JPS6027394A - 光学活性トリプトフアンの回収方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、発酵液又は酵素反応液、およびそれらの中間
工程液から光学活性トリシトファンを回収する際に、そ
こに含まれる夾雑不純物を除去して精製をよシ効果的に
行うために、半透膜処理と晶析法を組み合せた光学活性
トリプトファンの回収方法に関するものである。

Ｌ−）リプトファンは、必須アミノ酸のｉつであシ、人
体又は家畜の栄養源として有用である。

これらに用いるＬ−）リプトファンは、品質の高いもの
が要望されている。

トリプトファンの製造法としては化学合成法、発酵法、
酵素法尋が行われている。化学合成法はラセ ｄミ体の光学分割が必要である。発酵法、酵素法は直接
光学活性トリシトファンを産生じ得るが、これらのプロ
ス中には、多量の夾雑物及び色素類を含んでいるために
、そこからトリシトファンを回収する工程及び操作は極
めて煩雑である。

従来は、これらの夾雑不純物を除去する方法として、た
とえばトリシトファンを、陰イオン交換樹脂に吸着・溶
離し、更に陽イオン交換樹脂に吸着・溶離してから晶析
する方法（特開昭５３−１１１０６１）、或いは、トリ
プトファン粗結晶の溶解液を非イオン交換樹脂に接液処
理して不純物を吸着させたのち、限外濾過膜によりて濾
過処理を行ってから晶析する方法（特開昭５８−８９５
　）等がある。

しかしながらトリプトファンは分子構造によるところの
特異な親和力を持つために樹脂と強い分子吸着を示す性
質があるので、着色尋の不純物と共に樹脂に吸、脱着す
る傾向があって、これらの不純物を分離するためには樹
脂工程操作が複雑化しｆｃシ、或いは吸着ロス、溶離残
ロスなどの大きなロスを伴なってくる。又樹脂工程では
多くの水、酸、アルカリ、有機溶媒等が使われるために
副原料、洗液処理、エネルギー費等が多大になる。更に
晶析においても光学活性トリプトファン結晶は着色等の
不純物を吸着して結晶形が乱れ易くしかも集合晶を形成
して結晶の間隙に不純物を多く包含し易いことなどから
樹脂を用いないで高収率且つ高品質の光学活性トリシト
７アンを得る方法は知られていない。

本発明者らは、イオン交換樹脂等の樹脂工程を含まない
光学活性トリプトファン回収プロセスを検討した結果、
不純物を多量に含む発酵液又は酵素反応液、およびそれ
らの中間工程液から光学活性トリシトファンを回収する
に際し、半透膜濾過を行い、次にその炉液から光学活性
トリプトファン１ナトリウム５水和物結晶を晶析するこ
とによって、極めて収率よく、シかも高品質の光学活性
トリゾトファ／を回収できることを見い川した。

す力わち、発酵液又は酵素反応液、およびそれらの中間
工程液を半透膜を用いて濾過し、涙液を濃縮してアルカ
リ性下島イオンを存在させると光学活性トリプトファン
１゜ナトリウム５水和物結晶が析出する。この結晶は着
色物質等の不純物との吸着親和性が極めて小さく、シか
も液性はアルカリ性であるために不純物は溶解し易く母
液へ抜くことができる。

たとえば、半透膜を用いて濾過したｐ液から遊離の一学
活性トリプトファン結晶を晶析した場合の一晶は、微細
晶からなる集合粒状晶となシ、褐色を□おびて不純物を
多く含有し、水に溶解すると不溶１物によるにごシを呈
する。また−万半透膜を用いないで遠心分離した上澄液
から光学活性トリプトフチ／１ナトリウム５水和物結晶
を晶析した場合は同じ液から遊離の光学活性トリシトフ
ァン結晶を晶析しｆｃ場合よシ純度がよく、着色、にご
シが少ない。

