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CN102449146A - 脂肪酶粉末组合物的制造方法 - Google Patents

脂肪酶粉末组合物的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种制造方法，其特征在于，其为含有将源自嗜热真菌属的脂肪酶固定于二氧化硅载体上的固定化脂肪酶和二氧化硅载体以外的亲水性粉末的脂肪酶粉末组合物的粉碎品的制造方法，其包括以下工序，并且按照下述顺序进行各工序：用油浸润亲水性粉末的工序、从油中分离经油湿润过的亲水性粉末而得到含油亲水性粉末的工序、按照以被油湿润之前的亲水性粉末和固定化脂肪酶的质量作为基准计为0.45∶1～0.85∶1的比率混合所述含油亲水性粉末和所述固定化脂肪酶的工序、以及粉碎所得混合物的工序。

Description

脂肪酶粉末组合物的制造方法
技术领域
本发明涉及能够在抑制粉尘的同时进行固定化脂肪酶粉碎的脂肪酶粉末组合物的制造方法。
背景技术
脂肪酶被广泛用于脂肪酸等各种羧酸与一元醇或多元醇等醇类的酯化反应、多种羧酸酯间的酯交换反应等。其中，酯交换反应为以动植物油脂类的改质为首的作为制造各种脂肪酸的酯、糖酯、内固醇的方法的重要技术。作为这些反应的催化剂而使用油脂水解酶即脂肪酶时，可以在室温～约70℃左右的温和条件下进行酯交换反应，与以往的化学反应相比，不仅抑制副反应、降低能量成本，而且由于作为催化剂的脂肪酶为天然物质，因此安全性也高。此外，由于其底物特异性(substratespecificity)、位置特异性可效率良好地生产目标产物。
为了使该脂肪酶在油性原料中均匀分散，并且使酯交换反应以高活性进行，正在开发将固定在载体上的固定化脂肪酶粉碎后使用的技术(专利文献1)。然而，有时会因脂肪酶与皮肤接触或经由呼吸吸引脂肪酶而出现过敏症状。在固定化脂肪酶粉末组合物的制造中，粉碎固定化脂肪酶的工序中会产生大量粉尘，其结果会有造成过敏症的疑虑等，需要确保作业人员的安全。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2006/132260号
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的在于提供一种能够在抑制粉尘产生的同时进行固定化脂肪酶的粉碎而不会产生粉碎原料的异臭或烟等的脂肪酶粉末组合物的粉碎品的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明根据以下见解完成：在制造含有固定化脂肪酶和纤维素等亲水性粉末的脂肪酶粉末组合物的粉碎品时，通过将固定化脂肪酶和亲水性粉末的比率以及进行湿式粉碎时的油湿润的顺序设定为特定的，从而能够解决上述课题。
即，本发明提供一种制造方法，其特征在于，其为含有将源自嗜热真菌属的脂肪酶固定于二氧化硅载体上的固定化脂肪酶和二氧化硅载体以外的亲水性粉末的脂肪酶粉末组合物的粉碎品的制造方法，其包括以下工序，并且按照下述顺序进行各工序：用油浸润亲水性粉末的工序，从油中分离经油湿润过的亲水性粉末而得到含油亲水性粉末的工序，按照以被油湿润之前的亲水性粉末和固定化脂肪酶的质量为基准计为0.45∶1～0.85∶1的比率混合所述含油亲水性粉末和所述固定化脂肪酶的工序，以及粉碎所得混合物的工序。
此外，本发明提供一种粉碎方法，其特征在于，其为将源自嗜热真菌属的脂肪酶固定于二氧化硅载体上的固定化脂肪酶的粉碎方法，按照以被油湿润之前的亲水性粉末和固定化脂肪酶的质量为基准计为0.45∶1～0.85∶1的比率混合用油湿润亲水性粉末而得到的含油亲水性粉末与所述固定化脂肪酶，并将该混合物粉碎。
发明的效果
根据本发明，可以在抑制粉尘的同时适当进行固定化脂肪酶的粉碎而不会产生粉碎原料的异臭或烟等。
具体实施方式
本发明中使用的固定化脂肪酶为源自嗜热真菌属(Thermomyces sp.)的脂肪酶固定于二氧化硅载体上的物质。这里，该固定化脂肪酶的平均粒径优选为300～1000μm左右。像这种固定化脂肪酶，例如，可以获得出自Novozymes JapanLtd.，Novozymes Japan Ltd.的Lipozyme TL-IM。
