CN117500777A - 从发酵液中获得目标化合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从发酵液中获得目标化合物的方法，从发酵液中去除至少一部分不溶性物质或大分子后，进行以下步骤(a)至步骤(c)中的一个以上步骤，回收目标化合物来获得化合物：步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度；步骤(b)，降低发酵液中残余碳源或醇的浓度；步骤(c)，降低发酵液中离子成分的浓度。

Description

从发酵液中获得目标化合物的方法
技术领域
本发明涉及一种从发酵液中获得目标化合物的方法。
背景技术
3-羟基丙酸(3-HP)可通过化学合成工序和微生物发酵工序来生产，最近，正在研究利用大肠杆菌、克雷伯氏菌等细菌生产3-羟基丙酸的方法。例如，韩国公开专利10-2020-0051375号公开了利用由特定基因转化的微生物来生产3-羟基丙酸的技术。
本发明涉及一种从包含由微生物培养产生的3-羟基丙酸的发酵液中分离并获得3-羟基丙酸的方法。
发明内容
技术问题
本发明的目的在于，提供一种从发酵液中获得目标化合物的方法。
技术方案
为了达到上述目的，本发明提供如下的从发酵液中获得目标化合物的方法，从发酵液中去除至少一部分不溶性物质或大分子后，进行以下步骤(a)至步骤(c)中的一个以上步骤，回收目标化合物来获得化合物：步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度；步骤(b)，降低发酵液中残余碳源或醇的浓度；步骤(c)，降低发酵液中离子成分的浓度。
发明的效果
根据本发明的方法，能够以高收率从发酵液中分离目标化合物。
附图说明
图1为示出本发明的化合物的获得方法的示意图。
图2为通过微滤器从发酵液中分离不溶性物质的试验结果。
图3为通过单柱色谱确认发酵液中3-羟基丙酸、1,3-丙二醇及甘油的峰的结果。
图4示出了使发酵液中钙离子沉淀后将其去除的过程。
图5示出了根据离子交换的发酵液中离子浓度的变化。
图6示出了通过离子交换去除发酵液中的离子的过程。
图7示出了通过电渗析去除发酵液中的离子的过程。
最优选的实施方式
本发明涉及如下的从发酵液中获得目标化合物的方法，从发酵液中去除至少一部分不溶性物质或大分子后，进行以下步骤(a)至步骤(c)中的一个以上步骤，回收目标化合物来获得化合物：步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度；步骤(b)，降低发酵液中残余碳源或醇的浓度；步骤(c)，降低发酵液中离子成分的浓度。
在此情况下，当进行上述步骤(a)至上述步骤(c)中的一个以上步骤时，可将任一步骤重复两次以上。
上述步骤(a)可以是通过选自由蒸发、浓缩以及蒸馏组成的组中的一种以上来进行。
上述步骤(c)可通过以下工序(c)'或工序(c)”进行：工序(c)'，用酸处理发酵液以沉淀离子成分后将其去除；工序(c)”，用选自由电渗析、离子交换以及色谱组成的组中的一种以上处理发酵液。
上述不溶性物质可包含细胞，上述大分子可以是蛋白质、多糖或脂质。在此情况下，从发酵液中可去除至少一部分不溶性物质，或可去除至少一部分大分子，或可去除至少一部分不溶性物质和至少一部分大分子。在此情况下，可以从发酵液中去除至少一部分不溶性物质后，去除至少一部分大分子。或者在此情况下，可以从发酵液中去除至少一部分大分子后，去除至少一部分不溶性物质。上述目标化合物可以是由微生物发酵产生的有机酸，优选地，可以是3-羟基丙酸。上述步骤(b)的上述碳源可以是甘油或葡萄糖。上述步骤(b)的上述醇可以是由微生物发酵产生的醇，例如，可以是1,3-丙二醇等。
在本发明一优选实例中，本发明的化合物的获得方法如下：从发酵液中去除至少一部分不溶性物质，并去除至少一部分大分子后，进行第一次步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度；步骤(b)，降低发酵液中残余碳源或醇的浓度；工序(c)'，用酸处理发酵液以沉淀离子成分后将其去除后；工序(c)”，用选自由电渗析、离子交换以及色谱组成的组中的一种以上处理发酵液；第二次步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度后，回收目标化合物来获得化合物。
