Lipase-Catalyzed Reactions for Fats and Oils in Non-Polar Solvent

유기용매 내에서의 유지의 리파제 촉매반응

Lipases are well known as the enzymes which catalyze the hydrolysis of ester bonds combining aliphatic chains and glycerol on mono-, di- and triglycerides. Their reactions are characterized by be-ing heterogeneous and catalyzing the water-insoluble substrates. This property has been one of the Hurdles which delayed the application of lipases in fats and oils industry, However, with the development of biological reaction system of which organic solvent is introduced in part or whole as the reaction media, enzymatic manipulation of fats and oils is attracting increasing attention from the academic and industrial sectors. Trials in two-phase system and reversed micellar system to produce fatty acids through enzymatic hydrolysis of triglycerides preyed to be efficient in respect to volumetric productivity, fat hydrolysis rate, product separation, etc. In organic solvent system lipases have been found to have the ability to catalyze aminolysis, transesterification, esterification, thiotransesterification and oximolysis that are virtually impossible to catalyze in water. The organic solvent system is being extensively used in interesterifying glycerides to produce a fat with the modified physical and chemical nature.

리파제는 모노, 디, 트리글리세리드 분자 내의 에스테르 결합을 가수분해 시키는 효소로 잘 알려져 있다. 그런데, 이 효소의 기질인 유지는 물에 용해되지 않아 그 반응이 불균일계에서 일어남으로 리파제 반응의 반응속도론적 해석이 곤란하였다. 이러한 성질은 유지공업에서 리파제를 산업적 촉매로 사용하는데 커다란 장해 요인이 되었었다. 그러나, 최근에 이상계, 역미셀계, 미수계와 같이 반응매질로 유기용매를 도입한 효소반응계가 개발됨에 따라 리파제를 이용한 유지의 전환에 대한 관심이 집중하는 추세에 있다. 리파제를 사용하여 유지를 가수분해시킴으로써 지방간을 생산하고자 할 때 효소반응계로 재래식의 에멀젼보다 이상계 또는 역미셀계를 사용하면 생산성, 굳기름의 가수분해 속도, 생성물 분리등의 측면에서 전체 공정의 효율이 향상될 수 있었다. 한편, 미수계에서 리파제는 에멀젼에서는 불가능한 에스테르 교환반응, 글리세리드 합성, aminolysis, thiotransesterification 및 oximolysis 같은 반응을 촉매 할 수 있는 획기적인 특성을 나타냈다. 공업적 측면에서 이 반응계는 물리적 또는 화학적 특성 (특히 융점)이 변형된 유지를 생산하고자 하는 에스테르 교환반응의 효소반응계로 널리 이용되고 있다. 앞으로 유기용매 내에서 효소의 안정성을 확보할 수 있는 수단 및 연속조작이 가능한 효소반응기의 개발에 관한 연구가 계속된다면 이러한 효소공정이 공업적 제조기술로 발전될 수 있을 것이다.