另一方面，本发明中使用的亲水性粉末，优选具有作为助滤剂的功能和抑制粉尘的功能的粉末，只要是硅藻土等无机助滤剂以及纤维素等纤维或其粉碎物等有机助滤剂，则为了该目的即可优选使用。其中，优选有机助滤剂，特别是有机高分子助滤剂，其中优选纤维素等。
本发明中使用的纤维素没有特别限定，例如可以使用NIPPON PAPER Chemicals CO.，LTD.的以商品名KCFLOCK发售的商品等。纤维素也优选为粉状，平均粒径优选为10～90μm。
本发明的制造方法中，首先将纤维素等的亲水性粉末用油湿润。油的种类只要是可使本发明使用的脂肪酶和亲水性粉末湿润至适于湿式粉碎的程度即可，没有特别限定，优选食用油，可以使用例如菜籽油、MCT(中链饱和脂肪酸甘油三酸酯)、大豆油、葵花油、红花油、玉米油、棉籽油、葡萄籽油、米糠油、以及它们的混合物。上述食用油可以使用未精制油、脱酸油、脱色油、脱蜡油、脱臭油等。上述中，优选菜籽脱色油与MCT的混合物，该混合物中的菜籽脱色油与MCT的比率(质量)优选5∶1～10∶1，例如9∶1左右。
此外，相对于亲水性粉末的油的量可以由本领域技术人员适当决定为使亲水性粉末与油均匀混合且使亲水性粉末湿润的量。例如，通过添加以质量计为亲水性粉末质量的2.4～3.0倍例如2.5倍左右的油，可用油使亲水性粉末充分湿润。
接着，从油中分离如上所述经油湿润过的亲水性粉末，得到含油亲水性粉末。分离方法有过滤、离心分离等方法，优选过滤。过滤方法无特别限定，可以由本领域技术人员决定，通过进行加压过滤有效地除去油，从而可以得到滤饼(cake)状的含油亲水性粉末。通过过滤除去油的程度，根据使用的亲水性粉末和油的种类等而变动，通过除去油至含油亲水性粉末的含油量变为被湿润之前的亲水性粉末的质量的1～1.4倍的程度，从而可以在其后的粉碎工序中进行适当的处理。
按照以被油湿润之前的亲水性粉末和固定化脂肪酶的质量为基准计为0.45∶1～0.85∶1、优选0.45∶1～0.7∶1、最优选0.5∶1的比率混合前述的固定化脂肪酶与如上述那样得到的含油亲水性粉末。通过制成上述范围的混合物，可以在抑制粉尘产生的同时进行粉碎而不会产生粉碎原料的异臭或烟等。
将如上所述得到的混合物用通常的粉碎机粉碎。这里，作为粉碎机，可以列举出乳钵、剪断摩擦式粉碎机(friction-sheargrinder)、切刀式粉碎机(cutter grinder)、磨石(mycolloider、masscolloider)、咖啡豆研磨机(coffee mill)、破碎式粉碎机(power mill)、销棒粉碎机(pin mill)、冲击式粉碎机(锤式磨机(hammer mill)、球磨机(ball mill))、辊式粉碎机(roll mill)和气流式粉碎机(airflow mill)、均化器(homogenizer)、超声波破碎机(ultrasonic grinder)等。本发明中优选使用上述中的销棒粉碎机，例如优选使用HOSOKAWAMICRONCORPORATION制的Fine impact mill 100UPZ以转速10,000～12,000rpm进行粉碎。通过进行上述粉碎所得粉碎了的固定化脂肪酶的平均粒径例如为1μm以上且不足300μm，优选平均粒径为1～200μm，更加优选平均粒径为1～100μm，特别优选平均粒径为20～100μm。
此外，本发明中，上述的粉碎优选在干冰的存在下进行。干冰由于是在粉碎机内与固定化脂肪酶和含油亲水性粉末的混合物一起有效地进行粉碎，因此优选以粉碎成粉末状状态供给到粉碎机中。然而，干冰的破碎程度会根据使用的粉碎机的种类等而变动。
虽然干冰也可以在粉碎开始时加入，但由于固定化脂肪酶和含油亲水性粉末的混合物的粉碎连续地进行，因此优选干冰存在于整个粉碎工序，因此，在粉碎工序中可隔着间隔或连续地适当供给干冰。可将干冰与该混合物预先混合后供给到粉碎机中，也可将干冰与该混合物分别供给到粉碎机中，在粉碎机内混合和粉碎。
此外，干冰的量可以由本领域技术人员适当决定，使用纤维素作为亲水性粉末时，可以在整个粉碎工序中添加例如粉碎的纤维素(亲水性粉末)和固定化脂肪酶的混合物的质量的0.5～2倍、优选1倍左右的干冰。
本发明中，通过如上述那样在干冰的存在下进行粉碎工序，可以进一步抑制粉碎时粉尘的产生。
根据本发明，将固定化脂肪酶和亲水性粉末的混合物进行湿式粉碎时，与将预先用油将固定化脂肪酶和亲水性粉末的混合物湿润后对其进行过滤而得到的物质进行粉碎的情况相比，通过先用油仅湿润亲水性粉末，过滤后与固定化脂肪酶混合并对所得的混合物进行粉碎，从而能够在高度抑制粉尘产生的同时适当地进行粉碎。
