JPH0466558B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、モラセスから、Ｌ−リジン（以下リ
ジンと略す。）を製造する方法に関する。 モラセスは、甘蔗糖あるいは甜菜糖等の製糖工業
に於て生ずる副生物であり、主として、シユーク
ロースを含んだ糖液であるが、糖の他に、多量の
夾雑物質を含んでいるため、糖を経済的に分離す
ることができず、現在ではＬ−グルタミン酸発
酵・リジン発酵あるいはアルコール発酵原料とし
て使用されている。 しかしながら、発酵原料として使用する場合で
あつても、やはり多量の夾雑物、特に塩類や着色
物が存在するため、発酵生産物を分離・精製する
上で、また廃液の処理の面からも大きなコスト負
担区なつている。リジン発酵液は、酸性条件下
で、カチオン交換樹脂にリジンを吸着させるプロ
セスによつて、分離精製が行われるが通常である
が、モラセス由来のカリウム、カルシウムなどの
夾雑カチオンが発酵液中に多量に存在するため、
強酸性下で樹脂処理せざるを得ない。即ち、周知
のようにリジンの如き塩基性アミノ酸は、PHによ
り、１価陽イオンと２価陽イオンになり得、２価
イオンが１価イオンよりイオン交換樹脂への吸着
能が強いので、夾雑カチオンが少ない場合は１価
イオンであるPH4.5で吸着させればよいのである
が、モラセス原料のリジン発酵液のように夾雑カ
チオンが多い場合は、夾雑カチオンを排除して吸
着させたるためには２価イオンであるPH２付近で
吸着させねばならない。 このため、吸着のための酸使用量、溶離のため
のアルカリの使用量、吸着廃液の中和のためのア
ルカリの使用量がいずれも大量となり、コスト負
担が大きいという欠点を有していた。 そこで、本発明者等は、モラセスを原料とする発
酵液を安価に分離・精製する方法を開発すべく
種々研究を重ねた結果、モラセスを陽イオン型カ
チオン交換樹脂を詰めた塔に通した後に該樹脂塔
に水も流し、糖を含む溶出液区分を採取すれば、
該糖溶出液区分中にはモラセス中に含まれていた
種々のカチオンが１種類のカチオンに置換され
か、又は除去されること、及び該糖溶出液区分を
発酵法によるリジンを製造するための炭素源とし
て用いれば、リジン発酵液中のリジンをカチオン
交換樹脂で分離・精製する際の酸及びアルカリの
使用量が大巾に低減できることを発見し、本発明
を完成するに至つた。 即ち、本発明はモラセスを陽イオン型カチオン
交換樹脂を詰めた塔に通した後に該樹脂塔に水を
流し、糖を含む溶出液区分を発酵法によりＬ−リ
ジンを製造するための炭素源として用いることを
特徴とするＬ−リジンの製造方法に関する。 本発明で使用するモラセスは、ケーンモラセス
又はビートモラセス等のモラセス類である。 本発明で使用するカチオン交換樹脂としては
「アンバーライトIR−120」、「ダウエツクス−50」
及び「ダイヤイオンSK−1B」等の強酸性カチオ
ン交換樹脂、「アンバーライトIRC−50」、「アン
バーライトXE−80」及び「ダイヤイオンWK−
11」等の弱酸性カチオン交換樹脂等があり、使用
に際しては、Ｈ型あるいはNH₄型にして使用す
る。NH₄型の場合は、処理したモラセスに移行
したNH₃は発酵培地として有効に利用される。
Ｈ型の場合は処理したモラセスのPHが低下する
が、NH₃で中和して使用に供すれば良い。 本発明においてモラセスを陽イオン型カチオン
交換樹脂を詰めた塔に通した後に、該樹脂塔に水
を流し、糖を含む溶出区分を採取するには、上記
カチオン型のイオン交換体を適当な大きさの樹脂
塔に充填しこの充填塔に、適当な糖濃度、例えば
10〜55ｇ／dlの希釈モラセスを供給した後に該樹
脂塔に水を流し、流出するイオン置換されたモラ
セスを回収すれば良い。操作温度は室温から90
℃、好ましくは50から80℃であり、供給速度は
0.5から5SV（溶出容量／樹脂容量×時）である。
イオン交換体のイオン交換容量を越え、流出する
モラセスに、他のカチオンの混入がイオン当量比
で１〜７％程認められた時点で、モラセスの供給
を中止する。イオン交換体は、再生すれば何度で
も使用でき、その再生方法は通常の方法で、再生
剤には何を用いても良い。 また、イオン交換樹脂処理に先だち超高速心分
離機例えばウエストフアリア製SAOH型等によ
つてモラセス中に含有される固形物、いわゆるス
ラツジを除去したり、リン酸あるいはリン酸塩類
を加え、濁りを除くと共にカルシウム塩類を除い
ておくと、イオン交換樹脂処理におけるイオン交
換体の負荷を軽減することができる。 上記の方法を用いてイオン置換されたモラセス
を、通常のリジン発酵に供することにより、無処
理のモラセスを使用した時に比べて発酵収率が飛
躍的に向上する。 このようにして得られた糖を炭素源として発酵
法によりリジンを製造するには、従来使用されて
いるリジン生産能を有する微生物のすべてが使用
でき、又この発明において使用される培地及び微
生物の培養条件も特殊なものではない。 従来知られているリジン生産能を有する微生物
としては、例えば以下のものがある。 ブレビバクテリウム・フラブムATCC21475、
ブレビバクテリウム・ラクトフアーメンタム
ATCC21798、ブレビバクテリウム・ラクトフア
ーメンタムFERM Ｐ−1944、コリネバクテリウ
ム・グルタミクムFERM Ｐ−1986 培地中に含まれる炭素源は本発明の方法で得ら
れた糖であるが、他に少量の他の炭素源、例えば
粗糖、澱粉酸又は酸素水解物等、を併用してもよ
い。 得られた発酵液を菌体含有のまま、あるいは適
当な方法で菌体を除去したのち、鉱酸でPHを２〜
５に調整する。しかるのちにカチオン交換樹脂に
吸着させ、適当な溶難剤で溶離することにより、
精製されたリジン溶液を得ることができる。 吸着に先立つて行なうPH調整のPHは、モラセス
の脱カチオンの程度によつて決定すれば良い。即
ち、カチオンが殆んど除去されている場合は、リ
ジンが１価のカチオンであるPH４〜５付近でよ
く、カチオンの除去率が低くなるに従つて、リジ
ンが２価のカチオンとなるPH２に近づけてゆけば
良い。 以上述べたごとく、モラセスの脱カチオンの程
度により、発酵液の樹脂処理の際に用うべき鉱酸
の量を削減することができる。 以下、実施例を説明する。 実施例 ビートモラセスあるいはケインモラセスに水を
加え、糖濃度を約50ｇ／dlに調整する。NH₄型
カチオン交換樹脂（「ダイヤイオンSK−1B」）
240mlを充填したカラム（30φ×300mm）のジヤケ
ツト温度を50℃に保持し、濃度調整したモラセス
を50℃に調整し、SV2（480ml／Hr）にて供給し、
充填カラムより流出したモラセスを500ml回収し
た。イオン交換樹脂処理したモラセスを原子吸光
及び高速液体クロマトグラフイーで、Na，Ｋ，
Mg，Ca，NH₃を分析した結果ビートモラセスに
ついてはイオン当量の97％が、ケインモラセスに
ついてはイオン当量の98％がNH₄ ⁺で置換されて
いた。 イオン交換樹脂処理の終了後、得られた処理モ
ラセスを糖濃度（シユークロース換算）45％に調
整し、その100mlを第１表に示す組成の塩類溶液
200mlと混合し夫々300mlのＬ−リジン発酵用培地
を調製した。

