JP5737943B2 - 脂肪酸アルキルエステルを合成するための強固な多酵素製剤 - Google Patents
脂肪酸アルキルエステルを合成するための強固な多酵素製剤 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5737943B2 JP5737943B2 JP2010535506A JP2010535506A JP5737943B2 JP 5737943 B2 JP5737943 B2 JP 5737943B2 JP 2010535506 A JP2010535506 A JP 2010535506A JP 2010535506 A JP2010535506 A JP 2010535506A JP 5737943 B2 JP5737943 B2 JP 5737943B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lipase
- fatty acid
- carrier
- immobilized
- oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 title claims description 121
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 title claims description 121
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 title claims description 121
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 88
- 238000009472 formulation Methods 0.000 title claims description 56
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title description 11
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 title description 8
- 239000004367 Lipase Substances 0.000 claims description 335
- 108090001060 Lipase Proteins 0.000 claims description 314
- 102000004882 Lipase Human genes 0.000 claims description 313
- 235000019421 lipase Nutrition 0.000 claims description 312
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 165
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 97
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 91
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 claims description 81
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 78
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 claims description 75
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 claims description 63
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 54
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 claims description 37
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 37
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 claims description 35
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 31
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 claims description 28
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 claims description 26
- 241001661345 Moesziomyces antarcticus Species 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 21
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 claims description 21
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 19
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 claims description 19
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 claims description 19
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 17
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 16
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 claims description 16
- 230000032050 esterification Effects 0.000 claims description 15
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 claims description 15
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 13
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims description 13
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 11
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical group CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 241000223257 Thermomyces Species 0.000 claims description 9
- 241000589774 Pseudomonas sp. Species 0.000 claims description 8
- 241000223258 Thermomyces lanuginosus Species 0.000 claims description 8
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000012051 hydrophobic carrier Substances 0.000 claims description 8
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 claims description 8
- 241000235403 Rhizomucor miehei Species 0.000 claims description 6
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 6
- -1 n-octyl Chemical group 0.000 claims description 6
- 241000932047 Achromobacter sp. Species 0.000 claims description 5
- 241000228143 Penicillium Species 0.000 claims description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 5
- 241000228245 Aspergillus niger Species 0.000 claims description 4
- 241001508395 Burkholderia sp. Species 0.000 claims description 4
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 4
- 241000221089 Jatropha Species 0.000 claims description 4
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000019483 Peanut oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 244000271379 Penicillium camembertii Species 0.000 claims description 4
- 235000002245 Penicillium camembertii Nutrition 0.000 claims description 4