上述发酵液可以是通过以下工序1(发酵液准备步骤)来准备的发酵液。
从上述发酵液中去除至少一部分不溶性物质或大分子的步骤可以是以下工序2(不溶性物质的分离步骤)或以下工序3(大分子去除及脱色步骤)。
增加发酵液中目标化合物的浓度的上述第一次步骤(a)可以是以下工序4(增加发酵液中3-羟基丙酸的浓度的步骤)。
降低发酵液中残余碳源或醇的浓度的上述步骤(b)可以是以下工序5(降低发酵液中甘油或醇的浓度的步骤)。
用酸处理发酵液以沉淀离子成分后将其去除的上述工序(c)'可以是以下工序6(降低发酵液中离子成分的步骤(沉淀及过滤))。
用选自由电渗析、离子交换以及色谱组成的组中的一种以上处理发酵液的上述工序(c)”可以是以下工序7(降低发酵液中离子成分的步骤(电渗析及离子交换))。
增加发酵液中目标化合物的浓度的上述第二次步骤(a)可以是以下工序8(增加发酵液中3-羟基丙酸浓度的步骤)。
上述回收目标化合物的步骤可以是以下工序9(回收步骤)。
工序1：发酵液准备步骤
本发明的化合物的获得方法可包括发酵液准备步骤。上述发酵液可以是利用微生物发酵的发酵液(发酵肉汤)，即，培养液。除了3-羟基丙酸及其盐之外，上述培养液还可以包含其他成分。例如，上述培养液可包含3-羟基丙酸的钙盐。上述其他成分可以是用于培养微生物的碳源(例如，甘油等)、有机酸(例如，乙酸等)、盐(例如，硫酸盐，磷酸盐等)、醇(例如，二醇)、糖、钙等。
上述发酵液中3-羟基丙酸或其盐的浓度可以是例如约10000ppm至约200000ppm、例如约12000ppm至约190000ppm、例如约15000ppm至约180000ppm、例如约20000ppm至约150000ppm、例如约25000ppm至约130000ppm、例如约30000ppm至约110000ppm。在实例中，上述发酵液中3-羟基丙酸或其盐的浓度可以是例如约10000ppm以上、例如约12000ppm以上、例如约15000ppm以上、例如约20000ppm以上、例如约25000ppm以上、例如约30000ppm以上。在实例中，上述发酵液中3-羟基丙酸或其盐的浓度可以是例如200000ppm以下、例如约190000ppm以下、例如约180000ppm以下、例如约150000ppm以下、例如约130000ppm以下、例如约110000ppm以下。
在此情况下，上述方法还可以包括调节上述发酵液的pH值的步骤。可通过用酸或碱处理上述发酵液来调节pH值。没有特别限定上述酸或碱的种类，可以使用调节发酵液的pH值时常用的酸或碱。例如，在此情况下的期望pH值可根据3-羟基丙酸和需分离的化合物的种类及后续分离工序的方法来进行适当不同的调节。
工序2：不溶性物质的分离步骤
本发明的化合物的获得方法可包括从发酵液中分离至少一部分不溶性物质的步骤。在此情况下，上述发酵液可以是在工序1中准备的发酵液或经过工序1和工序3的发酵液，即，处理液。上述不溶性物质可以是微生物，即，细胞、固体等。
上述不溶性物质的分离可利用离心机、过滤工序等来进行，但没有特别限定。由此可以从发酵液中分离微生物，即，细胞。
例如，可通过微滤去除微生物及发酵液中的固体。微滤可通过使上述发酵液穿过孔径为0.04μm至5μm的聚合物或陶瓷膜来进行。在此情况下，根据通量(Flux，膜的每单位面积和每单位时间的处理量)降低的趋势，微滤操作可以包括两个以上的步骤。在一实例中，当通量显着降低时，可以向发酵液中进一步投入水，从而提高回收率。
工序3：大分子去除及脱色步骤
本发明的化合物的获得方法可包括从发酵液中分离至少一部分大分子的步骤。在此情况下，从上述发酵液中分离至少一部分大分子的步骤可包括从发酵液中去除大分子并使其脱色的步骤。在此情况下，上述发酵液可以是在工序1中准备的发酵液或经过工序1和工序2的发酵液，即，处理液。上述大分子可以是蛋白质、多糖、脂质等。
