BR112014005784B1

BR112014005784B1 - Processo para a produção de aminoácidos

Info

Publication number: BR112014005784B1
Application number: BR112014005784-2A
Authority: BR
Inventors: Hiromu Yoshiura; Hiroshi Nagano
Original assignee: Kyowa Hakko Bio Co., Ltd.
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2019-07-16
Also published as: BR112014005784A2; EP2757089A1; CN103889946A; US9227916B2; US20140228593A1; JPWO2013039094A1; JP6047095B2; WO2013039094A1; CN103889946B; EP2757089A4; EP2757089B1

Abstract

resumo patente de invenção: "processo para a produção de aminoácidos". a presente invenção refere-se aos grânulos de l-valina, os quais são produzidos por meio da adição de ácido l-glutâmico, a uma solução aquosa contendo l-valina de modo que a quantidade de ácido l-glutâmico seja de 0,5 % em peso ou mais em relação à l-valina, a dissolução do ácido l-glutâmico, em seguida, ajustando o ph da solução aquosa a um nível de ácido e, em seguida, a cristalização de l-valina.

Description

[001] A presente invenção refere-se a um processo para a granulação de L-valina.

Técnica Antecedente [002] Quando se diz respeito à produção de um aminoácido por meio de um método de fermentação, o aminoácido que se acumulou na cultura é recuperado geralmente como um sólido. Exemplos de métodos para a recuperação de um sólido incluem um método que compreende a remoção de células microbianas a partir da cultura, passando-se o resíduo através de uma coluna de resina ou similar, com a finalidade de remover as impurezas preparando-se assim uma solução em bruto, a realização de condensação ou similares para precipitar o aminoácido na forma de cristais, e, em seguida, separar os cristais a partir da solução (a seguir referido como a separação sólido - líquido) com a finalidade de recuperar o aminoácido na forma de cristais.

[003] No entanto, os cristais que são, por exemplo, em flocos ou em forma de pó fino tem uma adequação pobre para separação sólidolíquido e a necessidade de um cristal de tempo de secagem prolongado devido à forma do mesmo, e há casos em que a qualidade do produto e custo de produção são afetados de maneira considerável. Além disso, esses cristais que são em flocos ou em forma de pó fino tem um baixo peso específico e são volumosos. Dessa maneira, não somente a pequena quantidade dos cristais pode ser embalada em recipientes que têm uma certa capacidade de embalagem assim como a mesma não é eficaz do ponto de vista do transporte, mas também há a possibilidade de que a quantidade de cristais utilizáveis em produtos finais seja limitada.

[004] Exemplos de métodos para evitar tais deméritos incluem

2/8 um método em que o aminoácido a ser obtido é recuperado na forma de grandes cristais de uma solução contendo o aminoácido. O documento de patente 1 descreve uma técnica na qual, quando um aminoácido de interesse é cristalizado depois da adição de cristais de semente de aminoácido, o tamanho dos cristais de aminoácidos que são de forma a se separar pode ser controlado por meio do ajuste do diâmetro das partículas e da concentração dos cristais de semente. O documento de Não - patente 1 descreve os fatos de que o aparecimento de cristais de L - isoleucina é alterado por meio da adição de L - alanina e que os grânulos de L - isoleucina são obtidos, dependendo da quantidade de aditivo de L - alanina.

[005] No entanto, nenhum dos dois documentos descreve ou sugere uma característica que os grânulos de L-valina podem ser adquiridos através da adição de ácido L-glutâmico a uma solução aquosa contendo L-valina.

Documentos da Técnica Anterior

Documento de Patente

Documento de Patente 1 : Publicação Internacional WO 2006 / 109830, panfleto

Documento de Não Patente

Documento de Não Patente 1 : J. Chem. Eng.. Dados, 53, 2801 a 2806, 2008

Sumário da Presente Invenção

Problema a ser resolvido por meio da invenção [006] L-valina é purificada como grânulos dos mesmos a partir de uma cultura que contém L-valina. A granulação melhora a adequação para a separação sólido - líquido e permite que a L- valina com um elevado peso específico venha a ser adquirida

Meios para resolver os problemas [007] A presente invenção refere-se a um processo des3/8 crito a seguir em (1) a (4).

(1) Um processo para a produção de grânulos de L-valina, que compreende a adição de ácido L-glutâmico a uma solução aquosa contendo L-valina, para que a quantidade de ácido L-glutâmico seja de 0,5 % em peso ou mais em relação ao L-valina, dissolvendo o ácido Lglutâmico, em seguida ajustando o pH da solução aquosa a um nível de ácido e, em seguida, a cristalização de L-valina.

(2) O processo (1) descrito anteriormente na presente invenção, em que o nível de ácido é de pH 3,0 a 6,0.

(3) O processo descrito anteriormente na presente invenção (1) ou (2), em que a cristalização de L-valina é cristalização de concentração a vácuo (4) O processo descrito anteriormente na presente invenção em qualquer um (1) a (3), em que uma concentração de L-valina na solução aquosa contendo a L- valina é de 20 g/L ou superior. Efeitos da Presente Invenção [008] De acordo com a presente invenção, os grânulos de Lvalina podem ser eficientemente produzidos.

