JP2003528602A - 醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法 - Google Patents
醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C227/00—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
- C07C227/38—Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
- C07C227/40—Separation; Purification
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- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法に関する。この方法は、上記ブロスと、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂と接触させる工程、および上記アミノ酸を溶出する工程を包含する。本明細書中に記載される方法は、醗酵ブロスからリジンを精製する従来のプロセスと比較して、より高いスループットに加えて、リジンのより高い収量およびより高い純度を生じる。本発明は、模倣移動ベッド装置を用いて醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法を提供し、この方法は、醗酵ブロスと、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂とを接触させる工程、および溶出工程を包含する。
Description
【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法に関する。
【０００２】
（関連技術）
リジンおよび他の塩基性アミノ酸は、動物飼料添加物（ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ
）として広範に用いられる。代表的には、リジンは、デキストロースの醗酵によ
り生成される。リジンに加えて、醗酵ブロスは、種々の不純物（例えば、色素体
、残りの糖類、塩類、および他の副産物）を含む。醗酵ブロスからリジンを精製
することにおける主な工程は、イオン交換クロマトグラフィーである（Ｔａｎａ
ｋａら、米国特許第４，７１４，７６７号（１９８５）を参照のこと）。クロマ
トグラフィーでの分離は、固定ベッドまたは模倣移動ベッド技術（ｓｉｍｕｌａ
ｔｅｄ ｍｏｖｉｎｇ ｂｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（Ｖａｎ Ｗａｌｓｅ
ｒｎ，Ｈ．Ｊ．およびＴｈｏｍｐｓｏｎ，Ｍ．Ｃ．，Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ
．，５９：１２７−１３２（１９９７））を用いたバッチ様式または連続様式に
おいて操作され得る。代表的には、高い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹
脂が用いられる。
）として広範に用いられる。代表的には、リジンは、デキストロースの醗酵によ
り生成される。リジンに加えて、醗酵ブロスは、種々の不純物（例えば、色素体
、残りの糖類、塩類、および他の副産物）を含む。醗酵ブロスからリジンを精製
することにおける主な工程は、イオン交換クロマトグラフィーである（Ｔａｎａ
ｋａら、米国特許第４，７１４，７６７号（１９８５）を参照のこと）。クロマ
トグラフィーでの分離は、固定ベッドまたは模倣移動ベッド技術（ｓｉｍｕｌａ
ｔｅｄ ｍｏｖｉｎｇ ｂｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）（Ｖａｎ Ｗａｌｓｅ
ｒｎ，Ｈ．Ｊ．およびＴｈｏｍｐｓｏｎ，Ｍ．Ｃ．，Ｊ．Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ
．，５９：１２７−１３２（１９９７））を用いたバッチ様式または連続様式に
おいて操作され得る。代表的には、高い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹
脂が用いられる。
【０００３】