しかるに、半透ｍ濾過と光学活性トリプトファン１ナト
リウム５水和物晶析を組み合せた場合は、極端な晶析性
状の向上がみられた。、すなわち結晶の成長性がよくな
って過飽和の解消がスムースに行われるので、過大な過
飽和によって起晶する微細晶の混入が殆んどなくなシ、
粒度の揃りた大きな結晶が得られるようになった・更に
晶析所要時間も短縮された上、晶析部は向上し、結晶の
分離性も極端に向上した。その結果、純度が極めて高く
、着色およびにご多物質を殆んど含まない結晶が得られ
るようになった。

この現象は、まさに半透膜濾過と光学活性トリプトファ
ン】ナトリウム５水和物晶析との組み合せによる相乗効
果と考えられる。発酵液等由来の不純物の中には溶存蛋
白、色素、副生物、分解生成物などを多く含んでおシ、
これらのうちで晶析阻害するｖ！Ｊ質が半透膜濾過で除
去されることによって、光学活性トリプトファン１ナト
リウム５水和物結晶のもつ優れた性状が出現し、飛躍的
な効果をもたらしたものと推定される。

本発明でいう発酵液又は酵素反応液とは、微生物を用い
て発酵したＬ−）リプトファンのプロス、又杜酵素もし
く線機生物を用いて反応させたＬおよびＤ−）リプトフ
ァンの反応液をいう。中間工程液とは、発酵液又は酵素
反応液から、光学活性トリシトファンを分離取得する間
の工程におけるトリシトファン含有溶液であシ、たとえ
は、除菌液、ｐ過処理液、粗結晶母液、粗結晶溶解液、
イオン交換樹脂処理液尋がある。

半透膜とは、限外濾過および逆浸透濾過に使用される通
常の半透膜素材のものでよい。例として、ポリアミド、
ポリアクリロニトリル、セルローズアセテート、ポリス
ルホン、ポリベンツイミダゾール系などがある。換の形
式は、チューブ状、平膜、スノＪ／イラル、中空来秋等
が皐けられる。分画分子量としては、５００〜１００，
０００程度でよく、特に分画機能が５００〜２０，００
０の範囲が動床的である。

半透膜濾過を行う除の＃１ν条件は、各々使用する膜に
よって指定されている範囲でよい。特に注意すべき点と
しては、温度が高いところで長時間にわたると、処理液
の着色が増大する傾向がみられるので、好ましくは６０
℃以下で常温附近がよい。

また済過残液中のトリプトファン量が多いと収率が下る
ので、演縮された濾過残液を水で稀釈して再ｐ過を繰返
すとよい。

Ｐ液の濃縮方法は特に問わない。たとえに、加熱による
減圧濃縮、冷凍濃縮、逆浸透膜濃縮、或いはこれらを組
み合せてもよい。その場合の−は各濃縮法に適した範囲
で行えばよい。等電点（ｐＨ５，９）附近でトリプトフ
ァンの結晶が析出して支障をきたす場合は、酸又はアル
カリの溶液として濃縮してもよい。

光学活性トリシトファン１ナトリウム５水和物れたもの
である。

（１）元素分析二表１の通シ 表　１ ０　５８．４１１　５７．７０％ Ｈ４，９０４，７８ Ｎ　１２．３８　１２．２５ ０　１４．１５　１４．５３ Ｎａ　１０．１６　１０．７４ （２）融点：４５℃で流動化、５５℃で融解開始、７０
℃で完全融解。

（３）示差熱分析：昇温２に７ｍ１ｎ、　４６℃〜３０
゜℃で測定。

４６℃〜７８℃　３）ｔ２０離脱　吸熱反応７８℃〜１
１４℃　２Ｈ２０離脱（無水化）　吸熱反応２２６℃〜
　分解開始（炭化）　発熱反応（４）　比旋光度：〔α
）”＝＋２．３　（Ｌ−トリプト７アン１ナトリウム５
水和物としてＣ＝２．Ｈ２Ｏン（５）Ｘ線回折：Ｃｕ−
に、−Ｘ線による粉末Ｘ線回折ノ９ターンは、次の位ｔ
（２θ（度））に強いピークが見られた。４．１．１０
．８．１１．９．１５．９゜１６．２．２７．１および
３２．６゜ （６）溶媒に対する溶解性：水、エタノールに易溶、ア
セトンに難溶。

（７）呈色反応二ニンヒドリン反応は赤紫色。

（８）水溶液の液性：強アルカリ性。

（９）結晶形：板状晶。ただし、晶析方法、溶液状態に
よって柱状に近くなることもあル、厚みも変化する。

因に、本発明のトリプトファン塩結晶は、既知の遊離の
トリットファン結晶に較べて晶癖がよく、高純度に得ら
れるので、例えは、着色のあるトリシトファン結晶の精
製に本発明の方法が使用され得るし、また、本発明のト
リットファン塩結晶は単なる中和によって高純度の光学
活性トリシトファン結晶とすることもできる。

このような光学活性トリプトファン１ナトリウム５水和
物結晶はｐｉ−１１０，９以上で析出する。Ｎａイオン
の量は、溶液中のトリプトファンに対するＮ＆イオンの
モル比として１以上、好ましくは２〜５程度がよい。こ
れ以上加えても、結晶取得証はあまシ増えないので、ア
ルカリの浪費となり得策でない。

Ｎａイオン源およびＰ１″Ｎ調節剤としては、通常Ｎａ
ＯＨが用いられるが、ｋｈｃＬｅ　Ｎａ２Ｓ０４ｍ酢酸
ナトリウムなどのＮａ塩とＫＯＨ，ＬイＯＨ，＃４０Ｈ
などのアルカリを併用してもよい。またＮａＯＨを使用
するときでも、ＮａＯＨの量が多いほど晶析藁は易いの
で、ＮａＯＨを少くした場合ＮａＣ４Ｎａ２ＳＯ４など
の塩類を共存させてＮａイオンの共通イオン効果によシ
晶析率を上げることもできる。

晶析は冷却晶析によるのが好都合である。たとえば、溶
液を３０〜５０℃付近から徐冷しガから飽和濃度に達し
たら必要によシ種晶を加えて更に冷却し、０〜３０℃付
近で分離する・この結晶は室温において風乾すると脱水
して無水物に変シ易いＯ 分離した光学活性トリプトファン】ナトリウム５水和物
結晶は、水に溶解して塩酸尋の酸で中和晶析することに
よって、光学活性トリットファン結晶を得ることができ
る。

以下実施例を示す。

参考例Ｉ Ｌ−）リゾトファン１０２．１１１及びＮａＯＨ５０ｇ
を水１９０ゴに４０℃で溶解したのち、放冷しながら１
９℃まで攪拌晶析した。

２０時間後に晶析スラリーを遠心分離して、結晶１３３
ＩＩを得た。収率８４．０％。分析値は懺１に示した。

比較例】 Ｌ−）リゾドアアン発酵液（％開昭５６−９２７９６）
に３５ＳＨＣ１ｆｒ：ＰＨ３まで加えて遠心分離した除
菌液１０Ａ！に３０％ＮａＯＨ溶液を−（１２，５まで
加えて濃縮した。この濃縮液１．６００　＃　（）　Ｉ
Ｊプトファ／含ｉ１０．６％）中へ、酢酸を添加するこ
とによシ４５℃で２時間かけてｐ）１５．９まで中和晶
析した。

これを２５℃まで冷却してから遠心分離した結晶上に、
水５００ｄを散布して洗浄した。これを７０℃で減圧乾
燥してＬ−）リゾトファン結晶４４５１１を得た。純度
９０．６％、収率７９．２％、透過率１０％、０．３μ
ミリポアｒ過して４３％（透過率測定条件：Ｃ＝１、水
、４３０ｎｍ）比較例２ 比較例１で得た除菌液１１に３０％ＮａＯＨ溶液をｐＨ
１２，５まで加えて濃縮した。この濃縮液１］０ＩＩ（
）リプトファン含量１５．４％）を４０℃から５℃まで
２５時間かけて冷却晶析した。

析出した結晶を遠心分離したのち、少量の冷水を噴霧し
て洗浄した。得られたトリプトファンナトリウム塩結晶
は２２．５ｇであった。トリシトファン含量６０．８チ
、純度９３．５チ（脱水後Ｌ−）リットファン１ナトリ
ウムとして）、収率８０．７チ、透過率８２％。（透過
率測定条件：Ｌ−）！ＪブトファンとしてＣ＝１、水、
４３０　ｎｍ　）比較例３ 比較例１で得た除菌液１０１を、無化成工業■限外濾過
モジュールＡＣＬ　−１０１０Ｃ分画分子量１ａ、ｕｏ
ｏ）を用い、３５℃、圧力２ゆ／ｃｒｎ２において濾過
を行い、Ｆ液が約９ノ得られたところで、濾過残液く水
６１１を加えて稀釈し、これを濾過して全ｐ液量１５．
７１を得た。

このＰ液量１に３０　％　Ｎａ０Ｉ（溶液をｐＨ１２，
５まで加えて濃縮した濃縮液２０２ｊｌ（）リプトファ
ン含ｆｔ１ｏ、４％）中へ、酢酸を添加することによシ
４５℃で２時間かけてｐＨ５，９まで中和晶析した。

これを２５℃まで冷却してから遠心分離した結晶上に少
量の水を噴霧して洗浄した。これを７０℃で減圧乾燥し
て、Ｌ−トリプトファン結晶１８．１ｇを得た。純度９
３．７％、収率ｓｏ、ｇチ、透過率３４％０．３μミリ
Ｉア炉遇して６２％（比較例１と同一条件で測定） 実施例１ 比較例３で得た限外濾過液２１に３０％ＮａＯＨをｐ！
１１２．５まで加えて濃縮した濃縮液１３３Ｉｉ（トリ
ットファン含量１５．８％）から比較例２と同様にして
得たトリプトファンナトリウム塩結晶は３０．８．９で
あった。トリプトファン含量６３．２チ、純度９８．１
％（脱水後Ｌ−）リットファン１ナトリウムとして〕、
収率９２．７％、透過率９゜チ。（比較例２と同一条件
で測定） 比較例４ 比較例１で得たＬ−）リプトファン粗結晶５０ｇを水４
．５１に溶解し、帝人（株）逆浸透チューブラ−七ジュ
ールＰＢＩＬ、　ＴＬ−２１５（ＲＯミニテスターＮ−
１１型）を用い、３５℃、圧力２０　ｋｇ／ｃｍ２にお
いて濾過を行い、Ｆ液が約４１得られたところで、濾過
残液に水２．５１を加えて稀釈し、これを濾過して全ろ
液量６，４１を得た。

この炉液３１に３０％ＮａＯＨ溶液をｐ）１１２．５ま
で加えて濃縮した濃縮液１８６＃（）リプトファン含量
１１．０％）中へ、酢酸を添加することによシ４５℃で
２時間かけてｐ）ｉ　５．９まで中和晶析した。

これを２５℃まで冷却してから遠心分離した結晶上に少
量の水を噴霧して洗浄した。これを７０℃で減圧乾燥し
て、Ｌ−）リプトファン結晶１７．２ｇを得た。純度９
８．４％、収率８２．８係、透過率６２％、０．３μミ
リポアシ過して７１％（比較例１と同一条件で測定） 実施例２ 比較例４で得た逆浸透濾過液３ノにＮａＯＨ７１および
ＮａＣＬ５１を加えて溶解したのち濃縮した。この濃縮
液’１６１１Ｃ）リプトフγノ含量２６．８％）ｔ−３
０℃から５℃まで１０時間かけて冷却晶析してから遠心
分離し、結晶上に少量の冷水を噴霧して洗浄した。得ら
れたし一トリプトファンナトリウム塩結晶は２９．９Ｆ
であった。トリプトファ／含量６３．７％、純度９９，
４チ、（脱水後Ｌ−）リットファン１ナトリウムとして
）、収率９３．３％、透過率９８％、（比較例２と同一
条件で測定）特許出願人　味の紫株式会社 Ｃ，ＱＣ，−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発酵液又は酵素反応液、およびそれらの中間工程液から
   光学活性トリプトファンを回収するに際し、半透膜を用
   いて濾過を′行い、Ｆ液から光学活性トリプトファン１
   ナトリウム５水和物結晶を晶析分離することを特徴とす
   る光学活性トリプトファンの回収方法。