1997 Fiscal Year Annual Research Report
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08650955
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| Research Institution | Kitakyushu National College of Technology |
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Principal Investigator |
畑中 千秋 北九州工業高等専門学校, 化学工学科, 教授 (80180884)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 宗治 北九州工業高等専門学校, 化学工学科, 助手 (40259966)
井手 俊輔 北九州工業高等専門学校, 総合科学科, 教授 (10041550)
原口 俊秀 北九州工業高等専門学校, 化学工学科, 教授 (00038598)
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| Keywords | 食品化学工学 / 酵素的エステル化 / リパーゼ / 糖脂肪酸エステル / 脂肪酸 / 糖アルコール |
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| Research Abstract |
種々の糖および糖アルコール類と脂肪酸とのエステル合成反応をリパーゼを用いて行い、その反応率を比較検討した。エリスリトール、キシリトール、ソルビトール、マンニトール等の糖アルコールでは高い反応率が得られた。反応系の水分濃度を減圧濃縮および窒素バブリングによって制御し、徴水反応系とすることによって更に高い反応率が得られた。中でも、キシリトール、ソルビトールでは80%以上の成績が得られた。DSCによる水の存在状態、UVスペクトル等の解析結果から酵素的エステル合成反応は脂肪酸と糖水溶液との油水界面において進行し、反応系の水分濃度を減少させることによって、糖の界面濃度が高まり反応速度が大きくなると同時に平衡がエステル側に傾くことによって高い反応率の得られることが明らかとなった。また、その水分濃度は3000〜4000ppm程度に制御することが必要なこともわかった。一方、イノシトール、リボース、グルコース等の環状構造を有する糖ではエステル化が困難であった。すなわち、水分濃度および糖の種類によって油水界面での糖吸着量に差が生じ、これが反応率に影響を及ぼすと考えられた。この吸着量は界面の糖濃度と糖の種類によって定まる吸着平衡定数に比例することが想定された。
リパーゼによるエステル合成を連続で効率よく行うためにはリパーゼを水不溶性担体に固定化し、バイオリアクターによる反応を行う必要がある。リパーゼがN-イソプロピルアクリルアミドの懸濁重合によって得られる高分子ゲル中に効率よく包括固定化され、温度およびpHに対する耐性が増大することを明らかにした。さらに、酵素の囲走化担体としてポリスチレン粒子、シリカ粒子へのプラズマグラフト重合法によるアミノ基、およびポリメタクリル酸グリシジル基の導入による酵素固定の可能性について検討し、この固定化法がリパーゼの同定に有効なことがわかった。
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[Publications] 畑中,千秋: "リパーゼによるエリスリトールオレイン酸エステルの合成" 化学工学論文集. 22・4. 930-934 (1996)
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[Publications] Chiaki Hatanaka: "Lipase-Catalyzed Synthesis of a Sugar-Fatty Acid Ester" Engineering and Food. 1. 208-211 (1997)
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[Publications] Chiaki Hatanaka: "Enzymatic Synthesis of Alcohol-Fatty Acid Ester" Proceeding of The Second Kyushu-Taipei International Congress on Chemical Engineering. (2). 171-174 (1997)
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[Publications] 畑中 千秋: "ソルビトールオレエ-トの酵素合成" 北九州高専研究報告. (30). 81-84 (1997)
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[Publications] 後藤 宗治: "ポリイソプロピルアクリルアミド樹脂に固定化したリパーゼを用いたオレイン酸とグリセリンからのエステル合成反応" 北九州高専研究報告. (30). 113-117 (1997)
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[Publications] 後藤 宗治: "リパーゼ固定化N-イソプロピルアクリルアミドゲルによるヒマシ油の加水分解反応" 北九州高専研究報告. (31). 141-143 (1998)