- 241000556225 Pseudozyma sp. Species 0.000 claims description 4
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 241000952054 Rhizopus sp. Species 0.000 claims description 4
- 235000019486 Sunflower oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 claims description 4
- 239000000828 canola oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000019519 canola oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 235000012343 cottonseed oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000002385 cottonseed oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000018927 edible plant Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000008157 edible vegetable oil Substances 0.000 claims description 4
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 4
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 claims description 4
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 4
- 239000004006 olive oil Substances 0.000 claims description 4
- 235000008390 olive oil Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000000312 peanut oil Substances 0.000 claims description 4
- 239000002600 sunflower oil Substances 0.000 claims description 4
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 claims description 3
- 241000498617 Mucor javanicus Species 0.000 claims description 3
- OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N batilol Chemical class CCCCCCCCCCCCCCCCCCOCC(O)CO OGBUMNBNEWYMNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 241001453380 Burkholderia Species 0.000 claims description 2
- 240000000064 Penicillium roqueforti Species 0.000 claims description 2
- 235000002233 Penicillium roqueforti Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000872 buffer Substances 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 claims description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 claims description 2
- DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N sec-butyl acetate Chemical compound CCC(C)OC(C)=O DCKVNWZUADLDEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 241000588810 Alcaligenes sp. Species 0.000 claims 4
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 claims 1
- 125000005639 glycero group Chemical group 0.000 claims 1
- QYVZEPLDLPYECM-XUTLUUPISA-N octadecyl (e)-3-(3,4-dihydroxyphenyl)prop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)\C=C\C1=CC=C(O)C(O)=C1 QYVZEPLDLPYECM-XUTLUUPISA-N 0.000 claims 1
- 125000005457 triglyceride group Chemical group 0.000 claims 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 103
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 103
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 69
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 68
- 102100021851 Calbindin Human genes 0.000 description 44
- 101000898082 Homo sapiens Calbindin Proteins 0.000 description 44
- 101001021643 Pseudozyma antarctica Lipase B Proteins 0.000 description 44
- 239000011942 biocatalyst Substances 0.000 description 40
- 229920001429 chelating resin Polymers 0.000 description 32
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 description 29
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 22
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 17
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 11
- 108010093096 Immobilized Enzymes Proteins 0.000 description 10
- 235000021588 free fatty acids Nutrition 0.000 description 10
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 10
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 241000222175 Diutina rugosa Species 0.000 description 6
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 6
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 6
- 239000000543 intermediate Substances 0.000 description 6
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 description 6
- 241000894007 species Species 0.000 description 6
- 241000589516 Pseudomonas Species 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 5
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 5
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 5
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 5
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 150000004666 short chain fatty acids Chemical class 0.000 description 5
- 235000021391 short chain fatty acids Nutrition 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 241000254275 Mucoa Species 0.000 description 4
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 4
