FI119376B - Liukenemattoman indigon talteenotto - Google Patents

Liukenemattoman indigon talteenotto Download PDF

Info

Publication number
FI119376B
FI119376B FI961338A FI961338A FI119376B FI 119376 B FI119376 B FI 119376B FI 961338 A FI961338 A FI 961338A FI 961338 A FI961338 A FI 961338A FI 119376 B FI119376 B FI 119376B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
indigo
acid
solid phase
process according
cell mass
Prior art date
Application number
FI961338A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI961338A0 (fi
FI961338A (fi
Inventor
Richard P Crowley
Jeffrey M Gerstner
Original Assignee
Genencor Int
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Genencor Int filed Critical Genencor Int
Publication of FI961338A0 publication Critical patent/FI961338A0/fi
Publication of FI961338A publication Critical patent/FI961338A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI119376B publication Critical patent/FI119376B/fi

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/06—Lysis of microorganisms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/16—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing two or more hetero rings
    • C12P17/165—Heterorings having nitrogen atoms as the only ring heteroatoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0096—Purification; Precipitation; Filtration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B7/00—Indigoid dyes
    • C09B7/02—Bis-indole indigos
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P1/00—Preparation of compounds or compositions, not provided for in groups C12P3/00 - C12P39/00, by using microorganisms or enzymes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/16—Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms containing two or more hetero rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P19/00—Preparation of compounds containing saccharide radicals
    • C12P19/04—Polysaccharides, i.e. compounds containing more than five saccharide radicals attached to each other by glycosidic bonds

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mycology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
  • Detergent Compositions (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
  • Cosmetics (AREA)