Breve Descrição do Desenho [009] A figura 1 mostra as formas de grânulos de L-valina, obtidas com diferentes quantidades de aditivo de ácido L-glutâmico. (a) mostra a forma de grânulos de L-valina obtidos sem adição de ácido Lglutâmico, e (b), (c) e (d) mostram as formas de grânulos de L-valina obtidos no caso de adição de ácido L-glutâmico em quantidades de 0,5 % em peso, 2,0 % em peso, e 4,0% em peso, respectivamente, em relação à L-valina.

Modalidades para Realizar a Presente Invenção [0010] O processo da presente invenção é um processo para a produção de grânulos de L-valina, que compreende a adição de ácido L-glutâmico a uma solução aquosa contendo L-valina, para que a

4/8 quantidade de ácido L-glutâmico seja de 0,5 % em peso ou mais em relação à L-valina, a dissolução do ácido L-glutâmico, em seguida, ajustando o pH da solução aquosa a um nível de ácido e, em seguida, a cristalização de L-valina.

[0011] Exemplos dos grânulos de L-valina na presente invenção incluem os grânulos de L-valina com um tamanho tal que, quando uma pluralidade de grânulos dos mesmos são examinados para o diâmetro de partícula com um microscópio, o diâmetro médio das partículas do mesmo é de 100 um ou maiores, de preferência, a partir de 200 um a 3 mm, mais preferivelmente de 250 um a 2 mm, mesmo mais preferivelmente de 500 um a 1 mm.

[0012] A solução aquosa contendo L-valina pode ser preparada por meio de um método de fermentação em que um micro-organismo tendo a capacidade de produzir L-valina é cultivado em um meio de cultura para produzir e acumular a L- valina em uma cultura. No entanto, os métodos para a preparação da solução aquosa não são limitados ao método de fermentação, e a solução aquosa pode ser preparada, por exemplo, por meio de um método de síntese. A solução aquosa contendo L-valina preparada por meio do método de fermentação pode ser uma solução aquosa obtida por meio da remoção da matéria insolúvel, tais como as células microbianas, contidas na cultura por meio da separação centrífuga, o tratamento da membrana, ou semelhante, e pode ser uma solução aquosa contendo L-valina que foi adicionalmente purificada utilizando uma resina de troca iônica ou semelhante.

[0013] A concentração de L-valina na solução contendo L-valina aquosa pode ser qualquer concentração, uma vez que a L-valina é granulada por meio da adição de ácido glutâmico ao mesmo e a realização de uma operação de cristalização. Exemplos de solução aquosa incluem as soluções possuindo uma concentração de L-valina, de pre

5/8 ferência, de 20 g/L ou mais, mais preferivelmente 30 g/L ou mais, ainda mais de preferência de 40 g/L ou superior, especialmente de preferência de 50 g/L ou superior.

[0014] O ácido L-glutâmico é adicionado à solução aquosa contendo L - valina, para que a sua quantidade em relação à L-valina seja de 0,5 %, em peso, ou mais, de preferência de 1,0 a 6,0 % em peso, mais preferivelmente 1,5 a 5,0 % em peso, ainda mais preferencialmente de 2,0 a 4,0% em peso. Quanto maior a concentração de ácido L-glutâmico na solução for, maior o tamanho dos grânulos de L-valina a serem obtidos por meio da operação de cristalização subsequente for, e maior será a quantidade de ácido L-glutâmico a ser cristalizado simultaneamente por meio da operação de cristalização. Consequentemente, quando a quantidade de ácido L-glutâmico, que entra nos grânulos de L- valina é desejada a ser reduzida, a quantidade de ácido L-glutâmico a ser adicionado pode ser controlada de acordo com a quantidade permitida de inclusão de ácido L-glutâmico.

[0015] O ácido L-glutâmico a ser adicionado pode ser sólido, ou pode ser uma solução aquosa de ácido L-glutâmico. Quando o ácido L-glutâmico foi adicionado, a solução pode ser aquecida de acordo com a necessidade, a fim de dissolver tanto o ácido L - glutâmico quanto L-valina contido na solução.

[0016] Quando o ácido L-glutâmico é adicionado à solução aquosa de L-valina, é preferível adicionar o ácido L-glutâmico, enquanto agitando a solução.

[0017] É preferível que, após a adição do ácido L-glutâmico, o pH da solução aquosa venha a ser ajustado para um nível de acidez. Especificamente, o pH é ajustado para 3,0 a 6,0, de preferência 3,5 a 5,0, mais preferencialmente cerca de 4,0. Para o ajuste do pH, o ácido sulfúrico pode, por exemplo, ser usaddo.