模倣移動ベッド（ＳＭＢ）技術は、醗酵ブロスのクロマトグラフィーによる分
離の簡便かつ効率的な方法である（Ｂｒｏｕｇｈｔｏｎ，Ｄ．Ｂ．，米国特許第
２，９８５，５８９号（１９６１））。高い架橋程度を有する伝統的な強酸性陽
イオン交換樹脂をＳＭＢ操作において用いる場合、得られるリジンの純度は、８
０〜８５％に過ぎない（収量は約８５〜９０％）。高い架橋程度を有する伝統的
な強酸性陽イオン交換樹脂で得られた分離が低レベルであることは、工業規模の
生産には満足行くものではない。従って、醗酵ブロスを精製する間のリジンの純
度および収量を改善する必要性がある。
離の簡便かつ効率的な方法である（Ｂｒｏｕｇｈｔｏｎ，Ｄ．Ｂ．，米国特許第
２，９８５，５８９号（１９６１））。高い架橋程度を有する伝統的な強酸性陽
イオン交換樹脂をＳＭＢ操作において用いる場合、得られるリジンの純度は、８
０〜８５％に過ぎない（収量は約８５〜９０％）。高い架橋程度を有する伝統的
な強酸性陽イオン交換樹脂で得られた分離が低レベルであることは、工業規模の
生産には満足行くものではない。従って、醗酵ブロスを精製する間のリジンの純
度および収量を改善する必要性がある。
【０００４】
（発明の要旨）
本発明は、模倣移動ベッド技術を用いて、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分
離するための方法に関し、この方法は、醗酵ブロスと、低い架橋程度を有する強
酸性陽イオン交換樹脂とを接触させる工程、およびこのアミノ酸をこの交換樹脂
から溶出する工程を包含する。
離するための方法に関し、この方法は、醗酵ブロスと、低い架橋程度を有する強
酸性陽イオン交換樹脂とを接触させる工程、およびこのアミノ酸をこの交換樹脂
から溶出する工程を包含する。
【０００５】
（好ましい実施形態の詳細な説明）
本発明は、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離する方法および装置に関する
。具体的には、本発明は、模倣移動ベッド技術を用いて、醗酵ブロスから塩基性
アミノ酸を分離する工程に関し、この工程は、以下の工程を包含する：（ａ）醗
酵ブロスと、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂とを接触させる工程
；および（ｂ）上記塩基性アミノ酸が元の醗酵ブロスから分離されるように、上
記交換樹脂から上記塩基性アミノ酸を溶出する工程。
。具体的には、本発明は、模倣移動ベッド技術を用いて、醗酵ブロスから塩基性
アミノ酸を分離する工程に関し、この工程は、以下の工程を包含する：（ａ）醗
酵ブロスと、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂とを接触させる工程
；および（ｂ）上記塩基性アミノ酸が元の醗酵ブロスから分離されるように、上
記交換樹脂から上記塩基性アミノ酸を溶出する工程。
【０００６】
本発明の方法は、模倣移動ベッド（ＳＭＢ）装置を利用する。ＳＭＢ装置は、
イオン交換樹脂を含む複数のカラムを備え、図１に示されるように、直列に接続
されている。好ましくは、供給および溶出のための入り口ポートの位置、ならび
に生成物およびラフィネートのための出口ポートは、流体に関して樹脂の向流運
動を模倣するために、流体流の方向において周期的に変更される。好ましくは、
生成物ストリームの一部は、生成物出口ポートの隣にあるポートにおいてこの装
置に戻されて再循環される（富化ストリームとして公知）。このポートは、この
装置を複数のゾーンに分ける。好ましくは、この装置は、３つのゾーン、すなわ
ち、吸着ゾーン、富化ゾーン、および溶出ゾーンからなる。吸着ゾーンは、供給
物入り口ポートとラフィネート出口ポートとの間にカラムを備える。溶出ゾーン
は、溶出物入り口ポートと生成物出口ポートとの間のカラムからなる。富化物入
り口ポートと供給物入り口ポートとの間のカラムは、富化ゾーンを構成する。４
番目のゾーン（再ロードゾーンとしても知られる）は、溶媒の使用を最小限にす
るためにしばしば用いられる。数タイプのＳＭＢ装置が市販されている。これら
の装置は、２つの分類、すなわち、移動ポートシステムおよび移動カラムシステ
ムに分けられ得る（Ｂａｋｅｒ，Ｐ．Ｅ．およびＤｅｅｂｌｅ，Ｒ．Ｅ．，Ｃｈ
ｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ ８：６７−６９（１９７５））。ＵＯＰ（Ｕｎｉ