Description

119376
Liukenemattoman indigon talteenotto Keksinnön ala
Keksintö liittyy uuteen talteenottomenetelmään ha-5 lutun liukenemattoman fermentaatiotuotteen talteenottami- seksi solumassaa sisältävästä fermentaatioliuoksesta, menetelmään, joka käsittää fermentaatioliuoksen kiinteän solu-massafaasin solubilisoinnin käsittelemällä liuosta asiaankuuluvalla alkalilla tai hapolla yhden tai useamman kerran 10 ja erottamalla aikaan saatu nestemäinen faasi kiinteästä ja (tuotetta sisältävästä) faasista.
Keksinnön tausta
Useimmat fermentaatiotuotteet ovat liukoisia fer-mentaatiomediumiin. Esimerkkejä näistä tuotteista ovat ent-15 syymit, aminohapot ja orgaaniset hapot. Tämän avulla on mahdollista erottaa fermentaatiotuote solumassasta tyypillisillä nestemäisten ja kiinteiden materiaalien erotusmenetelmillä (esimerkiksi sentrifugeilla, suodattimilla tai sel-keyttimillä). Vesipitoiseen fermentaatioliuokseen liukene-20 mattomat fermentaatiotuotteet puhdistetaan usein uuttamalla ne liuottimeen, johon tuote liukenee paremmin kuin vesipi-toiseen fermentaatioliuokseen, mikä siten erottaa tuotteen • ♦ solumassasta. Esimerkkejä ovat sterolit ja lipidit.
• V
On olemassa tuotteita, jotka ovat liukenemattomia • · "mm‘. 25 vesipitoiseen fermentaatioliuokseen ja joille liuottimen • · . käyttö uuttotarkoituksiin on mahdotonta tai epäkäytännöl- * * · *”·* lista. Tässä tapauksessa haluttu kiinteä tuote on erotetta- • · * *·* * va sekä kiinteästä solumassafaasista että nestemäisestä fer- mentaatioliuosfaasista. Menetelmät tällaisia erotuksia var- • * :.V 30 ten eivät ole yleisiä. Yksi mahdollisuus on käyttää hyödyksi: si kaikkia mahdollisia partikkelikokoeroja kiinteiden ai- .·[·. neiden erottamiseksi toisistaan suodattamalla. Toinen mah- • · * I.I dollisuus on käyttää hyödyksi tiheyseroja ja antaa kiintei- • · • · den aineiden laskeutua eri nopeuksilla, mikä johtaa erottu- • · :/·· 35 miseen. Tässä keksinnössä on osoitettu, että solubilisoi- ·!··: maila itse asiassa solumassa saadaan nestemäinen faasi ja 119376 2 kiinteä (tuotetta sisältävä) faasi, minkä jälkeen voidaan käyttää tyypillisiä nestemäisten ja kiinteiden materiaalien erotusmenetelmiä kiinteän tuotteen erottamiseksi solumas-sasta.
5 Keksinnön yhteenveto Tässä keksinnössä on kuvattu menetelmä liukenemattoman indigon talteenottamiseksi solumassaa sisältävästä fer-mentaatioliuoksesta, joka menetelmä on sellainen, että yksi fermentaatioliuoksen kiinteä faasi sisältää haluttua tuo-10 tetta ja toinen fermentaatioliuoksen kiinteä faasi sisältää bio- tai solumassaa. Talteenottomenetelmä sisältää sen, että molemmat kiinteät faasit sisältävää fermentaatioliuosta käsitellään pelkästään solumassaosan solubilisoimiseksi vaikuttamatta samalla haitallisesti halutun tuoteosan liukoi-15 suuteen. Tämä tuottaa kiinteän faasin ja nestemäisen faasin, jotka voidaan myöhemmin erottaa tunnetuilla nestemäisten ja kiinteiden materiaalien erotusmenetelmillä.
Yhdessä tämän keksinnön sovellutusmuodossa solumas-safaasin solubilisointi toteutetaan käsittelemällä fermen-20 taatioliuosta solumassan solubilisoimiseksi asiaankuuluvalla hapolla tai emäksellä korkeassa lämpötilassa, millä saa-daan kiinteän ja nestemäisen faasin seos, joka voidaan ai- • · kaisempaa helpommin erottaa halutun tuotteen talteenottami- • · ··,·, seksi. Yhdessä tämän keksinnön kohteessa käsittely hapolla t 25 tai alkalilla voi olla yksi vaihe, joka tuottaa sen loppu- . tuloksen, että haluttu tuote saadaan talteen, tai vaihtoh- • · · ’···' teoisesti alkali- tai happokäsittelyvaihe voidaan mahdolli- • ti *·* * sesti toistaa yhden tai useamman kerran, minkä avulla sit ten, kun alkuperäinen happo/alkalikäsittelyvaihe on suori- • · ί.ϊ,ϊ 30 tettu ja tästä saatu kiinteää ja nestemäistä materiaalia sisältävä kasvatusliuos, voidaan neste heittää pois ja jäl- #·\# jelle oleva kiinteä faasi, joka on pääasiassa haluttua tuo- # · · M tetta ja joka voi myös sisältää solumassaa tai muuta jätet- • * *;** tä, voidaan käsitellä lisäksi joko asianmukaisella hapolla • * ϊ/.ί 35 tai alkalilla, jotta mahdollisesti jäljellä olevaa solubi- ·:**: lisoitumatonta solumassaa saadaan solubilisoitua lisää.
119376 3
Toisessa tämän keksinnön sovellutusmuodossa fermen-taatioliuoksen kiinteässä faasissa oleva solumassa voidaan lisäksi solubilisoida käsittelemällä massaa entsyymeillä. Fermentaatioliuosta voidaan tarkemmin sanottuna käsitellä 5 yhdellä tai useammalla entsyymillä solujen hajottamiseksi. Hajotetut solut erotetaan tämän jälkeen tuotetta sisältävästä faasista alan ammattikokemuksen perusteella tunnetuilla menetelmillä. Tällaisen entsyymikäsittelyn jälkeen voidaan käyttää mahdollisesti vielä muita edellä olevan kuvauksen 10 mukaisia happo/alkalikäsittelyjä.