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010031797 Candida antarctica lipase B Proteins 0.000 description 3
- 241001414890 Delia Species 0.000 description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 240000005384 Rhizopus oryzae Species 0.000 description 3
- 235000013752 Rhizopus oryzae Nutrition 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N decan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCO MWKFXSUHUHTGQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000001924 fatty-acyl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 3
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 3
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 3
- 235000019737 Animal fat Nutrition 0.000 description 2
- 101100494530 Brassica oleracea var. botrytis CAL-A gene Proteins 0.000 description 2
- 101100273064 Brassica oleracea var. botrytis CAL-B gene Proteins 0.000 description 2
- 240000006432 Carica papaya Species 0.000 description 2
- 235000009467 Carica papaya Nutrition 0.000 description 2
- 241000146387 Chromobacterium viscosum Species 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010048733 Lipozyme Proteins 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010084311 Novozyme 435 Proteins 0.000 description 2
- 108010019160 Pancreatin Proteins 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 2
- 230000002210 biocatalytic effect Effects 0.000 description 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N caprylic alcohol Natural products CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 2
- LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N dodecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCO LQZZUXJYWNFBMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012052 hydrophilic carrier Substances 0.000 description 2
- 230000003100 immobilizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- FCCDDURTIIUXBY-UHFFFAOYSA-N lipoamide Chemical compound NC(=O)CCCCC1CCSS1 FCCDDURTIIUXBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940055695 pancreatin Drugs 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 150000003904 phospholipids Chemical class 0.000 description 2
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 2
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- HTFVKMHFUBCIMH-UHFFFAOYSA-N 1,3,5-triiodo-1,3,5-triazinane-2,4,6-trione Chemical compound IN1C(=O)N(I)C(=O)N(I)C1=O HTFVKMHFUBCIMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 1-oleoylglycerol Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OCC(O)CO RZRNAYUHWVFMIP-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 241000228212 Aspergillus Species 0.000 description 1
- 102100031375 Endothelial lipase Human genes 0.000 description 1
- 101710098556 Lipase A Proteins 0.000 description 1
- 101710099648 Lysosomal acid lipase/cholesteryl ester hydrolase Proteins 0.000 description 1
- 102100026001 Lysosomal acid lipase/cholesteryl ester hydrolase Human genes 0.000 description 1
- 102000015439 Phospholipases Human genes 0.000 description 1
- 108010064785 Phospholipases Proteins 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000893045 Pseudozyma Species 0.000 description 1
- 241000235527 Rhizopus Species 0.000 description 1
- 241000235545 Rhizopus niveus Species 0.000 description 1
- 244000269722 Thea sinensis Species 0.000 description 1
- 239000007983 Tris buffer Substances 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 125000005599 alkyl carboxylate group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000000975 bioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010364 biochemical engineering Methods 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000007806 chemical reaction intermediate Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 1
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- RZRNAYUHWVFMIP-HXUWFJFHSA-N glycerol monolinoleate Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@H](O)CO RZRNAYUHWVFMIP-HXUWFJFHSA-N 0.000 description 1
- 150000002314 glycerols Chemical class 0.000 description 1
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002433 hydrophilic molecules Chemical class 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229940074096 monoolein Drugs 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000014593 oils and fats Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001846 repelling effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 150000003408 sphingolipids Chemical class 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N tetradecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCO HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N tris Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N tristearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007039 two-step reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