接着通过实施例对本发明详细说明。
实施例
实施例1～2、比较例1～3(亲水性粉末和固定化脂肪酶的比率的讨论)
在不锈钢杯中量取2500g作为亲水性粉末的KCFLOCKw-300G(纤维素粉末：NIPPON PAPER Chemicals CO.，LTD.制)，在其中添加5580g菜籽脱色油(菜籽油：The NisshinOilliO Group，Ltd.制)与620gODO(中链脂肪酸甘油三酸酯：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)的混合油，充分搅拌至纤维素与油均匀混合为止。然后，进行加压过滤除去混合油，得到5250g纤维素滤饼(含油亲水性粉末)。
按照示于表-1的配方将纤维素滤饼和TL-IM(固定化脂肪酶：Novozymes Japan Ltd.制)使用塑胶袋混合，然后使用Fineimpact mill 100UPZ(销棒粉碎机：HOSOKAWAMICRONCORPORATION制)以转速10,000～12,000rpm进行粉碎，观察粉碎状况和粉尘并进行比较。结果示于表-1。
表-1纤维素粉末与固定化脂肪酶的比率
Figure BPA00001469513400061
※综合评价：×在粉碎、粉尘的一个以上性能为不良好。
○粉碎、粉尘都良好的状态
◎粉碎、粉尘都非常良好的状态
如表-1所示，实施例1、2与比较例1～3相比，粉碎良好，且无粉尘产生，故为良好。
比较例4～8(油湿润顺序的讨论)
以将亲水性粉末与固定化脂肪酶混合后进行油湿润的方式改变顺序并进行粉碎。
在不锈钢杯中量取TL-IM(固定化脂肪酶：NovozymesJapan Ltd.制)，在其中按照表-2所示的比例混合KCFLOCKw-300G(纤维素粉末：NIPPON PAPER Chemicals CO.，LTD.制)和菜籽脱色油(菜籽油：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)∶ODO(中链脂肪酸甘油三酸酯：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)＝9∶1的混合油，充分搅拌。然后进行加压过滤除去混合油，得到纤维素和酶的混合滤饼。使用Fine impact mill100UPZ(销棒粉碎机：HOSOKAWAMICRON CORPORATION制)以转速10,000～12,000rpm进行粉碎，将此时的状态进行比较。结果示于表-2。
表-2纤维素粉末和固定化脂肪酶混合后进行油浸润(比较例4～8)
Figure BPA00001469513400071
Figure BPA00001469513400081
※综合评价：×在粉碎、粉尘的一个以上性能为不良好。
○粉碎、粉尘都良好的状态
◎粉碎、粉尘都非常良好的状态
如表-2所示，比较例4～8的粉碎不良好。
实施例3
量取2000gKCFLOCKw-300G(纤维素粉末：NIPPONPAPER Chemicals CO.，LTD.制)，在其中加入4500g菜籽脱色油(菜籽油：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)和500gODO(中链脂肪酸甘油三酸酯：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)，充分搅拌后，进行加压过滤得到4229g纤维素滤饼(含油亲水性粉末)。将4000gTL-IM(固定化脂肪酶：Novozymes Japan Ltd.制)与纤维素滤饼混合，使用Fine impact mill 100UPZ(销棒粉碎机：HOSOKAWAMICRON CORPORATION制)以转速10,000～12,000rpm进行粉碎，遵照日本劳动安全卫生法的作业环境评价基准以重量分析法测定了4μm以下的粉尘量。结果示于表-3。
实施例4