Tässä keksinnössä haluttu liukenematon fermentaa-tiotuote on indigo tai sen johdannainen.
Piirustusten lyhyt kuvaus
Kuvio 1 on yleiskaavio tämän keksinnön mukaisesta 15 talteenottomenetelmästä.
Kuvio 2 on kaavio esimerkissä 3 kuvatusta talteenot-tomenetelmästä, joka on sellainen, että liukenemattoman tuotteen talteenottamiseksi käytetään kahta alkalikäsittelyä.
Kuvio 3 kaavio esimerkissä 4 kuvatusta talteenotto-20 menetelmästä, joka on sellainen, että liukenemattoman tuot teen talteenottamiseksi käytetään yhtä alkalikäsittelyä ja ·*.*· yhtä happokäsittelyä.
• · Ϊ*.·, Kuvio 4 on kaavio esimerkissä 5 kuvatusta talteenot- • · ··.·, tomenetelmästä, joka on sellainen, että liukenemattoman tuot- • * *. 25 teen talteenottamiseksi käytetään yhtä alkalikäsittelyä.
• * , Keksinnön yksityiskohtainen kuvaus
» I I
*···* Useimmat fermentaatiotuotteet ovat liukoisia fer- ·*· i * · *·* * mentaatioliuokseen, joten ne ovat helposti otettavissa tal teen vakiomenetelmin. Tilanteessa, jossa fermentaatiotuote • * ϊ.ί.ϊ 30 on liukenematon, syntyy erityisongelmia yritettäessä ottaa :***: liukenematonta tuotetta talteen. Liukenemattomat tuotteet • · * voidaan esimerkiksi ottaa talteen tai puhdistaa uuttamalla » · t I.I liuottimeen, johon ne ovat liukoisempia kuin vesipitoiseen • · "** fermentaatioliuokseen, mikä siten erottaa tuotteen solumas- • · ί/.ί 35 sasta. Tässä keksinnössä on osoitettu, että solubilisoimal-·:··· la tuotteen sijaan solumassa voidaan halutun kiinteän tuot- 119376 4 teen erottamiseksi solumassasta käyttää tyypillisiä nestemäisten ja kiinteiden materiaalien erotusmenetelmiä.
Biosynteettisiä reaktioteitä voidaan muokata spesifisesti entsyymikompleksien aktiivisuuden tehostamiseksi, 5 jotta kemiallisten välituotteiden tuotantokykyä saadaan lisättyä ja jotta saataisiin mahdollisuus muuttaa bakteerien fermentaatioilmiöissä esiintyvien monimutkaisten biologisten järjestelmien lopputuotteita. Biosynteettisten reak-tioteiden geneettisellä muokkauksella on nykyisin tavalli-10 sesti mahdollista tuottaa kaupallisessa mittakaavassa olevia määriä erikoiskemikaaleja ja monimutkaisia kemikaaleja fermentoimalla näitä bakteereissa vastakohtana niiden tuottamiselle monimutkaisia orgaanisen kemian alan synteesire-aktioita käyttäen. Siten kemiallisten yhdisteiden biosyn-15 teettinen valmistus tarjoaa taloudellisen ja ympäristön kannalta suotuisan vaihtoehdon kemialliselle synteesille.
US-patenttijulkaisussa 4 520 103 on kuvattu menetelmiä indigon tuottamiseksi mikrobien avulla geneettisesti transformoiduissa mikro-organismeissa, joita on kasvatettu 20 mediumissa, joka ei sisällä indolia. US-patenttijulkaisussa 5 173 425 on kuvattu menetelmä naftaleenidioksygenaasiak-tiivisuuden tehostamiseksi organismeissa, jotka on transfor- • · moitu monikomponenttisen naftaleenidioksygenaasientsyymin il- • « mentymistä koodaavalla DNA: 11a. Nämä solut kykenevät tuot-25 tamaan indigoa, kun niitä viljellään indolin läsnä ollessa.
····· * · , On havaittu, että yhdisteitä, kuten indigoa, voidaan nykyi- • · · *·|·* sin tuottaa lähtömateriaaleista, kuten glukoosista, de novo ’·* * -synteesissä. Murdock, et ai., Biotech 11 381 - 386. Muita kemikaaleja, kuten kiinihappoa ja katekolia, on myös vai- • · ί.Σ.ί 30 mistettu biosynteettisesti käyttäen lähtöaineena glukoosia.
(Tätä kysymystä on käsitelty esimerkiksi US-patenttijul-kaisussa 5 168 056) . Muita yhdisteitä, kuten melaniinia, • · · indolin ja karboksi-indo Iin heterologista polymeeriä, voi- t · ···* daan valmistaa biosynteettisin menetelmin. (Tätä kysymystä • · ·/·· 35 on käsitelty esimerkiksi julkaisuissa EP 0 363 792 Ai ja ·:··· W0 92/00 373) .
119376 5
Edellä olevan kuvauksen mukaisesti on tällaisten kemiallisten yhdisteiden valmistus biosynteettisesti ympäristön kannalta ja taloudellisista näkökohdista tarkasteltuna edullista. Näiden tuotteiden talteenotto fermentaatio-5 mediumista voi johtaa ainutlaatuisiin ongelmiin, mikäli tuloksena oleva tuote on liukenematon, kuten indigo, melaniini tai glukaani. Tästä keksinnöstä saadaan käyttöön menetelmä puhdistettujen liukenemattomien tuotteiden talteenot-tamiseksi fermentaatioliuoksesta siten, että saanto on suu-10 ri.
Tässä keksinnössä "haluttu liukenematon fermentaa-tiotuote" tarkoittaa indigoa tai sen johdannaista.