在一实例中，上述大分子去除及脱色步骤可通过在上述发酵液中混合活性炭和过滤助剂后将其过滤来进行。具体地，在一实例中，可以在已去除微生物的发酵液中混合活性炭和过滤助剂(硅藻土、白土等)后将其过滤(例如，压滤机等)，从而获得大分子去除及脱色的效果。上述过滤可使用常用的粉末颗粒过滤方法(例如，压滤机、转鼓过滤器、烛式过滤器、叶式过滤器等)，但没有特别限定。
可通过添加活性炭来去除一部分蛋白质、多糖等大分子，从而抑制后续在增加3-羟基丙酸浓度的过程中可能生成的粘性物质的生成。在应用活性炭时不仅可以使用粉状活性炭也可以使用粒状活性炭。例如，可添加相对于发酵液重量0.1重量百分比至2重量百分比的粉状活性炭后，在30℃至80℃的温度条件下搅拌1小时至5小时后进行过滤，从而去除发酵液的颜色。在发酵液中混合1.5％的粉状活性炭后，当在40℃的温度下搅拌1小时后进行过滤时，发酵液的美国公共卫生协会(APHA，AmericanPublic Health Association)的色值达到2.7。并且，当相对于发酵液重量的粒状活性炭的质量分数为5％至15％时，可期待与粉状活性炭类似的脱色性能，在此情况下，为了保证经济效益，有必要同时具备利用蒸汽等的活性炭再生系统。
在另一实例中，上述大分子去除及脱色步骤可通过上述处理液的膜分离来进行。在此情况下，上述膜分离方式可以是超滤(ultrafiltration)或纳滤等，在此情况下，无需进一步的脱色工序即可获得大分子去除及脱色效果。
在此情况下，超滤可应用截留分子量(MWCO，Molecular Weight of Cut-Off)为5000Da至100000Da的超滤膜后，应用150Da至300Da的纳滤膜，从而使3-羟基丙酸盐的损失最小化并仅去除蛋白质、多糖、脂质等大分子。
工序4：增加发酵液中3-羟基丙酸的浓度的步骤
本发明的化合物的获得方法可包括增加发酵液中3-羟基丙酸的浓度的步骤。在此情况下，工序4的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3的处理液。或者，工序4的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3后，经过工序5至工序8中的一个以上步骤的发酵液的处理液，在此情况下，可通过蒸发或浓缩发酵液中至少一部分液体等方法来增加3-羟基丙酸的浓度。在此情况下，3-羟基丙酸的浓度可增加至每1L发酵液为100g至500g当量。在此情况下，浓度增加可伴随压力调节，并且可在适当的压力下进行，以绝对压力为基准，在例如约20mbar至约300mbar、例如约25mbar至约280mbar、例如约30mbar至约250mbar、例如约50mbar至约200mbar、例如约70mbar至约190mbar、例如约80mbar至约180mbar条件下进行。在一实例中，上述增加浓度的步骤可以在例如约20mbar以下、例如约25mbar以下、例如约30mbar以下、例如约50mbar以下、例如约70mbar以下、例如约80mbar以下的条件下进行。在一实例中，上述增加浓度的步骤可以在例如约300mbar以下、例如约280mbar以下、例如约250mbar以下、例如约200mbar以下、例如约190mbar以下、例如约180mbar以下的条件下进行。
例如，在50mbar的减压条件下，将旋转蒸发器(Rotary evaporator)的浴温(Bath)条件维持在50℃，并能够将3-羟基丙酸的浓度浓缩至500g/L以上。经确认，在400g/L以上的浓度条件下，随着浓缩完成后的温度的降低，产生3-羟基丙酸钙盐的晶体，随着浓度进一步增加，在浓缩过程中也产生晶体。
工序5：降低发酵液中甘油或醇的浓度的步骤
