、グリセリドとは、脂肪酸のトリグリセリド、ジグリセリドおよびモノグリセリドの総称である。
本発明において高度不飽和脂肪酸の濃縮とは、原料油脂の「高度不飽和脂肪酸の量/脂肪酸全量」より、反応後の「高度不飽和脂肪酸の量/脂肪酸全量」を大きくすることを意味し、原料油脂に比べて「高度不飽和脂肪酸の量/脂肪酸全量」が大きくなった油脂が高度不飽和脂肪酸濃縮油である。
本発明の方法により、油脂に含まれる脂肪酸中の高度不飽和脂肪酸が55面積%以上の油脂を得ることができる。特に、油脂に含まれる脂肪酸中のドコサヘキサエン酸が46面積%以上、好ましくは50面積%以上の油脂を得ることができる。さらに、本発明の方法を2回以上繰り返すことにより、従来方法よりも容易に脂肪酸中のドコサヘキサエン酸が70面積%以上の油脂を製造することができる。
加水分解であるから、水も添加する。水の量は反応等量以上含有すれば特に限定されないが、油脂の量の0.1〜2倍容量、好ましくは油脂の量の0.3〜1倍程度の容量を用いるのが好ましい。
原料に用いた魚油の脂肪酸組成は、魚油をエチルエステル化してガスクロマトグラフィーにて測定した。すなわち、魚油40μLに1Nナトリウムエチラート/エタノール溶液1mLを加え、約30秒間攪拌した。その後、1N塩酸を1mL加えて中和し、ヘキサン2mL、飽和硫酸アンモニア水溶液3mLを加え、撹拌、静置後、上層をガスクロマトグラフィーにて測定した。ピーク面積の総和に対する各ピーク面積の百分率をもって脂肪酸組成とした。
機種;Agilent 6850 GC system (Agilent社)
カラム;DB−WAX J&W 122−7032
カラム温度;200℃
注入温度
;300℃
注入方法
;スプリット
スプリット比;50:1
検出器温度:300℃
検出器:FID
キャリアーガス:ヘリウム (2.9mL/min、コンスタントフロー)
油約0.5gをエタノールに溶解し、フェノールフタレイン1滴を加え、1N水酸化ナトリウム水溶液で中和滴定を行い、下式により算出した。
AV=滴定量(mL)×56.11/サンプル重量(g)
また、水酸化カルシウムを添加した反応で得られた反応油については、添加した水酸化カルシウムが油に移行していることが明らかな場合において、添加水酸化カルシウム量に相当する値の補正を行った。
AV=滴定量(mL)×56.11/サンプル重量(g)+油1gに対する水酸化カルシウム添加重量(mg)×1.515
脂質組成は薄層クロマトグラフィー/水素炎イオン化検出器(TLC/FID,イアトロスキャン、三菱化学ヤトロン株式会社)にて行った。油20μLをヘキサン1mLに溶解し、クロマロッドに0.4〜0.8μLを負荷した。混合溶液(ヘキサン:ジエチルエーテル:酢酸=65:35:1、容積比)を展開溶媒として用い、35分間展開した。これをイアトロスキャンにて分析した。
4mLの精製魚油1(蒸留脱酸マグロ油、日本水産株式会社)に水2mLとリパーゼOF6.7mg(名糖産業株式会社、660unit/g油)を加えて、さらに水酸化カルシウムを40mg(1.1重量%対油)添加した。これを50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて14時間撹拌した。14時間撹拌後、反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
比較例として、上記実施例1の条件で水酸化カルシウムを添加せずに反応を行った。
精製魚油1の脂肪酸組成(面積%)と得られた反応油の酸価、酸価から算出したグリセリド含量(%、オレイン酸換算)、グリセリド画分の脂肪酸組成(面積%)、グリセリド含量から算出したEPAとDHAの回収率(%)、グリセリド画分の脂質組成を表1に示した。ここでグリセリド含量は酸価からオレイン酸相当として遊離脂肪酸含量を算出し、反応油全体から差し引いて算出した。
6mLの精製魚油1に水3mLとリパーゼOF10mg、20mgまたは30mg(660、1300、2000unit/g油)を加えた。これを50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて撹拌した。2時間、5時間、8時間、24時間、48時間、96時間の撹拌の後に2mLをサンプリングし、反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
精製魚油1の脂肪酸組成(面積%)と得られた反応油の酸価、酸価から算出したグリセリド含量(%、オレイン酸換算)、グリセリド画分の脂肪酸組成(面積%)、グリセリド含量から算出したEPAとDHAの回収率(%)を表2に示した。DHA含量とDHA回収率の変化を図1、図2に示した。
