DE3782412T2 - Methode zur abtrennung von leucin. - Google Patents
Methode zur abtrennung von leucin.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Leucin aus einem Gemisch von Aminosäuren, in dem sowohl Leucin als auch Isoleucin enthalten sind.
- Bekannte Verfahren zum Abtrennen von Leucin von Isoleucin oder umgekehrt umfassen ein Verfahren, bei dem Isoleucin unter Verwendung von Methylethylketon gereinigt wird (vgl. japanische Patentanmeldung (offengelegt) No. 51,440/81), ein Verfahren, bei dem ein Kupfer- oder Nickelsalz eingesetzt wird (vgl. japanische Patentanmeldung (offengelegt) No. 123,622/75), und ein Verfahren, bei dem Salze der Benzolsulfonsäure verwendet werden (vgl. japanische Patentanmeldung (offengelegt) No. 149,222/76). Bei diesen Verfahren ist jedoch die Entfernung oder die Wiedergewinnung von verwendeten Lösungsmitteln oder Metallsalzen beschwerlich und kostspielig.
- Angesichts der mit den Verfahren des Standes der Technik verbundenen Probleme hat sich die Notwendigkeit für ein neues Verfahren ergeben, das es auf bequeme Weise und bei niedrigen Kosten möglich macht, Leucin oder Isoleucin aus einem Gemisch von Aminosäuren abzutrennen, das sowohl Leucin als auch Isoleucin enthält.
- Die Erfinder haben intensive Untersuchungen mit dem Ziel der Entwicklung eines bequemen Verfahrens zum Abtrennen von Leucin von Isoleucin oder umgekehrt durchgeführt, und als Ergebnis wurde die vorliegende Erfindung konzipiert.
- Demgemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abtrennung von Leucin aus einem Aminosäuregemisch zu ermöglichen, das mindestens Leucin und Isoleucin enthält.
- Die vorstehende Aufgabe und andere Aufgaben, die nachfolgend noch besser verdeutlicht werden, wurden durch Schaffung eines Verfahrens zum Abtrennen von Leucin aus einem Gemisch von Aminosäuren gelöst, das mindestens Leucin und Isoleucin enthält, und das darin besteht, daß eine wäßrige Lösung eines Gemisches von Aminosäuren einer Zentrifugalkraft unterworfen wird und ein mit Wasser gesättigtes organisches Lösungsmittel, das mit Wasser unmischbar ist, unter Anwendung von Druck durch die wäßrige Lösung gepreßt wird, um Leucin zu extrahieren.
- Fig. 1 ist ein Diagramm, das die in Beispiel 1 erhaltenen Ergebnisse zeigt.
- a: Normaleluierung
- b: umgekehrte Eluierung
- Alle Gemische von Aminosäuren, die Leucin und Isoleucin enthalten, können durch das Verfahren nach der Erfindung behandelt werden. Solch ein Gemisch kann andere Aminosäuren ebenso wie andere Verunreinigungen enthalten. Somit schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Abtrennen von Leucin von einem Leucin und Isoleucin enthaltenden Gemisch, und ihre Aufgabe ist es, die Trennung der beiden Aminosäuren voneinander zu ermöglichen.
- In dem Fall, wo das Aminosäuregemisch mit anderen Aminosäuren als Leucin und Isoleucin und mit anderen Verunreinigungen verunreinigt ist, können diese teilweise oder insgesamt mit dem daraus nach dem Verfahren der Erfindung abgetrennten Leucin vereinigt sein. In solch einem Fall kann das Leucin, wenn erwünscht, durch andere Reinigungsmaßnahmen gereinigt werden. Es ist möglich, die Reinigung bis zu solch einem Grad durchzuführen, daß keinerlei Isoleucin in dem durch das vorliegende Verfahren abgetrennten Leucin enthalten ist. In Fällen, wo ein solch hoher Reinheitsgrad nicht erforderlich ist, kann die Reinigung bis zu einem solchen Grad durchgeführt werden, daß der Prozentsatz an in dem so abgetrennten Leucin enthaltenen Isoleucin beispielsweise weniger als 2 %, vorzugsweise weniger als ca. 1 %, beträgt.
- Das Ausgangsmaterial oder das Gemisch von Aminosäuren in dem Zustand einer wäßrigen Mischung wird einer Zentrifugalkraft unterworfen. Ein mit Wasser gesättigtes organisches Lösungsmittel, das mit Wasser unmischbar ist, wie ein Alkohol, der 3 bis 4 Kohlenstoffatome aufweist (z. B. Isopropanol, n-Propanol, n-Butanol, sec.-Butanol usw., vorzugsweise Isopropanol oder Butanol) wird unter Anwendung von Druck gegen die Zentrifugalkraft durch die Lösung geschickt, um Leucin oder ein Leucin enthaltendes Gemisch von Aminosäuren zu extrahieren. Dann wird das Leucin oder ein Leucin enthaltendes Gemisch von Aminosäuren von dem Extrakt abgetrennt. Wo es erwünscht ist, können andere Aminosäuren als Leucin, die in dem so abgetrennten Leucin enthalten sind, durch Wiederholen des Verfahrens nach der Erfindung oder durch Anwendung eines anderen Reinigungsverfahrens auf dieses abgetrennt werden.
- Bei dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung kann es bequem sein, eine Mehrfach-Flüssigkeits/Flüssigkeits-Verteilungs-Fraktioniervorrichtung anzuwenden, die eine kontinuierliche Flüssigkeits/Flüssigkeits-Verteilungs-Fraktioniervorrichtung unter Ausnutzung der Zentrifugalkraft ist und sich von den früheren Gegenstrom-Verteilungs-Fraktionsvorrichtungen und den Flüssigkeitstropfen-Gegenstrom-Verteilungsvorrichtungen unterscheidet.
- Wegen der Zentrifugalkraft kann die Vorrichtung vorteilhafter sein als eine kontinuierliche Verteilungsfraktioniervorrichtung oder andere Vorrichtungen.
- Nachstehend wird das Prinzip der Vorrichtung erläutert. Verteilungsrohre werden auf einem Zentrifugalrotor angeordnet, und ein Gemisch aus Aminosäuren wird als stationäre Phase in die Rohre eingebracht. Eine bewegliche Phase eines Lösungsmittels (z. B. Butanol oder Propanol) wird der Flüssigkeit der stationären Phase durch ein Ende der Achse des Rotors kontinuierlich zugeführt.
- Durch die Wirkung der Zentrifugalkraft wandert die Flüssigkeit der beweglichen Phase in Form von feinen Tröpfchen durch die stationäre Phase und fließt an dem anderen Ende der Drehachse heraus.
- Die in der Probe enthaltenen Bestandteile werden durch Flüssigkeits/Flüssigkeits-Verteilung während der Wanderung durch die stationäre Phase fraktioniert und dann getrennt gesammelt.
- Wie vorstehend erläutert, können als Ausgangsmaterial für die Behandlung verwendete Gemische von Aminosäuren sowohl hydrophobe als auch hydrophile Aminosäuren enthalten. Die Gemische können ein Hydrolysat von Proteinen oder eine Aminosäure-Fermentationsflüssigkeit, wobei die in der Fermentationsflüssigkeit enthaltenen mikrobiellen Zellen entfernt sind, oder eine durch Auflösen von Kristallen von Rohaminosäuren hergestellte Lösung sein.
- Nachstehend folgt eine Erläuterung der Eigenschaften der Gemische von Aminosäuren. Je niedriger der pH-Wert eines Gemisches oder je höher die Salzkonzentration in einem Gemisch ist, desto größer wird der Verteilungskoeffizient gegenüber organischen Lösungsmitteln. Folglich kann die Extraktion bei einem pH-Wert von 1 bis 3 unter Zusatz einer Mineralsäure, wie Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure usw., durchgeführt werden, um so die Löslichkeit der Aminosäuren zu erhöhen, mit anderen Worten, um die mögliche Menge an pro Zeit zu behandelnden Aminosäuren zu erhöhen. Es gibt keine besonderen Begrenzungen der Konzentration der Aminosäuren. In dem Fall jedoch, wo eine hydrophobe Aminosäure zu extrahieren und von einem Gemisch von Aminosäuren abzutrennen ist, kann bezüglich der möglichen maximalen Menge eine Dichte der Aminosäuren von bis zu 30 g/dl zu bevorzugen sein. Die optimalen Bedingungen für den Vorgang müssen jedoch auf der Basis des Trennmusters der abzutrennenden Aminosäuren ermittelt werden, da die Abtrennbarkeit dazu neigt, mit der Zunahme der Menge schwächer zu werden.
- Die bisher allgemein beschriebene Erfindung wird unter Bezugnahme auf bestimmte spezifische Beispiele besser verständlich, die jedoch nur zum Zwecke der Erläuterung einbezogen sind und keinerlei Einschränkung der Erfindung oder einer ihrer Ausführungsformen bedeuten sollen, wenn es nicht spezifiziert ist.
- Eine wäßrige Lösung eines Gemisches von Aminosäuren mit der nachstehend angegebenen Zusammensetzung wurde der Zentrifugal- Flüssigkeits/Flüssigkeits-Verteilungschromatographie unter den folgenden Betriebsbedingungen unter Verwendung eines Flüssigkeits/Flüssigkeits-Verteilungschromatographie-Systems (Modell IMF-001), hergestellt von Sanki Engineering Co., Ltd., unterzogen. Versuchsbedingungen Zusammensetzung der Verteilungsflüssigkeit Normaleluierung umgekehrte Eluierung n-Butanol Wasser Stationnäre Phase: Untere Schicht Bewegliche Phase: Obere Schicht (Steigverfahren) Flüssigkeitszuführungsrate: Patrone: Typ Nummer Flüssigkeitszuführungsrate: Flüssigkeitszuführungsdruck: Menge der Probe: Flüssigkeitszuführungsdruck: Ausfluß der stationären Phase: Drehzahl: Betriebstemperatur: Drehzahl: Fraktion: Nachweis: Aminosäure-Analysegerät Fraaktion: Insgesamt eluiertes Volumen:
- Ile: 1,6 g/dl
- Leu: 4,8 g/dl pH = 1,8 (HCl)
- Aminosäure-Analysegerät Modell 835, hergestellt von Hitachi Ltd.
- Die erhaltenen Ergebnisse sind in Fig. 1 angegeben.
- Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, macht es die vorliegende Erfindung möglich, Leucin auf eine wirtschaftlich vorteilhafte Weise aus einem sowohl Leucin als auch Isoleucin enthaltenden Gemisch von Aminosäuren abzutrennen. Folglich ist diese Erfindung in hohem Maße von industriellem Nutzen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Abtrennen von Leucin aus einem
Gemisch von Aminosäuren, das mindestens Leucin und Isoleucin
enthält, das darin besteht, daß eine wäßrige Lösung eines
Gemisches von Aminosäuren einer Zentrifugalkraft unterworfen
wird und ein mit Wasser gesattigtes organisches Lösungsmittel,
das mit Wasser unmischbar ist, gegen die Wirkung der
Zentrifugalkraft unter Anwendung von Druck durch die wäßrige Lösung
gepreßt wird, wobei Leucin selektiv in das mit Wasser
gesättigte organische Lösungsmittel extrahiert wird.
2. Verfahren zum Abtrennen von Leucin gemäß Anspruch
1, bei dem der Gehalt an Isoleucin in den mit dem organischen
Lösungsmittel extrahierten Aminosäuren 2 % oder weniger ist.
3. Verfahren zum Abtrennen von Leucin gemäß Anspruch
1, wobei der pH-Wert der wäßrigen Lösung im Bereich von 1 bis
3 liegt.
4. Verfahren zum Abtrennen von Leucin gemäß Anspruch
1, bei dem das organische Lösungsmittel ein Alkohol ist, der 3
bis 4 Kohlenstoffatome aufweist.
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