- C12P7/6436—Fatty acid esters
- C12P7/649—Biodiesel, i.e. fatty acid alkyl esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/64—Fats; Fatty oils; Ester-type waxes; Higher fatty acids, i.e. having at least seven carbon atoms in an unbroken chain bound to a carboxyl group; Oxidised oils or fats
- C12P7/6436—Fatty acid esters
- C12P7/6445—Glycerides
- C12P7/6458—Glycerides by transesterification, e.g. interesterification, ester interchange, alcoholysis or acidolysis
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Immobilizing And Processing Of Enzymes And Microorganisms (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
Description
1.シリカ及び不溶性ポリマーなどの固体担体への酵素の物理的吸着。
2.イオン交換樹脂への吸着。
3.酵素と、エポキシ化無機又はポリマー担体などの固体担体材料との共有結合。
4.グローイングポリマー内での酵素の捕捉。
5.膜反応器内又は半透膜ゲル内での酵素の拘束。
6.架橋結合酵素結晶(CLEC)又は凝集物(CLEA)。
1.反応器内に生体触媒を保持するが、反応媒体を反応器の外側に浸透させる、底面焼結ガラスフィルタを備えた撹拌済みのタンク反応器。そのような反応器構成は、固定化酵素から自己脱着される副産物、特にグリセロールを反応器の底面に沈め、焼結ガラスフィルタを通して外側に浸透させる。結果は、脱着形成されたグリセロール及び同様に過剰な水の、反応媒体からの連続的な除去であり、合成に対する反応のシフトをもたらし、それによって98%よりも高い変換率が達成される。この反応器内で使用された生体触媒は、その位置特異性並びにその由来を考慮して、単一又は多数のタイプのリパーゼを含んでもよい。
2.底面焼結ガラスフィルタを備えた2個の連続した撹拌済みタンク反応器。沈降タンク又は遠心分離器を、これら2個の反応器の間に使用する。第1の反応器は、単一又は多数のタイプのリパーゼを含む固定化生体触媒を含有してもよい。両方の反応器の間の沈降タンク又は遠心分離器の役割は、反応媒体から形成されたグリセロール及び過剰な水を除去することであり、それによって、98%よりも高い値への、原材料からそれに対応する脂肪酸アルキルエステルへの変換率の上昇が、第2の反応器内で妥当な反応時間でもたらされる。
ポリマー担体に固定化された単一リパーゼの調製
サーモマイセス・ラヌギノサ由来のリパーゼ((TL)、リポザイムTL 100Lを1ml)、又はサーモマイセス・ラヌギノーゼ由来のリパーゼ濃縮物(Novozymes、デンマーク)を、0.05M及びpH8のTRIS緩衝溶液(12ml)中に可溶化した。リパーゼ溶液を、室温で8時間振盪し又は撹拌することによって、酵素担体(1g、使用した様々な担体を、以下の表1に示す。)と接触させた。好ましくは、n−ヘキサンなどの疎水性有機溶媒を、固定化媒体に、それぞれ緩衝液:有機溶媒が1:10〜10:1になるよう添加する。固定化酵素を含有する担体を濾別し、デシケータ内で一晩乾燥することにより、固定化リパーゼが得られた。同じ手順を、シュードモナス種由来のリパーゼ(リパーゼPS 100mg、天野エンザイム、日本)、アルカリゲネス種由来のリパーゼ(リパーゼQLM 50mg、名糖産業、日本)、カンジダ・アンタークティカリパーゼA(CALA 1ml、Novozymes、デンマーク)、又はカンジダ・アンタークティカリパーゼB濃縮物(CALB−L 1ml、Novozymes、デンマーク)を使用して、繰り返した。これらの固定化リパーゼは、本発明の新規な方法において別々に使用することができ、又は、ワンポット反応系で若しくは連続2段階以上のプロセスで、種々の重量比で組み合せて使用することができ、それによって、脂肪酸源とアルコール、典型的にはバイオディーゼル用のメタノールとのエステル化/エステル交換反応を介して脂肪酸アルキルエステル(バイオディーゼル)を調製する。バイオディーゼルを生成するための反応器モードは、撹拌タンク反応器内でバッチごとに又は生体触媒がカラムに充填されている場合には連続的に、操作することができる。
多種リパーゼ固定化生体触媒の調製
サーモマイセス・ラヌギノサ由来のリパーゼ(リポザイムTL 100Lを1ml、Novozymes、デンマーク)、及びカンジダ・アンタークティカBリパーゼ濃縮物(1ml、CALB−L、Novozymes、デンマーク)を、0.05M及びpH8の緩衝溶液(12ml)中に可溶化した。両方の酵素を含有する溶液を、共にRohm及びHaas、米国(1g)のAmberlite XAD 7HP又はAmberlite XAD 1600などの担体と、室温で8時間振盪し又は撹拌することによって接触させた。好ましくは、n−ヘキサンなどの疎水性有機溶媒を、固定化媒体に、それぞれ緩衝液:有機溶媒が1:10〜10:1になるよう添加する。固定化酵素を含有する担体を濾別し、デシケータ内で一晩乾燥することにより、固定化多種リパーゼ製剤が得られた。同じ手順を、リパーゼPS(100mg、天野エンザイム、日本)及びカンジダ・アンタークティカBリパーゼ濃縮物(1ml、CALB−L、Novozymes、デンマーク)、リパーゼPS(100mg、天野エンザイム、日本)及びサーモマイセス・ラヌギノサリパーゼ濃縮物(1ml、CALB−L、Novozyme、デンマーク)を共に含有する溶液を使用して、繰り返した。その他の多酵素系は、例えばアルカリゲネス種由来のリパーゼ(50mg、リパーゼQLM、名糖産業、日本)をリパーゼPS又はリパーゼTLと組み合せて使用するなどして、調製することができる。その他のリパーゼ製剤は、同様の又は異なる担体に全て固定化された3種の異なる酵素、特にリパーゼTL、CAL−A、及びCAL−B、又はリパーゼPS、CAL−A、及びCAL−Bを含有していてもよい。
固定化リパーゼを使用した脂肪酸メチルエステル(FAME、バイオディーゼル)の調製
表1は、異なる担体に別々にそれぞれ固定化された、サーモマイセス・ラヌギノーゼ(TL)、シュードモナス種(PS)、及びカンジダ・アンタークティカB(CALB)由来のリパーゼを使用した、エステル交換反応で形成された脂肪酸メチルエステルのパーセンテージ(FAME%)を示す。反応は、多孔度が70〜100μmの焼結ガラスフィルタを底面に備えた二重ジャケット付きガラス反応器内で、固定化リパーゼ(30g)を大豆油(220g)及びメチルアルコール(23.9g)(化学量論比は、油トリグリセリドとメタノールとの間でそれぞれ1:3である。)に添加することにより、実施した。メタノールを、各バッチが化学量論量の1/3であるバッチに添加し、又は1滴ずつ滴定した。全ての反応系中の水の濃度は、0.1〜2%の範囲にあった。反応系を、30℃で機械的に撹拌する。原材料の変換プロセスは、上記条件下での8時間の反応時間の後にGCを使用して、脂肪酸メチルエステル、部分グリセリド、及びトリグリセリドのパーセンテージを測定することにより決定される。
固定化多種リパーゼ製剤を使用した脂肪酸メチルエステル(バイオディーゼル)の合成
表2は、別々に又はワンポット系内の同じ担体に一緒に固定化された、サーモマイセス・ラヌギノーゼ(TL)リパーゼ及びカンジダ・アンタークティカリパーゼB(CALB)、又はシュードモナス種(PS)リパーゼ及びカンジダ・アンタークティカリパーゼBを含む、Amberlite XAD 7HPに固定化された多種リパーゼ製剤を使用した、エステル交換反応で形成された脂肪酸メチルエステルのパーセンテージ(FAME%)を示す。また、CALBの代わりに、アルカリゲネス種由来のリパーゼ(リパーゼQLM、名糖産業、日本)を、リパーゼPS又はTLと組み合せて使用した。反応は、多孔度70〜100μmの焼結ガラスフィルタを底面に備えた二重ジャケット付きガラス反応器内で、固定化リパーゼ製剤(30g)を大豆油(220g)及びメチルアルコール(23.9g)に添加することにより実施した。メタノールをバッチごとに添加したが、各バッチは化学量論量の1/3であり、又は1滴ずつ滴定した。反応系を、30℃で機械的に撹拌した。原材料の変換の進行は、上述の条件下で2、3、及び6時間の反応時間の後にガスクロマトグラフィ(GC)を使用して、脂肪酸メチルエステル、部分グリセリド、及びトリグリセリドのパーセンテージを測定することにより決定される。
同じバッチの生体触媒を使用したバッチ反応における固定化リパーゼの反復エステル化活性
