JPH0678351B2 - ５′−ヌクレオタイド含有溶液の脱塩方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、５′−ヌクレオタイドと無機塩を含む水性溶
液からルーズな逆浸透膜を使用して５′−ヌクレオタイ
ドを濃縮し無機塩を効率的に除去する方法に関する。

５′−ヌクレオタイド、特に５′−イノシン酸及び５′
−グアニル酸は極めて強い呈味性を有している事から、
調味料としてその有用性が知られている物質である。

５′−ヌクレオタイドを製造する方法は、ヌクレオサイ
ドをトリアルキルリン酸エステル、ニトリル、有機アミ
ンなどの極性有機溶媒中でオキシハロゲン化リンと反応
させる方法（特公昭36−13579等）、酵母中に含まれる
核酸を加水分解する方法（特公昭41−12672）、糖を原
料として発酵により直接製造する方法（特公昭58−4631
9）などがある。工業的にこれらの方法によって５′−
ヌクレオタイドを安価に製造しようとする場合に、一旦
５′−ヌクレオタイドを分離した母液から蒸発等により
５′−ヌクレオタイドの濃度を高め母液中に残存する
５′−ヌクレオタイドを回収し工程内に循環して５′−
ヌクレオタイドの収率を向上させる方法を、多い場合に
は２回以上繰返す事が常套の手段として用いられる。し
かし乍ら、いずれの製造法でも反応液から５′−ヌクレ
オタイドを単離精製する過程で酸、アルカリを消費する
ために多量の無機塩を副生し、母液中に残存する５′−
ヌクレオタイドを回収する際に無機塩の析出が起り、高
収率で５′−ヌクレオタイドを回収することが困難とな
る。従って、反応液から高収率で５′−ヌクレオタイド
を取得するためには、副生した無機塩を何らかの方法に
より効率的に除去することが必要となる。

従来、脱塩方法としては（１）イオン交換樹脂を用いる
方法、（２）合成吸着剤や活性炭などの吸着剤に５′−
ヌクレオタイドを吸着させ共存する塩を非吸着物として
貫流した後、吸着した５′−ヌクレオタイドをアルカリ
やメタノール等の極性溶剤で溶離する方法、（３）電気
透析による方法等が知られている。

これらの方法は、溶離や再生の際に多量の副原料を消費
し、更に繁雑な操作となるために、装置費が嵩む事
（（１）及び（２）法）、又は５′−ヌクレオタイドの
様に有価物が電解質の場合には、脱塩と同時に有価物も
透析され、有価物の回収率が著しく低下すること
（（３）法）などの欠点を有していた。更に、いずれの
方法でも得られる脱塩液が希薄になるために、脱塩の有
価物の回収に多大のエネルギーを消費して濃縮を行うこ
とが必要となり、回収コストが嵩むと言う欠点もあっ
た。

本発明者等は、上述の欠点を克服するために共存する無
機塩を効率的に除去すると共に同時に５′−ヌクレオタ
イドを濃縮する方法を種々検討した結果、ルーズな逆浸
透膜の使用により上述の欠点を克服できることを見出し
た。即ち、ルーズな逆浸透膜を使用して低分子物質と高
分子物質を分離出来ることは知られているが（特開昭58
−175438、特開昭59−156402等）、発明者等はNaClの阻
止率が20〜80％でかつ５′−イノシン酸ジナトリウムの
阻止率が95％以上の特性を有するルーズな逆浸透膜を用
い、塩濃度及び５′−ヌクレオタイドの濃度が一定濃度
以上の溶液を上記逆浸透膜を用いる逆浸透処理に付する
ことにより共存する無機塩を効率的に除去し同時に５′
−ヌクレオタイドを効率的に濃縮できることを見出し、
本発明を完成するに至った。

本発明によれば、５′−ヌクレオタイドの生成反応液か
ら５′−ヌクレオタイドを単離精製する際に排出せられ
る多量の無機塩を含む５′−ヌクレオタイドの分離母液
から、高率にしかも高濃度の５′−ヌクレオタイドの脱
塩液を得る方法が提供され、工業的規模での５′−ヌク
レオタイドの製造において従来法の欠点であった副原料
の消費や蒸気等のエネルギー消費が大巾に削減でき、し
かも高収率に且つ簡便に５′−ヌクレオタイドの回収が
可能となり、大巾な製造コストの低減に貢献できる。更
に操作温度が低温であるために、５′−ヌクレオタイド
の分解を抑制でき、分解生成物による５′−ヌクレオタ
イドの品質低下の防止にも寄与できる。