"Solumassa" tai "biomasssa" tarkoittaa tässä keksinnössä mitä tahansa yhdistelmä-DNA-menetelmillä saatua tai 15 luonnossa esiintyvää solua tai solufragmenttia, jota voidaan kasvattaa nestemäisessä viljelmässä kiinteiden tuotteiden aikaansaamiseksi.
Yleisiä soluja fermentaatiotuotteiden tuottamiseksi ovat mainittuihin kuitenkaan rajoittiimatta organismit, jot- 20 ka ovat peräisin suvuista, kuten Escherichia, Pseudomonas,
Klebsiella, Schizophyllum, Chromobacterium, Streptomyces, :*·*· Corynebacterium, Brevibacterium, Bacillus, Penicillium, As- » · j*.·, pergillus, Trichoderma, Candida, Saccharomyces, Neurospora * t ja Acromonas. Nämä solut, joita käytetään halutun yhdisteen • · |tt\ 25 tuottamiseen, voivat olla sellaisia yhdistelmä-DNA-menetel-• · . millä valmistettuja tai luonnossa esiintyviä organismeja, • · · • i l joita on modifioitu alan ammattikokemuksen perusteella tun- • · · *·* * netuilla vakiomenetelmillä.
"Asianmukainen alkali" tarkoittaa tässä keksinnössä * · V,: 30 mitä tahansa yhdistettä, joka käytettynä riittävän suurui- • · · sena määränä kohottaa fermentaatioliuoksen pH:n siihen pis- .·*·. teeseen, että solumassa solubilisoituu. Tällaisia alkaliyh- ♦ · · I.I disteitä ovat mainittuihin kuitenkaan rajoittumatta kalium- • · hydroksidi, natriumhydroksidi ja ammoniakki.
• · 35 Asianmukainen happo tarkoittaa tässä keksinnössä *:**: mitä tahansa yhdistettä, joka käytettynä riittävän suurui- 119376 6 sena määränä alentaa fermentaatioliuoksen pH:ta siihen pisteeseen, että solumassa solubilisoituu. Tällaisia happoyh-disteitä ovat mainittuihin kuitenkaan rajoittumatta rikkihappo, hydrofluorihappo, hydrokloorihappo, hydrojodihappo, 5 fosforihappo, perkloorihappo, typpihappo, muurahaishappo ja etikkahappo. Edullisia alkaleja ja happoja ovat esimerkeissä käytetyt alkalit ja hapot.
"Korkea lämpötila" tarkoittaa tässä keksinnössä mitä tahansa huoneen lämpötilan ylittävää lämpötilaa, edulli-10 sesti alueelta 40 - 100 °C olevaa lämpötilaa ja edullisimmin alueelta 90 - 95 °C olevaa lämpötilaa. On selvää, että matalahkot lämpötilat voivat menetellä tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä, mutta alkali- tai happokäsittelyn lämpötilan kohottamisen on havaittu lisäävän solubilisoitu-15 misnopeutta, mikä parantaa talteenottomenetelmän kokonaistehokkuutta ja sen kustannustehokkuutta.
"Asianmukainen käsittelyaika" tarkoittaa tässä keksinnössä mitä tahansa riittävän pituista käsittelyaikaa, joka tarvitaan solubilisoimaan solumassa olennaisesti koko-20 naan. On selvää, että tällaiseen solubilisointiin tarvittava käsittelyaika on eri pituinen sen mukaan, mikä määrä al-kalia tai happoa on lisätty ja missä lämpötilassa reaktio * · suoritetaan (korkeampi lämpötila lyhentää käsittelyaikaa) , • * * sekä fermentaatiotuotteiden talteenottamisen alalla alan # · ' *, 25 ammattikokemuksen perusteella ilmeisten muiden tekijöiden • M·· mukaan. Käsittelyaika voi olla 1-12 tuntia.
t · t '·!·’ Liukenematon fermentaatiotuote ajatellaan myös tai- • · · V : teenotettavaksi saattamalla fermentaatioliuos kosketukseen solumassan hajottamiseen tarkoitetun asianmukaisen entsyy- : 30 min kanssa, millä saadaan siten muodostumaan erillinen faa- • · :***: si, joka kyetään erottamaan kiinteästä (liukenemattomasta) ··· φ.*. tuotetta sisältävästä faasista. Sopivia entsyymejä ovat mai- • ♦ · *.* nittuihin kuitenkaan rajoittumatta lysotsyymi, proteaasi, ♦ * *···* DNaasi, RNaasi, sellulaasi, proteaasi ja amylaasi tai mikä :*·.! 35 tahansa näiden yhdistelmä. Tällaista geeniä koodaava ent-····· syymi ajatellaan lisäksi voitavan liittää liukenemattoman 119376 7 tuotteen valmistamiseen käytettävään organismiin, jollainen geeni indusoitaisiin asiaankuuluvien ohjaavien säätelysig-naalien avulla vasta fermentaation mentyä loppuun (talteen-ottomenetelmää käytettäessä). Solumassan solubilisoimiseksi 5 ei tässä menetelmässä tarvittaisi lisätä massaan mitään ulkopuolista materiaalia, koska hajotukseen ja solubilisoin-tiin tarvittavat entsyymit voisivat olla solumassan tuottamia.
Kun solumassa on solubilisoitunut, niin neste voi-10 daan erottaa liukenemattomasta tuotteesta nestemäisten ja kiinteiden materiaalien erottamiseen käytetyillä vakiomene-telmillä. Näitä voivat olla mainittuihin kuitenkaan rajoittumatta suodatus, painovoimainen sedimentointi ja sentrifu-gointi.
15 Suodatus on määritelty teoksessa Fermentation and
Biochemical Engineering Handbook (Ed. H. C. Vogel, Noyes Publications, 1983) " ... menetelmäksi kiinteiden materiaalien erottamiseksi nesteistä pakottamalla neste kulkemaan suodatinmateriaalin läpi, jollainen voi olla verkko tai 20 kuitukangas, hiekka- tai piimaakerros tai jokin huokoinen materiaali, kuten vaahdotettu lasi tai sintrattu metalli.
