JPS6034196A - 光学活性トリプトファンの回収方法 - 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、不純物を含有する光学活性トリプトン１ノ溶
液、即ち、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際に、そ
こに含まれる夾雑不純物を除去して精製をより効果的に
行うために、半透膜列理と晶析法を組み合せた光学活性
トリプトフアンの回収方法に関するものである。

Ｌ−）リプトファンは、必須アミノ酸の一つであり、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−トリプトファンは、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、
酵素法等が行われている。化学合成法はラセミ体の光学
分割が必要である。発酵法、酵素法は直接光学活性トリ
プトファンを産生し得るが、これらのブロス中には、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
リプトファンを回収する工程及び操作は極めて煩雑で１
ある。

従来は、これらの夾雑不純物を除去する方法として、例
えば、トリプトファンを、陰イオン交換樹脂に吸着、溶
離し、更に陰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、限外濾過膜によって濾過
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上るところ
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、着色等の不純物と共に樹゛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たり、或は吸着ロス、溶ｍ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、打機溶媒等が使われるため
に副原料、廃液処理、エネルギー費が多大になる。

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かつ高品質の光学活性ト
リプトファ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ところの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、半透膜濾過を行い、次いでその濾液
をアルカリ性下において、酢酸又は酢酸水溶液中に添加
して光学活性トリプトファンを晶析することによって、
極めて収率より、シかも高品質の光学活性トリプトファ
ンを回収できることを見い出した。

即ち、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、濾液を必要により濃縮して
トリプトフアンのアルカリ水溶液の状態で酢酸又は酢酸
水溶液に徐々に添加しながら中和晶析を行うと、添加の
進行にともなってトリプトファンの超高と結晶成長が徐
々に進行し、光沢のある六角板杖の大きな結晶が得られ
る。

これわ中和晶析によるトリプトファンの超高ト結晶成長
の過程において高濃度の酢酸の存在が不純物による超高
および結晶成長の阻害作用を緩和しているものと考えら
れる。

これに対して、トリプトファンのアルカリ水溶液中に酢
酸又は酢酸水溶液を徐々に添加しながら中和晶析を行う
と、微絹な結晶の集合晶になり着色物質等の不純物混入
が多い。

例えば、半透膜を用いて濾過した濾液から濃縮晶析或は
、常法による中和晶析等で行った場合のトリプト７１ノ
結晶は、微細晶からなる集合粒献品となり、褐色をおび
て不純物゛を多く含有し、水に溶解すると不純物による
にごりを呈する。

また一方、半透膜を用いないで、遠心分離した上澄液の
アルカリ性濃縮液を、酢酸又は酢酸水溶液中へ添加しな
がら晶析したトリプトファン結晶は、同じ液から常法に
よって晶析した場合より純度より、着色、にごりが少い
。

しかるに、半透膜濾過と酢酸又は酢酸水溶液中へ添加す
る方式の晶析性を組み合せた場合は、顕著な晶析性状の
向上がみられた。即ち、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
って超高する微細晶の混入が殆どなくなり、粒度の揃っ
た厚みのある六角板吠の大きな結晶が得られるようにな
った。

その結果、晶析率は向上し、特に品分離性が極端に向上
したため、トリプトフッ／結晶の純度が極めでよ（、着
色、およびにごり物質を母液中へ容易に淘汰できるよう
になった。

この現象は、まさに半透膜濾過と、その濾液をアルカリ
性下において、酢酸又は酢酸水溶液中に添加する方式の
トリプトファン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り、これらの
うちで晶析阻害する物質が半透膜濾過で除去されること
によって、酢酸水溶液における中和晶析の過飽和分散と
結晶成長速度が丁度よくバランスして飛躍的な効果をも
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−）リブトラ１ンのブロス、又は酵素もし
くは微生物を用いて反応させたしおよびＤ−トリプトフ
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、光学活性トリプトフアンを分離取得する間
の工程におけるトリプトファン含有溶液であり、例えば
除菌液、濾過処理液、粗結晶母液、粗結晶溶解液、イオ
ン交換樹脂処理液等がある。