本发明的化合物的获得方法可包括降低发酵液中甘油或醇的浓度的步骤。在此情况下，工序5的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3的处理液。或者，工序5的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3后，还经过工序4、工序6至工序8中的一个以上步骤的处理液。上述甘油可以是微生物培养时使用的碳源，上述醇可以是1,3-丙二醇(1,3-PDO)等微生物培养产物。当使用葡萄糖作为碳源时，可通过工序5降低发酵液中葡萄糖的浓度。在此情况下，可应用利用离子交换树脂的色谱(例如，模拟移动床(SMB，Simulated Moving Bed)色谱)，从而降低发酵液中甘油或醇的浓度，当利用通过本发明的方法而获得的3-羟基丙酸来进行聚合物聚合时，这是影响产品的质量的重要因素。当利用色谱或模拟移动床(SMB)色谱时，将流动相与进料(Feed)一起注入，从而可获得一种以上富含3-羟基丙酸的馏分(馏分A)和一种以上不含3-羟基丙酸而富含其他化合物的馏分(馏分B)。
工序6：降低发酵液中离子成分的步骤(沉淀及过滤)
本发明的化合物的获得方法可包括降低发酵液中离子成分的步骤。在此情况下，工序6的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3的处理液。或者，工序6的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3后，经过工序4、工序5、工序7及工序8中的一个以上步骤的处理液。在一实例中，当进行上述工序5时，甘油和醇降低的发酵液中最大的杂质是在制备发酵液的过程中为了调节pH值而流入的pH调节剂的阳离子。根据分离纯化工序可使用不同的pH调节剂，因此上述阳离子的种类可以有多种，通常是钙、镁等阳离子，但不限于此。这种阳离子与3-羟基丙酸通过弱化学键以各种3-羟基丙酸盐形式存在，其可通过酸处理以沉淀物的形式而被有效地去除。可使用压滤机、转鼓过滤器等去除沉淀物，但不限于此，只要是能够去除沉淀物的通用方法即可使用。溶液的pH值可通过这种酸处理过程降低至约1至约3。例如，pH值可降低至约1.5至约2.5，例如，pH值可降低至约1.5至约2.0。
工序7：降低发酵液中离子成分的步骤(电渗析及离子交换)
本发明的化合物的获得方法可包括降低发酵液中离子成分的步骤。在此情况下，工序7的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3的处理液。或者，工序7的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3后，还经过工序4至工序6或工序8中的一个以上步骤的处理液。在一实例中，在工序6中去除后剩余的少量离子可在工序7中进一步去除。在工序7中，可应用电渗析、离子交换、模拟移动床色谱等工序来分离和降低残留在发酵液中的离子成分。上述离子可以是硫酸根离子、磷酸根离子、钠离子、铵离子、钙离子、钾离子及镁离子等。在此情况下，离子成分可降低至例如约20000ppm以下、例如约19000ppm以下、例如约18500ppm以下、例如约18000ppm以下、例如约17500ppm以下、例如约17000ppm以下、例如约16000ppm以下、例如约100ppm至约15500ppm、例如约150ppm至约15000ppm。在一实例中，降低的离子成分的浓度可以是例如大于0ppm、例如大于10ppm、例如大于20ppm、例如大于50ppm。
工序8：增加发酵液中3-羟基丙酸浓度的步骤
本发明的化合物的获得方法可包括增加离子成分降低的发酵液中3-羟基丙酸浓度的步骤。在此情况下，工序8的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3的处理液。或者，工序8的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3后，还经过工序4至工序7中的一个以上步骤的处理液。在此情况下，可利用蒸发、浓缩等方法来增加离子成分降低的处理液中的3-羟基丙酸的浓度。