ｖｅｒｓａｌ Ｏｉｌ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｉｎｃ．）により開発されたＳＯＲ
ＢＥＸシステムは、移動ポートシステムの例である。移動カラムシステムの例は
、Ｉｌｌｉｎｏｉｓ Ｗａｔｅｒ Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ（ＩＷＴ）によって開発
されたＡＤＳＥＰシステム（Ｍｏｒｇａｒｔ，Ｊ．Ｒ．およびＧｒａａｓｋａｍ
ｐ，Ｊ．Ｍ．，「Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｓｃａｌｅ Ｃｈｒ
ｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ」，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｐ
ｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ，Ｐａｐｅｒ Ｎｏ．２３０，Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ，
ＬＡ（１９８８年２月２２日））、およびＡｄｖａｎｃｅｄ Ｓｅｐａｒａｔｉ
ｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．（ＡＳＴ）により開発されたＩＳＥ
Ｐシステム（Ｒｏｓｓｉｔｅｒ，Ｇ．Ｊ．，「ＩＳＥＰ，Ａ Ｍｏｖｉｎｇ Ｂ
ｅｄ Ｃｏｎｔｒａｃｔｏｒ ｆｏｒ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｓｅ
ｐａｒａｔｉｏｎｓ」，Ｆｏｕｒｔｈ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒ
ａｔｉｖｅ ＨＰＬＣ，Ｓａｌｚｂｕｒｇ，Ａｕｓｔｒｉａ（１９９３年３月２
８日））である。
イオン交換樹脂を含む複数のカラムを備え、図１に示されるように、直列に接続
されている。好ましくは、供給および溶出のための入り口ポートの位置、ならび
に生成物およびラフィネートのための出口ポートは、流体に関して樹脂の向流運
動を模倣するために、流体流の方向において周期的に変更される。好ましくは、
生成物ストリームの一部は、生成物出口ポートの隣にあるポートにおいてこの装
置に戻されて再循環される（富化ストリームとして公知）。このポートは、この
装置を複数のゾーンに分ける。好ましくは、この装置は、３つのゾーン、すなわ
ち、吸着ゾーン、富化ゾーン、および溶出ゾーンからなる。吸着ゾーンは、供給
物入り口ポートとラフィネート出口ポートとの間にカラムを備える。溶出ゾーン
は、溶出物入り口ポートと生成物出口ポートとの間のカラムからなる。富化物入
り口ポートと供給物入り口ポートとの間のカラムは、富化ゾーンを構成する。４
番目のゾーン（再ロードゾーンとしても知られる）は、溶媒の使用を最小限にす
るためにしばしば用いられる。数タイプのＳＭＢ装置が市販されている。これら
の装置は、２つの分類、すなわち、移動ポートシステムおよび移動カラムシステ
ムに分けられ得る（Ｂａｋｅｒ，Ｐ．Ｅ．およびＤｅｅｂｌｅ，Ｒ．Ｅ．，Ｃｈ
ｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｉａ ８：６７−６９（１９７５））。ＵＯＰ（Ｕｎｉ
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ＢＥＸシステムは、移動ポートシステムの例である。移動カラムシステムの例は
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されたＡＤＳＥＰシステム（Ｍｏｒｇａｒｔ，Ｊ．Ｒ．およびＧｒａａｓｋａｍ
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ａｔｉｖｅ ＨＰＬＣ，Ｓａｌｚｂｕｒｇ，Ａｕｓｔｒｉａ（１９９３年３月２
８日））である。
【０００７】
本発明の好ましい実施形態は、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するため
の方法を提供する。醗酵ブロスの例としては、リカー、テンサイ糖蜜、サトウキ