【表】 このようにして調製したリジン生産用培地300
mlを1.0容発酵槽に夫々張込み、115℃にて10分
間加熱殺菌した。これに予め培養したブレビバク
テリウム・ラクトフエルメンタムFERM−Ｐ−
1944を接種し、31.5℃にてPHをアンモニアガスに
て6.5に保ちつつ、通気撹拌下２日間培養した。 培養液中に蓄積したリジンの量及び対糖収率を
第２表に示す。

【表】 ケインモラセス〓
〓 有 4.20 28.0
〓 無 4.35 29.0
ビートモラセス〓
〓 無 4.50 30.0
得られた発酵液を、硫酸でPH２及び４に調整し
各々、カチオン交換樹脂（「ダイヤイオンSK−
1B」）に対するリジンの飽和吸着量を測定した。
その結果を第３表に示す。

【表】 なお本実施例と同一のビートモラセスあるいは
ケインモラセスをカチオン交換樹脂無処理のま
ま、同様の条件で発酵し、その発酵液の硫酸酸性
下におけるカチオン交換樹脂（「ダイヤイオンSK
−1B」）に対するリジンの飽和吸着量を第３表に
示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ モラセスを陽イオン型カチオン交換樹脂を詰
   めた塔に通した後に該樹脂塔に水を流し、糖を含
   む溶出液区分を発酵法によりＬ−リジンを製造す
   るための炭素源として用いることを特徴とするＬ
   −リジンの製造法。