CN103889946A - 制造氨基酸的方法 - Google Patents
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Abstract
通过如下制造L-缬氨酸颗粒：以相对于L-缬氨酸为0.5重量％以上的量向包含L-缬氨酸的水溶液中添加L-谷氨酸，将L-谷氨酸溶解，然后将水溶液的pH调节至酸性水平，然后将L-缬氨酸结晶。
Description
技术领域
本发明涉及一种将L-缬氨酸颗粒化的方法。
背景技术
当通过发酵方法制造氨基酸时，在培养物中积聚的氨基酸通常作为固体回收。作为固体回收的方法实例包括一种方法，其包括：从培养物中除去微生物细胞，将残留物通过树脂柱等以除去杂质从而制备粗制溶液，进行浓缩等以作为晶体析出氨基酸，然后从溶液中分离该晶体(下文称作固-液分离)以作为晶体回收氨基酸。
然而，例如，薄片或细粉状的晶体由于其形状而对固液分离的适合性差且需要延长的晶体干燥时间，并且存在产品品质和制造成本显著受影响的情况。另外，这种薄片或细粉状的晶体的比重低并且体积大。因此，不仅可以装入具有一定容积的容器的晶体的量少且从输送角度来看这种包装不有效，而且还存在最终产品中可用的晶体的量受限的可能性。
避免这种缺点的方法的实例包括从包含氨基酸的溶液中作为大晶体回收得到的氨基酸的方法。专利文献1公开了一种技术，在该技术中，当添加氨基酸的晶种后，该氨基酸结晶析出，析出的氨基酸晶体的尺寸可通过调节晶种的粒径和浓度来控制。非专利文献1公开了如下事实：L-异亮氨酸的外观通过L-丙氨酸的添加而变化，且根据L-丙氨酸的添加量，得到L-异亮氨酸颗粒。
然而，上述两篇文献都没有公开或暗示L-缬氨酸颗粒可通过向包含L-缬氨酸的水溶液中添加L-谷氨酸而得到的特征。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2006／109830号小册子
非专利文献
非专利文献1：J.Chem.Eng..Data，53，2801-2806，2008
发明内容
发明要解决的问题
从包含L-缬氨酸的培养物中作为颗粒提纯L-缬氨酸。颗粒化提高了固液分离的适合性，并且使得能够得到具有高比重的L-缬氨酸。
解决问题的手段
本发明涉及以下(1)～(4)中描述的方法。
(1)一种制造L-缬氨酸颗粒的方法，包括：通过以相对于L-缬氨酸为0.5重量％以上的量向包含L-缬氨酸的水溶液中添加L-谷氨酸，将L-谷氨酸溶解，然后将水溶液的pH调节至酸性水平，然后将L-缬氨酸结晶。
(2)上述(1)所述的方法，其中所述酸性水平为pH3.0～6.0。
(3)上述(1)或(2)所述的方法，其中所述L-缬氨酸的结晶是真空浓缩结晶。
(4)上述(1)-(3)中任一项所述的方法，其中在包含L-缬氨酸的水溶液中L-缬氨酸的浓度为20g／L以上。
发明效果
根据本发明，可以有效地制造L-缬氨酸。
附图说明
图1显示以各种L-谷氨酸添加量得到的L-缬氨酸颗粒的形状。(a)显示在不添加L-谷氨酸的情况下得到的L-缬氨酸颗粒的形状，(b)、(c)和(d)分别显示在相对于L-缬氨酸以0.5重量％、2.0重量％和4.0重量％的量添加L-谷氨酸的情况下得到的L-缬氨酸颗粒的形状。
具体实施方式
本发明的方法是一种制造L-缬氨酸颗粒的方法，包括：通过以相对于L-缬氨酸为0.5重量％以上的量向包含L-缬氨酸的水溶液中添加L-谷氨酸，将L-谷氨酸溶解，然后将水溶液的pH调节至酸性水平，然后将L-缬氨酸结晶。
在本发明中L-缬氨酸颗粒的实例包括具有如下尺寸的L-缬氨酸颗粒：当用显微镜测定多个颗粒的粒径时，其平均粒径为100μm以上，优选200μm～3mm，更优选250μrn～2mm，甚至更优选500μrn～1mm。
包含L-缬氨酸的水溶液可通过发酵方法制造，在该方法中，在培养基中培养具有生产L-缬氨酸的能力的微生物，从而在培养物中生成并积聚L-缬氨酸。然而，制备该水溶液的方法不限于发酵方法，且例如，该水溶液可通过合成方法制备。通过发酵方法制备的含L-缬氨酸的水溶液可以为通过离心分离、膜处理等将包含在培养物中的不溶物如微生物细胞除去而得到的水溶液，并且可以为用离子交换树脂等进一步提纯的含L-缬氨酸的水溶液。
在包含L-缬氨酸的水溶液中的L-缬氨酸浓度可为任意浓度，只要通过向其中添加谷氨酸并进行结晶操作使L-缬氨酸颗粒化即可。水溶液的实例包括L-缬氨酸浓度优选为20g／L以上，更优选30g／L以上，甚至更优选40g／L以上，尤其优选50g／L以上的溶液。
以相对于L-缬氨酸为0.5重量％以上，优选1.0～6.0重量％，更优选1.5～5.0重量％，甚至更优选2.0～4.0重量％的量将L-谷氨酸添加到含L-缬氨酸的水溶液中。溶液中L-谷氨酸的浓度越高，通过随后的结晶操作得到的L-缬氨酸颗粒的尺寸越大，且通过结晶操作同时结晶析出的L-谷氨酸的量也增加。因此，当需要减少混入L-缬氨酸颗粒中的L-谷氨酸的量时，可根据L-谷氨酸的容许混入量，控制添加的L-谷氨酸的量。
添加的L-谷氨酸可为固体，或者可为L-谷氨酸的水溶液。当已经添加L-谷氨酸时，可根据需要加热溶液以溶解包含在溶液中的L-缬氨酸或L-谷氨酸。
当将L-谷氨酸添加到L-缬氨酸的水溶液中时，优选在搅拌溶液的同时添加L-谷氨酸。
优选的是，在添加L-谷氨酸后，应将水溶液的pH值调节至酸性水平。具体地，将其pH调节至3.0～6.0，优选3.5～5.0，更优选约4.0。对于pH调节，可使用例如硫酸。
在pH值调节后，进行结晶操作以形成L-缬氨酸颗粒。结晶可通过能够得到L-缬氨酸的任意方法，例如，其中添加有机溶液如乙醇或丁醇的方法，或者其中冷却水溶液的方法进行。然而，优选通过真空浓缩结晶。
在进行真空浓缩的情况中，将得到的浓缩溶液在恒定温度如10～30℃、优选15～25℃、更优选约25℃下，保持30分钟～15小时、优选1～10小时、更优选2～8小时。由此，可使颗粒成熟。
通过操作如离心分离对含颗粒的浓缩溶液进行固液分离，可得到L-缬氨酸颗粒。
可以用水溶液对通过分离得到的颗粒进行洗涤，从而除去附着到其表面的杂质。
实施例1
通过添加L-谷氨酸获得L-缬氨酸颗粒
将L-谷氨酸、L-丙氨酸或L-精氨酸(各自为由协和发酵生化株式会社制造的纯度为99.0％的氨基酸)以相对于L-缬氨酸为2.0重量％的浓度，添加到包含100mL的50g／L的L-缬氨酸水溶液(通过将由协和发酵生化株式会社制造的纯度为99.0％的L-缬氨酸溶解于100mL蒸馏水中而得到)的1000mL玻璃容器中。在保持在60℃下的同时对内容物进行搅拌，直到L-缬氨酸和添加的氨基酸完全溶解。然后，将水溶液逐渐冷却至30℃。
通过在水溶液中添加硫酸或5摩尔／L氢氧化钠，将各溶液的pH调节至4.0。
随后，封闭每个玻璃容器，将温度提高至80℃，并降低压力，从而进行真空浓缩。将经历真空浓缩的水溶液快速冷却至25℃，并在该温度下保持5小时。
结果，在已添加L-谷氨酸的溶液中形成L-缬氨酸颗粒。然而，在已添加其他氨基酸的溶液中，L-缬氨酸仅能够作为微晶体得到。
实施例2
L-谷氨酸的浓度和L-缬氨酸颗粒的形成
进行与实施例1中相同的程序，不同之处在于，不添加氨基酸或者以0.5、2.0或4.0重量％的浓度将L-谷氨酸添加到L-缬氨酸溶液中以代替添加L-谷氨酸、L-丙氨酸或L-精氨酸。
用显微镜(Keyence Digital microscope VHX-900)确认是否形成颗粒。结果，如图1中所示，在以0.5重量％以上的浓度添加L-谷氨酸的情况中确认使L-缬氨酸颗粒化。
实施例3
溶液的pH和L-缬氨酸颗粒的形成
进行与实施例1中相同的程序，不同之处在于，作为仅有的氨基酸添加L-谷氨酸以代替添加L-谷氨酸、L-丙氨酸或L-精氨酸，且此后将水溶液的pH调节至4.0、7.0或10.0。
结果，在pH4.0下形成颗粒。然而，在pH7.0以及pH10.0下，没有形成颗粒且仅得到L-缬氨酸的微晶体。
产业实用性
根据本发明的方法，可以工业制造易于处理的L-缬氨酸颗粒。
Claims (4)
1.一种制造L-缬氨酸颗粒的方法，包括：以相对于L-缬氨酸为0.5重量％以上的量向包含L-缬氨酸的水溶液中添加L-谷氨酸，将L-谷氨酸溶解，然后将水溶液的pH调节至酸性水平，然后将L-缬氨酸结晶。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述酸性水平为pH3.0～6.0。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述L-缬氨酸的结晶是真空浓缩结晶。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中在包含L-缬氨酸的水溶液中的L-缬氨酸浓度为20g／L以上。
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