水晶振動子マイクロバランス法による食用油脂の品質評価

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05482
• Research Institution: Tokyo University of Technology
• Principal Investigator: 遠藤 泰志 東京工科大学, 応用生物学部, 教授 (60194049)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 村松 宏 東京工科大学, 応用生物学部, 教授 (20373045)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 水晶振動子 / 油脂 / 脂肪酸 / アルコール / エステル化 / 共振抵抗 / 粘度

Outline of Annual Research Achievements

脂肪酸とアルコールのエステル化反応の評価法としての水晶振動子センサーの有効性を調べた。3種類の脂肪酸（オレイン酸、リノール酸、リノレン酸）とアルコール（メタノール、エタノール、プロパノール）を用いて、固定化リパーゼを用いて40℃でエステル化反応を行った。経時的にサンプリングし、水晶振動子センサーに添加して、共振周波数と共振抵抗を測定した。その結果、すべての脂肪酸とアルコールのエステル化反応で、共振抵抗の減少が観察された。この結果は、高い共振抵抗を示すカルボキシ基を有する脂肪酸や水酸基を有するアルコールがエステル化反応で減少することにより共振抵抗が減少したと考えられた。しかし、共振抵抗の減少は、脂肪酸とアルコールの種類により異なるパターンを示した。脂肪酸の種類では、オレイン酸を用いた場合、アルコールではメタノールを用いた場合に、エステル反応に伴う共振抵抗の減少が著しかった。ただし、リノール酸やリノレン酸などの多価不飽和脂肪酸を用いた場合に、エステル化反応の途中で共振抵抗が増加することも観察された。これはリノール酸やリノレン酸がエステル化反応中に酸化が起きてヒドロペルオキシドが生じて共振抵抗が高くなったと思われた。したがって、酸化されやすい脂肪酸を用いる場合は、窒素ガス充填を行って、酸素のない環境下でエステル化反応を行う必要があると思われた。今後、エステル化の条件を変化させて反応を行必要があるが、脂肪酸とアルコールのエステル化反応をモニタリングするのに、水晶振動子センサーは有効であることが示唆された。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

脂肪酸とアルコールのエステル化反応の評価に水晶振動子センサーが有効であることが示唆されたが、脂肪酸とアルコールの比率を変えた場合など反応条件を変えた場合に、水晶振動子センサーで共振抵抗を測定した場合に、エステル化反応による変化が認められるか、水晶振動子センサーが利用可能なエステル化反応の条件を検討する必要がある。

Strategy for Future Research Activity

本年度はオレイン酸のような炭素数が18の長鎖脂肪酸と短鎖のアルコールの反応であったが、本年度の研究結果から、加工食品の香料に用いられる短鎖脂肪酸とアルコールのエステル化合物の方が、エステル化反応における共振抵抗の変化が大きいと推測される。そこで今後は、炭素数が12以下の脂肪酸とアルコールのエステル化反応を行い、経時的に反応試料をサンプリングして水晶振動子センサーで共振抵抗を測定する。アルコールもこれまでの直鎖型のアルコールだけでなく、枝分かれした鎖長のアルコールについてもエステル化反応を行い、水晶振動子センサーによる共振抵抗を測定する。

Causes of Carryover

当該年度では、新型コロナウイルス感染の影響で、一時期学校が閉鎖となり、予定していた炭素数12以下の脂肪酸のエステル化反応が行えなかったので、次年度の研究費601千円をそれらの研究に要する脂肪酸とアルコール及び水晶振動子の購入に充てる予定である。