·*;*; Kiinteät materiaalit jäävät suodatinmateriaalin pinnalle".
• · Näiden jälkeen käyttöön tulleita uusia materiaaleja ovat • polymeerit ja keraamiset materiaalit. Suodatinmateriaalityyp- • * 25 pi ja käytetty laitteisto on lopputuotteen halutun ominai- • · , suuden mukainen. Jos tuote on neste, niin tärkein kysymys • i · *;"* on se, miten hyvin tuote saadaan selkeytettyä. Jos tuote on · « *·* * määrä kuivata, niin on haluttua poistaa mahdollisimman suu ri määrä nestettä.
• · ;,V 30 Painovoimainen sedimentointi on kiinteiden partik- ! : kelien erottaminen nesteestä antamalla näiden laskeutua pai- novoiman vaikutuksesta. Näille laitteille on tyypillistä, • * · M että niissä käytetään turbulenssin minimoivalla tavalla suun- • · » · "* niteltua sisäänmenoa, keinoa kiinteiden materiaalien siir- • · ·,*·· 35 tämiseksi purkukohtaan ja keinoa selkeytetyn nesteen pois- *:**: tämiseksi.
119376 8
Sentrifugoinnissa käytetään kiinteiden partikkelien poistamiseksi nesteestä painovoiman tilalla tai tämän vaikutuksen tehostamiseksi sentrifugaalivoimaa. Sentrifugiksi voidaan luokitella mikä tahansa pyörivä laite, jota käyte-5 tään erottamaan faasit toisistaan.
Toisin kuin edellä kuvatuissa nesteiden ja kiinteiden aineiden tavallisimmissa erottamistavoissa on tässä keksinnössä haluttu tuote kiinteä faasi, jollainen on solumas-safaasikin. On siten tarpeellista solubilisoida toinen tai 10 toinen näistä faaseista. Tässä keksinnössä on havaittu, että kun solumassafaasi solubilisoidaan tässä keksinnössä kuvatulla tavalla, niin tällä ei ole haitallisia vaikutuksia haluttuun tuotteeseen (eikä tämän aktiivisuuteen). Tämä erotus tehdään tavallisesti seuraavaksi kuvattavalla ja tuon-15 nempana olevissa esimerkeissä yksityiskohdittain esitetyllä tavalla.
Kuten kuviossa 1 olevasta kaaviosta käy ilmi, niin solumassan ja halutun tuotteen sisältävä fermentaatioliuos poistetaan fermentorista ja siirretään säiliöön, jossa se 20 saatetaan kosketukseen hapon tai alkalin kanssa ja jossa sitä kuumennetaan. Tämä saa aikaan sen, että huomattava osa •V; solumassaa solubilisoituu, joten tämä voidaan erottaa kiin- • · IV. teästä tuotteesta millä tahansa useista kiinteiden materi- • ··.·, aalien ja nesteiden erotusmenetelmistä. Se miten huomatta- • · *. 25 vaa solumassan solubilisoituminen on, on luonnollisesti riip- Φ · , puvainen olosuhteista ja lisätyn hapon tai alkalin tyypis- «tl *;j·1 tä/määrästä. Ensimmäisellä alkali/happokäsittelyllä on ta- * ♦ · *·1 1 vallisesti haluttua solubilisoida vähintään noin 2 0 % solu- massasta. Solubilisoitumisaste heijastuu halutun tuotteen • · ·.·,1 30 puhausasteen kohoamisena kullakin peräkkäisistä käsitteli1: lyistä. Tätä menetelmää voidaan käyttää uudelleen kerran β·|·β tai useampia kertoja (uudelleensolubilisointi) kiinteän f aa- • « · Γ.Ι sin sisältämän mahdollisesti jäljellä olevan solumassan so- • · *·· lubilisoimiseksi edelleen. Kiinteän faasin pesua varten ma- • · S/·· 35 teriaaliin voidaan lisäksi lisätä tarvittaessa vettä. Pesu- » 119376 9 vaihe voi olla tarpeellista solujätteiden laimentamiseksi tai niiden pesemiseksi pois halutusta tuotteesta.
Kun haluttu tuote on otettu talteen tässä keksinnössä kuvatulla menetelmällä, niin tuote voidaan mahdolli-5 sesti jatkopuhdistaa tämän alan ammattikokemuksen mukaisilla menetelmillä.
Kokeellinen osa Esimerkki 1 Indigon tuotantokanta 10 Indogoa valmistetaan viljelemällä sellaista E. coli -yhdistelmää, joka sisältää Pseudomonas putidasta peräisin olevia naftaleenidioksygenaasigeenejä koodaavan plasmidin. Käytetty kanta on FM5, joka on transformoitu Serdar, et al:n kuvaamalla plasmidilla (US-patenttijulkaisu nro 5 173 425. 15 Esimerkki 2 indigon valmistus käyttäen E. coli -yhdistelmää Esimerkin 1 mukaista organismia voidaan kasvattaa minimaalisuolamediumissa eräajomenetelmällä 14 litran vetoisessa fermenttorissa, johon syötetään glukoosia. Lämpötilaa 20 pidetään säädettynä 35 °C:seen, pH arvossa 7,0 ja liuenneen hapen määrä 20 %:ssa ilman suhteen kylläisestä seoksesta. Indigon tuottamiseksi seokseen syötetään L-tryptofaania. L- • · · tryptofaani muuttuu ensin indoliksi FM5:n kromosomin koo- • · 1 • 1 *, 1 daaman tryptofanaasientsyymin vaikutuksesta. Tämän jälkeen • · # • 1| 25 indoli muuntuu indigoksi plasmidin sisältämien geenien koo- * 1 daaman naftaleenidioksygenaasientsyymijärjestelmän vaikutuk- sesta. Tällaisella menetelmällä voidaan tuottaa indigoa jo-pa 20 g/1.