量取2000gKCFLOCKw-300G(纤维素粉末：NIPPONPAPER Chemicals CO.，LTD.制)，在其中加入4500g菜籽脱色油(菜籽油：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)和500gODO(中链脂肪酸甘油三酸酯：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)，充分搅拌后，进行加压过滤，得到4339g纤维素滤饼(含油亲水性粉末)。将4000gTL-IM(固定化脂肪酶：Novozymes Japan Ltd.制)与纤维素滤饼混合，使用Fine impact mill 100UPZ(销棒粉碎机：HOSOKAWAMICRON CORPORATION制)以转速10,000～12,000rpm进行粉碎。将粉碎成粉末状的干冰以大约5分钟的间隔间歇地投入到被Fine impact mill 100UPZ连续地粉碎的纤维素滤饼和TL-IM的混合物中，与纤维素滤饼一起粉碎。另外，一次的干冰投入量为100～130g。遵照日本劳动安全卫生法的作业环境评价基准以重量分析法测定了4μm以下的粉尘量。结果示于表-3。
实施例5
量取2000gKCFLOCKw-300G(纤维素粉末：NIPPONPAPER Chemicals CO.，LTD.制)，在其中加入4500g菜籽脱色油(菜籽油：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)和500gODO(中链脂肪酸甘油三酸酯：The Nisshin OilliO Group，Ltd.制)，充分搅拌后，进行加压过滤，得到4183g纤维素滤饼(含油亲水性粉末)。将4000gTL-IM(固定化脂肪酶：Novozymes Japan Ltd.制)与纤维素滤饼混合，使用Fine impact mill 100UPZ(销棒粉碎机：HOSOKAWAMICRON CORPORATION制)以转速10,000～12,000rpm进行粉碎。将共计8000g的粉碎成粉末状的干冰连续地投入到被Fine impact mill 100UPZ连续地粉碎的纤维素滤饼和TL-IM的混合物中，与纤维素滤饼一起粉碎。遵照日本劳动安全卫生法的作业环境评价基准以重量分析法测定了4μm以下的粉尘量。结果示于表-3。
比较例9
将5000g TL-IM(固定化脂肪酶：Novozymes Japan Ltd.制)使用Fine impact mill 100UPZ(销棒粉碎机：HOSOKAWAMICRON CORPORATION制)以转速10,000～12,000rpm进行粉碎。遵照日本劳动安全卫生法的作业环境评价基准以重量分析法测定了此时的4μm以下的粉尘量。结果示于表-3。
表-3粉尘量的比较
Figure BPA00001469513400101
※粉尘量越少越良好。
如表-3所示，实施例3～5与比较例9相比，产生的粉尘量少、作业环境良好。

Claims (6)

1.一种制造方法，其特征在于，其为含有将源自嗜热真菌属的脂肪酶固定于二氧化硅载体上的固定化脂肪酶和二氧化硅载体以外的亲水性粉末的脂肪酶粉末组合物的粉碎品的制造方法，其包括以下工序，并且按照下述顺序进行各工序：
用油浸润亲水性粉末的工序，
从油中分离经油湿润过的亲水性粉末而得到含油亲水性粉末的工序，
按照以被油湿润之前的亲水性粉末和固定化脂肪酶的质量为基准计0.45∶1～0.85∶1的比率混合所述含油亲水性粉末和所述固定化脂肪酶的工序，以及
粉碎所得混合物的工序。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，含油亲水性粉末的含油量为被油湿润之前的亲水性粉末的质量的1～1.4倍。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其特征在于，粉碎的工序在干冰的存在下进行。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的制造方法，其中，亲水性粉末为纤维素。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的制造方法，其中，粉碎后的固定化脂肪酶的平均粒径为1μm以上且不足300μm.
6.一种粉碎方法，其特征在于，其为将源自嗜热真菌属的脂肪酶固定于二氧化硅载体上的固定化脂肪酶的粉碎方法，其按照以被油湿润之前的亲水性粉末和固定化脂肪酶的质量为基准计为0.45∶1～0.85∶1的比率混合用油湿润亲水性粉末而得到的含油亲水性粉末与所述固定化脂肪酶，并将该混合物粉碎。
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