[0018] Após o ajuste de pH, uma operação de cristalização é con

6/8 duzida de modo a formar grânulos de L- valina. A cristalização pode ser realizada por meio de qualquer método pelo qual são obtidos os grânulos de L-valina, por exemplo, um método no qual uma solução orgânica, tal como etanol ou butanol, é adicionado ou um método no qual a solução aquosa é resfriada. No entanto, a cristalização por meio da concentração a vácuo é preferida.

[0019] No caso em que a concentração sob vácuo foi realizada, a solução concentrada obtida é mantida a uma temperatura constante, tal como 10 até 30°C, de preferência de 15 a 25°C, mais preferivelmente cerca de 25°C, durante 30 minutos a 15 horas, de preferência de 1 a 10 horas, mais de preferência de 2 a 8 horas. Deste modo, os grânulos podem ser curados.

[0020] Por meio da sujeição da solução concentrada que contém grânulos a separação sólido - líquido por meio de uma operação, tal como a separação centrífuga, os grânulos de L-valina podem ser obtidos.

[0021] Os grânulos obtidos por meio da separação podem ser lavados com uma solução aquosa, desse modo removendo as impurezas aderentes à sua superfície.

EXEMPLO 1 [0022] Aquisição de grânulos de L-valina por meio da adição de ácido L-glutâmico [0023] Ácido L-glutâmico, L - alanina, ou ácido L - arginina (sendo cada um deles um aminoácido tendo uma pureza de 99,0 %, fabricados pela Kyowa Hakko Bio Co., Ltd.) foi adicionado a um recipiente de vidro de 1000 mL que continha 100 mL de 50 g/L de solução aquosa de L-valina (obtido por meio da dissolução de L-valina com um grau de pureza de 99,0 %, fabricado pela Kyowa Hakko Bio Co., Ltd., em 100 mL de água destilada), a uma concentração de 2,0 % em peso em relação à L-valina. Os ingredientes foram agitados, enquanto eram man

7/8 tidos a 60°C, até que a L-valina e o aminoácido adi cionado foi completamente dissolvido. Em seguida, a solução aquosa foi gradualmente resfriada para 30°C.

[0024] Ácido sulfúrico ou hidróxido de sódio 5 moles/L foi adicionado às soluções aquosas para ajustar o pH de cada solução a 4,0.

[0025] Em seguida, cada recipiente de vidro foi selado, a temperatura foi elevada para 80°C, e a pressão foi reduzid a, realizando dessa maneira a concentração do vácuo. A solução aquosa que tinha sido submetida à concentração sob vácuo foi rapidamente resfriada para 25°C e deixada repousar a essa temperatura durante 5 horas.

[0026] Como resultado, os grânulos de L-valina foram formados na solução para que o ácido L-glutâmico fosse adicionado. Contudo, nas soluções a que tinham sido adicionados os outros aminoácidos, Lvalina foi capaz de ser obtida apenas como microcristais.

EXEMPLO 2

Concentração de ácido L-glutâmico e Formação de Grânulos de Lvalina [0027] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado, com exceção de que nenhum aminoácido foi adicionado ou o ácido Lglutâmico foi adicionado à solução de L-valina aquosa em uma concentração de 0,5, 2,0, ou 4,0 % em peso, em lugar de adição de L ácido - glutâmico, L - alanina, ou ácido de L - arginina.

[0028] Se grânulos foram formados ou não, foi verificado com um microscópio (Keyence Digital microscópio VHX - 900). Como resultado, verificou-se que a L-valina é granulada no caso em que o ácido Lglutâmico foi adicionado em uma concentração de 0,5 %, em peso, ou superior, como mostrado na figura 1.

EXEMPLO 3 pH da solução e Formação de Grânulos de L-valina [0029] O mesmo procedimento como no Exemplo 1 foi realizado,

8/8 com exceção de que o ácido L-glutâmico foi adicionado como o único aminoácido em lugar de adição de ácido L-glutâmico, L - alanina, ou ácido L - arginina e que o pH da solução aquosa foi em seguida, ajustado para 4,0, 7,0, ou 10,0.

[0030] Como resultado, os grânulos foram formados a um pH de

4,0. No entanto, a pH 7,0 e pH 10,0, nenhum dos grânulos foram formados e apenas os microcristais de L-valina foram cedidos. Aplicabilidade Industrial [0031] De acordo com o processo da presente invenção, tornou-se 10 possível produzir industrialmente os grânulos de L-valina que sejam fáceis de manusear.

Claims

1. Processo para a produção de grânulos de L-valina, que compreende a adição de ácido L-glutâmico a uma solução aquosa contendo L-valina, para que a quantidade de ácido L-glutâmico seja de 0,5 % em peso ou mais em relação à L-valina, dissolução do ácido Lglutâmico, em seguida, ajustando o pH da solução aquosa a um nível de ácido e, em seguida, a cristalização de L-valina.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, em que o nível de ácido é de pH 3,0 a 6,0.

3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, em que a cristalização de L-valina é a concentração de cristalização a vácuo.

4. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, em que uma concentração de L-valina na solução aquosa contendo a L- valina é 20 g/L ou superior.