• · • · · • · · • · ··« • · * · • · « * · * 1 Φ • 1 · • · • · · • · • · • ♦ · • · · • · · • · · • · 119376 ίο
Esimerkki 3
Indigon talteenottaminen kahdella aikaiikäsittelyl-lä
Indigoa sisältävä fermentaatioliuos, joka sisälsi 5 indigoa 12,0 g/1 ja kiintoaineita yhteensä 147 g/1 (indigon puhtausaste 8,2 %), joka oli valmistettu esimerkissä 2 kuvatulla tavalla, otettiin talteen kuviossa 2 kuvatulla tavalla. Indigon puhtaus eri vaiheiden jälkeen on esitetty yhteenvetona taulukossa 1. Alkuvaiheessa koetettiin käyttää 10 sentrifugointia, jonka tarkoituksena oli erottaa indigo spesifisesti solumassasta, mutta erottumista ei havaittu tapahtuvan. Materiaali suspendoitiin uudelleen veteen siten, että indigon konsentraatioksi tuli 14,0 g/1, ja seokseen lisättiin sellainen määrä NaOH:ta, että sen loppukonsent-15 raatioksi tuli 1 %. Seosta pidettiin 12 tuntia 15 °C:ssa. Materiaali käsiteltiin ensin sentrifugissa ja tuloksena oleva liete sisälsi indigoa 158 g/1 ja sen kiintoaineiden kokonaismäärä oli 232 g/1, mikä vastaa 68-%:ista indigon puhtausastetta, joka oli noussut kahdeksankertaiseksi. Seokseen 20 lisättiin sellainen määrä vettä ja NaOH:a, että indigon konsentraatioksi tuli 115 g/1 ja NaOH:n pitoisuudeksi 5 %, ja seosta kuumennettiin 90 °C:ssa, jossa lämpötilassa sitä pi- • 1 :\\ dettiin 12 tuntia. Tämän jälkeen seos sentrifugoitiin ja • · ••S' materiaali suspendoitiin sitten uudelleen alkuperäiseen ti- • · 25 lavuuteensa käyttäen vettä ja suoritettiin toinen sentrifu-gointi. Tulokseksi saadussa lietteessä oli indigoa 366 g/1 • · ♦ ’···1 ja kiintoaineiden kokonaismäärä oli 401 g/1, mikä vastaa ··· *·1 1 91-%:ista indigon puhtausastetta.
• · * · · • · 1 • · • 1 · • « • · • · · • · • 1 · • · · • · • · · • 1 • · «1» * · · • · · • «1 t · 119376 11
Taulukko 1
Per- Sentri- Sentri-ment- fugi 2 fugi 4 ____tori__liete__liete
Indigo (g/1)___12,0__158__366
Kiintoaineiden 147 232 401 kokonaismäärä (g/1)____
Indigonpuhtausaste (%) 8,2 68,1 91,3
Esimerkki 4
Indigon talteenotto yhdellä alkalikäsittelyllä ja 5 yhdellä happokäsittelyllä
Indigoa sisältävä fermentaatioliuos, joka sisälsi indigoa 12,0 g/1 ja kiintoaineita yhteensä 237 g/1 (indigon puhtausaste 5,1 %) , otettiin talteen kuviossa 3 kuvatulla tavalla. Indigon puhtaus useiden eri vaiheiden jälkeen on 10 esitetty yhteenvetona taulukossa 2. Fermentaatioliuokseen li sättiin suoraan sellainen määrä vettä ja NaOH:a, että tämän loppukonsentraatioksi saatiin 0,87 %, ja seosta kuumennettiin 80 °C:ssa ja pidettiin tässä lämpötilassa 12 tuntia.
. , Kun seos oli sentrifugoitu ja saatu liete, niin tämä sisäl- • · ♦ );*** 15 si indigoa 60,3 g/1 ja kiintoaineiden kokonaismäärä oli • « · • ·1 240 g/1, mikä vastaa 25,l-%:ista indigon puhtausastetta.
·· · : ’.· Liete suspendoitiin uudelleen veteen ja seokseen lisättiin sellainen määrä H3P04:ää, että tämän loppukonsentraatioksi : tuli 1,3 %. Tätä lietettä kuumennettiin 60 °C:ssa ja sitä :1·1: 20 pidettiin tässä lämpötilassa 12 tuntia. Kun seos oli sent- rifugoitu, niin liete sisälsi indigoa 97 g/1 ja kokonais-kiintoainemäärä oli 122 g/1, mikä vastaa 79,5-%:ista indi- • · · .···, gon puhtausastetta.
• ·
«M
• ♦ • · 1 • · · • · ··· • · • « *·· • · · • · · * M • « 12 119376
Taulukko 2
Per- Sentri- Sentri-ment- fugl 1 fugi 2 ___tori__liete__liete indigo (g/1)___12,0 60,3__97,0
Kiintoaineiden 237 240 122 kokonaismäärä (g/1)____
Indigon puhtausaste (%) 5,1 25,1 79,5
Esimerkki 5 indigon talteenotto yhdellä alkalikäsittelyllä 5 Indigoa sisältävä fermentaatioliuos otettiin tal teen kuviossa 4 kuvatulla tavalla. Indigon puhtaus useiden eri vaiheiden jälkeen on esitetty yhteenvetona taulukossa 3. Ensimmäisestä sentrifugoinnista peräisin oleva liete sisälsi indigoa 23,5 g/1 ja kiintoaineiden kokonaismäärä oli 10 182 g/1, mikä vastaa 12,9-%:ista indigon puhtausastetta.
Seokseen lisättiin sellainen määrä vettä ja NaOH:a, että tämän loppukonsentraatioksi tuli 0,4 %. Lämpötila kohotettiin 60 °C:seen ja pidettiin samana 12 tuntia. Kun seos oli sentrifugoitu, niin tulokseksi saatu liete sisälsi indigoa • · » I 15 41,2 g/1 ja kiintoaineiden kokonaismäärä oli 53,5, mikä vas- • a a *. * taa 77,0-%:ista indigon puhtausastetta.
• · · • a • » * * Taulukko 3 • _ i < < ,·|·( Sentri fugi 1 Sentri fugi 2 • · * __liete__liete_ . . Indigo (g/1)__23,5__41,2_ *·*·* Kiintoaineiden 182 53,5 • · · • * *···* kokonaismäärä (g/1)___ ;Y: =Jndxgon_guhtausaste_JJ2__ ^===12>ίί9^___ =_^_77i0=__ a * a • a • a aaa a a a aaa a a· a a a a a

Claims (12)

119376 Pat ent t i vaat imukset
1. Menetelmä indigon tai sen johdannaisen talteen-ottamiseksi sellaisesta vesipitoisesta fermentaatioliuok- 5 sesta, joka käsittää indigoa tai sen johdannaista sisältävän ensimmäisen kiinteän faasin ja solumassaa sisältävän toisen kiinteän faasin, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää sen, että a) käsitellään vesipitoista fermentaatioliuosta yh-10 den tai useamman kerran joko asianmukaisella alkalilla tai asianmukaisella hapolla huoneen lämpötilaa korkeammassa lämpötilassa ajanjaksona, joka on riittävä solubilisoimaan vähintään noin 20 % solumassasta ja jonka tuloksena saadaan vesipitoinen fermentaatioliuos, joka sisältää indigoa tai 15 sen johdannaista sisältävän ensimmäisen kiinteän faasin; b) erotetaan indigoa tai sen johdannaista sisältävä ensimmäinen kiinteä faasi vesipitoisesta fermentaatioliuok-sesta; ja c) otetaan indigo tai sen johdannainen talteen en- 20 simmäisestä kiinteästä faasista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä indigon talteenottamiseksi. * t · • ·
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, • · tunnettu siitä, että alkali valitaan ryhmästä, joka • · *, 25 koostuu kaliumhydroksidista, natriumhydroksidistä ja ammo niakista tai happo valitaan ryhmästä, joka koostuu fosfori- • · *·!·* haposta, rikkihaposta, suolahaposta, typpihaposta ja per- ··· V: kloorihaposta.
4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen # · Ji: 30 menetelmä, tunnettu siitä, että asianmukaista alkalia :***: käytetään vaiheessa a) .
• ·· .*. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen • · • · · menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila on noin 40 - 100 °c.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tun- • · ·:··· nettu siitä, että lämpötila on noin 90 - 95 °C. 119376
7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että jokainen alkali- ja happovaihe toteutetaan 1-12 tunnin jaksona.
8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 5 menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää sen, että vaiheesta a) tuloksena saatu ensimmäinen kiinteä faasi suspendoidaan uudelleen yhden tai useamman kerran joko asianmukaisen alkalin kanssa tai asianmukaisen hapon kanssa ensimmäisessä kiinteässä faasissa jäljellä olevan 10 solubilisoitumattoman solumassan solubilisoimiseksi ennen indigon tai sen johdannaisen talteenottoa.
9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että natriumhydroksidia käytetään asianmukaisena alkalina vaiheessa a) ja vaiheesta a) tuloksena 15 saatava ensimmäinen kiinteä faasi suspensoidaan uudelleen fosforihapossa.
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen kiinteä faasi solubilisoidaan aikaisemmin käsittelemällä solumassaa ent- 20 symaattisesti.
11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että entsyymi valitaan ryhmästä, joka • · koostuu lysotsyymistä, proteaasista, DNaasista, RNaasista • 1 tai näiden yhdistelmästä. • · *, 25
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen * ,1 menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää • · · *·|·1 sen, että puhdistetaan indigo tai sen johdannainen, joka on Σ saatu tuloksena talteenottomenetelmästä. • · • · · • · · • · ··· • · Φ · • · Φ · · « · · • · ··» • · • · * · · • · · • ·· • · 119376
FI961338A 1993-09-23 1996-03-22 Liukenemattoman indigon talteenotto FI119376B (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/125,997 US5492819A (en) 1993-09-23 1993-09-23 Recovery of insoluble biosynthetic products
US12599793 1993-09-23
US9410397 1994-09-15
PCT/US1994/010397 WO1995008620A1 (en) 1993-09-23 1994-09-15 Recovery of insoluble biosynthetic products

