JP2003040848A - グルタミン酸の転移再結晶による精製方法 - Google Patents
グルタミン酸の転移再結晶による精製方法Info
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Abstract
製方法である転移再結法と比較して、著しく迅速かつ高
収率で、精製グルタミン酸結晶を、極めて簡便かつ容易
に工業的規模で取得すること。 【解決手段】L−グルタミン酸α晶を含むL−グルタミ
ン酸粗結晶を、該L−グルタミン酸結晶の飽和溶液を調
製するに足る量以下の水性溶媒中で、活性炭を共存させ
た状態で、50℃以上でかつ水性溶媒の沸点以下の温度
にL−グルタミン酸結晶の30%程度以上がβ晶に転移
するまで保つことを特徴とするL−グルタミン酸の転移
再結晶による精製方法に関する。
Description
α晶を含む粗製L−グルタミン酸結晶の転移再結晶によ
る精製法に関する。 【0002】 【従来の技術】現在、L−グルタミン酸結晶は、そのま
ま遊離態の結晶であるいはナトリウム塩などの塩の形態
で調味料、医薬品、食品、飲料、合成繊維原料その他の
用途のために日本、米国その他各国でいわゆる発酵法に
より生産されていることは周知の通りである。 【0003】ところで、いわゆる発酵法により生産され
るL−グルタミン酸の第1次結晶は、すなわち、L−グ
ルタミン酸を生成蓄積する能力を具えた微生物を培養
し、培養液より分離したL−グルタミン酸結晶は、多く
の場合種々の不純物を含有している。したがって、第1
次結晶は、これをそのまま中和してL−グルタミン酸モ
ノナトリウム塩(結晶)を製造しようとすると、L−グ
ルタミン酸モノナトリウム塩製造工程における、濾過、
脱色およびL−グルタミン酸モノナトリウム塩結晶晶出
において大きな負担となる。 【0004】そのため、従来、この粗製L−グルタミン
酸結晶(第1次結晶)を精製する方法として、粗製L−
グルタミン酸結晶を水性溶媒中で加熱し、α晶(結晶の
形が短桿状または粒状の結晶)からβ晶(結晶の形が針
状または鱗片状の結晶)へ転移せしめ、その過程におい
て粗製L−グルタミン酸結晶中の不純物を放出させ、生
じた精製L−グルタミン酸結晶を母液から分取する方法
が提案されている(特公昭45−4730号公報、特公
昭45−13806号公報など)。 【0005】しかしながら、この転移晶析方法には次の
2つの問題が生じる。すなわち、(1)不純物による影
響で転移に長時間を要する場合がある。そして、(2)
長時間加熱することによりL−グルタミン酸の変質(L
−グルタミン酸の脱水反応によるピロリドンカルボン酸
(PCA)の生成)ロスが生じる場合がある。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】前項記載の従来技術の
背景下に、本発明の目的は、この転移晶析方法を改善す
ることによって、L−グルタミン酸α晶を含む粗製L−
グルタミン酸結晶から短時間に高収率で精製L−グルタ
ミン酸結晶を製造することを目的とする。換言すれば、
本発明の目的は、従来一般に行われているL−グルタミ
ン酸の精製方法である転移再結法(前掲特公昭45−4
730号公報や特公昭45−13806号公報)と比較
して、著しく迅速かつ高収率で、精製グルタミン酸結晶
を、極めて簡便かつ容易に工業的規模で取得することに
ある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本発明者は、前項記載の
目的を達成すべく種々検討を重ねた結果、転移再結晶の
際に活性炭を添加することにより転移を促進し、短時間
に高収率でL−グルタミン酸β晶を取得できることを見
出し、このような知見に基いて本発明を完成するに至っ
た。 【0008】すなわち、本発明は、L−グルタミン酸α
晶を含むL−グルタミン酸粗結晶を、該L−グルタミン
酸結晶の飽和溶液を調製するに足る量以下の水性溶媒中
で、活性炭を共存させた状態で、50℃以上でかつ水性
溶媒の沸点以下の温度にL−グルタミン酸結晶の30%
程度以上がβ晶に転移するまで保つことを特徴とするL
−グルタミン酸の転移再結晶による精製方法に関する。 【0009】 【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。 【0010】本発明の精製方法の適用されるべき粗製L
−グルタミン酸結晶としては、例えば、中性pH条件下
でL−グルタミン酸を生成蓄積する能力を具えた微生物
を培養しL−グルタミン酸を生産させ、培養液に酸を添
加し晶出せしめたL−グルタミン酸α晶を含む粗製L−
