In order to investigate quantitatively interesterification reaction, a HPLC condition was developed. For the model system composed of triolein and stearic acid as substrates, eight commercially available lipases were tested for their suitability for the reaction. Three fungal lipase preparations were found to be suitable. The hydrolytic activity of the commercial lipases was tested with olive oil and it was noted that there was no correlation between their hydrolytic and interesterification activities. Among the lipases tested, Mucor miehei lipase was chosen for further study because of its high protein content and its relatively high hydrolytic and interesterification activities, both of which are required for effective interesterification. The effect of water activity on the interesterification reaction was investigated. Interesterification activity was shown to be maximum at the water activity of 0.25. As the water activity of the lipase increased, hydrolysis of triglyceride was accelerated. At zero water activity, high conversion was achieved, although interesterification activity was relatively lower than that at the water activity of 0.25. A new and simple immobilization method was developed in order to render hydrophobicity to the lipase, and hence to improve the interesterification activity of the lipase. The lipase was immobilized covalently with glutaraldehyde or with six alkyl chains as spacers onto Florisil (magnesium silicate, an inorganic matrix). Interesterification activities of the immobilized lipase with the hydrophobic spacers were increased against that of free lipase. The increase of activity was up to 88 folds of the original activity of free lipase when the spacer was 7-aminoheptanoic acid. Relatively high stability of the immobilized lipase with 3-aminopropionic acid as a spacer was shown in a continuous packed bed column reactor with a half life of 97 days. And from the results of the productivity test, 44.5 mg-SOS/g-matrix/h was obtained. The solid fat content of fractionated interesterified product, which was come from interesterification of palm oil and stearic acid, was similar to the cocoa butter and its substiture.
에스테르 교환반응을 정량적으로 연구하기 위하여, HPLC 조건을 결정하였다. 기질로서 트리올레인과 스테아린산으로 구성된 모델계에 대하여, 여덟 종류의 상업적인 리파제를 이용하여 모델 에스테르 교환반응을 수행한 결과, 세종의 곰팡이 유래 리파제가 적당한 것으로 밝혀졌다. 올리브유를 이용한 가수분해 역가를 살펴본 바, 이들 리파제의 가수분해 역가와 에스테르 교환반응 역가 사이에는 어떠한 상관관계가 존재하지 않음을 보였다. 검색한 리파제들 중에서, 효율적인 에스테르 교환반응에 필수적인 단백질 함량, 가수분해역가, 에스테르 교환반응 역가가 높은 Mucor miehei 리파제를 선택하여 이후 실험을 수행하였다. 에스테르 교환반응에 미치는 수분활성도의 영향을 살펴본 결과, 최고치의 에스테르 교환 역가는 수분활성도 0.25에서 얻을 수 있었다. 리파제의 수분활성도를 증가 시킬수록 트리글리세리드의 가수분해가 빨라졌으며, 수분활성도 0에서는 에스테르 교환 역가는 수분활성도 0.25때보다 낮았으나 전환율이 높았다. 리파제에 소수성을 부여함으로써 에스테르 교환역가를 증가시킬 수 있는 새롭고 간단한 고정화 방법을 개발하였다. 무기질 담체인 마그네슘 실리케이트, 즉 프로리실 (florisil)에 리파제를 글루타알데히드로 직접, 혹은 여섯 종류의 직쇄상 탄화수소 스페이스를 이용하여 리파제를 고정화 시켰다. 고정화 리파제의 에스테르 교환역가는 유리상태의 리파제 때보다 증가하였고, 특히 7-아미노헵타노인산을 스페이스로 사용하였을 때는 88배의 역가 증가를 얻을 수 있었다. 고정화 리파제의 운전 안정성은 아주 높았으며, 3-아미노프로피온산을 스페이스로 사용한 고정화 리파제를 관형 반응기에 충진하여 연속반응을 시킨 경우, 반감기가 97일에 이르렀다. 또한, 생산성 실험결과 시간당, g-담체당 약 44.5mg의 1,3-포화-2-불포화 트리글리세리드를 얻을 수 있었다. 팜유와 스테아린산을 이용한 에스테르 교환반응 산물을 온도별로 분취하여 고형지 함량을 측정한 결과, 코코아 버터와 이의 대용지와 유사한 결과를 얻었다.