本発明方法の対象となる無機塩を含む５′−ヌクレオタ
イド溶液は、５′−イノシン酸、５′−グアニル酸等の
５′−ヌクレオタイドを工業的に製造する際に生ずるも
のである関係上、無機塩はNaClが主体であり、５′−ヌ
クレオタイドとしては５′−イノシン酸、５′−グアニ
ル酸、および／又は５′ーアデニル酸、或いはヌクレオ
サイドのジリン酸、トリリン酸等を含むものであって、
NaClが１％から飽和濃度、好ましくは5g/dlから飽和濃
度でかつ５′−ヌクレオタイドが0.01〜40g/dl、好まし
くは２〜35g/dlである溶液である。

又、後述するが、塩やヌクレオタイド類の濃度が高い
程、効率的にヌクレオタイドを濃縮しつつ塩を分離する
ことが見出されて本発明を完成したが、上記範囲外の低
濃度領域の場合には両者の分離効率が低下するので効率
的な濃縮、脱塩が達成出来なくなる。濃縮だけを目的と
するならば低濃度領域でも省エネルギー濃縮法としては
工業的に有利な濃縮方法となり得る。又、このような低
濃度の対象液の場合は通常知られている逆浸透膜で、塩
とヌクレオタイドの両方を上述した適性な濃度範囲まで
濃縮しておき、その後、後述するルーズな逆浸透膜で脱
塩・濃縮するのが好ましい。

本発明に使用されるルーズな逆浸透膜は、酢酸セルロー
ス系、ポリアミド系、ポリベンズイミダゾール系、ポリ
スルホン系などのものを圧力56気圧、温度25℃において
NaCl及び５′−イノシン酸ジナトリウム7.5水和物の混
合溶液であって両溶質の濃度がいずれも3.5g/dlである
ものを逆浸透処理したときのNaClの膜阻止率20〜80％で
かつ５′−イノシン酸ジナトリウム7.5水和物の阻止率9
5％以上、好ましくは98％以上になるように調整された
ものであり膜の材質を問うものではない。ここに阻止率
（％）は次の定義による。

前述のようにルーズな逆浸透膜を用いた場合低分子物質
と高分子物質を分離出来ることは知られているが、NaCl
の阻止率に関し鋭意検討した結果、同一膜でも塩濃度の
大小によって阻止率が大きく変化することを発見し、こ
れを用いて高濃度の無機塩を含む溶液から効率的に脱塩
する方法を見出した。塩はその分子量が100程度以下のN
aCl、KCl、NH₄Clなどが脱塩されやすいが、分子量が100
以上のCaCl₂、ZnCl₂、FeCl₃、リン酸塩、硫酸塩などの
塩は透過性が悪くなり効率的な脱塩が困難となるので、
このような塩が本発明の被処理液に混入するような工程
を採用することは好ましくない。

５′−ヌクレオタイドの濃度を高めることにより更にNa
Clの脱塩率を高める効果のあることを発見した。このこ
とは更に濃縮液の中から５′−イノシン酸ジナトリウム
を効率よく回収することに継げることができる。

更におどろくべきことに、従来はpHを高くすると透過速
度が上昇し阻止率が低下することが知られているが（化
学技術誌MOL昭60年12月号「高分子分離膜モジュール性
能変化の原因とその防止法」）、本発明の対象液の場合
はpHの上昇によって透過速度が低下し５′−ヌクレオタ
イドの阻止率は向上すること、中性の塩の阻止率はあま
りpHの影響を受けないことが見出された。この発見を用
い適切はpHを選択することにより、５′−ヌクレオタイ
ドと低分子塩を効率よく分離できることが明らかとなっ
た。即ちpHは３〜12、好ましくは５〜11である。

又圧力によっても特異な挙動を示すことを発見した。即
ちルーズな逆浸透膜の場合、NaClの如き低分子は圧力の
増加に伴う阻止率の変化は小さいが、ヌクレオタイドは
圧力の増加と共に阻止率が向上することが発見され、よ
り高圧で操作するほど透過速度の向上とあいまって低分
子塩と核酸とをより効率的に分離できることが明らかと
なった。即ち圧力は10〜70気圧であってこれより低圧で
は５′−ヌクレオタイドの阻止率の低下、および処理能
力の低下等の不都合がある。

温度は５〜60℃、好ましくは20〜40℃でこの範囲外で
は、５′−ヌクレオタイドの阻止率の低下や基質の分解
が起り易く、低温だと結晶の析出等の不都合が起る。も
っともpH、圧力、温度はともに膜の材質のこれらに対す
る耐用の範囲でなければならないことはもちろんであ
る。また膜の耐用の範囲で有機溶媒、例えば、メタノー
ル、エタノール、トリアルキルリン酸酸エステルが混入
してもよい。

なお、本発明によって無機塩の除去された５′−ヌクレ
オタイド溶液から、目的とする５′−ヌクレオタイドを
回収するには通常の方法でよい。

以下、実施例によって本発明を詳述するが、実施例で使
用する膜の性能定義としてのNaClおよび５′−イノシン
酸ジナトリウムの各阻止率は前述と同じく、圧力56気
圧、温度25℃においてNaClおよび５′−イノシン酸ジナ
トリウム7.5水和物の混合溶液であって両溶質の濃度が
いずれも3.5g/dlであるものを逆浸透処理に付したとき
の である。

また である。

実施例１ ヌクレオタイド5g/dl、ヌクレオサイド0.1g/dl、NaCl17
g/dl、リン酸ソーダ（Ｐとして）0.6g/dl、を含有する
水性溶液をNaCl阻止率30％で５′−イノシン酸ジナトリ
ウム阻止率99％のルーズな逆浸透膜を用いて、pH＝７、
圧力60気圧、温度30℃で非透過液を元の原料液に循環混
合しつつ行う方式での逆浸透処理に付して脱塩濃縮を行
なった。非透過液中のヌクレオタイドの濃度が高まるこ
とによってヌクレオタイドの阻止率が向上しかつNaClの
阻止率は30％から０％に低下したことによって効率よく
脱塩、濃縮することができた。結果を表１に示す。

参考例１（pHの影響） ヌクレオタイド6.5g/dl、ヌクレオサイド0.2g/dl、NaCl
17g/dl、リン酸ナトリウム（Ｐとして）0.6g/dl等を含
有する原料液を温度30℃、圧力40気圧でNaCl阻止率35
％、５′−イノシン酸ジナトリウム阻止率97％のルーズ
な逆浸透膜を用いる逆浸透膜処理に付した。透過液、非
透過液共元の原料液に循環混合しつつpHを変化させて脱
塩、濃縮を行なった。結果を表２に示す。

表２より無機塩を含むヌクレオタイド溶液の逆浸透処理
による脱塩濃縮が逆浸透処理のpHによって影響されるこ
とが理解されよう。

参考例２（圧力の影響） ヌクレオタイド4.5g/dl、ヌクレオサイド0.3g/dl、NaCl
16.4g/dl、リン酸ナトリウム（Ｐとして）0.6g/dl等を
含有する原料液を温度30℃、pH＝６に調整し、実施例１
で使用したと同一の膜を使用する逆浸透処理に付した。
透過液、非透過液共に元の原料液に循環混合しつつ圧力
を変化させて脱塩濃縮を行なった。

結果を表３に示す。

表３より無機塩を含むヌクレオタイド溶液の逆浸透処理
による脱塩濃縮が逆浸透処理の圧力によって影響され特
に高圧下に於いて透過速度およびヌクレオタイドの阻止
率が向上し且つNaClが効率よく脱塩できることが理解さ
れよう。

実施例２ ヌクレオタイド8g/dl、ヌクレオサイド1g/dl、NaCl25g/
dl、リン酸ソーダ（Ｐとして）0.5g/dl等を含有する水
性溶液を実施例１で使用したと同一の膜を使用する逆浸
透処理に付した。処理条件は、pH＝10、圧力40気圧、温
度35℃で非透過液を元の原料液に循環混合しつつ脱塩濃
縮を行なった。非透過液中のヌクレオタイドの濃度が高
まることによってNaClの濃度が3.5g/dl時には阻止率が3
0％なのが、本実施例の如くNaClが25g/dlと高いと、NaC
lの濃度は透過液中の方が非透過液中より濃くなり、NaC
lの阻止率は−43％に低下し、効率よく脱塩濃縮するこ
とが出来た。

結果を表４に示す。

実施例３ ヌクレオタイド20g/dl、ヌクレオサイド0.2g/dl、NaCl1
5g/dl、リン酸ソーダ（Ｐとして）0.7g/dl、トリアルキ
ルリン酸エステル1.5g/dlを含有する溶液をNaCl阻止率2
0％で５′−イノシン酸ジナトリウム阻止率99.5％のル
ーズな逆浸透膜を使用する逆浸透膜処理に付した。処理
条件はpH＝10、圧力40気圧、温度40℃で非透過液を元の
原料液に循環混合しつつ濃縮を行なった。

結果を表５に示す。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】NaCl濃度が5g/dlから飽和濃度でかつ５′
   −ヌクレオタイド濃度が2g/dl〜35g/dlである無機塩を
   含むpHが３〜12の５′−ヌクレオタイド溶液をNaClの阻
   止率が20〜80％でかつ５′−イノシン酸ジナトリウムの
   阻止率が95％以上のルーズな逆浸透膜を用いて逆浸透処
   理に付することを特徴とする該溶液から無機塩を除去す
   る方法。
2. 【請求項２】pH5〜11において逆浸透処理を行うことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
3. 【請求項３】圧力10〜70kg/cm²において逆浸透処理を行
   うことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
   載の方法。