生体活性のエステル化活性は、Amberlite XAD 7HP(250mg)に固定化された3種のリパーゼ(TL、PS、CALB)の1種を、オレイン酸(2.5g)及び化学量論の1/3のメタノール(285mg)が入っているスクリューキャップバイアルに添加することによって試験した。メタノールの量の残り2/3を、2時間及び4時間の反応時間の後に、2つの均等なバッチに添加した。反応混合物の組成を、6時間後に分析した。反応媒体をバイアルから廃棄し、新しいバッチの新鮮な基質を、同じバッチの酵素を使用して導入した。図1は、Amberlite XAD 7HPにそれぞれ個別に固定化された同じバッチのリパーゼPS、リパーゼTL、又はCALBを使用した、50回の反応サイクルにおける反応媒体中のFAME%を示す。
同じバッチの生体触媒を使用したバッチ反応における固定化リパーゼの反復エステル交換活性
反復使用における生体触媒のエステル交換活性は、Amberlite XAD 7HPに固定化された3種のリパーゼの1種(250mg)を、大豆油(2.5g)及びメタノールの化学量論量の1/3(91g)が入っているスクリューキャップバイアルに添加することによって試験した。メタノールの量の残り2/3は、2時間及び4時間の反応時間の後に2つの均等なバッチに添加した。反応混合物の組成を6時間後に分析した。反応媒体をバイアルから廃棄し、新しいバッチの新鮮な基質を、同じバッチの酵素を使用して導入した。
脂肪酸及びアルコールのエステル化反応のための、エステル交換活性欠如CALBの使用
例6に記述された、11回の反応サイクル後にそのエステル交換活性を失ったAmberlite XAD 7HPに固定化されたCALB(250mg)を、オレイン酸(2.5g)及びメタノール(285mg)のエステル化に使用した。同じバッチの生体触媒を、10回の反応サイクルに使用した。予期せぬことに、分析結果は、生体触媒が高いエステル化活性を有することを示すが、先の実験ではそのエステル交換活性を失ったことが示される。同じバッチの生体触媒を使用した、10回の連続実験操作の平均FAME%は、85%であった。
部分グリセリド及びアルコールのエステル交換反応のための、エステル交換活性欠如CALBの使用
例6に記述された、11回の反応サイクル後にそのエステル交換活性を失ったAmberlite XAD 7HPに固定化されたCALB(250mg)を、モノオレイン(3g)及びメタノール(270mg)のエステル交換に使用した。同じバッチの生体触媒を、10回の反応サイクルに使用した。予期せぬことに、分析結果は、生体触媒が部分グリセリド及びメタノールに対して高いエステル交換活性を有することを示すが、先の実験ではトリグリセリド及びメタノールのそのエステル交換活性を失ったことが示される。同じバッチの生体触媒を使用した、10回の連続実験操作の平均FAME%は、80%よりも高かった。
同じバッチの生体触媒を使用したバッチ反応における、固定化多種リパーゼ製剤の反復エステル交換活性
固定化多種リパーゼ製剤のエステル交換活性は、例1及び2による、全てがAmberlite XAD 7HPに固定化されたリパーゼPS及びCALB又はリパーゼTL及びCALB(250mg)を、大豆油(2.5g)及びメタノールの化学量論量の1/3(91mg)が入っているスクリューキャップバイアルに添加することによって試験した。メタノールの量の残り2/3を、2時間及び4時間の反応時間の後に2つの均等なバッチに添加した。反応媒体を、反応の6時間後にバイアルから廃棄し、新しいバッチの新鮮な基質を、同じバッチの酵素を使用して導入した。図3は、50サイクル中に同じバッチの生体触媒を使用した反応媒体でのFAME%を示す。図3に示される結果は、両方の多種リパーゼ製剤のエステル交換活性が、予期せぬことに、同じバッチの生体触媒を使用した50回の反応サイクルで安定であることを示す。
2段階プロセスで固定化多種リパーゼ製剤を使用した、脂肪酸メチルエステル(バイオディーゼル)の合成
表3は、別々に固定化され又はワンポット系内に固定化されたリパーゼTL及びCALB又はリパーゼPS及びCALBを含む、Amberlite XAD 7HPに固定化された多種リパーゼ製剤を使用した、エステル交換反応媒体のFAME%を示す。反応は、多孔度が70〜100μmの底面に焼結ガラスフィルタを備えた二重ジャケット付きガラス反応器内で、固定化リパーゼ製剤(30g)を大豆油(220g)及びメチルアルコール(23.9g)に添加することにより実施した。メタノールをバッチに添加し、各バッチは化学量論量の1/3のものであり、又は1滴ずつ滴定した。反応系を、30℃で2時間、機械的に撹拌した。基質変換率が好ましくは70%よりも高い値に達した場合、窒素圧力を加えることによって、又は焼結ガラスフィルタへのその重力によって、反応媒体を反応器底面から濾過する。反応媒体を、遠心分離にかけ、又は相分離が生ずるようにする。グリセロールを含有する下相を除去し、未反応のグリセリド及びFAMEを含有する有機相を、固定化リパーゼを載せた第2の連続底面焼結ガラスフィルタに導入する。第2の反応器中の媒体を、最初に必要とされたメタノールの化学量論量の3分の1と共に、30℃で2時間機械的に撹拌する。反応の進行は、2時間後にGCを使用して、脂肪酸メチルエステル、部分グリセリド、及びトリグリセリドのパーセンテージを測定することによって追跡した。
同じ生体触媒を連続バッチで使用する2段階プロセスで固定化多種リパーゼ製剤を使用した、脂肪酸メチルエステル(バイオディーゼル)の合成
図4は、別々に又はワンポット系内に固定化されたリパーゼPS及びCALBを含む、Amberlite XAD 7HPに固定化された多種リパーゼ製剤を使用した、エステル交換反応媒体に関する、段階1及び2でのFAME%を示す。反応は、底面に多孔度70〜100μmの焼結ガラスフィルタを備えた二重ジャケット付きガラス反応器内で、生体触媒(30g)を大豆油(220g)及びメチルアルコール(23.9g)に添加することによって実施した。メタノールをバッチに添加し、各バッチは化学量論量の1/3のものであり、又は1滴ずつ滴定した。反応系を、30℃で2時間、機械的に撹拌した。基質変換率が好ましくは80%超に達する場合、反応媒体を、窒素圧力によって又は焼結ガラスフィルタへのその重力によって、濾過する。反応媒体を、遠心分離にかけ、又は相分離が生ずるようにする。グリセロールを含有する下相を除去し、未反応のグリセリド及びFAMEを含有する有機相を、同じ生体触媒を載せた第2の連続底面焼結ガラスフィルタに導入する。第2の反応器内の媒体を、最初に必要とされたメタノールの化学量論量の3分の1と共に、30℃で2時間、機械的に撹拌する。反応媒体を、同じ生体触媒を維持する反応器から除去する。この手順を、少なくとも100サイクル繰り返した。図4は、2段階プロセスの各サイクルにおける、2時間の反応時間の後のFAME%を示す。図4の結果は、第1の段階の後のFAMEのパーセンテージが、平均して約88%であり、第2のステップの後に平均して約99%に達したことを示す。予期せぬことに、結果は、多種リパーゼ固定化製剤の活性が非常に高く、著しい活性損失は、同じバッチの生体触媒を使用する100回の反応サイクル中に観察されなかったことを示す。
異なる基質特異性のリパーゼを使用したバイオディーゼルの生成
表4は、様々な基質選択性の種々の多種リパーゼ製剤を使用した、大豆油トリグリセリド及びメタノールのエステル交換反応のための、異なる時間間隔の後に形成された脂肪酸メチルエステルのパーセンテージを示す。リパーゼは、Amberlite XAD 1600などの多孔質疎水性担体を使用して、例2に記述した方法より固定化させた。
表4:例2により調製されたAmberlite XAD1600(15重量%)に固定化された、異なる多種リパーゼ製剤を使用した、大豆油トリグリセリド(2.5g)及びメタノール(285mg)を含むエステル交換反応系に関する、異なる時間間隔の後に形成された脂肪酸メチルエステルのパーセンテージ。メタノールを、2時間の反応時間中に、3つの均等なバッチに添加した。反応混合物を振盪し、30℃でインキュベートした。種々の酵素製剤間の重量比は、60%PS:40%CALB及び60%PS:20%CALB:20%CALAであった。TL:CALB及びTL:CALB:CALAの間も同様の重量比を使用した。
Claims (23)
- 無溶媒微水系内で、脂肪酸のアルキルエステルを調製するための方法であって、
脂肪酸トリグリセリド源を提供するステップと、遊離アルコール又はアルコール供与体を、リパーゼ製剤の存在下で前記脂肪酸源に段階的に添加するステップと、前記脂肪酸トリグリセリド源中のトリグリセリドが脂肪酸アルキルエステルに変換されるまで、適切な条件下で反応を進行させるステップとを含み、前記リパーゼ製剤は、少なくとも2種のリパーゼを含むものであり、前記リパーゼは、疎水性の脂肪族ポリマーベースの担体及び疎水性の芳香族ポリマーベースの担体のいずれか1種である担体に別々に又は一緒に固定化されており、前記リパーゼの少なくとも1種は、部分グリセリドに対して高い親和性を有しており、前記リパーゼの少なくとも1種はsn−1,3位特異的であり、前記リパーゼ製剤は、任意選択でグリセロール主鎖のsn−2位に対して高い選択性を有する第3のリパーゼを含み、前記sn−1,3位特異的リパーゼは、サーモマイセス・ラヌギノーゼ(Thermomyces lanuginose)、リゾムコア・ミーヘイ(Rhizomucor miehei)、ムコア・ミーヘイ(Mucor miehei)、シュードモナス種(Pseudomonas sp.)、リゾープス種(Rhizopus sp.)、ムコア・ジャバニカス(Mucor java nicus)、ペニシリウム・ロックフォルティ(Penicillium roqueforti)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アクロモバクター種(Acromobacter sp.)、及びブルクホルデリア種(Burkholderia sp.)のいずれかに由来するリパーゼからから選択され、部分グリセリドに対して高い親和性を有する前記リパーゼは、カンジダ・アンタークティカB(Candida antarctica B)、カンジダ・アンタークティカA(Candida antarctica A)、アルカリゲネス種(Alcaligenes sp.)、及びペニシリウム・カメムベルティー(Penicillium camembertii)のいずれかに由来するリパーゼから選択される上記方法。 - 前記アルコールが、短鎖アルコールであり、前記脂肪酸アルキルエステルが、脂肪酸短鎖アルキルエステルである、請求項1に記載の方法。