在一实例中，可去除除了3-羟基丙酸之外的其他成分或蒸发和/或浓缩浓度已被降低发酵液，从而增加3-羟基丙酸的浓度。在一实例中，可经过工序1至工序7后进行工序8，从而增加3-羟基丙酸的浓度，在此情况下，浓缩发酵液可以是除了水之外的几乎所有杂质已被去除的水溶液形式，即，3-羟基丙酸溶液。在此情况下，水溶液形式的浓缩发酵液中3-羟基丙酸的浓度可以是例如15重量百分比以上、例如16重量百分比以上、例如17重量百分比以上、例如18重量百分比以上、例如19重量百分比以上、例如20重量百分比以上。在此情况下，水溶液形式的浓缩发酵液中3-羟基丙酸的浓度可以是约80重量百分比以下。在此情况下，可应用真空和/或加热来进行蒸发、浓缩，并通过蒸发去除水，从而调节3-羟基丙酸的浓度。
例如，当进行利用真空蒸馏来蒸馏发酵液以增加3-羟基丙酸的浓度的步骤时，以绝对压力基准，上述步骤可以在例如约10mbar至约300mbar、例如约25mbar至约280mbar、例如约30mbar至约250mbar、例如约50mbar至约200mbar、例如约70mbar至约190mbar、例如约80mbar至约180mbar的条件下进行。在实例中，利用真空蒸馏来增加3-羟基丙酸的浓度的步骤可以在例如约20mbar以下、例如约25mbar以下、例如约30mbar以下、例如约50mbar以下、例如约70mbar以下、例如约80mbar以下的条件下进行。在一实例中，利用真空蒸馏来增加3-羟基丙酸的浓度的步骤可以在例如约300mbar以下、例如约280mbar以下、例如约250mbar以下、例如约200mbar以下、例如约190mbar以下、例如约180mbar以下的条件下进行。
上述蒸馏可利用降膜蒸馏装置、刮板式薄膜蒸发装置、薄膜蒸发装置、离心式分子蒸馏装置、升膜式薄膜蒸发装置等来进行，但不限于此，其由多效蒸发器组成，可应用热再压缩、机械再压缩工序，从而提高能源效率。
工序9：回收
本发明的化合物的获得方法还可以包括从发酵液中回收3-羟基丙酸的步骤。在此情况下，工序9的上述发酵液可以是经过工序2和/或工序3后，还经过工序4至工序8中的一个以上步骤的处理液。3-羟基丙酸能够以水溶液状态回收。
本发明的化合物的获得方法
本发明的化合物的获得方法可实施上述记载的所有步骤，可选择两个以上的步骤来实施，也可选择三个以上的步骤来实施。并且，可选择在此记载的任一步骤以任何顺序来实施本发明。例如，可过滤后增加发酵液中pH浓度，也可增加发酵液中pH浓度后进行过滤。并且，本发明还可以附加除了在此记载的步骤之外的其他步骤来进行
具体实施方式
本发明的优点和特征以及实现该优点和特征的方法通过参照后面将详细说明的实施例变得更加清楚。然而，本发明能够以许多不同的形式实现，而不是限定于以下公开的实施例，本实施例仅仅为了使本发明的公开完整且将本发明的范围完全传达至本发明所属技术领域的普通技术人员而提供，本发明仅仅通过发明要求的保护范围来确定。
实验例1.工序2：不溶性物质的分离试验
利用重组大肠杆菌在以甘油为唯一碳源的培养基中通过分批发酵来制备3-羟基丙酸发酵液。利用液相色谱法来分析发酵液的上清液，结果，包含100g/L的3-羟基丙酸、0.5g/L的1,3-丙二醇、0.3g/L的乙酸，并且甘油为0.1g/L以下。
用多孔聚合物膜过滤上述发酵液并分离不溶性物质。结果，相对于添加到上述膜中的初始发酵液，能够回收91％(过滤后的发酵液中3-羟基丙酸的量与过滤前投入的发酵液中3-羟基丙酸的量之比)的3-羟基丙酸。
然后，在过滤后剩余的发酵液中投入初始发酵液容量(以体积为基准)的约10％的去离子水(DI-WATER，deionized water)后进行搅拌，然后重新进行过滤。这是由于在过滤装置内存在用于驱动的死体积(DEAD VOLUME，设备运行所需的空间，其中的发酵液不能被过滤)，因此需要如上所述的进一步投入水和随后的进一步过滤过程。
结果，相对于初始发酵液中所包含的3-羟基丙酸的量，3-羟基丙酸的回收率可增加到96.7％。即，相对于初始，将滤液回收至91％后，进一步投入规定量的水后进一步重新生产滤液，从而使3-羟基丙酸的回收率增加到96.7％(图2)。
实验例2.工序5：通过单柱色谱确认1,3-丙二醇和甘油的峰
浓缩上述实验例1中制备的过滤后的发酵液，制备约30w/w％的3-羟基丙酸溶液，将其用作实验例2的进料。结果，可确认上述进料中包含钙盐形式的3-羟基丙酸。在380ml的玻璃柱加入阳离子交换树脂，用计量泵脉冲加入20ml的30％的3-羟基丙酸发酵液，将去离子水(DI-Water)用作洗脱液(eluent)以10ml/min从下向上的方向使离子交换交换树脂穿过柱。从已穿过柱的液体中采集各10ml的样品，通过液相色谱法进行分析(用单柱色谱在50℃的温度条件下以1hr-1的空速处理)。
最终，可确认1,3-丙二醇和甘油的峰类似地形成在3-羟基丙酸的尾部(tail)附近(图3)。因此，可类推出利用3-羟基丙酸盐和树脂的排斥力且通过模拟移动床色谱能够将3-羟基丙酸与1,3-丙二醇和甘油分离。
另一方面，应用相同的离子交换树脂和3英寸直径的柱进行模拟移动床色谱实验。将通过超滤及浓缩包含3-羟基丙酸的发酵液来制备的300g/L的3-羟基丙酸进料注入模拟移动床装置中，进料的温度维持在25℃至50℃的水平，同时注入进料的1倍至3倍的比例(按重量)的洗脱液(Eluent，水)。将萃取液(Extract)与萃余液(Raffinate)流的比例(＝E/R比例(ratio))调节在0.1至5.0之间，从而萃余液流中的甘油和1.3-丙二醇可去除至30ppm以下，萃余液流中的3-羟基丙酸浓度是70g/L至250g/L。并且，当1.3-丙二醇的残留量水平增加到50ppm时，回收率可达到99.4％(作为萃余液流出来的3-羟基丙酸的量与作为进料注入的3-羟基丙酸的量之比)。
实验例3.工序6：钙离子去除试验
将在上述实验例1中制备的过滤后的发酵液经过浓缩过程制成约20w/v％的3-羟基丙酸溶液，并将其用作实验例3的进料。用离子色谱法分析进料，结果，存在浓度约为40000ppm的Ca离子，进料中3-羟基丙酸的浓度为213g/L。
将1300g的上述进料(3-羟基丙酸发酵液)加入玻璃烧杯中，使用计量泵以30mL/min的速度加入约870g的15％硫酸溶液并以200rpm搅拌。添加全部的硫酸溶液后，再搅拌约1小时。用0.2微过滤器对产生的白色硫酸钙颗粒进行真空过滤。
最终，获得了包含130g/L的3-羟基丙酸且大部分Ca离子已被去除的pH值为2至3的滤液。约290g的湿润状态的白色固体保留在滤纸的上端。白色固体是包含约40重量百分比以上水分的石膏(Gypsum)。
沉淀反应的进展可通过监测pH值和电导率来确认。沉淀过程完成后，确认了滤液中Ca离子的浓度水平在500ppm以下(图4)。
实验例4.工序7：离子交换试验
通过实验例3降低了pH值的发酵液中3-羟基丙酸以未解离酸的形式存在，可通过离子交换树脂处理进一步去除发酵液中残留的离子。将上述实验例1中制备的过滤后的发酵液通过如实验例3中的硫酸反应去除钙后制成离子含量约为16600ppm的进料用作实验例4的进料。最终，确认了当注入250mL的进料使其以5mL/min的流速穿过65mL的阳离子交换树脂和40mL的阴离子交换树脂时，3-羟基丙酸和其他未解离形式的有机酸穿出离子交换树脂，最终离子浓度水平约为200ppm(图5)。因此，经确认，由于在穿过离子交换树脂的过程中为回收3-羟基丙酸而投入的水量，3-羟基丙酸的浓度从最初的125g/L降低至75g/L，但即使将其考虑在内也可去除进料中98％的离子(图6)。
有些离子并没有通过使上述阳离子交换树脂和阴离子交换树脂穿过一次的第一级离子交换而被去除，这些离子是二价阳离子(Mg、Ca)和钾，其可通过处理额外少量的阳离子交换树脂而被去除。
实验例5.工序7：电渗析试验
在实验例1中制备的过滤后的发酵液经过如实验例3的处理过程后，将其用作实验例5的进料。上述进料中离子含量约为16600ppm。作为处理对象的离子的浓度是3000ppm以上，因此为了有效去除离子成分，优选地，应用电渗析或模拟移动床色谱来去除主要离子成分。发酵液中离子成分能够仅用电渗析、离子交换、模拟移动床色谱中的任一种工序去除，但优选地，通过两种以上的工序的组合来增加离子去除效率，其有利于减少废水的生成或运营成本是在预料之中的。
使用配备异质离子交换膜(10套(set)：10张阳离子交换膜和阴离子交换膜交替堆叠)的电渗析装置处理上述离子含量约为16600ppm的1L的进料来去除发酵液中残留的离子物质。发酵液在阳离子交换膜和阴离子交换膜之间流动的流量为0.6GPM(2.27LPM)。在离子交换膜之间施加8V的电压。通过发酵液电导率的变化可知发酵液中离子量的变化。电渗析4小时的结果，发酵液的电导率从21.37mS/cm下降到1.35mS/cm。经确认，由此可去除约95％的离子(图7)。
产业上的可利用性
本发明涉及如下的从发酵液中获得目标化合物的方法，从发酵液中去除至少一部分不溶性物质或大分子后，进行以下步骤(a)至步骤(c)中的一个以上步骤，回收目标化合物来获得化合物：步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度；步骤(b)，降低发酵液中残余碳源或醇的浓度；步骤(c)，降低发酵液中离子成分的浓度。

Claims (13)

1.一种从发酵液中获得目标化合物的方法，其特征在于，从发酵液中去除至少一部分不溶性物质或大分子后，进行以下步骤(a)至步骤(c)中的一个以上步骤，回收目标化合物来获得化合物：
步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度；
步骤(b)，降低发酵液中残余碳源或醇的浓度；
步骤(c)，降低发酵液中离子成分的浓度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当进行上述步骤(a)至上述步骤(c)中的一个以上步骤时，将任一步骤重复两次以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤(a)是通过选自由蒸发、浓缩以及蒸馏组成的组中的一种以上来进行。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
上述步骤(c)通过以下工序(c)'或工序(c)”进行：
工序(c)'，用酸处理发酵液以沉淀离子成分后将其去除；
工序(c)”，用选自由电渗析、离子交换以及色谱组成的组中的一种以上处理发酵液。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，上述工序(c)”的色谱是模拟移动床色谱。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述不溶性物质包含细胞。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述大分子是蛋白质、多糖或脂质。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述目标化合物是由微生物发酵产生的有机酸。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤(b)的上述碳源是甘油或葡萄糖。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤(b)的上述醇是由微生物发酵产生的醇。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤(b)的上述醇是1,3-丙二醇。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述步骤(b)是通过对发酵液应用模拟移动床色谱来进行。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从发酵液中去除至少一部分不溶性物质或大分子后，进行步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度；步骤(b)，降低发酵液中残余碳源或醇的浓度；工序(c)'，用酸处理发酵液以沉淀离子成分后将其去除后；工序(c)”，用选自由电渗析、离子交换以及色谱组成的组中的一种以上处理发酵液；步骤(a)，增加发酵液中目标化合物的浓度后，回收目标化合物来获得化合物。
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