ビ糖蜜に由来するブロス、またはデンプンもしくは大豆タンパク質の加水分解物
が挙げられるが、これらに限定されない。任意の醗酵ブロスは、濾過されてもよ
いし、濾過されなくてもよい。
の方法を提供する。醗酵ブロスの例としては、リカー、テンサイ糖蜜、サトウキ
ビ糖蜜に由来するブロス、またはデンプンもしくは大豆タンパク質の加水分解物
が挙げられるが、これらに限定されない。任意の醗酵ブロスは、濾過されてもよ
いし、濾過されなくてもよい。
【０００８】
本発明は、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂を用いて、醗酵ブロ
スから塩基性アミノ酸を分離するための方法に関する。好ましくは、本発明は、
約８％未満で架橋された強酸性陽イオン交換樹脂に関する。より好ましくは、本
発明の方法は、約２〜７％が架橋された強酸性陽イオン交換樹脂を用いる。最も
好ましくは、本発明の方法は、約４〜６．５％、好ましくは、約４％または約６
．５％が架橋された強酸性陽イオン交換樹脂を用いる。低い架橋程度を有する強
酸性陽イオン交換樹脂の例としては、ＳＫ１０４（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ）（４
％架橋）およびＧＣ４８０（Ｆｉｎｅｘ）（６．５％架橋）が挙げられるが、こ
れらに限定されない。
スから塩基性アミノ酸を分離するための方法に関する。好ましくは、本発明は、
約８％未満で架橋された強酸性陽イオン交換樹脂に関する。より好ましくは、本
発明の方法は、約２〜７％が架橋された強酸性陽イオン交換樹脂を用いる。最も
好ましくは、本発明の方法は、約４〜６．５％、好ましくは、約４％または約６
．５％が架橋された強酸性陽イオン交換樹脂を用いる。低い架橋程度を有する強
酸性陽イオン交換樹脂の例としては、ＳＫ１０４（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ）（４
％架橋）およびＧＣ４８０（Ｆｉｎｅｘ）（６．５％架橋）が挙げられるが、こ
れらに限定されない。
【０００９】
本発明は、模倣移動ベッド装置を用いて醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離
するための方法を提供し、この方法は、醗酵ブロスと、低い架橋程度を有する強
酸性陽イオン交換樹脂とを接触させる工程、および溶出工程を包含する。好まし
くは、本発明の溶出工程は、約１〜７％ ＮＨ４ＯＨ、より好ましくは、約２〜
５．１％ ＮＨ４ＯＨ、最も好ましくは、約２．２％ ＮＨ４ＯＨを使用するこ
とを包含する。本発明の好ましい実施形態は、約３ベッド容積未満の溶出容積を
含む溶出工程を提供する。より好ましくは、本発明の溶出工程は、約１〜２ベッ
ド容積の溶出容積を含む。最も好ましくは、本発明の溶出工程は、約１．２ベッ
ド容積を含む。模倣移動ベッド装置において低い架橋程度を有する強酸性陽イオ
ン交換樹脂を用いる本発明の方法は、高架橋樹脂と比較して、塩基性アミノ酸の
溶出時間を増大させない。
するための方法を提供し、この方法は、醗酵ブロスと、低い架橋程度を有する強
酸性陽イオン交換樹脂とを接触させる工程、および溶出工程を包含する。好まし
くは、本発明の溶出工程は、約１〜７％ ＮＨ４ＯＨ、より好ましくは、約２〜
５．１％ ＮＨ４ＯＨ、最も好ましくは、約２．２％ ＮＨ４ＯＨを使用するこ
とを包含する。本発明の好ましい実施形態は、約３ベッド容積未満の溶出容積を
含む溶出工程を提供する。より好ましくは、本発明の溶出工程は、約１〜２ベッ
ド容積の溶出容積を含む。最も好ましくは、本発明の溶出工程は、約１．２ベッ
ド容積を含む。模倣移動ベッド装置において低い架橋程度を有する強酸性陽イオ
ン交換樹脂を用いる本発明の方法は、高架橋樹脂と比較して、塩基性アミノ酸の
溶出時間を増大させない。
【００１０】
本発明の別の好ましい実施形態は、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離する
ための方法を提供する。本明細書中で用いられる場合、用語塩基性アミノ酸は、
中性ｐＨで正荷電を有する任意のアミノ酸（天然、合成または改変）を意味する
ために用いられる。好ましくは、醗酵ブロスから分離された本発明の塩基性アミ
ノ酸は、アルギニン、ヒスチジンおよびリジンを含む群から選択される。より好
ましくは、本発明は、醗酵ブロスからリジンを分離することを提供する。
ための方法を提供する。本明細書中で用いられる場合、用語塩基性アミノ酸は、
中性ｐＨで正荷電を有する任意のアミノ酸（天然、合成または改変）を意味する
ために用いられる。好ましくは、醗酵ブロスから分離された本発明の塩基性アミ
ノ酸は、アルギニン、ヒスチジンおよびリジンを含む群から選択される。より好
ましくは、本発明は、醗酵ブロスからリジンを分離することを提供する。
【００１１】
ＳＭＢ技術と関連して利用される場合、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン
交換樹脂は、高架橋の従来の塩基性アミノ酸分離樹脂よりも、より高い動的能力
、より速い交換反応速度、およびより高いピーク分離という有利な特性を有する
。低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂の独特な特性の組み合わせ効果
は、これらの樹脂により、醗酵ブロスからより効率的に塩基性アミノ酸（具体的
には、リジン）が分離できるようになる。低い架橋程度を有する強酸性陽イオン
交換樹脂を利用する模倣移動ベッド装置を用いた操作は、より高い架橋程度を有
する樹脂を用いた操作と比較して、より高いスループットおよびより高い濃度比
を生じる。さらに、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂を利用する模
倣移動ベッド装置を用いた操作は、明らかに、より高い架橋程度を有する樹脂を
用いた実験と比較して、より高い収量およびより高い純度を伴う改善された分離
を示す。本発明の好ましい実施形態は、約８５％以上純粋な塩基性アミノ酸を生
じる、醗酵ブロスからリジンを分離するための方法を提供する。より好ましくは
、この分離方法の塩基性アミノ酸の純度は、約８６〜１００％、最も好ましくは
、約８５％、９３％または９５％である。本発明の好ましい実施形態は、約９４
％以上の塩基性アミノ酸の生成物収量を生じる、醗酵ブロスからリジンを分離す
るための方法を提供する。より好ましくは、この塩基性アミノ酸生成物収量は、
約９８％以上、最も好ましくは約９８％または１００％である。
交換樹脂は、高架橋の従来の塩基性アミノ酸分離樹脂よりも、より高い動的能力
、より速い交換反応速度、およびより高いピーク分離という有利な特性を有する
。低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂の独特な特性の組み合わせ効果
は、これらの樹脂により、醗酵ブロスからより効率的に塩基性アミノ酸（具体的
には、リジン）が分離できるようになる。低い架橋程度を有する強酸性陽イオン
交換樹脂を利用する模倣移動ベッド装置を用いた操作は、より高い架橋程度を有
する樹脂を用いた操作と比較して、より高いスループットおよびより高い濃度比
を生じる。さらに、低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂を利用する模
倣移動ベッド装置を用いた操作は、明らかに、より高い架橋程度を有する樹脂を
用いた実験と比較して、より高い収量およびより高い純度を伴う改善された分離
を示す。本発明の好ましい実施形態は、約８５％以上純粋な塩基性アミノ酸を生
じる、醗酵ブロスからリジンを分離するための方法を提供する。より好ましくは
、この分離方法の塩基性アミノ酸の純度は、約８６〜１００％、最も好ましくは
、約８５％、９３％または９５％である。本発明の好ましい実施形態は、約９４
％以上の塩基性アミノ酸の生成物収量を生じる、醗酵ブロスからリジンを分離す
るための方法を提供する。より好ましくは、この塩基性アミノ酸生成物収量は、
約９８％以上、最も好ましくは約９８％または１００％である。
【００１２】
低い架橋程度を有する強酸性陽イオン交換樹脂を用いる模倣移動ベッド装置を
使用した実験は、明らかに、より高い架橋程度を有する樹脂を用いた実験と比較
して、改善された濃度比を示す。本発明の好ましい実施形態は、約０．８〜２．
０の塩基性アミノ酸の濃度比を生じる、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離す
るための方法を提供する。より好ましくは、塩基性アミノ酸の濃度比は、約１．
０〜１．８である。本明細書中で用いられる場合、用語濃度比は、生成物の塩基
性アミノ酸の濃度÷供給物中の塩基性アミノ酸の濃度と規定される。