- 前記アルコールが、メタノールであり、前記脂肪酸アルキルエステルが、脂肪酸メチルエステル(FAME)である、請求項1又は2に記載の方法。
- sn−2位に対して高い選択性を有する前記第3のリパーゼが、カンジダ・アンタークティカA(Candida antarctica A)又はシュードザイマ種(Pseudozyma sp.)に由来する、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記脂肪酸源が、大豆油、キャノーラ油、菜種油、オリーブ油、ヒマシ油、パーム油、ヒマワリ油、落花生油、綿実油、ジャトロファ油、動物由来脂肪、廃食用油、非食用植物源由来の油トリグリセリドの少なくとも1種、又はこれらの少なくとも2種の任意の混合物を含む、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 前記リパーゼが、前記担体に一緒に固定化されている、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記リパーゼのそれぞれが1つの前記担体に固定化されており、前記リパーゼが固定化されている担体は同一であり又は異なっている、請求項1から5のいずれかに記載の方法。
- 前記担体が、多孔質担体であり、前記担体は、エポキシ及び/又はアルデヒド基から選択された活性官能基、又はイオン性基を任意選択で含有してもよい、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 無溶媒微水系内で、脂肪酸メチルエステルを調製するための方法であって、脂肪酸トリグリセリド源を提供するステップと、メタノールを、リパーゼ製剤の存在下で前記脂肪酸トリグリセリド源に段階的に添加するステップと、前記脂肪酸トリグリセリド源に含まれる脂肪酸アシル基から脂肪酸メチルエステルへの変換率が少なくとも70%に達するまで、適切な条件下で反応を進行させるステップとを含み、前記リパーゼ製剤は、担体に一緒に若しくは別々に固定化された少なくとも2種のリパーゼの混合物を含み、前記担体は、疎水性の脂肪族ポリマーベースの担体及び疎水性の芳香族ポリマーベースの担体のいずれか1種であり、前記リパーゼの少なくとも1種は、部分グリセリドに対する親和性を増し、前記リパーゼの少なくとも1種はsn−1,3−位特異的であり、前記リパーゼ製剤は、ランダムリパーゼよりもsn−2位に対して高い選択性を有する第3のリパーゼを任意に含む上記方法。
- 前記リパーゼ製剤が、少なくとも3種のリパーゼを含み、前記リパーゼは、前記担体に別々に又は一緒に固定化されている、請求項9に記載の方法。
- 前記第3のリパーゼは、ランダムリパーゼよりもsn−2位に対して高い選択性を有する、請求項9又は10に記載の方法。
- 前記sn−1,3位特異的リパーゼが、サーモマイセス・ラヌギノーゼ(Thermomyces lanuginose)、リゾムコア・ミーヘイ(Rhizomucor miehei)、ムコア・ミーヘイ(Mucor miehei)、シュードモナス種(Pseudomonas sp.)、リゾープス種(Rhizopus sp.)、ムコア・ジャバニカス(Mucor java nicus)、ペニシリウム・ロックフォルティ(Penicillium roqueforti)、アスペルギルス・ニガー(Aspergillus niger)、アクロモバクター種(Acromobacter sp.)、及びブルクホルデリア種(Burkholderia sp.)のいずれかに由来するリパーゼから選択され、部分グリセリドに対して高い親和性を有する前記リパーゼは、カンジダ・アンタークティカB(Candida antarctica B)、アルカリゲネス種(Alcaligenes sp.)、及びペニシリウム・カメムベルティー(Penicillium camembertii)のいずれかに由来するリパーゼから選択され、ランダムリパーゼよりもsn−2位に対して高い選択性を有する前記任意選択の第3のリパーゼは、カンジダ・アンタークティカA(Candida antarctica A)及びシュードザイマ種(Pseudozyma sp.)のいずれかに由来する、請求項9に記載の方法。
- 前記脂肪酸源が、大豆油、キャノーラ油、菜種油、オリーブ油、ヒマシ油、パーム油、ヒマワリ油、落花生油、綿実油、ジャトロファ油、動物由来脂肪、廃食用油、非食用植物源由来の油トリグリセリドの少なくとも1種、又はこれらの少なくとも2種の任意の混合物を含む、請求項9に記載の方法。
- 前記リパーゼのそれぞれが、各前記担体に固定化され、前記リパーゼが固定化される担体は、同一又は異なっている、請求項9に記載の方法。
- 請求項1から11までのいずれか一項に記載の方法において使用する際の不溶性担体に固定化されたリパーゼの混合物を調製するための方法であって、前記不溶性担体が、多孔質で網状の疎水性脂肪族又は疎水性芳香族ポリマーベースの担体であり、前記混合物は、カンジダ・アンタークティカB(Candida antarctica B)由来のリパーゼと、シュードモナス種(Pseudomonas sp.)、アルカリゲネス種(Alcaligenes sp.)、ブルクホルデリア種(Burkholderia sp.)、及びサーモマイセス・ラヌギノサ(Thermomyces lanuginosa)のいずれか由来の少なくとも1種のリパーゼとを含み、
(a)カンジダ・アンタークティカB(Candida antarctica B)由来のリパーゼと、シュードモナス種(Pseudomonas sp.)、アルカリゲネス種(Alcaligenes sp.)、ブルクホルデリア種(Burkholderia sp.)、及びサーモマイセス・ラヌギノサ(Thermomyces lanuginosa)のいずれか由来の少なくとも1種のリパーゼとを含有する緩衝溶液を、疎水性の脂肪族ポリマーベースの担体及び疎水性の芳香族ポリマーベースの担体であるポリマー担体に接触させるステップ;
(b)ステップ(a)で得られた系を少なくとも4時間、室温で混合するステップ;
(c)固定化されたリパーゼ混合物を濾別し、乾燥して含水率を5%未満にするステップ
を含む上記方法。 - 請求項15の方法において、ステップ(a)が、緩衝液:有機溶媒が1:10から10:1の比でそれぞれ固定化媒体に添加された疎水性有機溶媒の存在下で実施される方法。
- 前記有機溶媒が、n−ヘキサンである請求項16の方法。
- 前記脂肪酸アルキルエステルが、脂肪酸メチル、エチル、イソプロピル、又はブチルエステルである、請求項1及び7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記脂肪酸アルキルエステルが、脂肪酸ヘキシル、n−オクチル、n−デシル、n−ドデシル、n−テトラデシル、n−ヘキサデシル、又はn−オクタデシルエステルである、請求項1及び7のいずれか一項に記載の方法。
- 脂肪酸短鎖アルキルエステルを無溶媒系内で調製するための方法であって、脂肪酸トリグリセリド源を提供するステップと、遊離短鎖アルコール又は短鎖アルコール供与体を、リパーゼ製剤の存在下で前記脂肪酸トリグリセリド源に段階的に添加するステップと、前記脂肪酸トリグリセリド源中のトリグリセリドが脂肪酸短鎖アルキルエステルに変換されるまで、適切な条件下で反応を進行させるステップとを含み、前記リパーゼ製剤は、第1のリパーゼ及び第2のリパーゼを含み、前記リパーゼは、疎水性の脂肪族ポリマーベースの担体及び疎水性の芳香族ポリマーベースの担体のいずれか1種である疎水性担体に別々に又は一緒に固定化されるものであり、前記第1のリパーゼは、部分グリセリドに対するその活性に比べ、トリグリセリドに対してより高いエステル交換活性を示し、前記第2のリパーゼは、トリグリセリドに対するその活性に比べ、部分グリセリドに対してより高いエステル交換活性を示し、前記2種のリパーゼは、最終生成物を得るのにそれらのエステル交換活性において相乗効果を示す上記方法。
- 脂肪酸短鎖アルキルエステルを無溶媒系内で調製するための方法であって、脂肪酸トリグリセリド源を提供するステップと、遊離短鎖アルコール、又は任意のその他の短鎖アルコール供与体を、リパーゼ製剤の存在下で前記脂肪酸トリグリセリド源に段階的に添加するステップと、前記脂肪酸源中のトリグリセリドが脂肪酸短鎖アルキルエステルに変換されるまで、適切な条件下で反応を進行させるステップとを含み、前記リパーゼ製剤は、第1のリパーゼ及び第2のリパーゼを含み、前記リパーゼは、疎水性の脂肪族ポリマーベースの担体及び疎水性の芳香族ポリマーベースの担体のいずれか1種である疎水性担体に別々に又は一緒に固定化されるものであり、前記第1のリパーゼは、第1のエステル交換反応のポリマーベースの担体においてモノグリセリド及びジグリセリドの少なくとも1種である中間体であって脂肪酸アルキルエステルを形成するアルコールとのエステル交換のために前記第2のリパーゼに好まれる中間体を放出する上記方法。
- 脂肪酸短鎖アルキルエステルを無溶媒系内で調製するための方法であって、脂肪酸トリグリセリド源を提供するステップと、遊離短鎖アルコール、又は任意のその他の短鎖アルコール供与体を、リパーゼ製剤の存在下で前記脂肪酸トリグリセリド源に段階的に添加するステップと、前記脂肪酸源中のトリグリセリドが脂肪酸短鎖アルキルエステルに変換されるまで、適切な条件下で反応を進行させるステップとを含み、前記リパーゼ製剤は、第1のリパーゼ及び第2のリパーゼを含み、前記リパーゼは、疎水性の脂肪族ポリマーベースの担体及び疎水性の芳香族ポリマーベースの担体のいずれか1種である疎水性担体に別々に又は一緒に固定化されるものであり、前記リパーゼは、一緒に使用したときにトリグリセリドに対してそれらのエステル交換活性を維持する異なる基質特異性を示し、同時に、前記2種のリパーゼの少なくとも一方は、基質としてトリグリセリドを用いたときに別々に使用した場合、エステル交換反応媒体中で減衰するが、基質として部分グリセリド及び脂肪酸を用いた場合にそれぞれ高いエステル交換/エステル化活性を示す上記方法。
- 前記短鎖アルコールが、メタノールであり、前記短鎖脂肪酸アルキルエステルが、脂肪酸メチルエステルである、請求項20から22のいずれかに記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/946,121 US7790429B2 (en) | 2007-11-28 | 2007-11-28 | Robust multi-enzyme preparation for the synthesis of fatty acid alkyl esters |
US11/946,121 | 2007-11-28 | ||
PCT/IL2008/001497 WO2009069116A2 (en) | 2007-11-28 | 2008-11-13 | A robust multi-enzyme preparation for the synthesis of fatty acid alkyl esters |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011504745A JP2011504745A (ja) | 2011-02-17 |
JP2011504745A5 JP2011504745A5 (ja) | 2012-01-12 |
JP5737943B2 true JP5737943B2 (ja) | 2015-06-17 |
Family
ID=40652731
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010535506A Expired - Fee Related JP5737943B2 (ja) | 2007-11-28 | 2008-11-13 | 脂肪酸アルキルエステルを合成するための強固な多酵素製剤 |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7790429B2 (ja) |
EP (1) | EP2225385B1 (ja) |
JP (1) | JP5737943B2 (ja) |
KR (1) | KR101567109B1 (ja) |
CN (1) | CN101932717B (ja) |
AU (1) | AU2008331092B2 (ja) |
BR (1) | BRPI0820646A2 (ja) |
CA (1) | CA2706972C (ja) |
CY (1) | CY1115205T1 (ja) |
DK (1) | DK2225385T3 (ja) |
ES (1) | ES2469790T3 (ja) |
MX (1) | MX2010005841A (ja) |
RU (1) | RU2520093C2 (ja) |
WO (1) | WO2009069116A2 (ja) |
ZA (1) | ZA201003980B (ja) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102272317A (zh) * | 2008-10-31 | 2011-12-07 | 诺维信公司 | 脂肪酸乙酯的酶法产生 |
EP2455484B1 (en) * | 2009-07-17 | 2018-12-05 | Korea Advanced Institute of Science and Technology | Method for producing fatty acid alkyl esters using microorganisms having oil-producing ability |
US20110151525A1 (en) * | 2009-12-23 | 2011-06-23 | Muhammad Kaiyal | Enzymatic production of unsaturated fatty acids esters of ascorbic acid in solvent-free system |
WO2011107977A1 (en) * | 2010-03-01 | 2011-09-09 | Trans Bio-Diesel Ltd. | A process for the enzymatic synthesis of fatty acid alkyl esters |
WO2013030816A1 (en) * | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Trans Bio-Diesel Ltd. | Enzymatic transesterification with lipases immobilized on hydrophobic resins in water solutions |
US10000731B2 (en) | 2010-03-01 | 2018-06-19 | Trans Bio-Diesel Ltd. | Enzymatic transesterification/esterification processes employing lipases immobilized on hydrophobic resins in the presence of water solutions |
US9040263B2 (en) | 2010-07-28 | 2015-05-26 | Butamax Advanced Biofuels Llc | Production of alcohol esters and in situ product removal during alcohol fermentation |
ES2725848T3 (es) | 2010-06-18 | 2019-09-27 | Butamax Tm Advanced Biofuels | Disolventes de extracción derivados de aceite para la extracción de alcohol en una fermentación extractiva |
WO2012036973A2 (en) * | 2010-09-15 | 2012-03-22 | Beeler, Nicole M. | Process for immobilization of candida antarctica lipase b |
WO2012074675A2 (en) * | 2010-11-30 | 2012-06-07 | Palmese Giuseppe R | Toughening cross-linked thermosets |
IT1403355B1 (it) * | 2010-12-23 | 2013-10-17 | Univ Degli Studi Trieste | Metodo per l'immobilizzazione covalente di enzimi su supporti polimerici solidi funzionalizzati |
CN102676304B (zh) * | 2011-03-15 | 2013-06-19 | 清华大学 | 一种生物柴油的制备方法 |
CN103131735B (zh) * | 2012-12-28 | 2014-09-03 | 清华大学 | 一种提高酶促油脂制备生物柴油产率的方法 |
US20150353970A1 (en) | 2012-12-31 | 2015-12-10 | Trans Bio-Diesel Ltd. | Enzymatic transesterification/esterification processing systems and processes employing lipases immobilzed on hydrophobic resins |
KR102189471B1 (ko) * | 2013-12-18 | 2020-12-11 | 경북대학교 산학협력단 | 하이드록시지방산 글리세롤유도체의 연속적 제조방법 |
AU2015334010B2 (en) | 2014-09-12 | 2019-03-28 | Drexel University | Toughening of epoxy thermosets |
GB201501081D0 (en) | 2015-01-22 | 2015-03-11 | Cilian Ag | Use of enzymes with a wide pH activity range as medicaments for promoting digestion |
CN104711298B (zh) * | 2015-03-09 | 2017-12-01 | 杭州铎海科技有限公司 | 一种甘油三酯酶解制备1,3‑甘油二酯的方法 |
US20180223236A1 (en) * | 2015-07-31 | 2018-08-09 | Dieselprime Ltd | Horizontally inclined trough reactor and uses therefor |
CN106008770B (zh) * | 2016-07-28 | 2018-05-08 | 中国石油大学(华东) | 一种环保型多孔聚苯乙烯材料的制备方法 |
CN109943551A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-06-28 | 北京理工大学珠海学院 | 一种脂肪酶组合物及其应用 |
WO2023209070A1 (en) * | 2022-04-29 | 2023-11-02 | Novozymes A/S | Production of fatty acid alkyl esters |
WO2024119202A1 (en) * | 2022-11-30 | 2024-06-06 | Vaal University Of Technology | Immobilised lipase and method of producing biodiesel using the same |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB9404483D0 (en) * | 1994-03-08 | 1994-04-20 | Norsk Hydro As | Refining marine oil compositions |
IL134717A0 (en) * | 2000-02-24 | 2001-04-30 | Enzymotec Ltd | Method for increasing the performance of immobilized biocatalysts, and catalysts obtained thereby |
CN1238469C (zh) | 2004-01-16 | 2006-01-25 | 清华大学 | 有机介质反应体系中脂肪酶转化油脂生产生物柴油新工艺 |
US7473539B2 (en) * | 2004-09-20 | 2009-01-06 | Sunho Biodiesel Corporation | Methods for producing alkyl esters |
KR100673837B1 (ko) | 2005-11-25 | 2007-01-24 | 고려대학교 산학협력단 | 1,3-위치 선택성 리파아제와 무위치 선택성 리파아제를이용하여 바이오디젤을 제조하는 방법 |
IL180598A0 (en) | 2007-01-08 | 2007-07-04 | Basheer Sobhi | Immobilized interfacial enzymes of improved and stabilized activity |
CN100552003C (zh) * | 2007-04-06 | 2009-10-21 | 清华大学 | 1,3-位置专一性脂肪酶转化含酸油脂生产生物柴油的工艺 |
-
2007
- 2007-11-28 US US11/946,121 patent/US7790429B2/en active Active
-
2008
- 2008-11-13 CA CA2706972A patent/CA2706972C/en not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-13 CN CN2008801249349A patent/CN101932717B/zh active Active
- 2008-11-13 MX MX2010005841A patent/MX2010005841A/es active IP Right Grant
- 2008-11-13 ES ES08854094.3T patent/ES2469790T3/es active Active
- 2008-11-13 WO PCT/IL2008/001497 patent/WO2009069116A2/en active Application Filing
- 2008-11-13 KR KR1020107014049A patent/KR101567109B1/ko active IP Right Grant
- 2008-11-13 BR BRPI0820646-5A2A patent/BRPI0820646A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2008-11-13 RU RU2010126177/10A patent/RU2520093C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2008-11-13 AU AU2008331092A patent/AU2008331092B2/en not_active Ceased
- 2008-11-13 EP EP08854094.3A patent/EP2225385B1/en active Active
- 2008-11-13 JP JP2010535506A patent/JP5737943B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2008-11-13 DK DK08854094.3T patent/DK2225385T3/da active
-
2010
- 2010-06-03 ZA ZA2010/03980A patent/ZA201003980B/en unknown
-
2014
- 2014-07-01 CY CY20141100480T patent/CY1115205T1/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2009069116A2 (en) | 2009-06-04 |
RU2520093C2 (ru) | 2014-06-20 |
AU2008331092B2 (en) | 2013-10-17 |
ES2469790T3 (es) | 2014-06-20 |
EP2225385A2 (en) | 2010-09-08 |
US7790429B2 (en) | 2010-09-07 |
US20090133322A1 (en) | 2009-05-28 |
CN101932717B (zh) | 2013-08-14 |
EP2225385B1 (en) | 2014-04-16 |
CN101932717A (zh) | 2010-12-29 |
MX2010005841A (es) | 2010-07-05 |
KR20100098421A (ko) | 2010-09-06 |
ZA201003980B (en) | 2011-03-30 |
CA2706972A1 (en) | 2009-06-04 |
JP2011504745A (ja) | 2011-02-17 |
AU2008331092A1 (en) | 2009-06-04 |
BRPI0820646A2 (pt) | 2014-11-04 |
CA2706972C (en) | 2012-10-16 |
RU2010126177A (ru) | 2012-01-10 |
DK2225385T3 (da) | 2014-07-14 |
KR101567109B1 (ko) | 2015-11-06 |
WO2009069116A3 (en) | 2009-07-23 |
CY1115205T1 (el) | 2017-01-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5737943B2 (ja) | 脂肪酸アルキルエステルを合成するための強固な多酵素製剤 | |
JP7213184B2 (ja) | グリセリドの形態におけるn-3脂肪酸の酵素的濃縮 | |
KR101556799B1 (ko) | 개량되고 안정화된 활성을 갖는 고정된 계면 효소 | |
US9068175B2 (en) | Modified-immobilized enzymes of high tolerance to hydrophilic substrates in organic media | |
JP2011504745A5 (ja) | ||
CA2842032C (en) | Enzymatic transesterification with lipases immobilized on hydrophobic resins in water solutions | |
US10689607B2 (en) | Enzymatic transesterification/esterification processes employing lipases immobilized on hydrophobic resins in the presence of water solutions | |
US6716610B2 (en) | Esterification or hydrolysis with substrate treated un-dried immobilized lipolytic enzyme | |
US8617866B2 (en) | Robust multi-enzyme preparation for the synthesis of fatty acid alkyl esters | |
JP4220957B2 (ja) | 固定化酵素の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111111 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20111111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20131001 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20131226 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140109 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20140131 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20140207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140313 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140911 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141210 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150401 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150421 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5737943 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |