Optimization of Lipase-Catalyzed Production of Structured Lipids from Canola Oil Containing Similar Composition of Triacylglycerols to Cocoa Butter

Synthesis conditions of cocoa butter equivalents were optimized using the response surface method (RSM) by interesterification of canola oil (Ca), palmitic ethyl ester (PEE), and stearic ethyl ester (StEE). The reaction was catalyzed by immobilized lipase (Lipozyme TLIM) from Thermomyces lanuginosa to produce structured lipids containing a composition of triacylglycerols similar to cocoa butter. Reaction conditions were optimized using D-optimal design with the three reaction factors of the substrate molar ratio of canola oil to palmitic ethyl ester and stearic ethyl ester (Ca : PEE : StEE=1:1:3, 1:1.66:5, 1:2:6, 1:2.33:7, 1:3:9, $X_1$), enzyme ratio (2~6%, $X_2$), and reaction time (30~270 min, $X_3$). The optimal conditions that minimized acyl-migration while maximizing 1-palmitoyl-2-oleoyl-3-stearoyl glycerol (POS), 1,3-distearoyl-2-oleoyl glycerol (SOS), and 1,3-dipalmitoyl-2-oleoyl glycerol (POP) were predicted, resulting in Ca : PEE : StEE=1:3:9, 6% of enzyme ratio, and 40 min of reaction time. The reaction product of structured lipids was synthesized again under the same conditions, showing 10.43 area% of acyl-migration, 25.31 area% of POS/PSO, 19.79 area% of SOS, and 11.22 area% of POP.

Canola Oil로부터 코코아버터와 유사한 Triacylglycerol 조성을 가진 재구성지질의 효소적 합성 최적화 연구

본 연구에서는 카놀라유(canola oil)를 이용하여 코코아버터 유사 재구성지질 합성의 최적조건을 연구하였다. 반응기질로는 카놀라유와 palmitic ethyl ester와 stearic ethyl ester를 이용하였으며, 효소는 Lipozyme TLIM을 사용하여 반응기질의 몰비율과 반응효소의 양, 반응시간을 독립변수로 하고, D-optimal 계획에 의한 반응표면분석에 따라 합성을 실시하였다. 반응을 통해 acyl-migration은 최소로 일어나며, POS 및 SOS, POP의 함량은 최대로 합성되는 조건을 최적화 조건으로 결정하였다. D-optimal 계획에 의한 반응표면분석을 실행한 결과, sn-2 위치 지방산 조성의 변화를 일으키는 acyl-migration($Y_1$)은 최소로 일어나고 POS($Y_2$)와 SOS($Y_3$), POP($Y_4$)는 최대로 일어나는 조건은 기질의 몰비율은 canola oil : palmitic ethyl ester : stearic ethyl ester=1:3:9이며, 반응효소의 양은 6%이고, 반응시간은 40 min이었다. 이와 같은 반응조건으로 합성된 재구성지질의 acylmigration(% of palmitic acid+stearic acid, $Y_1$)은 10.43%, POS($Y_2$)의 함량은 25.31%, SOS($Y_3$)는 19.79%, 그리고 POP($Y_4$)는 11.22%로 측정되었다.