使用した実験は、明らかに、より高い架橋程度を有する樹脂を用いた実験と比較
して、改善された濃度比を示す。本発明の好ましい実施形態は、約０．８〜２．
０の塩基性アミノ酸の濃度比を生じる、醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離す
るための方法を提供する。より好ましくは、塩基性アミノ酸の濃度比は、約１．
０〜１．８である。本明細書中で用いられる場合、用語濃度比は、生成物の塩基
性アミノ酸の濃度÷供給物中の塩基性アミノ酸の濃度と規定される。
【００１３】
以下の実施例は例示に過ぎず、添付の特許請求の範囲により規定される本発明
の範囲を限定するとは意図されない。種々の改変およびバリエーションが、本発
明の趣旨および範囲を逸脱することなく本発明の方法において行われ得ることは
当業者に明らかである。従って、本発明は、本発明の改変およびバリエーション
が添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物内に入る限り、本発明の改変およ
びバリエーションを包含することが意図される。
の範囲を限定するとは意図されない。種々の改変およびバリエーションが、本発
明の趣旨および範囲を逸脱することなく本発明の方法において行われ得ることは
当業者に明らかである。従って、本発明は、本発明の改変およびバリエーション
が添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物内に入る限り、本発明の改変およ
びバリエーションを包含することが意図される。
【００１４】
本明細書中で参照される全ての特許および刊行物は、明らかに参考として援用
される。
される。
【００１５】
（実施例）
この研究において用いた樹脂を、架橋の程度に基づいて、２つの分類に分けた
。第１の分類には、ＨＸ（高架橋）樹脂といわれる架橋８％以上のレベルを有す
る樹脂が含まれる。これらの樹脂は、従来のリジン分離プロセスにおいて伝統的
に用いられる。ＨＸ樹脂の例は、Ｃ１００／１６３３（Ｐｕｒｏｌｉｔｅ）およ
びＴ３１１（Ｔｈｅｒｍａｘ）である。第２の分類には、ＬＸ（低架橋）樹脂と
いわれる８％未満の架橋レベルを有する樹脂が含まれる。ＬＸ樹脂の例は、ＳＫ
１０４（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ）およびＧＣ４８０（Ｆｉｎｅｘ）である。
。第１の分類には、ＨＸ（高架橋）樹脂といわれる架橋８％以上のレベルを有す
る樹脂が含まれる。これらの樹脂は、従来のリジン分離プロセスにおいて伝統的
に用いられる。ＨＸ樹脂の例は、Ｃ１００／１６３３（Ｐｕｒｏｌｉｔｅ）およ
びＴ３１１（Ｔｈｅｒｍａｘ）である。第２の分類には、ＬＸ（低架橋）樹脂と
いわれる８％未満の架橋レベルを有する樹脂が含まれる。ＬＸ樹脂の例は、ＳＫ
１０４（Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ）およびＧＣ４８０（Ｆｉｎｅｘ）である。
【００１６】
模倣移動ベッド操作。模倣移動ベッド（ＳＭＢ）実験を、３００ｍｌの強酸性
陽イオン交換樹脂を充填した１２のカラムで行い、そして図１に示す構成で直列
で配置した。水および１４．５％のＮＨ４ＯＨの流速は、それぞれ、６ｃｃ／分
および３３ｃｃ／分であった。従って、ＮＨ４ＯＨ溶液の濃度は、吸着したリジ
ンを溶出するために２．２％であった。３３．３ｍｌ／分の樹脂流速に等価な９
分の工程を、全ての実験に用いた。この操作を周囲温度で行った。濾過した醗酵
ブロス（約１２０ｇ／Ｌ リジン−ＨＣｌを含む）を、供給物質として用いた。
供給ストリームおよび生成物ストリームの流速を操作して、所望の分離を達成し
た。
陽イオン交換樹脂を充填した１２のカラムで行い、そして図１に示す構成で直列
で配置した。水および１４．５％のＮＨ４ＯＨの流速は、それぞれ、６ｃｃ／分
および３３ｃｃ／分であった。従って、ＮＨ４ＯＨ溶液の濃度は、吸着したリジ
ンを溶出するために２．２％であった。３３．３ｍｌ／分の樹脂流速に等価な９
分の工程を、全ての実験に用いた。この操作を周囲温度で行った。濾過した醗酵
ブロス（約１２０ｇ／Ｌ リジン−ＨＣｌを含む）を、供給物質として用いた。
供給ストリームおよび生成物ストリームの流速を操作して、所望の分離を達成し
た。
【００１７】
結果。ＨＸおよびＬＸ樹脂を、処理能力の２つのレベルでＳＭＢシステムで評