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
ルボン、ポリベンツイミダゾール系などがある。膜の形
式は、チューブ吠、平膜、スパイラル、中空糸状等が挙
げられる。分画分子■としては、５００〜１００　、０
００程度でよく、特に万両機能が５００〜２０　、００
０の範囲が効果的である。

手透ｖ、濾過を行う際の諸条件は、各々使用する股によ
って指定されている範囲でよい。特に注賃すべき点とし
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℃
以下で常温付近がよい。

また濾過残液中のトリプトファｙｆｉが多いと収率が下
るので、濃縮され濾過残液を水で稀釈して再濾過を繰り
返すとよい。

濾液の濃縮方法は特に問わない。例えば、加熱による減
圧濃縮、冷ＷｌｔｉＯ縮、逆浸透膜濃縮、或はこれらを
組み合せてもよい。その場合のｐＨは各濃縮法に適した
範囲で行えばよい。等電点（Ｐ　Ｈ５，９）付近でトリ
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。

トリプトファンのアルカリ水溶液のアルカリはＮａ０Ｉ
ｌ、ＫＯＨ，Ｌｉ０Ｈ１Ｎ＋−１４０Ｈ等いずれでもよ
く、その量はトリプトファンを溶解するのに十分な量が
あればよい。

トリプトファンのアルカリ水溶液のトリプトファン濃度
は約５〜４０％程度でよい。これより濃度か高いと粘性
が増して添加晶析がやりにくい。

濃度が低すぎると晶析液量が多くなってトリプトファン
の晶析率が下るのみならず、晶析液中の酢酸濃度が低下
するために不純物の淘汰性が悪くなる。

酢酸又は酢酸水溶液の量は多いほどトリプトファン結晶
の品質は向上するが、晶析率が下ることと酢酸消費量が
増す点においてあまり得策ではない。酢酸水溶液の酢酸
濃度は高いほどよい。好ましくは３０％以上がよい。こ
れより低くなると、トリプトファンは微細な結晶になり
品質が低下する。また、酢酸又はその水溶液の所要量は
、添加するべきトリプトファンのアルカリ水溶液の量と
アルカリ濃度とによって決まるものであり、その目安と
しては中和晶析終了時のｆ）　Ｈが２〜６程度がよい。

トリプトファンのアルカリ水溶液を添加して中和晶析を
行うときの温度は高い方が結晶性伏はよいが、あまり高
温になると晶析液の着色が増加する傾向がみられるので
好ましくは３０〜６０’Ｃ程度がよい。

添加速度は結晶成長に見合った程度が望ましく】〜５時
間程度でよい。

中和を終了したら徐々に冷却晶析を行い常温付近で熟成
したのち分離する。

取得した結晶中の酢酸を除去するには、分離結晶を水洗
浄したのち６０〜８０’Ｃで約１０〜２０時開栓度の減
圧乾燥すればよい。

以下実施例によって本発明方法を具体的に述べる。

比較例Ｉ Ｌ　−）　リプトフ７ン発酵液（特開１１１７５１３−
９２７９８＞に３５％ＨＣＩをｆ）　Ｈ３まで加えて遠
心分離した除菌液１０１に３ｏ％Ｎａ０ｆｌ溶液を　ｆ
）Ｈ１２，５；１７−加えて濃縮した。このａ相液１Ｂ
００ｇ　（）リプトフ７ノ含ｆｌＩＯ，６％）中へ、酢
酸を添加するときにより４５℃で２時間かけて　Ｐ）１
５．９まで中和晶析シた。これを２５℃まで冷却してか
ら遠心分離した結晶上に、水５００１を散布して洗浄し
た。これを７０　’Ｃで減圧乾燥してＬ−）リブトフ７
ン結晶４４５ｇを得た。純度９０．６％、収率７９．２
％、透過率１０％、　０．３μミリボア濾過して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１ｔに３ｏ％Ｎａ１ｌ溶液を１２
．５まで加えて濃縮した。この濃縮液１２３ｇ（）リブ
トス１ン含量　１３．７％）を酢酸４０曹Ｅ中へ添加す
ることにより４５℃で２時間かけて中和晶粧したのち２
５℃まで冷却した。析出結晶を遠心分離したのち、結晶
上に少量の水を噴霧して洗浄した。これを７０°Ｃで減
圧乾燥してｌ、−）リプトファン結晶　ｔ　ｅ　、ｏ　
ｇを得た。純度　９２゜８％、収率　８８．１％、透過
率２３％、　ｏ、３ｔｔミリボア濾過して７７％（比較
例１と同−条イク二で測定）。

比較例３ 比較例１で得た除菌液１０ｔを、旭イヒ成工業Ｇ４：Ｊ
限外−過モジュール　ＡＣＬ−１０１０（分画分子ｆｆ
１１３，０００）を用い、３５℃、圧力２　ｋｇ　／　
ｃＪにおいて濾過を行い、濾液が約９℃得られたところ
で、濾過残液に水６ｔを加えて稀釈し、これを濾過して
全濾液量　１５．７Ｊ！を得た。

こノｉａ液２１！に３０％Ｎａ０１１溶液をｆ）ＨＩ３
．５まで加えて濃縮した濃縮液２０２　ｇ　（）　Ｕプ
トフ１ノ含量　１０００％）中へ、酢酸を添カロするこ
とにより４５℃で２時間かけて　ｐ　Ｈ５，９まで中和
晶析した。これを２５℃まで冷却して゛から遠’Ｉ、１
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−）リブトファン結晶　１８
．１ｇを得た。　純度９３．７％、収率８０．８％、透
過率３４％、０．３μミリボア濾過して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２Ｉ！に３０％Ｎａ０１１溶
液をｐ）１１２．５まで加えて濃縮した濃縮液１３０ｇ
（トリプトファン含ｆｆ１１６．’１％）を酢酸５０　
ｍｌ中へ添加することにより比較例２と同様に晶析して
得たトリプトファン結晶は　１９．９　ｇであった。純
度９９．１％、収率９４．２％、透過率９０％（比較例
１と同一条件で測定）。

比較例４ 比較例１で得たＬ−）リプシフ１ン粗結晶５０ｇを水４
．５ｔに溶解し、余人■逆浸透チューブラーモジュール
　ＰＢ　Ｉ　Ｌ、　ＴＬ−２１５（ＲＯミニテスター　
Ｎ−ｍ型）を用い、３５℃、圧力２０　ｋｇ　／　ｃＪ
において濾過を行い、濾液が約４を得られたところで、
濾過残液に水２．５７！を加えて稀釈し、これを濾過し
て全濾液量６．４ｔを得た。

この濾液３℃に３０％ＮａＯＨ溶液をｐＨ１２，５まで
加えて８Ｉ縮した濃縮液１８６ｇ（トリプトファン含ｆ
ｆ１１１．０％）中へ、酢酸を添加することにより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　１７．２ｇを得た。純度９８．
４％、収率８２．８％、透過率６２％、０．３μミリボ
ア濾過して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３Ｉ！に３０％Ｎａ０ｌｌ
溶液をｐＨ１２，５まで加えて濃縮した濃縮液１４８ｇ
（トリプトファン含ｍｔ４．ｔ％）を５０％酢酸水溶液
１２０紅中へ添加することにより比較例２と同様に晶析
して得た結晶は　１９．７　ｇであった。

純度９９．６％、収率９３．８％、透過率９６％（比較
例１と同一条件で測定）。

特許出願人　味の素株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 不純物を含有する光学活性トリプトファン溶液から光学
   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、濾液をアルカリ性下において、酢酸又は
   酢酸水溶液中に添加して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。