グルタミン酸結晶(学会出版センタ−発行「アミノ酸発
酵」195〜215頁、1986年)、低pH条件下で
L−グルタミン酸を生成蓄積する能力を具えた微生物を
培養し、培養液中に晶出せしめたL−グルタミン酸α晶
を含む粗製L−グルタミン酸結晶(特願2000−24
1253)等を挙げることができる。また、このような
第1次結晶だけでなく、その後に得られる粗結晶であっ
ても、また発酵法によらずに得られた粗結晶であって
も、α晶を含む粗結晶であれば、本発明の精製方法の対
象となる。 【0011】このような粗製L−グルタミン酸結晶はそ
の全てまたは一部がα晶より成ることを要するが、本発
明の精製方法による精製効果の奏される限りは、α晶の
含量は特に限定されない。大部分がβ晶であって一部分
のみがα晶である場合であっても(例えば、α晶が総グ
ルタミン酸の1%というようなα晶の割合が低い場
合)、大部分がα晶の場合と同様な精製効果を上げ得る
のである。 【0012】因みに、大部分がα晶である粗製L−グル
タミン酸結晶は、例えば、種晶としてα晶を添加した場
合に取得され、そして大部分がβ晶である粗製L−グル
タミン酸結晶は、例えば、種晶としてβ晶を添加した場
合に取得される。 【0013】本発明の方法において使用する水性溶媒と
しては、例えば、水、グルタミン酸ナトリウム水溶液、
グルタミン酸カリウム水溶液、グルタミン酸カルシウム
水溶液、グルタミン酸アンモニウム水溶液およびグルタ
ミン酸塩酸塩水溶液を挙げることができる。 【0014】その量は精製処理すべき粗結晶より飽和水
溶液を調整するに足る量以下である。換言すれば、粗結
晶を晶泥状(スラリー)に保ち得る量である。また、こ
の範囲内では溶媒量は限定されない。一般に不純物が多
い粗結晶を処理するときは晶泥濃度を低くした方が良
い。しかしながら、希薄な晶泥状態で精製処理をすると
きは取扱い量が増大し、エネルギ−費その他の増加をみ
るため不経済である。一方、極端に高濃度の晶泥状態で
精製処理をする際は撹拌時に構造粘性が生じ、エネルギ
−費の増大をみることがある。 【0015】本発明の精製方法において使用する活性炭
には特別の制限はなく、適宜市販の活性炭を使用するこ
とができる。このような活性炭として、例えば、「粉末
活性炭SIW」(味の素ファインテクノ株式会社製)な
どを挙げることができる。使用する活性炭の量は、精製
処理する粗製L−グルタミン酸結晶に対してその0.1
wt%でも効果が得られるが、一般に不純物が多い晶泥
を処理するときは添加量を多くした方がいい。とはいう
ものの、経済的観点から考えて添加量は調整すべきであ
り、過剰量添加する必要はない。所与の場合における適
当な活性炭の量は、当業者であれば事前の予備実験によ
り極めて容易に定めることができる。 【0016】精製処理温度(転移再結晶温度)は、50
℃以上でかつ使用する水性溶媒の沸点(より正確には粗
結晶−水性溶媒混合系の液相の沸点)以下の温度範囲内
の一定温度または変化する温度が好ましい。混合系をそ
の温度条件下で放置または撹拌することでL−グルタミ
ン酸のα晶からβ晶への転移が進行する。 【0017】精製効果の奏されるL−グルタミン酸α晶
のβ晶への転移率については、少しでも転移が進行すれ
ば精製効果が得られるが、前出特公昭45−13806
号公報に記載の場合と同様に当初のα晶の30%程度以
上がβ晶へ転移するまで上記温度範囲内で放置または撹
拌するのが好ましい。 【0018】転移再結晶操作終了後精製L−グルタミン
酸を母液と分離する際に、活性炭は必ずしも精製L−グ
ルタミン酸結晶とは分離する必要はない。例えば、発酵
法によるL−グルタミン酸モノナトリウム塩の製造工程
においては、転移再結晶により得られた精製L−グルタ
ミン酸結晶は水酸化ナトリウムで中和・溶解され、その
後活性炭により脱色される(テクノシステム社発行「活
性炭の応用技術 その維持と問題点」441〜441
頁、2000年)。したがって、この場合は、転移再結
晶工程後に活性炭を精製L−グルタミン酸結晶から分離
しなくとも、脱色工程後に活性炭を分離すればよい。因
みに、本発明の精製方法において、転移再結晶処理に付
されるべきスラリ−に添加された活性炭はこの段階にお
いても脱色作用を奏するが、その後精製グルタミン酸結
晶とともに分離され、次いで精製グルタミン酸を水酸化
ナトリウム水溶液を加えて中和・溶解しても一旦吸着し
た不純物を脱着することがないのでそのまま新たに活性
炭を追加することで脱色が行なわれる。 【0019】 【実施例】以下、実施例でもって本発明をより具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるもので
はない。 【0020】実施例1 低pH条件下でL−グルタミン酸を生成蓄積する能力を
具えたエンテロバクタ−・アグロメランス(独立行政法
人 産業技術総合研究所特許生物寄託センターFERM
BP−7207)を培養し、L−グルタミン酸α晶を
種晶として添加することで培養液中に晶出せしめたL−
グルタミン酸α晶粗結晶30g、水45gおよび「粉末
活性炭SIW」(含水率39wt%)(味の素ファイン
テクノ株式会社製)0g、0.3gまたは3gを、攪拌
機および冷却管を備えた200mlの三口フラスコに仕
込んだ。オイルバスを用いて品温を90℃に保って転移
再結晶を行った。 【0021】転移再結晶処理の間、スラリ−を経時的に
サンプリングし、光学顕微鏡で観察することにより、転
移挙動を評価した。α晶が観察されなくなった時間を転
移終了時間(転移所要時間)とした。 【0022】結果を後掲図1に示す。活性炭を添加しな
い場合には転移に588分要したが、活性炭をL−グル
タミン酸に対して1wt%共存させた場合には70分、
そして10wt%共存させた場合には35分と短縮し
た。すなわち、活性炭を共存させることにより、転移を
促進し、延いては転移時間を大幅に短縮することに成功
した。 【0023】さらに、L−グルタミン酸の脱水反応によ
るピロリドンカルボン酸への転化率、すなわちL−グル
タミン酸のロス率を比較した。結果を後掲図2に示す。 【0024】活性炭を添加しない場合にはピロリドンカ
ルボン酸への転化率は28mol%であったが、活性炭
をL−グルタミン酸に対して1wt%共存させた場合に
は4mol%、そして10wt%共存させた場合には2
mol%となった。すなわち、活性炭を共存させること
により、L−グルタミン酸のピログルタミン酸への転化
によるロスを大幅に削減できることがわかる。 【0025】実施例2 中性pH条件下でL−グルタミン酸を生成蓄積する能力
を具えたブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム
(独立行政法人 産業技術総合研究所特許生物寄託セン
ター 寄託番号FERM BP−5189)を培養しL
−グルタミン酸を生産させ、培養後に酸を添加し晶出せ
しめたα型L−グルタミン酸粗結晶30g、水45gお
よび「粉末活性炭SIW」(含水率39wt%)(味の
素ファインテクノ株式会社製)0または3gを、攪拌機
および冷却管を備えた200mlの三口フラスコに仕込
んだ。オイルバスを用いて品温を90℃に保って転移再
結晶を行った。 【0026】この間、前実施例におけると同様にスラリ
−を経時的にサンプリングし、光学顕微鏡で観察するこ
とにより、転移挙動を評価した。α晶が観察されなくな
った時間を転移終了時間とした。 【0027】結果は、活性炭を添加しない場合には78
0分後においてもβ晶への転移が全く観測されなかった
が、活性炭をL−グルタミン酸に対して10wt%共存
させた場合には175分で全てβ晶へ転移した。すなわ
ち、活性炭を共存させることにより、転移を促進し、転
移時間を大幅に短縮することに成功した。 【0028】さらに、L−グルタミン酸の脱水反応によ
るピロリドンカルボン酸への転化率、すなわちL−グル
タミン酸のロス率を比較した。 【0029】活性炭を添加しない場合にはピロリドンカ
ルボン酸への転化率は780分後で35mol%であっ
たが、活性炭をL−グルタミン酸に対して10wt%共
存させた場合には転移終了時の175分後において9m
ol%となった。すなわち、活性炭を共存させることに
より、L−グルタミン酸のピログルタミン酸への転化に
よるロスを大幅に削減できることがわかる。 【0030】 【発明の効果】以上、実施例を挙げて具体的に示したよ
うに、本発明の活性炭を共存させる転移晶析方法によれ
ば、従来法と比較して非常に短時間かつ高収率で精製L
−グルタミン酸結晶を製造できるため、これを安価で純
度の高い結晶として市場に提供できる。
例1)。 【図2】PCAへの転化率に及ぼす活性炭量の影響を示
す(実施例1)。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】L−グルタミン酸α晶を含むL−グルタミ
ン酸粗結晶を、該L−グルタミン酸結晶の飽和溶液を調
製するに足る量以下の水性溶媒中で、活性炭を共存させ
た状態で、50℃以上でかつ水性溶媒の沸点以下の温度
にL−グルタミン酸結晶の30%程度以上がβ晶に転移
するまで保つことを特徴とするL−グルタミン酸の転移
再結晶による精製方法。
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