水酸化カルシウム無添加のリパーゼ反応では、リパーゼ量を増加させても、反応時間を延長しても、グリセリド画分中のDHA含量は50%に達しなかった。
4mLの精製魚油1に水2mLとリパーゼOF6.7mg(660unit/g油)を加えて、さらに水酸化カルシウムを4、8、20、40、60、80、120、200、320mg(0.11、0.22、0.55、1.1、1.7、2.2、3.3、5.5、8.8重量%対油)添加した。これを50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて撹拌した。24時間撹拌後、反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
得られた反応油の酸価、酸価から算出したグリセリド含量(%、オレイン酸換算)、グリセリド画分の脂肪酸組成(面積%)、グリセリド含量から算出したEPAとDHAの回収率(%)、グリセリドの脂質組成を表3に示した。
水酸化カルシウムの添加量を0.11〜8.8重量%対油の範囲で変化させた結果、添加量が多いほど、DHAをより濃縮できることが示された。
4mLの精製魚油1に水2mLとリパーゼOF3.3、6.7、10、13.3mg(330、660、990、1300unit/g油)を加えて、さらに水酸化カルシウムを40mg(1.1重量%対油)添加した。これを50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて撹拌した。24時間撹拌後、サンプリングした反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
得られた反応油の酸価、酸価から算出したグリセリド含量(%、オレイン酸換算)、グリセリド画分の脂肪酸組成(面積%)、グリセリド含量から算出したEPAとDHAの回収率(%)を表4に示した。
水酸化カルシウム量を一定とし、酵素量を変化させた場合、酵素が多いほどDHAが濃縮された。
また、リパーゼOFはDHAを濃縮する能力に優れた酵素である事から、反応が進行するとEPAの濃度が低下してしまう。しかしながら、水酸化カルシウムを添加するとでは比較例と比較して、EPA濃度も高く保てる。すなわち、実施例3のリパーゼOF330u/g oil条件ではEPA濃度が8.1%であるのに対し、比較例1、2のDHA濃度が同程度である45-49%でのEPA濃度は7%以下である。水酸化カルシウムを添加するとEPA及びDHAの合計量も高くなる傾向が認められた。
6mLの精製魚油1に水3mLとリパーゼOF15mg(990unit/g油)を加えて、さらに水酸化カルシウムを60mg(1.1重量%対油)添加した。これを50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて撹拌した。2、4、8、24,48時間撹拌後、サンプリングした反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
得られた反応油の酸価、酸価から算出したグリセリド含量(%、オレイン酸換算)、グリセリド画分の脂肪酸組成(面積%)、グリセリド含量から算出したEPAとDHAの回収率(%)を表5に示した。水酸化カルシウムを添加しないで反応した比較例2の結果と比較するために、比較例2の結果と本実施例4の結果を併せて、図3にはグリセリド画分のDHA含量を、図4には、グリセリド画分中のDHA含量とDHA回収率の関係を示した。
表5に示すように、グリセリド画分のDHA含量は、反応時間24時間で最大となり、48時間ではDHAの濃縮は進まずに加水分解反応だけが進んだ。図3に示すように、水酸化カルシウム無添加の比較例2と比べて、水酸化カルシウム添加すると、DHA含量50%を容易に超えられる結果が得られた。また、DHA回収率との関係をプロットした図4からも、水酸化カルシウム添加により、同程度のリパーゼ量で、DHAの濃縮を高めることができることがわかる。
4mLの精製魚油1に水2mLとリパーゼOF3.3、6.7、10、13.3mg(330、660、990、1300unit/g油)を加えて、さらに水酸化カルシウムを40mg(1.1重量%対油)添加した。これを40℃または50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて撹拌した。24時間撹拌後、サンプリングした反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
得られた反応油の酸価、酸価から算出したグリセリド含量(%、オレイン酸換算)、グリセリド画分の脂肪酸組成(面積%)、グリセリド含量から算出したEPAとDHAの回収率(%)を表6に示した。