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI961338A0 FI961338A0 (fi) 1996-03-22
FI961338A FI961338A (fi) 1996-03-22
FI119376B true FI119376B (fi) 2008-10-31

Family

ID=22422458

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI961338A FI119376B (fi) 1993-09-23 1996-03-22 Liukenemattoman indigon talteenotto

Country Status (12)

Country Link
US (1) US5492819A (fi)
EP (1) EP0720647B1 (fi)
JP (1) JPH09502879A (fi)
KR (1) KR960705027A (fi)
CN (1) CN1131436A (fi)
AT (1) ATE213769T1 (fi)
CA (1) CA2172522C (fi)
DE (1) DE69429995T2 (fi)
DK (1) DK0720647T3 (fi)
ES (1) ES2171466T3 (fi)
FI (1) FI119376B (fi)
WO (1) WO1995008620A1 (fi)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10040176B4 (de) * 2000-08-17 2005-09-08 Consortium für elektrochemische Industrie GmbH Verfahren zur Isolierung von Cystin
CN106336685A (zh) * 2016-08-24 2017-01-18 张永成 一种用生物发酵法提取天然染料的方法及应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4520103A (en) * 1982-10-27 1985-05-28 Amgen Microbial production of indigo
JPS60196195A (ja) * 1984-03-21 1985-10-04 Dainippon Seito Kk イ−ストグルカンの製造法
US5082936A (en) * 1984-11-28 1992-01-21 Massachusetts Institute Of Technology Glucan composition and process for preparation thereof
US5164485A (en) * 1985-08-20 1992-11-17 Takeda Chemical Industries, Ltd. Modified hepatitis B virus surface antigen P31 and production thereof
DE3620915A1 (de) * 1986-06-23 1988-01-07 Sandoz Ag Methode zur aufbereitung von biologisch hergestelltem indigo
EP0330419B1 (en) * 1988-02-23 1994-10-26 MITSUI TOATSU CHEMICALS, Inc. Process for the preparation of indigo compound
CA2000114C (en) * 1988-10-03 1995-06-20 Laurence K. Grill Melanin production
SE8901687D0 (sv) * 1989-05-11 1989-05-11 Alfa Laval Agri Int Fibronectin binding protein as well as its preparation
US5116997A (en) * 1991-04-15 1992-05-26 Basf Aktiengesellschaft Purification of indigo

Also Published As

Publication number Publication date
CN1131436A (zh) 1996-09-18
US5492819A (en) 1996-02-20
DE69429995T2 (de) 2002-08-22
WO1995008620A1 (en) 1995-03-30
JPH09502879A (ja) 1997-03-25
DK0720647T3 (da) 2002-06-17
EP0720647B1 (en) 2002-02-27
KR960705027A (ko) 1996-10-09
DE69429995D1 (de) 2002-04-04
EP0720647A1 (en) 1996-07-10
ATE213769T1 (de) 2002-03-15
FI961338A0 (fi) 1996-03-22
ES2171466T3 (es) 2002-09-16
CA2172522A1 (en) 1995-03-30
CA2172522C (en) 2008-01-29
FI961338A (fi) 1996-03-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2023099166A (ja) 発酵プロセスで得られた６－アミノカプロン酸からのカプロラクタムの調製
EP3412650A1 (en) Method for extracting 1,5-pentanediamine from solution system containing 1,5-pentanediamine salt
US5627276A (en) Peroxide degradation of DNA for visocity reduction
CN104152478A (zh) 一种生物转化联产d-精氨酸和胍基丁胺的方法
EP2623608B1 (en) Method for preparing 2-pyrrolidone using biomass
FI119376B (fi) Liukenemattoman indigon talteenotto
CA1244368A (fr) Procede de traitement d&#39;une solution de d&#39;hetepolysaccharides, compositions en poudre d&#39;hetepolysaccharides et leur applications
CN111607622B (zh) 一种利用小麦b淀粉生产3-羟基丁酮的工艺方法
JP5953078B2 (ja) 新規微生物およびその変異株並びにそれを用いた多糖類の製造方法
JP2003277416A (ja) 糖類を含むアクリルアミド水溶液
CN115029331B (zh) 用于制备磷脂酰丝氨酸的固定化酶皮克林乳液反应体系
CN114045271B (zh) 固定化羰基还原酶及其在制备(2r,3s)-2-羟基-4-苯基丁烷衍生物的应用
WO2004009829A1 (ja) メチオニンの製造法
CN112553174B (zh) 一种脱氢酶在(r)-9-(2-羟丙基)腺嘌呤制备中的应用
JP2003325194A (ja) 微生物によるシアノカルボン酸の製法
KR100345847B1 (ko) 고정화효소에의한세파졸린의제조방법
CN118851454A (zh) 一种盐水的回用处理方法及其在嗜盐菌发酵中的应用
CN110527673A (zh) 一种葡萄糖脱氢酶的制备方法及其应用
JP5132979B2 (ja) ポリアクリルアミド及びその製造方法
CN115746292A (zh) 一种活性污泥中藻青素的提取方法
CZ309752B6 (cs) Způsob izolace biopolymerů polyhydroxyalkanoátů z halofilních a termofilních bakterií
JP2002034584A (ja) α−ヒドロキシ酸アンモニウム塩の製造法
CN115418381A (zh) 一种烟酸铵反应液提纯方法
JP5126707B2 (ja) α−ヒドロキシアシルピリジンの製造方法
CN110923280A (zh) 河豚毒素制备及其纯化方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 119376

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed