JP2001046095A - Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 - Google Patents
Ｌ−アスパラギン酸の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 マレイン酸を水溶性臭素化合物と標準電極電
位が１Ｖ以上の化合物の存在下に異性化してフマル酸と
し、これに酵素反応によりアンモニアを反応させてＬ−
アスパラギン酸を生成させるＬ−アスパラギン酸の製造
方法において、酵素活性を持続させる。 【解決手段】 フマル酸を還元剤で処理する。
位が１Ｖ以上の化合物の存在下に異性化してフマル酸と
し、これに酵素反応によりアンモニアを反応させてＬ−
アスパラギン酸を生成させるＬ−アスパラギン酸の製造
方法において、酵素活性を持続させる。 【解決手段】 フマル酸を還元剤で処理する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はマレイン酸からフマ
ル酸を経由して、酵素反応によりＬ−アスパラギン酸を
製造する方法に関するものである。特に本発明は中間体
であるフマル酸の精製工程を簡略化したＬ−アスパラギ
ン酸の製造方法に関するものである。
ル酸を経由して、酵素反応によりＬ−アスパラギン酸を
製造する方法に関するものである。特に本発明は中間体
であるフマル酸の精製工程を簡略化したＬ−アスパラギ
ン酸の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アスパルターゼ又はアスパルターゼを産
生する微生物の存在下に、フマル酸にアンモニアを反応
させてＬ−アスパラギン酸を製造することは公知であ
る。反応はアンモニアの存在下にフマル酸を水に溶解
し、生成したフマル酸アンモニウム水溶液にアスパルタ
ーゼを添加してＬ−アスパラギン酸アンモニウム水溶液
を生成させる。この水溶液を硫酸などで酸析するとＬ−
アスパラギン酸が生成する。
生する微生物の存在下に、フマル酸にアンモニアを反応
させてＬ−アスパラギン酸を製造することは公知であ
る。反応はアンモニアの存在下にフマル酸を水に溶解
し、生成したフマル酸アンモニウム水溶液にアスパルタ
ーゼを添加してＬ−アスパラギン酸アンモニウム水溶液
を生成させる。この水溶液を硫酸などで酸析するとＬ−
アスパラギン酸が生成する。
【０００３】原料のフマル酸はマレイン酸の異性化によ
り入手することができる。マレイン酸の異性化方法はい
くつも知られているが、マレイン酸水溶液に水溶性臭素
化合物と酸化剤とを添加する方法が最も好ましい方法の
一つとされている。マレイン酸水溶液に水溶性臭素化合
物と酸化剤とを添加すると、マレイン酸は容易にフマル
酸となって析出する。
り入手することができる。マレイン酸の異性化方法はい
くつも知られているが、マレイン酸水溶液に水溶性臭素
化合物と酸化剤とを添加する方法が最も好ましい方法の
一つとされている。マレイン酸水溶液に水溶性臭素化合
物と酸化剤とを添加すると、マレイン酸は容易にフマル
酸となって析出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に酵素は過酸化水
素などの酸化剤により影響されることが知られている。
アスパルターゼを用いるフマル酸からＬ−アスパラギン
酸への反応も、酵素反応の常識として、反応系に酸化剤
が存在することは好ましくないと考えられる。しかるに
上述の方法によりマレイン酸を異性化して得たフマル酸
には、異性化触媒として用いた酸化剤が不純物として含
まれている。従って上述の方法により得たフマル酸を原
料として、アスパルターゼを用いる酵素反応によりＬ−
アスパラギン酸を製造する際には、予めフマル酸を十分
に精製しておくことが必要と考えられている。
素などの酸化剤により影響されることが知られている。
アスパルターゼを用いるフマル酸からＬ−アスパラギン
酸への反応も、酵素反応の常識として、反応系に酸化剤
が存在することは好ましくないと考えられる。しかるに
上述の方法によりマレイン酸を異性化して得たフマル酸
には、異性化触媒として用いた酸化剤が不純物として含
まれている。従って上述の方法により得たフマル酸を原
料として、アスパルターゼを用いる酵素反応によりＬ−
アスパラギン酸を製造する際には、予めフマル酸を十分
に精製しておくことが必要と考えられている。
【０００５】例えば米国特許第４５６０６５３号には、
過硫酸アンモニウムと臭化アンモニウムを触媒としてマ
レイン酸をフマル酸に異性化し、生成したフマル酸をイ
オン交換樹脂及び活性炭で処理したのち、アスパルター
ゼを用いてアンモニアと反応させＬ−アスパラギン酸を
生成させることが記載されている。しかしこのようなフ
マル酸精製工程を経由することは、Ｌ−アスパラギン酸
を工業的に製造する場合には、決して好ましい方法では
ない。従って本発明は異性化により生成したフマル酸
を、煩雑な精製工程を経ることなく、アスパルターゼを
用いるＬ−アスパラギン酸の製造に用いる方法を提供し
ようとするものである。
過硫酸アンモニウムと臭化アンモニウムを触媒としてマ
レイン酸をフマル酸に異性化し、生成したフマル酸をイ
オン交換樹脂及び活性炭で処理したのち、アスパルター
ゼを用いてアンモニアと反応させＬ−アスパラギン酸を
生成させることが記載されている。しかしこのようなフ
マル酸精製工程を経由することは、Ｌ−アスパラギン酸
を工業的に製造する場合には、決して好ましい方法では
ない。従って本発明は異性化により生成したフマル酸
を、煩雑な精製工程を経ることなく、アスパルターゼを
用いるＬ−アスパラギン酸の製造に用いる方法を提供し
ようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、水溶液
中でアスパルターゼ又はアスパルターゼを産生する微生
物の存在下に、フマル酸にアンモニアを反応させてＬ−
アスパラギン酸を生成させるに際し、フマル酸として、
水溶性臭素化合物及び標準電極電位が１Ｖ以上の化合物
の存在下にマレイン酸を異性化して得たフマル酸を還元
剤で処理したものを用いることにより、煩雑なフマル酸
精製工程を経ることなく、マレイン酸からＬ−アスパラ
ギン酸を工業的に製造することができる。
中でアスパルターゼ又はアスパルターゼを産生する微生
物の存在下に、フマル酸にアンモニアを反応させてＬ−
アスパラギン酸を生成させるに際し、フマル酸として、
水溶性臭素化合物及び標準電極電位が１Ｖ以上の化合物
の存在下にマレイン酸を異性化して得たフマル酸を還元
剤で処理したものを用いることにより、煩雑なフマル酸
精製工程を経ることなく、マレイン酸からＬ−アスパラ
ギン酸を工業的に製造することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明では先ずマレイン酸を水溶
液中でフマル酸に異性化する。マレイン酸としては精製
品及び粗製品のいずれをも用いることができる。例えば
特公昭４０−２３７８４号公報に記載の無水フタル酸の
製造工程で回収される粗マレイン酸水溶液を用いること
ができる。異性化に供するマレイン酸水溶液中のマレイ
ン酸濃度は５〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量
％である。濃度が低過ぎると経済性が劣り、逆に濃度が
高過ぎると異性化により生成したフマル酸が大量に析出
するので、反応系の攪拌が困難となる。マレイン酸の異
性化触媒としては、水溶性の臭素化合物と標準電極電位
が１Ｖ以上の化合物を併用する。
液中でフマル酸に異性化する。マレイン酸としては精製
品及び粗製品のいずれをも用いることができる。例えば
特公昭４０−２３７８４号公報に記載の無水フタル酸の
製造工程で回収される粗マレイン酸水溶液を用いること
ができる。異性化に供するマレイン酸水溶液中のマレイ
ン酸濃度は５〜６０重量％、好ましくは１０〜５０重量
％である。濃度が低過ぎると経済性が劣り、逆に濃度が
高過ぎると異性化により生成したフマル酸が大量に析出
するので、反応系の攪拌が困難となる。マレイン酸の異
性化触媒としては、水溶性の臭素化合物と標準電極電位
が１Ｖ以上の化合物を併用する。
【０００８】水溶性の臭素化合物としては、臭化水素酸
のリチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、マ
グネシウム、カルシウム、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム
塩など臭素の原子価が−１であるものや臭素を用いるの
が好ましいが、Ｎ−ブロモコハク酸イミドやナトリウム
ハイポブロマイドのような臭素の原子価が＋１であるも
のを用いることもできる。これらの水溶性の臭素化合物
は所望ならば２種以上併用することもできる。
のリチウム、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、マ
グネシウム、カルシウム、鉄、銅、亜鉛、アルミニウム
塩など臭素の原子価が−１であるものや臭素を用いるの
が好ましいが、Ｎ−ブロモコハク酸イミドやナトリウム
ハイポブロマイドのような臭素の原子価が＋１であるも
のを用いることもできる。これらの水溶性の臭素化合物
は所望ならば２種以上併用することもできる。
【０００９】水溶性の臭素化合物と併用する標準電極電
位が１Ｖ以上の化合物は酸化剤として機能するものであ
り、４価のセリウムを含む化合物である硝酸アンモニウ
ムセリウム、硫酸セリウム、硫酸セリウムアンモニウム
（いずれも標準電極電位１Ｖ）、過硫酸イオンを含む化
合物である過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸
アンモニウム（いずれも標準電極電位１．５Ｖ以上）、
臭素酸イオンを含む化合物である臭素酸ナトリウム、臭
素酸カリウム、過酸化水素などが用いられる。なかでも
硝酸セリウムアンモニウム又は過硫酸イオンを含むもの
を用いるのが好ましい。これらの標準電極電位が１Ｖ以
上の化合物も所望ならばいくつかを併用することができ
る。標準電極電位についてはＬａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄ
ｂｏｏｋｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １３ｔｈ Ｓｅｃ
ｔｉｏｎ ６を参照。
位が１Ｖ以上の化合物は酸化剤として機能するものであ
り、４価のセリウムを含む化合物である硝酸アンモニウ
ムセリウム、硫酸セリウム、硫酸セリウムアンモニウム
（いずれも標準電極電位１Ｖ）、過硫酸イオンを含む化
合物である過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸
アンモニウム（いずれも標準電極電位１．５Ｖ以上）、
臭素酸イオンを含む化合物である臭素酸ナトリウム、臭
素酸カリウム、過酸化水素などが用いられる。なかでも
硝酸セリウムアンモニウム又は過硫酸イオンを含むもの
を用いるのが好ましい。これらの標準電極電位が１Ｖ以
上の化合物も所望ならばいくつかを併用することができ
る。標準電極電位についてはＬａｎｇｅ’ｓ Ｈａｎｄ
ｂｏｏｋｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １３ｔｈ Ｓｅｃ
ｔｉｏｎ ６を参照。
【００１０】マレイン酸からフマル酸への異性化反応は
大きな発熱を伴うので、十分な除熱を行うことが重要で
ある。反応は通常５０〜１５０℃で行うが、リンゴ酸の
生成を抑制するため６０〜１００℃で行うのが好まし
い。反応は回分方式でも連続方式でも行うことができ
る。回分方式の場合には、低温下でマレイン酸水溶液に
触媒を加えたのち徐々に昇温して反応させるか、又はマ
レイン酸水溶液に触媒水溶液を徐々に、通常は１０分な
いし２時間かけて添加して反応させるのが好ましい。な
お、触媒の水溶性臭素化合物と標準電極電位が１Ｖ以上
の化合物の一方は、予めマレイン酸水溶液中に添加して
おいてもよい。
大きな発熱を伴うので、十分な除熱を行うことが重要で
ある。反応は通常５０〜１５０℃で行うが、リンゴ酸の
生成を抑制するため６０〜１００℃で行うのが好まし
い。反応は回分方式でも連続方式でも行うことができ
る。回分方式の場合には、低温下でマレイン酸水溶液に
触媒を加えたのち徐々に昇温して反応させるか、又はマ
レイン酸水溶液に触媒水溶液を徐々に、通常は１０分な
いし２時間かけて添加して反応させるのが好ましい。な
お、触媒の水溶性臭素化合物と標準電極電位が１Ｖ以上
の化合物の一方は、予めマレイン酸水溶液中に添加して
おいてもよい。
【００１１】連続方式の場合には、複数の反応槽を直列
に接続した多段反応装置を用いるのが好ましい。この場
合には、多量のフマル酸スラリー中に原料のマレイン酸
水溶液及び触媒が供給されるので、回分方式の場合より
も除熱が容易である。異性化反応はマレイン酸水溶液と
触媒とが接触すると直ちに生起する。回分方式及び連続
方式いずれの場合でも、マレイン酸に対する触媒の供給
比率は、水溶性臭素化合物が通常１×１０-3〜４モル
％、好ましくは１×１０-2〜３モル％であり、標準電極
電位が１Ｖ以上の化合物が通常０．００５〜８モル％、
好ましくは０．１〜４モル％である。
に接続した多段反応装置を用いるのが好ましい。この場
合には、多量のフマル酸スラリー中に原料のマレイン酸
水溶液及び触媒が供給されるので、回分方式の場合より
も除熱が容易である。異性化反応はマレイン酸水溶液と
触媒とが接触すると直ちに生起する。回分方式及び連続
方式いずれの場合でも、マレイン酸に対する触媒の供給
比率は、水溶性臭素化合物が通常１×１０-3〜４モル
％、好ましくは１×１０-2〜３モル％であり、標準電極
電位が１Ｖ以上の化合物が通常０．００５〜８モル％、
好ましくは０．１〜４モル％である。
【００１２】異性化反応で生成したフマル酸は、次いで
酵素反応によるＬ−アスパラギン酸の製造に用いるが、
生成したフマル酸スラリー中には異性化触媒として用い
た標準電極電位が１Ｖ以上の化合物が残存している。本
発明ではこのフマル酸を還元剤で処理して、標準電極電
位が１Ｖ以上の化合物を除去する。この還元剤による処
理は任意の方法で行うことができる。最も簡単には、フ
マル酸スラリーに還元剤を添加することにより行うこと
ができる。この方法によるときは、異性化により生成し
たスラリーを固液分離してフマル酸結晶を取得し、所望
により水洗したのち、これを水で再びスラリー化したも
のに還元剤を添加するのが好ましい。水洗に用いる水量
は通常はフマル酸に対し５重量倍以下、好ましくは３重
量倍以下である。また固液分離により回収された母液
は、できるだけ異性化工程に循環するのが好ましい。
酵素反応によるＬ−アスパラギン酸の製造に用いるが、
生成したフマル酸スラリー中には異性化触媒として用い
た標準電極電位が１Ｖ以上の化合物が残存している。本
発明ではこのフマル酸を還元剤で処理して、標準電極電
位が１Ｖ以上の化合物を除去する。この還元剤による処
理は任意の方法で行うことができる。最も簡単には、フ
マル酸スラリーに還元剤を添加することにより行うこと
ができる。この方法によるときは、異性化により生成し
たスラリーを固液分離してフマル酸結晶を取得し、所望
により水洗したのち、これを水で再びスラリー化したも
のに還元剤を添加するのが好ましい。水洗に用いる水量
は通常はフマル酸に対し５重量倍以下、好ましくは３重
量倍以下である。また固液分離により回収された母液
は、できるだけ異性化工程に循環するのが好ましい。
【００１３】フマル酸スラリーに還元剤を添加して処理
する上記の方法では、フマル酸結晶はそのまま保持され
るので、結晶中に含有されている標準電極電位が１Ｖ以
上の化合物を除去することはできない。従って異性化に
より得られたフマル酸スラリー又は上記の固液分離を経
て調製されたフマル酸スラリーにアンモニアを添加し
て、フマル酸をフマル酸アンモニウムとして溶解させ、
このフマル酸アンモニウム水溶液に還元剤を添加して処
理したのち、アスパルターゼ又はアスパルターゼを産生
する微生物によるＬ−アスパラギン酸の生成反応に供す
るのが好ましい。また所望ならば、フマル酸アンモニウ
ム水溶液に還元剤とアスパルターゼ又はアスパルターゼ
を産生する微生物とを添加して、還元処理とＬ−アスパ
ラギン酸の生成とを並行させることもできる。還元剤と
しては異性化反応に用いた標準電極電位が１Ｖ以上の化
合物に対し還元能を有するものであれば任意のものを用
いることができる。通常はチオ硫酸ナトリウム、チオ硫
酸カリウム、チオ硫酸アンモニウム、チオ硫酸バリウム
等のチオ硫酸塩；亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、
亜硝酸リチウム、亜硝酸カルシウム等の亜硝酸塩；亜硫
酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム
等の亜硫酸塩；次亜硫酸ナトリウム、次亜硫酸カルシウ
ム、次亜硫酸亜鉛、次亜硫酸アンモニウム、次亜硫酸マ
グネシウム等の次亜硫酸塩；亜リン酸ナトリウム、亜リ
ン酸カリウム、亜リン酸アンモニウム、亜リン酸水素ナ
トリウム等の亜リン酸塩；次亜リン酸ナトリウム、次亜
リン酸カリウム、次亜リン酸アンモニウム、次亜リン酸
カルシウム、次亜リン酸マグネシウム、次亜リン酸亜鉛
等の次亜リン酸塩；硫酸第一鉄、塩化第一鉄等の第一鉄
塩などが用いられる。なかでもチオ硫酸塩、亜硝酸塩、
次亜硫酸塩、第一鉄塩などを用いるのが好ましい。なお
還元剤は所望ならばいくつかを併用することもできる。
還元剤の使用量は、マレイン酸からフマル酸への異性化
に用いた標準電極電位が１Ｖ以上の化合物がどの程度残
存しているかによるが、通常は異性化に供した化合物に
対し０．００１〜２当量、好ましくは０．０１〜１当量
である。還元処理は通常１０〜７０℃で行うが１５〜６
０℃で行うのが好ましい。処理温度が高過ぎると還元剤
が分解するおそれがある。また低過ぎると所要処理時間
が長くなる。処理時間は通常は５分間以上であり、３０
分間以上処理するのが好ましい。なお、処理は長くても
５時間も行えば十分であり、通常は２時間以内で十分で
ある。還元処理の進行状況は、所望ならば酸化還元電極
（ＯＲＰ電極）を用いて追跡することができる。
する上記の方法では、フマル酸結晶はそのまま保持され
るので、結晶中に含有されている標準電極電位が１Ｖ以
上の化合物を除去することはできない。従って異性化に
より得られたフマル酸スラリー又は上記の固液分離を経
て調製されたフマル酸スラリーにアンモニアを添加し
て、フマル酸をフマル酸アンモニウムとして溶解させ、
このフマル酸アンモニウム水溶液に還元剤を添加して処
理したのち、アスパルターゼ又はアスパルターゼを産生
する微生物によるＬ−アスパラギン酸の生成反応に供す
るのが好ましい。また所望ならば、フマル酸アンモニウ
ム水溶液に還元剤とアスパルターゼ又はアスパルターゼ
を産生する微生物とを添加して、還元処理とＬ−アスパ
ラギン酸の生成とを並行させることもできる。還元剤と
しては異性化反応に用いた標準電極電位が１Ｖ以上の化
合物に対し還元能を有するものであれば任意のものを用
いることができる。通常はチオ硫酸ナトリウム、チオ硫
酸カリウム、チオ硫酸アンモニウム、チオ硫酸バリウム
等のチオ硫酸塩；亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム、
亜硝酸リチウム、亜硝酸カルシウム等の亜硝酸塩；亜硫
酸ナトリウム、亜硫酸カリウム、亜硫酸水素ナトリウム
等の亜硫酸塩；次亜硫酸ナトリウム、次亜硫酸カルシウ
ム、次亜硫酸亜鉛、次亜硫酸アンモニウム、次亜硫酸マ
グネシウム等の次亜硫酸塩；亜リン酸ナトリウム、亜リ
ン酸カリウム、亜リン酸アンモニウム、亜リン酸水素ナ
トリウム等の亜リン酸塩；次亜リン酸ナトリウム、次亜
リン酸カリウム、次亜リン酸アンモニウム、次亜リン酸
カルシウム、次亜リン酸マグネシウム、次亜リン酸亜鉛
等の次亜リン酸塩；硫酸第一鉄、塩化第一鉄等の第一鉄
塩などが用いられる。なかでもチオ硫酸塩、亜硝酸塩、
次亜硫酸塩、第一鉄塩などを用いるのが好ましい。なお
還元剤は所望ならばいくつかを併用することもできる。
還元剤の使用量は、マレイン酸からフマル酸への異性化
に用いた標準電極電位が１Ｖ以上の化合物がどの程度残
存しているかによるが、通常は異性化に供した化合物に
対し０．００１〜２当量、好ましくは０．０１〜１当量
である。還元処理は通常１０〜７０℃で行うが１５〜６
０℃で行うのが好ましい。処理温度が高過ぎると還元剤
が分解するおそれがある。また低過ぎると所要処理時間
が長くなる。処理時間は通常は５分間以上であり、３０
分間以上処理するのが好ましい。なお、処理は長くても
５時間も行えば十分であり、通常は２時間以内で十分で
ある。還元処理の進行状況は、所望ならば酸化還元電極
（ＯＲＰ電極）を用いて追跡することができる。
【００１４】還元処理を経たフマル酸アンモニウム水溶
液は、次いでアスパルターゼ又はアスパルターゼを産生
する微生物によるＬ−アスパラギン酸の生成反応に供す
る。反応に供する水溶液中のフマル酸濃度は、フマル酸
アンモニウム換算で４５〜７００ｇ／Ｌ、好ましくは９
０〜４５０ｇ／Ｌである。また、アンモニア含有量は、
フマル酸に対して１．０〜３．０倍モル、好ましくは
２．０〜２．６倍モルであり、液のｐＨは７．５〜１０
が好ましい。なお、アンモニアの一部は、所望ならば、
水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの他のアルカリ
で代替することもできる。
液は、次いでアスパルターゼ又はアスパルターゼを産生
する微生物によるＬ−アスパラギン酸の生成反応に供す
る。反応に供する水溶液中のフマル酸濃度は、フマル酸
アンモニウム換算で４５〜７００ｇ／Ｌ、好ましくは９
０〜４５０ｇ／Ｌである。また、アンモニア含有量は、
フマル酸に対して１．０〜３．０倍モル、好ましくは
２．０〜２．６倍モルであり、液のｐＨは７．５〜１０
が好ましい。なお、アンモニアの一部は、所望ならば、
水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどの他のアルカリ
で代替することもできる。
【００１５】アスパルターゼを産生する微生物として
は、ブレビバクテリウム属、エシェリヒア属、シュード
モナス属、バチルス属等の公知のものを用いればよく、
例えばブレビバクテリウム・フラバム ＭＪ−２３３
（ＦＥＲＭ ＢＰ−１４９７）、同ＭＪ−２３３−ＡＢ
−４１（ＦＥＲＭ ＢＰ−１４９８）、ブレビバクテリ
ウム・アンモニアゲネス ＡＴＣＣ ６８７２、エシェ
リヒア・コリ ＡＴＣＣ１１３０３、同ＡＴＣＣ ２７
３２６等を用いればよい。これらの微生物はそのままで
反応に供することもでき、また固定化して反応に供する
こともできる。また、微生物ではなくこれから抽出した
アスパルターゼを用いる場合も、そのまま用いてもよく
また担体に固定化して用いてもよい。
は、ブレビバクテリウム属、エシェリヒア属、シュード
モナス属、バチルス属等の公知のものを用いればよく、
例えばブレビバクテリウム・フラバム ＭＪ−２３３
（ＦＥＲＭ ＢＰ−１４９７）、同ＭＪ−２３３−ＡＢ
−４１（ＦＥＲＭ ＢＰ−１４９８）、ブレビバクテリ
ウム・アンモニアゲネス ＡＴＣＣ ６８７２、エシェ
リヒア・コリ ＡＴＣＣ１１３０３、同ＡＴＣＣ ２７
３２６等を用いればよい。これらの微生物はそのままで
反応に供することもでき、また固定化して反応に供する
こともできる。また、微生物ではなくこれから抽出した
アスパルターゼを用いる場合も、そのまま用いてもよく
また担体に固定化して用いてもよい。
【００１６】微生物や酵素を固定化して用いる場合に
は、これらの固定化触媒の充填床にフマル酸アンモニウ
ム水溶液を流通させる方式を用いるのが好ましい。また
アスパルターゼや微生物をそのままの形態で用いる場合
には、攪拌槽でフマル酸アンモニウム水溶液にこれらを
添加して所定時間攪拌し、次いで分離膜や遠心分離機を
用いて懸濁している微生物等と生成したＬ−アスパラギ
ン酸を含む水相とを分離すればよい。分離して得た微生
物等は再び反応に供することができる。Ｌ−アスパラギ
ン酸の生成反応は通常１０〜８０℃、好ましくは１５〜
６０℃で行われる。この反応温度は前述の還元処理の温
度と重複しているので、所望ならば前述のようにＬ−ア
スパラギン酸の生成反応と還元剤による還元反応とを並
行させることもできる。
は、これらの固定化触媒の充填床にフマル酸アンモニウ
ム水溶液を流通させる方式を用いるのが好ましい。また
アスパルターゼや微生物をそのままの形態で用いる場合
には、攪拌槽でフマル酸アンモニウム水溶液にこれらを
添加して所定時間攪拌し、次いで分離膜や遠心分離機を
用いて懸濁している微生物等と生成したＬ−アスパラギ
ン酸を含む水相とを分離すればよい。分離して得た微生
物等は再び反応に供することができる。Ｌ−アスパラギ
ン酸の生成反応は通常１０〜８０℃、好ましくは１５〜
６０℃で行われる。この反応温度は前述の還元処理の温
度と重複しているので、所望ならば前述のようにＬ−ア
スパラギン酸の生成反応と還元剤による還元反応とを並
行させることもできる。
【００１７】反応により得られたＬ−アスパラギン酸水
溶液を酸析するとＬ−アスパラギン酸結晶を取得でき
る。酸析は硫酸、塩酸などの無機酸、又はフマル酸、マ
レイン酸などの有機酸を用いて行うことができる。好ま
しくはフマル酸で酸析し、生成したＬ−アスパラギン酸
結晶を回収した後の母液を、Ｌ−アスパラギン酸の生成
工程に循環する。
溶液を酸析するとＬ−アスパラギン酸結晶を取得でき
る。酸析は硫酸、塩酸などの無機酸、又はフマル酸、マ
レイン酸などの有機酸を用いて行うことができる。好ま
しくはフマル酸で酸析し、生成したＬ−アスパラギン酸
結晶を回収した後の母液を、Ｌ−アスパラギン酸の生成
工程に循環する。
【００１８】
【実施例】以下に実施例により本発明をさらに具体的に
説明する。なお、以下の実施例において、フマル酸、マ
レイン酸及びＬ−アスパラギン酸の分析は高速液体クロ
マトグラフィーにより行った。 実施例１ 無水マレイン酸に水を添加して、４０重量％濃度のマレ
イン酸水溶液を調製した。５００ｍＬ反応器に上記のマ
レイン酸水溶液３００．０ｇと臭化アンモニウム２４０
ｍｇ（マレイン酸に対して０．２重量％）を仕込んだ。
この溶液を６５℃に維持しながら、これに５重量％濃度
の過硫酸アンモニウム水溶液２４ｇ（過硫酸アンモニウ
ムとしてマレイン酸に対し１．０重量％）を１時間かけ
て添加し、添加終了後直ちに３０℃まで冷却した。マレ
イン酸の転化率は９９．０％であった。
説明する。なお、以下の実施例において、フマル酸、マ
レイン酸及びＬ−アスパラギン酸の分析は高速液体クロ
マトグラフィーにより行った。 実施例１ 無水マレイン酸に水を添加して、４０重量％濃度のマレ
イン酸水溶液を調製した。５００ｍＬ反応器に上記のマ
レイン酸水溶液３００．０ｇと臭化アンモニウム２４０
ｍｇ（マレイン酸に対して０．２重量％）を仕込んだ。
この溶液を６５℃に維持しながら、これに５重量％濃度
の過硫酸アンモニウム水溶液２４ｇ（過硫酸アンモニウ
ムとしてマレイン酸に対し１．０重量％）を１時間かけ
て添加し、添加終了後直ちに３０℃まで冷却した。マレ
イン酸の転化率は９９．０％であった。
【００１９】生成したフマル酸スラリーに、２５重量％
濃度のアンモニア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・２
水和物１．５ｇ、チオ硫酸ナトリウム１．６６ｇ（異性
化に用いた過硫酸アンモニウムに対して１当量）及び水
１４７．０ｇを添加し、フマル酸として１７４ｇ／Ｌの
フマル酸アンモニウム水溶液を調製した。この溶液を室
温で３０分間保持したのち、これに、ブレビバクテリウ
ム・フラバム ＭＪ−２３３−ＡＢ−４１（ＦＥＲＭ
ＢＰ−１４９８）の培養液を限外濾過膜で濾過して得た
濃縮菌体（菌体含量約５０重量％）３７．４ｇを添加
し、４５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギ
ン酸の生成反応を行わせた。この溶液から１時間後に菌
体を含有している反応液を採取し、菌体の活性測定に供
した。また２４時間、４８時間、９６時間及び１６８時
間後にも反応液を採取して菌体の活性測定を行い、各測
定値の回帰計算の傾きから酵素活性半減期を算出した。
結果を表−１に示す。なお、表−１では、活性は、市販
のフマル酸とアンモニア水、塩化カルシウム・２水和物
及び水で調製した同一組成のフマル酸水溶液を用いた場
合の菌体の活性を１００とする相対値で表示した。
濃度のアンモニア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・２
水和物１．５ｇ、チオ硫酸ナトリウム１．６６ｇ（異性
化に用いた過硫酸アンモニウムに対して１当量）及び水
１４７．０ｇを添加し、フマル酸として１７４ｇ／Ｌの
フマル酸アンモニウム水溶液を調製した。この溶液を室
温で３０分間保持したのち、これに、ブレビバクテリウ
ム・フラバム ＭＪ−２３３−ＡＢ−４１（ＦＥＲＭ
ＢＰ−１４９８）の培養液を限外濾過膜で濾過して得た
濃縮菌体（菌体含量約５０重量％）３７．４ｇを添加
し、４５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギ
ン酸の生成反応を行わせた。この溶液から１時間後に菌
体を含有している反応液を採取し、菌体の活性測定に供
した。また２４時間、４８時間、９６時間及び１６８時
間後にも反応液を採取して菌体の活性測定を行い、各測
定値の回帰計算の傾きから酵素活性半減期を算出した。
結果を表−１に示す。なお、表−１では、活性は、市販
のフマル酸とアンモニア水、塩化カルシウム・２水和物
及び水で調製した同一組成のフマル酸水溶液を用いた場
合の菌体の活性を１００とする相対値で表示した。
【００２０】実施例２ 実施例１と全く同様にして得たフマル酸スラリーに、２
５重量％濃度のアンモニア水１５９．５ｇ、塩化カルシ
ウム・２水和物１．５ｇ及び水１４７．０ｇを添加して
フマル酸として１７４ｇ／Ｌの水溶液を調製した。この
水溶液に濃縮菌体３７．４ｇとチオ硫酸ナトリウム１．
６６ｇを添加し、４５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ
−アスパラギン酸の生成反応を行わせた。結果を表−１
に示す。
５重量％濃度のアンモニア水１５９．５ｇ、塩化カルシ
ウム・２水和物１．５ｇ及び水１４７．０ｇを添加して
フマル酸として１７４ｇ／Ｌの水溶液を調製した。この
水溶液に濃縮菌体３７．４ｇとチオ硫酸ナトリウム１．
６６ｇを添加し、４５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ
−アスパラギン酸の生成反応を行わせた。結果を表−１
に示す。
【００２１】実施例３ 実施例１と全く同様にして得たフマル酸スラリーを濾過
してフマル酸結晶を取得し、これに２５重量％アンモニ
ア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・２水和物１．５ｇ
及びチオ硫酸ナトリウム１１０ｍｇ（異性化に用いた過
硫酸アンモニウムに対し０．０６６当量）及び水を加え
てフマル酸として１７４ｇ／Ｌのフマル酸アンモニウム
水溶液を調製した。この溶液に濃縮菌体３７．４ｇを加
え、４５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギ
ン酸の生成反応を行わせた。結果を表−１に示す。
してフマル酸結晶を取得し、これに２５重量％アンモニ
ア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・２水和物１．５ｇ
及びチオ硫酸ナトリウム１１０ｍｇ（異性化に用いた過
硫酸アンモニウムに対し０．０６６当量）及び水を加え
てフマル酸として１７４ｇ／Ｌのフマル酸アンモニウム
水溶液を調製した。この溶液に濃縮菌体３７．４ｇを加
え、４５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギ
ン酸の生成反応を行わせた。結果を表−１に示す。
【００２２】実施例４ 実施例１と全く同様にして得たフマル酸スラリーを濾過
してフマル酸結晶を取得し、これに２５重量％アンモニ
ア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・２水和物１．５ｇ
及び水を加えてフマル酸として１７４ｇ／Ｌのフマル酸
アンモニウム水溶液を調製した。この溶液に濃縮菌体３
７．４ｇとチオ硫酸ナトリウム１１０ｍｇを添加し、４
５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギン酸の
生成反応を行わせた。結果を表−１に示す。
してフマル酸結晶を取得し、これに２５重量％アンモニ
ア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・２水和物１．５ｇ
及び水を加えてフマル酸として１７４ｇ／Ｌのフマル酸
アンモニウム水溶液を調製した。この溶液に濃縮菌体３
７．４ｇとチオ硫酸ナトリウム１１０ｍｇを添加し、４
５℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギン酸の
生成反応を行わせた。結果を表−１に示す。
【００２３】比較例１ 実施例１と全く同様にして得たフマル酸スラリーに、２
５重量％アンモニア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・
２水和物１．５ｇ及び水１４７．０ｇを加えてフマル酸
として１７４ｇ／Ｌのフマル酸アンモニウム水溶液を調
製した。この溶液に濃縮菌体３７．４ｇを添加し、４５
℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギン酸の生
成反応を行わせた。結果を表−１に示す。
５重量％アンモニア水１５９．５ｇ、塩化カルシウム・
２水和物１．５ｇ及び水１４７．０ｇを加えてフマル酸
として１７４ｇ／Ｌのフマル酸アンモニウム水溶液を調
製した。この溶液に濃縮菌体３７．４ｇを添加し、４５
℃の温水中に浸漬して振盪し、Ｌ−アスパラギン酸の生
成反応を行わせた。結果を表−１に示す。
【００２４】
【表１】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 尚樹 三重県四日市市東邦町１番地 三菱化学株 式会社四日市事業所内 Ｆターム(参考） 4B064 AE18 CA02 CA21 CB28 CD02 CD07 DA16
Claims (5)
- 【請求項１】 水溶液中で、アスパルターゼ又はアスパ
ルターゼを産生する微生物の存在下に、フマル酸にアン
モニアを反応させてＬ−アスパラギン酸を生成させるに
際し、フマル酸として水溶性臭素化合物及び標準電極電
位が１Ｖ以上の化合物の存在下にマレイン酸を異性化し
て得たフマル酸を還元剤で処理したものを用いることを
特徴とするＬ−アスパラギン酸の製造方法。 - 【請求項２】 水溶性臭素化合物及び標準電極電位が１
Ｖ以上の化合物の存在下にマレイン酸を異性化してフマ
ル酸を生成させ、得られたフマル酸にアンモニアを加え
てフマル酸アンモニウム水溶液とし、この水溶液を還元
剤で処理したのち、これにアスパルターゼ又はアスパル
ターゼを産生する微生物を添加して、酵素反応によりＬ
−アスパラギン酸を生成させることを特徴とするＬ−ア
スパラギン酸の製造方法。 - 【請求項３】 水溶性臭素化合物及び標準電極電位が１
Ｖ以上の化合物の存在下にマレイン酸を異性化してフマ
ル酸を生成させ、得られたフマル酸にアンモニアを加え
てフマル酸アンモニウム水溶液とし、この水溶液に還元
剤とアスパルターゼ又はアスパルターゼを産生する微生
物を添加して、酵素反応によりＬ−アスパラギン酸を生
成させることを特徴とするＬ−アスパラギン酸の製造方
法。 - 【請求項４】 還元剤がチオ硫酸塩、亜硝酸塩、亜硫酸
塩、次亜硫酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩及び第一鉄
塩より成る群から選ばれたものであることを特徴とする
請求項１ないし３のいずれかに記載のＬ−アスパラギン
酸の製造方法。 - 【請求項５】 フマル酸に対する還元剤の使用量が、マ
レイン酸からフマル酸への異性化反応に用いた標準電極
電位が１Ｖ以上の化合物に対して０．００１〜２当量で
あることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記
載のＬ−アスパラギン酸の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11219670A JP2001046095A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11219670A JP2001046095A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001046095A true JP2001046095A (ja) | 2001-02-20 |
Family
ID=16739147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11219670A Pending JP2001046095A (ja) | 1999-08-03 | 1999-08-03 | Ｌ−アスパラギン酸の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001046095A (ja) |
-
1999
- 1999-08-03 JP JP11219670A patent/JP2001046095A/ja active Pending
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