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Method for producing sterol fatty acid ester for food

阅读:642发布:2021-02-01

专利汇可以提供Method for producing sterol fatty acid ester for food专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing sterol fatty acid esters from a deodorizing scum oil at a low cost, and to provide raw material-treating conditions, synthesis reaction conditions, and the truth purification process for obtaining the product which can be utilized as a raw material for general foods, health foods or medicines, whereby the sterol fatty acid esters having excellent qualities such as color, smell and taste, having a reduced trans type fatty acid content, and having excellent safety is produced.
SOLUTION: This method for producing the highly safe sterol fatty acid esters comprises preliminarily hydrolyzing fatty acid esters, such as triacyl glycerol, contained in the deodorizing scrum oil as a raw material in the presence of a chemical catalyst, carrying out a sterol fatty acid ester-synthesizing reaction in the presence off a lipid-hydrolyzing activity-having enzyme selectively acting on cis type fatty acids as a catalyst in strictly controlled reaction conditions, and further subjecting the product to several purification treatment steps for obtaining a proper quality as a food. Thereby, the highly safe and inexpensive sterol fatty acid esters used for foods and scarcely containing trans type fatty acids are enzymatically produced.
COPYRIGHT: (C)2002,JPO,下面是Method for producing sterol fatty acid ester for food专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 食品用ステロール脂肪酸エステルを製造する方法において、 原料として植物油脂の脱臭工程において発生する脱臭スカム油を使用し、 脱臭スカム油中の脂肪酸エステル類の加水分解反応を行い、 シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を温度および水分含量が制御された系内で一定時間行い、 第1の精製工程として分子蒸留処理によって主として未反応のステロールや脂肪酸の除去を行い、 第2の精製工程として吸着剤処理によって主として色素成分の除去を行い、 第3の精製工程として水蒸気蒸留処理によって主として臭気成分の除去を行い、 官能面および安全面において優れた食品用ステロール脂肪酸エステルを得ることを特徴とする食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項2】 原料として大豆油の精製工程において発生する大豆脱臭スカム油を用いることを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項3】 脱臭スカム油中の脂肪酸エステル類の加水分解反応を行う際に、酸またはアルカリ触媒による加水分解反応を行うことを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項4】 シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を温度および水分含量が制御された系内で一定時間行う際に、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素としてキャンディダ( Candida )属或いはムコール( Mucor )属由来の脂質分解を有する酵素を用いることを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項5】 シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を温度および水分含量が制御された系内で一定時間行う際に、原料に対して0.1〜50重量%の水分の存在下で、30〜60℃の範囲で、48時間以内の反応を行うことを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項6】 第1の精製工程として分子蒸留処理によって主として未反応のステロールおよび脂肪酸の除去を行う際に、13.3Pa以下、100〜250℃で処理することを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項7】 第2の精製工程として吸着剤処理によって主として色素成分の除去を行う際に、吸着剤として、
    処理原料重量に対して0.1〜50%の活性白土、シリカゲル、活性炭のいずれかの単一物、あるいは二種類以上の混合物を用いて、100℃以下で処理することを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項8】 第3の精製工程として水蒸気蒸留処理によって主として臭気成分の除去を行う際に、1330Pa以下、50〜150℃で処理することを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 【請求項9】 製品として得られるステロール脂肪酸エステル中のステロール脂肪酸エステル含量が90重量%以上であり、且つステロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸中のトランス型脂肪酸含量が2%以下であり、且つ過酸化物価が10以下であり、且つ酸価が1以下であり、且つ色が6以下(ガードナー法)であり、且つ官能的に殆ど無臭であることを特徴とする請求項1記載の食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】本発明は、脱臭スカム油から低コストに食品用ステロール脂肪酸エステルを製造する食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法に関し、特にシス型脂肪酸を選択的にエステル化できる酵素を使用することによって食品用ステロール脂肪酸エステルを製造する食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法に関する。

    【0002】

    【従来の技術】大豆油や菜種油などの植物油脂の精製過程において、β-シトステロールをはじめとする多くのステロール類が不ケン化物の一部として得られるが、このうち特にβ-シトステロールについては血漿コレステロールの低下作用を持つことが知られている。 また、最近では、β-シトステロールの飽和型であるβ-シトスタノールがβ-シトステロールよりも強な血漿コレステロール低下作用を示すことが明らかとなり、益々注目を浴びつつある。

    【0003】しかしながら、上記の遊離ステロール及び遊離スタノールは消化管内のミセル相には不溶であるために、その生理効果を得るための適切な摂取形態とは言い難い。 これに対し、脂溶性を改善するためにステロール脂肪酸エステルとしての摂取が提案され、最近では、
    ステロール脂肪酸エステルとしての植物ステロール入りマーガリンをはじめする各種食品への添加も試みられている。

    【0004】しかし、ステロール脂肪酸エステルはこれまで、主としてコレステリック液晶、医薬化粧品用親性基材として用いられている。 このため、その製造方法としては酸触媒、塩基触媒による化学合成法が用いられてきた。 しかし、一般に化学合成ではその反応条件が過酷であるが故に、品質の劣化を招きやすいこと、副反応物が生成しやすいなどの問題点があり、合成反応後の精製工程が非常に煩雑になることは避けられず、また、仮に食品あるいは医薬品等に使用する場合には、副反応物や反応触媒の混入が懸念されるという問題点があった。

    【0005】そこで、上記の如き不具合を回避するために酵素の利用が検討されている。

    【0006】このような酵素としてコレステロールエステラーゼおよびリパーゼがある。 ともにカルボン酸エステルヒドロラーゼの一つとして分類され、コレステロールエステラーゼは加水分解反応によってコレステロール脂肪酸エステルから遊離ステロールと遊離脂肪酸を生成する酵素と定義されている。 また、リパーゼ(主としてトリアシルグリセロールリパーゼを示す。)は加水分解反応によってグリセロール脂肪酸エステルからグリセロールと遊離脂肪酸を生成する酵素と定義されている。

    【0007】しかしながら、コレステロールエステラーゼ活性とリパーゼ活性が同一酵素中にみいだされている例も多く(D. Lombardoら、Biochem. Biophys. Acta, 6
    11,(1980),147-)、コレステロールエステラーゼおよびリパーゼが同様にトリアシルグリセロールの分解反応を触媒することも示されており(WEMomsenら、Bioche
    m. Biophys. Acta, 486, (1977),103-)、現在においてもコレステロールエステラーゼであるか、或いはリパーゼであるか明確に分類できない例が少なからず知られている。

    【0008】ところで、上記の酵素は通常カルボン酸エステルの加水分解反応を触媒する一方で、エステル合成反応を触媒することが知られている。

    【0009】Lawrence A.らはコレステロールエステラーゼとして知られているイヌ膵液由来のステロールエステルヒドロラーゼによって、遊離コレステロールと遊離オレイン酸からコレステロールオレイン酸エステルを合成できることを示している(Biochem. Biophys. Acta,
    231, (1971), 558-560)。

    【0010】また、同様にD. Lombardoらは、ヒト膵液由来のコレステロールエステラーゼがコレステロール脂肪酸エステルの合成反応を触媒することを示している(Biochimie et al, 1980, 62, 427-432 )。

    【0011】また、明星らはリパーゼによってコレステロール脂肪酸エステルを合成できることを確認している(特願昭60-45128号)。

    【0012】以上の様に前述の化学合成に対して、酵素を用いたコレステロール脂肪酸エステルの合成が可能であることがこれまでに示されている。

    【0013】しかしながら、上記酵素を用いた従来のコレステロール脂肪酸エステルの製造方法については、以下の問題点があった。

    【0014】(1)上記の例はいずれも単にステロール脂肪酸エステルの合成反応についてのみ示したものであり、一般食品素材や健康食品素材あるいは医薬品素材としてステロール脂肪酸エステルを製造することを意図したものではない。 つまり、合成反応条件、さらには後の精製方法において、一般食品素材や健康食品素材あるいは医薬品素材として利用するために重要となる色、におい、味などの官能面における品質、さらには安全性を考慮していない。

    【0015】(2)また、ステロールエステル脂肪酸エステルの原料となるステロール類については、精製度の高い純品を原料としていることから合成後のステロール脂肪酸エステルは高価なものとなり、食品等への利用はコスト的に無理である。

    【0016】(3)また、植物油脂の脱臭工程で発生する脱臭スカム油には、ステロールをはじめとする不ケン化物や脂肪酸などが高濃度に含まれており、これらを原料とすれば低コストにステロール脂肪酸エステルを得ることができる。 しかしながら、この脱臭スカム中には劣化した脂肪酸の産物として過酸化物やトランス型脂肪酸が含まれていることが知られている。 このうち、トランス型脂肪酸は主に油脂の部分水素添加工程や高温下での脱臭工程において生成することが明らかとなっているが、人間がこのトランス型脂肪酸を多量に摂取した場合、冠状動脈性心臓病発生のリスクが高くなるという報告がなされている。 特に欧米を中心として各種食品中のトランス型脂肪酸含量に関心がもたれており、近年ではマーガリンなどにおいて、トランス型脂肪酸を低減化した製品が見られるようになってきた。 つまり、脱臭スカム油そのものを原料としてステロール脂肪酸エステルを合成する際に、ランダムにエステル化反応を触媒する酵素を用いた場合は、トランス型脂肪酸やその他の劣化した脂肪酸を含むステロール脂肪酸エステルが得られることとなるため、安全性の面から好ましくない。

    【0017】

    【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、食品用として好適で、しかも低コストに製造でき、且つトランス型脂肪酸をを殆ど含まない、食品用ステロール脂肪酸エステルの製造方法を提供することを目的とする。

    【0018】

    【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、脱臭スカム油からトランス型脂肪酸を殆ど含まない、安全性の高い安価な食品用ステロール脂肪酸エステルを製造することである。

    【0019】すなわち、本発明の概要を図1を参照しながら説明すると、植物油脂の精製工程の一つである脱臭工程において、揮発性成分を含む留分として発生する脱臭スカム油を原料として(ステップ100)、脱臭スカム油中に含まれるトリアシルグリセロールなどの脂肪酸エステル類を予め化学触媒による加水分解反応によって分解し(ステップ101,110)、引き続いて、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素を触媒として厳密に制御された反応条件でステロール脂肪酸エステルの合成反応を行い(ステップ111,12
    0)、更に、食品として適当な品質を得るために数段階の精製処理を施して(ステップ121,131,14
    1)、トランス型脂肪酸を殆ど含まない安全性の高い安価な食品用ステロール脂肪酸エステル(ステップ15
    0)を酵素的に製造するものである。

    【0020】ここで本発明に係わる請求項1の発明は、
    食品用ステロール脂肪酸エステルを製造する方法において、原料として植物油脂の脱臭工程において発生する脱臭スカム油を使用し、脱臭スカム油中の脂肪酸エステル類の加水分解反応を行い、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を温度および水分含量が制御された系内で一定時間行い、第1の精製工程として分子蒸留処理によって主として未反応のステロールや脂肪酸の除去を行い、第2の精製工程として吸着剤処理によって主として色素成分の除去を行い、第3の精製工程として水蒸気蒸留処理によって主として臭気成分の除去を行い、官能面および安全面において優れた食品用ステロール脂肪酸エステルを得ることを特徴とする。

    【0021】また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、原料として大豆油の精製工程において発生する大豆脱臭スカム油を用いることを特徴とする。

    【0022】また、請求項3の発明は、請求項1の発明において、脱臭スカム油中の脂肪酸エステル類の加水分解反応を行う際に、酸またはアルカリ触媒による加水分解反応を行うことを特徴とする。

    【0023】また、請求項4の発明は、請求項1の発明において、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を温度および水分含量が制御された系内で一定時間行う際に、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素としてキャンディダ( Candida )属或いはムコール( Mucor )属由来の脂質分解を有する酵素を用いることを特徴とする。

    【0024】また、請求項5の発明は、請求項1の発明において、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を温度および水分含量が制御された系内で一定時間行う際に、原料に対して0.1〜50重量%の水分の存在下で、30〜60℃の範囲で、48時間以内の反応を行うことを特徴とする。

    【0025】また、請求項6の発明は、請求項1の発明において、第1の精製工程として分子蒸留処理によって主として未反応のステロールおよび脂肪酸の除去を行う際に、13.3Pa以下、100〜250℃で処理することを特徴とする。

    【0026】また、請求項7の発明は、請求項1の発明において、第2の精製工程として吸着剤処理によって主として色素成分の除去を行う際に、吸着剤として、処理原料重量に対して0.1〜50%の活性白土、シリカゲル、
    活性炭のいずれかの単一物、あるいは二種類以上の混合物を用いて、100℃以下で処理することを特徴とする。

    【0027】また、請求項8の発明は、請求項1の発明において、第3の精製工程として水蒸気蒸留処理によって主として気成分の除去を行う際に、1330Pa以下、50〜
    150℃で処理することを特徴とする。

    【0028】また、請求項9の発明は、請求項1の発明において、製品として得られるステロール脂肪酸エステル中のステロール脂肪酸エステル含量が90重量%以上であり、且つステロール脂肪酸エステルの構成脂肪酸中のトランス型脂肪酸含量が2%以下であり、且つ過酸化物価が10以下であり、且つ酸価が1以下であり、且つ色が6
    以下(ガードナー法)であり、且つ官能的に殆ど無臭であることを特徴とする。

    【0029】以下、本発明を図1を参照しながら詳細に説明する。

    【0030】本発明において、原料として使用される脱臭スカム油(ステップ100)としては、植物油脂の脱臭工程で発生するものであれば任意の植物油に由来する脱臭スカム油を用いることができ、例えば大豆脱臭スカム油、菜種脱臭スカム油、パーム脱臭スカム油などがあげられ、その他、ヒマワリ油、米ぬか油、コーン油、サフラワー油などに由来する脱臭スカム油も使用できる。

    【0031】これらの脱臭スカム油中には、遊離ステロール、遊離脂肪酸をはじめとして、トリアシルグリセロール、ジアシルグリセロール、モノアシルグリセロール、トコフェロール、カロチン、ワックスなどが含まれている。 このうち、遊離ステロールとしてはβ-シトステロールをはじめとして、カンペステロール、ブラシカステロール、スチグマステロール、コレステロールなどが含まれており、一方、遊離脂肪酸あるいはトリアシルグリセロール、ジアシルグリセロール、モノアシルグリセロールに結合している脂肪酸としては、リノール酸をはじめとして、オレイン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、α-リノレン酸、ミリスチン酸などが含まれている。

    【0032】これらの脂肪酸のうち、不飽和結合を比較的多く持つリノール酸などではトランス型脂肪酸の割合が高く、リノール酸を多く含む大豆脱臭スカム油では、
    そのトランス型脂肪酸含量も高いものと考えられる。

    【0033】上記のごとき脱臭スカム油を原料として用いる際には、そのまま使用してもよいが、通常色素成分やその他の固形物が含まれている場合が多いため、予め吸着剤処理や濾過などによって固形物などの不要な成分を除いてから用いるとよい。 また、コスト的に可能な範囲であれば、予め、脱臭スカム油中の遊離ステロールと脂肪酸を蒸留法や分別法によって任意に濃縮したものを用いても良く、脱臭スカム油に遊離ステロールや遊離脂肪酸を添加したものを原料としてもよい。

    【0034】しかしながら、本発明における長所は、原料となる脱臭スカム油中にステロール脂肪酸エステルの基質となるステロールと脂肪酸が既に存在している点であり、これらが共存する状態で脱臭スカム油を用いることによって安価なステロール脂肪酸エステルを得ることができる。

    【0035】しかしながら、脱臭スカム油を原料とし、
    化学触媒や、選択的な活性を持たない脂質分解活性を有する酵素を用いて、ステロール脂肪酸エステルの合成反応を行う場合、先に述べたトランス型脂肪酸も基質となるために、得られる製品はトランス型脂肪酸を含むこととなり、食品に適した安全性の高い製品であるとは言い難い。

    【0036】そこで、本発明においては、予め脱臭スカム油中に含まれているトリアシルグリセロールなどの脂肪酸エステル類を加水分解し(ステップ101,11
    0)、続いて、トランス型脂肪酸に全く作用しないか、
    或いは非常に作用し難い、言い換えればシス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素を用いることによって、脱臭スカム油中のトランス型脂肪酸を基質としないステロール脂肪酸エステルの合成反応を行い(ステップ111,120)、トランス型脂肪酸の含量が非常に少ない製品を安価に得ることができる。

    【0037】予め脱臭スカム油中に含まれているトリアシルグリセロールなどの脂肪酸エステル類を加水分解する際に使用する触媒としては、酸、アルカリなどの化学触媒が挙げられ、食品に使用可能なものであればいずれを用いてもよいが、例えば酸としては塩酸、硫酸などが、また、アルカリとしては水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどが用いられる(ステップ101)。

    【0038】尚、一般に脂肪酸エステル類の加水分解には、化学触媒の他に、リパーゼ等の脂質分解活性を有する酵素を用いることができるが、本発明において、脱臭スカム油中の脂肪酸エステル類の加水分解を行う際にリパーゼなどを使用すると、トリアシルグリセロール類の分解と同時に、ステロール脂肪酸エステルの合成反応が進行するため、本発明中の脂肪酸エステル類の加水分解においてリパーゼ等の脂質分解活性を有する酵素を用いることは適切ではない。

    【0039】脂肪酸エステル類の加水分解反応における触媒の濃度、反応温度、反応時間は任意に設定できるが、過度の反応は脱臭スカム油中の各成分の劣化を引き起こし、着色などの好ましくない現象を引き起こすことから、150℃以下で数時間以内に反応を終了することが望ましい。

    【0040】反応終了後は、適当な酸またはアルカリによって中和を行い、続けて水洗によって化学触媒や生成したグリセリン、塩類などの除去を行う。 水洗後は、油水分離後、減圧下、60〜120℃程度で一定時間加熱することにより脱水を行う。

    【0041】こうしてステップ110の成分が得られると、引き続いて、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を行う(ステップ111,120)。

    【0042】ここで、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素としては、キャンディダ( Ca
    ndida )属、ムコール( Mucor )属、リゾプス( Rhizopu
    s )属、アスペルギルス( Aspergillus )属、フミコラ( Humicola )属の脂質分解活性を有する酵素などが挙げられる。

    【0043】尚、高温条件下でステロール脂肪酸エステルの合成反応を行う場合には、耐熱性の脂質分解活性を有する酵素を用いてもよい。 また、酵素は精製されたものであっても、粗精製のものであってもよく、また、生物由来の脂質分解活性を有する酵素を使用する場合は、菌体そのものを用いても、培養液を用いてもよい。
    さらに、上記酵素は遊離型のものでもよく、セライト等の各種担体によって固定化されたものでもよい。

    【0044】本発明で用いられる脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応条件としては、色、におい、味などの官能面における品質はもとより、安全性を考慮した、食品として適当な品質を有する製品を安価に得るために厳密に制御する必要性がある。 以下に合成反応条件について述べる。

    【0045】使用する酵素量は処理原料中に含まれるステロール1g当たり50,000単位以下、より好ましくは10,0
    00単位以下にするとよい(オリーブ油から1分間に1マイクロモルの脂肪酸を遊離する酵素量を1単位とする。)。 製造工程中の加熱処理による劣化を防ぎ、また、より安価な製品を得るためには酵素使用量をできる限り低減することが望ましく、処理原料中に含まれるステロール1g当たり5,000単位以下にするとよい。 更に合成反応中に酵素を段階的に添加することで酵素使用量を低減することも可能である。

    【0046】本発明においては、水分が全く存在しないか或いは非常に微量に存在する場合には、トリアシルグリセロールあるいは微量のジアシルグリセロール、モノアシルグリセロールが残存する可能性が非常に高く、後の精製工程で除くことが困難になることから、予め0.1
    %以上の水分を添加して酵素反応を行うことが望ましい。 0.1%以上の水分存在下で酵素反応を行うことによりトリアシルグリセロールおよび共存するジアシルグリセロール、モノアシルグリセロールなどは加水分解反応を受けることになり、遊離脂肪酸とグリセリンに分解され、分解によって生成した脂肪酸もまたステロール脂肪酸エステルのエステル合成反応の基質となる。 また、合成反応そのものも水の添加を増やすことにより反応効率が高められるが、一方で、添加した水をステロール脂肪酸エステル合成後の精製工程において除去しなければならないことから、製造費用を圧縮するためにも水の使用量は最小限に止める必要性があり、原料となるステロールを含む画分に対して300%以下であることが望ましい。

    【0047】温度および時間については、反応中の熱劣化を極力抑える為に低温、短時間で行うことが望ましく、通常は30〜60℃で48時間以内であるとよい。 尚、低温で処理する場合には、低温で活性を発現しやすい脂質分解活性を有する酵素を用いるとよい。

    【0048】また、その一方で、原料となるステロール類は融点が非常に高いために、もう一方の基質である脂肪酸類との溶解性が非常に悪く、ステロール脂肪酸エステルの合成反応効率が低い場合がある。 この問題を解消するために、より高温で合成反応を行うことも可能であり、耐熱性の脂質分解活性を有する酵素を用いて、50〜
    90℃で24時間以内で反応を行うとよい。 この際には、反応中の熱劣化が更に激しく進むこと、また、反応中に酵素が失活する可能性があることから、ステロール脂肪酸エステルの加熱劣化及び酸化劣化を防止するために、ビタミンEや茶ポリフェノール等の酸化防止効果を有する物質を添加し、また、酵素の失活を防止するために胆汁酸塩等の塩類や糖類、蛋白質などの酵素失活を防止する物質を添加してもよい。

    【0049】尚、本反応では合成反応効率を高めるために、通常撹拌を行いながら反応させるが、場合によっては静置反応も可能である。 静置反応を行う場合には乳化剤などを添加してもよい。 また、ヘキサン等の有機溶媒を使用することによって、反応効率を高めることもできるが、その場合は溶媒除去が必要となり、製造コストの上昇を招く可能性がある。

    【0050】ステロール脂肪酸エステル合成反応後は酵素の失活処理、脱水処理、酵素蛋白質の除去を行う。 酵素の失活処理は60〜100℃で30〜120分程度撹拌することにより達成できる。 脱水処理については、減圧条件下において60〜120℃で一定時間処理することによって行う。 酵素蛋白質の除去は通常の濾紙や濾布、或いは濾過フィルターを用いることができるが、その際に酵素蛋白質の除去が不十分である場合、その後の工程において、
    加熱による着色などの品質劣化を生じやすくなることから、より完全に酵素蛋白質の除去を行うことが必要であり、濾過前に珪藻土や白土などの濾過助剤を予め添加、
    撹拌した後に濾過することによって、効率的に実施することができる。

    【0051】次にステップ121以下のステロール脂肪酸エステルの精製方法について述べる。

    【0052】本発明では、色、におい、味などの食品として適当な品質を有し、なおかつ安全面において優れたステロール脂肪酸エステルを安価に得るために、前述の合成反応後の精製を慎重に行わなければならない。 特に高温での処理はトランス型脂肪酸や過酸化物などの生成を新たに引き起こす可能性があることから、温度管理を厳密に行わなければならない。

    【0053】まず、第1の精製工程として分子蒸留処理(ステップ121)によって主として未反応のステロール、脂肪酸類(ステップ122)を除去する。 ステップ120の酵素蛋白質の除去処理後のステロール脂肪酸エステル(反応生成物)中には未反応のステロール、脂肪酸、その他の微量成分が含まれており、これらを除去しなければならない。

    【0054】本発明においては、まず、ステロール、脂肪酸などを効率よく除去するために分子蒸留処理(ステップ121)を施す。 その際には製品となるステロール脂肪酸エステルは残存画分として得られ(ステップ13
    0)、未反応のステロール、脂肪酸及び一部の臭気成分が留出画分として除去される。 分子蒸留を行う装置としては流下薄膜式、遠心式、さらにはその他の短行程蒸留装置など挙げられるが、所望する真空度、温度を達成することができ、目的とする遊離ステロール、遊離脂肪酸およびその他の微量成分を除去できるものであれば、いずれの蒸留装置を用いてもよい。 分子蒸留条件としては、133Pa以下、100〜300℃が望ましいが、好ましくは1
    3.3Pa以下、100〜250℃であるとよい。 尚、分子蒸留操作は複数回繰り返して行ってもよい。 尚、第3の精製工程である水蒸気蒸留処理(ステップ141)では除去しきれない臭気成分を本工程によって除くことが可能であり、また、一方で本工程によって若干の加熱臭が発生する場合があることから、臭気成分が効率よく除去された製品を得るためには、水蒸気蒸留処理(ステップ14
    1)の前に、分子蒸留処理(ステップ121)を行う必要がある。

    【0055】引き続いて、第2の精製工程(ステップ1
    31)として主として色素成分などの除去を行う(ステップ132)。

    【0056】分子蒸留処理後のステロール脂肪酸エステル(ステップ130)には原料由来の色素成分や、分子蒸留中の加熱によって生成した色素成分、臭気成分などが含まれている。 本発明では、色素成分を効率よく除去するために吸着剤処理を施す(ステップ131)。

    【0057】この場合に使用する吸着剤としては、通常の油脂精製に使用される活性白土、酸性白土、活性炭、
    シリカ、シリカマグネシア等が用いられるが、好ましくは活性白土、活性炭、シリカのいずれかを用いるとよい。 これらは単独で用いても、二種類以上を混合したものを用いてもよい。 これらの吸着剤は処理原料に対して
    0.1〜50重量%添加するとよいが、より好ましくは1〜20
    %重量添加するとよい。 また、より効率良く脱色を行うために、ヘキサン等の非極性溶媒中で前述の吸着剤を処理してもよい。 使用する溶媒は処理原料に対して、0.1
    〜50倍重量であることが好ましいが、より好ましくは0.
    5〜20倍重量であるとよい。 非極性溶媒を使用しない場合は、吸着剤を添加し40〜150℃で、一定時間撹拌する。 常圧で行うこともできるが、処理原料の劣化を抑制し、かつ効率よく脱色するために減圧下で行うと更によい。 圧力は低い方が好ましく13.3kPa以下で行うとよい。

    【0058】吸着剤処理後の吸着剤除去は通常の濾紙や濾布、或いは濾過フィルターを用いることができるが、
    濾過前に珪藻土などの濾過助剤を予め添加、撹拌した後に濾過することによって、効率的に実施することができる。 また、非極性溶媒を使用する場合には、あらかじめ処理原料を非極性溶媒に溶解し、その後吸着剤を添加して0〜60℃で一定時間撹拌する。 前述と同様に吸着剤除去を行い、その後、蒸留法によって非極性溶媒を除去する。 より完全に色素成分を除去する場合や、処理原料の色が悪い場合には、上記のような吸着剤処理を数回繰り返して行うとよい。 繰り返して行う場合は、吸着剤の濾過後に再び任意の吸着剤を添加し、同様な処理を行う。
    非極性溶媒を用いる場合は、吸着剤の添加、撹拌、濾過を行った後に、溶媒除去を行うことなく再び吸着剤を添加し、同様に処理する。 溶媒除去は最終の濾過が終わった後に行う。

    【0059】尚、以上のような吸着剤処理を行う前に、
    酸処理、アルカリ処理などを施すことにより更に効果的に脱色された製品を得ることができる。 その際には、ヘキサン等の非極性溶媒に処理原料を溶解してミセラ状態とし、酸処理、アルカリ処理などを行ってもよい。

    【0060】尚、本工程において同時に臭気成分が生成または付着する可能性があることから、以上の吸着剤処理(ステップ131)は分子蒸留処理(ステップ12
    1)後で、且つ水蒸気蒸留後処理(ステップ141)前に実施する必要性がある。

    【0061】最後に第3の精製工程として、水蒸気蒸留処理(ステップ141)によって臭気成分(ステップ1
    42)などの除去を行う。 脱色後のステロール脂肪酸エステルを食品として使用するためには、原料に由来する臭気成分や前述までの工程において発生した臭気成分を除かなければならない。 また、有機溶媒を用いて脱色処理を行った場合は、溶媒除去処理後においても、有機溶媒が残存している可能性があることから、それらを完全に除かなければならない。 そこで、水蒸気蒸留処理(ステップ141)によって、上記の臭気成分や残存溶媒をほぼ完全に除去することが可能である。

    【0062】水蒸気蒸留を行う装置としては、連続式、
    半連続式、バッチ式のものを使用できるが、どの方式の装置を用いても構わない。 水蒸気蒸留条件としては、1
    3.3kPa以下、50〜200℃が望ましいが、好ましくは1330P
    a以下、50〜150℃とするとよい。 水蒸気蒸留操作は複数回繰り返して行ってもよい。 一般に脱臭目的で実施される水蒸気蒸留処理を高温で実施することにより、トランス型脂肪酸が顕著に生成することが知られており、本発明においては、少なくとも200℃以下、好ましくは150℃
    以下で水蒸気蒸留処理を行うことが重要である。 また、
    先に記述したように、水蒸気蒸留のみでは除去しきれない臭気成分を完全に取り除くためには、水蒸気蒸留処理と分子蒸留処理を共に実施する必要性があり、その際には水蒸気蒸留処理の前に分子蒸留処理を行うことが重要である。

    【0063】本発明によって最終的に得られる製品としてのステロール脂肪酸エステル(ステップ150)は、
    殆ど無味、無臭であり、かつ無色あるいは淡黄色を呈し、さらにはトランス型脂肪酸が低減された、安全面において優れた、一般食品、健康食品、医薬品素材として適切な品質を有するものである。 このステロール脂肪酸エステルにはコレステロール低下作用が期待されており、機能性素材としてマーガリン、ドレッシングなどの一般食品や健康食品や将来的には医薬品等への利用も期待されるものである。

    【0064】

    【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

    【0065】

    【実施例1】大豆脱臭スカム油(ステロール含量12.3
    %)100gに0.2Nのエタノール性水酸化カリウム(KOH)5
    mlを加え、60℃で2時間撹拌してトリアシルグリセロールをはじめとする脂肪酸エステル類の分解を行った。 その後、0.4Nの塩酸により中和を行い、水洗を行ってエタノール、KCl、KOHおよびグリセリンを除去し、減圧下、
    80℃で脱水処理を行った。 続いて、水25mlにシス型脂肪酸に選択的に作用するキャンディダ( Candida )属由来の脂質分解活性を有する酵素粉末(360,000ユニット/
    g)0.15gを懸濁したものを加え、40℃で24時間撹拌しながらステロール脂肪酸エステルの合成反応を行った。 その後、80℃に達温して30分間撹拌することにより酵素失活処理、湯洗を行い、減圧下、80℃で脱水処理を行った後、珪藻土1gを添加、撹拌し、酵素蛋白質除去のために濾過を行った。

    【0066】引き続いて、まず第1の精製工程として遠心式分子蒸留装置を用いて真空度1.5Pa、蒸発面温度230
    ℃で分子蒸留処理を行い、未反応の脂肪酸およびステロールを留出画分として除去した。 次に、第2の精製工程として活性白土とシリカゲルの混合物(重量比1:1)を残存画分に対して10%添加して、減圧下、80℃で30分撹拌し、その後濾過によって色素成分が吸着された活性白土を除去した。 最後に、第3の精製工程としてバッチ式水蒸気蒸留装置を用いて、真空度500Pa、蒸留温度150
    ℃、蒸留時間1時間で水蒸気蒸留処理を行い、最終的に臭気成分が除去されたステロール脂肪酸エステル19gを得ることができた。

    【0067】得られたステロール脂肪酸エステルは、殆ど無味、無臭で淡黄色であり、構成脂肪酸中のトランス型脂肪酸含量は1.4%であった。 分析結果は表に示す。

    【0068】

    【実施例2】大豆脱臭スカム油(ステロール含量12.3
    %)100gに対して、実施例1と同様に脂肪酸エステル類の加水分解処理を行って得られた脱水処理物に、水25ml
    にシス型脂肪酸に選択的に作用するムコール( Mucor
    属由来の脂質分解活性を有する酵素粉末(80,000ユニット/g)0.7gを懸濁したものを加え、40℃で24時間撹拌しながらステロール脂肪酸エステルの合成反応を行った。
    その後、80℃に達温して30分間撹拌することにより酵素失活処理、湯洗を行い、減圧下、80℃で脱水処理を行った後、珪藻土1gを添加、撹拌し、酵素蛋白質除去のために濾過を行った。

    【0069】引き続いて、実施例1と同様に第1の精製工程として分子蒸留処理を行い、第2の精製工程として吸着剤処理を行い、第3の精製工程として水蒸気蒸留処理を行ってステロール脂肪酸エステル17gを得ることができた。

    【0070】得られたステロール脂肪酸エステルは、殆ど無味、無臭で淡黄色であり、構成脂肪酸中のトランス型脂肪酸含量は1.1%であった。 分析結果は表に示す。

    【0071】

    【比較例】大豆脱臭スカム油(ステロール含量12.3%)
    100gに対して、実施例1と同様に脂肪酸エステル類の加水分解処理を行って得られた脱水処理物に、水25mlに選択的活性を持たないシュードモナス( Pseudomonas )属由来の脂質分解活性を有する酵素粉末(50,000ユニット
    /g)1.0gを懸濁したものを加え、40℃で24時間撹拌しながらステロール脂肪酸エステルの合成反応を行った。 その後、80℃に達温して30分間撹拌することにより酵素失活処理、湯洗を行い、減圧下、80℃で脱水処理を行った後、珪藻土1gを添加、撹拌し、酵素蛋白質除去のために濾過を行った。

    【0072】引き続いて、実施例1と同様に第1の精製工程として分子蒸留処理を行い、第2の精製工程による吸着剤処理を行い、第3の精製工程として水蒸気蒸留処理を行ってステロール脂肪酸エステル17gを得ることができた。

    【0073】得られたステロール脂肪酸エステルは、殆ど無味、無臭で淡黄色であったが、構成脂肪酸中のトランス型脂肪酸含量は5.5%であった。 分析結果は表に示す。

    【0074】

    【表1】

    【0075】

    【発明の効果】以上説明したように、本発明では植物油脂の精製工程の一つである脱臭工程において、揮発性成分を含む留分として発生する脱臭スカム油を原料として、脱臭スカム油中に含まれるトリアシルグリセロールなどの脂肪酸エステル類を予め化学触媒による加水分解反応によって分解し、引き続いて、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素を触媒として厳密に制御された反応条件でステロール脂肪酸エステルの合成反応を行い、更に、食品として適当な品質を得るために数段階の精製処理を施して、トランス型脂肪酸を殆ど含まない安全性の高い安価な食品用ステロール脂肪酸エステルを酵素的に製造することができるという効果を奏する。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】本発明の概要を示す全体構成図。

    ─────────────────────────────────────────────────────

    【手続補正書】

    【提出日】平成13年3月9日(2001.3.9)

    【手続補正1】

    【補正対象書類名】明細書

    【補正対象項目名】請求項1

    【補正方法】変更

    【補正内容】

    【手続補正2】

    【補正対象書類名】明細書

    【補正対象項目名】0020

    【補正方法】変更

    【補正内容】

    【0020】ここで、本発明に係わる請求項1の発明は、 原料中に含まれるステロールとトリアシルグリセロ
    ールを主成分とする油脂に脂質分解活性を有する酵素を
    添加してステロール脂肪酸エステルを生成し、この生成
    されたステロール脂肪酸エステルにさらに所定の精製工
    程を加えて食品用ステロール脂肪酸エステルを製造する
    方法において、原料として植物油脂の脱臭工程において発生する脱臭スカム油を使用し、脱臭スカム油中の脂肪酸エステル類の加水分解反応を行い、シス型脂肪酸に選択的に作用する脂質分解活性を有する酵素によるステロール脂肪酸エステルの合成反応を温度および水分含量が制御された系内で一定時間行い、 さらに、第1の精製工程として分子蒸留処理によって主として未反応のステロールや脂肪酸の除去を行い、第2の精製工程として吸着剤処理によって主として色素成分の除去を行い、第3の精製工程として水蒸気蒸留処理によって主として臭気成分の除去を行い、官能面および安全面において優れた食品用ステロール脂肪酸エステルを得ることを特徴とする。

    ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 昌二 広島県福山市箕沖町95番地7 池田食研株 式会社内 (72)発明者 佐藤 ふみ 広島県福山市箕沖町95番地7 池田食研株 式会社内 (72)発明者 万倉 三正 広島県福山市箕沖町95番地7 池田食研株 式会社内 Fターム(参考) 4B026 DC07 DG01 DG05 DH02 DH10 DP10 4B064 AH07 CA21 CB24 CD24 DA01 DA10

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