反応温度40〜50℃ではほぼ同様の結果が得られることを確認した。
4mLの精製魚油2(溶剤脱酸マグロ油、日本水産株式会社)または精製魚油3(精製(脱酸、脱ガム、脱色及び脱臭)カツオ油、日本水産株式会社)に水2mLとリパーゼOF10mg(990unit/g油)を加えて、水酸化カルシウムを40mg(1.1重量%対油)添加した。これを50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて撹拌した。24時間撹拌後、サンプリングした反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
比較例として、水酸化カルシウムを無添加にした以外は同様に反応し反応油を得た。
精製魚油2、3の脂肪酸組成(面積%)と得られた反応油の酸価、酸価から算出したグリセリド含量(%、オレイン酸換算)、グリセリド画分の脂肪酸組成(面積%)、グリセリド含量から算出したEPAとDHAの回収率(%)を表7に示した。
魚油の精製方法、魚種の違いによらず、水酸化カルシウムを添加して反応させることで、グリセリド画分中のDHA含量が向上することが確認できた。
4mLの精製魚油1に水2mLとリパーゼOF6.7mg(660unit/g油)を加えて、さらに添加物1種類を40mg(1.1%対油)添加した。これを50℃の恒温槽内でマグネチックスターラーにて撹拌した。14時間撹拌後、反応油を80℃で10分間加熱してリパーゼを失活させ、その後遠心分離機(40℃、1800g、10分)にて油層と水層とを分離し反応油を得た。
得られた反応油のグリセリド画分のDHA含量(面積%)を表8に示した。各種添加物の中で、水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸アンモニウム、炭酸カルシウム、リン酸二水素カリウム、塩化アンモニウムが、DHA含量を濃縮することが示された。特に、水酸化カルシウムが格段の効果を有することが示された。
Claims (15)
- 油脂を構成する脂肪酸として高度不飽和脂肪酸を含有する油脂をリパーゼによる加水分解反応に付す工程、および、高度不飽和脂肪酸が濃縮されたグリセリド画分を分離する工程、を含む高度不飽和脂肪酸濃縮油の製造方法において、リパーゼによる加水分解反応の反応添加物として水酸化カルシウム、塩化マグネシウム、硫酸アンモニウム、炭酸カルシウム、リン酸二水素カリウム、塩化アンモニウムのいずれかを添加することを特徴とする高度不飽和脂肪酸濃縮油の製造方法。
- 反応添加物が水酸化カルシウムである請求項1の方法。
- 高度不飽和脂肪酸が炭素数20〜22、二重結合数3〜6の脂肪酸である請求項1又は2の方法。
- 高度不飽和脂肪酸がドコサヘキサエン酸及び/又はエイコサペンタエン酸である請求項1又は2の方法。
- 高度不飽和脂肪酸含有油脂が魚油である、請求項1又は2の方法。
- 反応添加物の添加量が高度不飽和脂肪酸含有油脂に対して0.01〜15重量%である、請求項1ないし5いずれかの方法。
- 反応添加物の添加量が高度不飽和脂肪酸含有油脂に対して0.05〜10重量%である、請求項6の方法。
- リパーゼとして高度不飽和脂肪酸に対して反応性が低いリパーゼを用いることを特徴とする請求項1ないし7いずれかの方法。
- リパーゼが、カンジダ属、アルカリゲネス属、バークホリデリア属、シュードモナス属、サーモマイセス属、リゾムコール属のいずれかに属する微生物から得られるリパーゼである請求項1ないし8いずれかの方法。
- リパーゼが、カンジダ シリンドラセア(Candida cylindoracea)、アルカリゲネス エスピー(Alcaligenes sp.)、サーモマイセス ラヌギノサス(Thermomyces lanuginosus)、バークホリデリア セパシア(Burkholderia cepacia)、シュードモナス フルオレッセンス(Pseudomonas fluorescens)のいずれかに属する微生物から得られるリパーゼから選択される、請求項9の方法。
- リパーゼがリパーゼOF(商品名;名糖産業(株))である請求項10の方法。
- 請求項1ないし11いずれかの方法により製造された高度不飽和脂肪酸濃縮油。
- 脂肪酸中のドコサヘキサエン酸が46面積%以上である請求項12の高度不飽和脂肪酸濃縮油。
- 脂肪酸中のドコサヘキサエン酸が50面積%以上である請求項12の高度不飽和脂肪酸濃縮油。
- 脂肪酸中のドコサヘキサエン酸が70面積%以上である請求項12の高度不飽和脂肪酸濃縮油。
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