価した。高レベル（ＨＬ）の処理とは、８．０〜８．４ｇａｌ／日の供給をいう
。低レベル（ＬＬ）の処理とは、５．４〜６．１ｇａｌ／日の供給をいう。表１
は、ＳＭＢをＨＬレベルで操作した場合に醗酵ブロスからリジンを分離すること
におけるＨＸおよびＬＸ樹脂の効果を比較する。
価した。高レベル（ＨＬ）の処理とは、８．０〜８．４ｇａｌ／日の供給をいう
。低レベル（ＬＬ）の処理とは、５．４〜６．１ｇａｌ／日の供給をいう。表１
は、ＳＭＢをＨＬレベルで操作した場合に醗酵ブロスからリジンを分離すること
におけるＨＸおよびＬＸ樹脂の効果を比較する。
【００１８】
【表１】
表Ｉは、ＬＸ樹脂がＨＸ樹脂より有意に高い収量を生じたことを示す。ＬＸ樹
脂で達成された濃度比はまた、ＨＸ樹脂で達成された濃度比より高く、そしてＬ
Ｘ樹脂から得られた生成物中のリジン濃度は、供給ストリームより高かった。こ
れは、引き続くエバポレーションの費用を低減させるので、重要な利益である。
脂で達成された濃度比はまた、ＨＸ樹脂で達成された濃度比より高く、そしてＬ
Ｘ樹脂から得られた生成物中のリジン濃度は、供給ストリームより高かった。こ
れは、引き続くエバポレーションの費用を低減させるので、重要な利益である。
【００１９】
ＳＭＢを、ＬＸ樹脂を用いてＬＬレベルで操作した場合、生成物ストリームの
一部を再循環させ、１：２の容積比で新たな供給物と混合した。再循環速度は２
．７〜３．０ｇａｌ／日であったのに対して、新たな供給物の速度は、５．４〜
６．１ｇａｌ／日であった。従って、この構成を用いて、ＬＸおよびＨＸの両方
の樹脂とともに、同量の新たな供給物をＳＭＢシステムに添加した。表ＩＩは、
ＳＭＢをＬＬレベルで操作した場合に、醗酵ブロスからリジンを分離することに
おけるＨＸおよびＬＸ樹脂の効率を比較する。
一部を再循環させ、１：２の容積比で新たな供給物と混合した。再循環速度は２
．７〜３．０ｇａｌ／日であったのに対して、新たな供給物の速度は、５．４〜
６．１ｇａｌ／日であった。従って、この構成を用いて、ＬＸおよびＨＸの両方
の樹脂とともに、同量の新たな供給物をＳＭＢシステムに添加した。表ＩＩは、
ＳＭＢをＬＬレベルで操作した場合に、醗酵ブロスからリジンを分離することに
おけるＨＸおよびＬＸ樹脂の効率を比較する。
【００２０】
【表２】
表ＩＩは、ＬＸ樹脂が、ＨＸ樹脂と比較して、より高収量およびより高純度の
リジン生成物を生じたことを示す。最も重要なことには、ＬＸ樹脂で達成された
濃度比の値は、ＨＸ樹脂で達成された値よりかなり高かった。伝統的なＳＭＢプ
ロセスは、常に、生成物ストリームにおいてリジン濃度の減少を生じるが、低い
架橋程度を有する樹脂を用いると、濃度比は生成物ストリーム中で増大する。以
前のように、動的能力が高くなり、かつＬＸ樹脂の取り込み速度が速くなると、
ＳＭＢシステムの吸着ゾーンにおけるより速い流体速度が可能になり、排出物ス
トリーム中のリジンの喪失が最小になる。また、ＬＸ樹脂の場合、新たな供給物
に添加した比較的純粋な再循環ストリームは、混合した供給物の不純物レベル全
体を低下させた。これらの因子全ては、リジン生成物のより高い収量および純度
に関して、ともに醗酵ブロスからリジンを分離することにおける有意な改善に寄
与した。
リジン生成物を生じたことを示す。最も重要なことには、ＬＸ樹脂で達成された
濃度比の値は、ＨＸ樹脂で達成された値よりかなり高かった。伝統的なＳＭＢプ
ロセスは、常に、生成物ストリームにおいてリジン濃度の減少を生じるが、低い
架橋程度を有する樹脂を用いると、濃度比は生成物ストリーム中で増大する。以
前のように、動的能力が高くなり、かつＬＸ樹脂の取り込み速度が速くなると、
ＳＭＢシステムの吸着ゾーンにおけるより速い流体速度が可能になり、排出物ス
トリーム中のリジンの喪失が最小になる。また、ＬＸ樹脂の場合、新たな供給物
に添加した比較的純粋な再循環ストリームは、混合した供給物の不純物レベル全
体を低下させた。これらの因子全ては、リジン生成物のより高い収量および純度
に関して、ともに醗酵ブロスからリジンを分離することにおける有意な改善に寄
与した。
【図１】
図１は、模倣移動ベッド操作におけるアミノ酸分離のカラム構成を示す。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＯ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ
，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，
ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，Ｉ
Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ
，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，
ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ
Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ
，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，
ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
(72)発明者 ヒラリー， アーマド
アメリカ合衆国 イリノイ 62704， ス
プリングフィールド， ブランチウッド
ドライブ 3325
(72)発明者 モーア， ケビン
アメリカ合衆国 イリノイ 62549， マ
ウント シオン， アレクサンダー ドラ
イブ 1510
(72)発明者 ビンダー， トーマス ピー．
アメリカ合衆国 イリノイ 62522， デ
ィカター， ウエスト パッカード スト
リート 2323
Ｆターム(参考） 2B150 AB02 AC33 AD01 BB01 BC01
DA48 DD17 DD23
4B064 AE24 AE25 AE26 CA02 CE11
DA11
Claims (17)
- 【請求項１】 醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離する方法であって、該
方法は、 （ａ）模倣移動ベッド装置において、醗酵ブロスと、強酸性陽イオン交換樹脂
とを接触させる工程であって、該樹脂が低い架橋程度を有する、工程；および （ｂ）該塩基性アミノ酸が該醗酵ブロスから分離されるように、該交換樹脂か
ら該アミノ酸を溶出する工程、 を包含する、方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の方法であって、前記強酸性陽イオン交換樹
脂が、約８％未満が架橋されている、方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の方法であって、前記強酸性陽イオン交換樹
脂が、約２％〜約７％が架橋されている、方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の方法であって、前記溶出工程が、約３ベッ
ド容積未満の溶出容積を用いる工程を包含する、方法。 - 【請求項５】 請求項４に記載の方法であって、前記溶出工程が、約１ベッ
ド容積〜約２ベッド容積の溶出容積を用いる工程を包含する、方法。 - 【請求項６】 請求項４に記載の方法であって、前記溶出工程が、約１．２
ベッド容積の溶出容積を用いる工程を包含する、方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の方法であって、前記溶出工程が、約１％〜
約７％のＮＨ４ＯＨを用いる工程を包含する、方法。 - 【請求項８】 請求項７に記載の方法であって、前記溶出工程が、約２％〜
約５％のＮＨ４ＯＨを用いる工程を包含する、方法。 - 【請求項９】 請求項１に記載の方法であって、前記塩基性アミノ酸が、約
８５％を超える純度で前記醗酵ブロスから分離される、方法。 - 【請求項１０】 請求項９に記載の方法であって、前記塩基性アミノ酸が、
約９０％を超える純度で前記醗酵ブロスから分離される、方法。 - 【請求項１１】 請求項１に記載の方法であって、前記塩基性アミノ酸が、
約０．８〜約２．０の濃度比で前記醗酵ブロスから分離される、方法。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の方法であって、前記塩基性アミノ酸が
、約１．０〜約１．８の濃度比で前記醗酵ブロスから分離される、方法。 - 【請求項１３】 請求項１に記載の方法であって、前記塩基性アミノ酸が、
天然塩基性アミノ酸、合成塩基性アミノ酸、および改変塩基性アミノ酸からなる
群より選択される、方法。 - 【請求項１４】 請求項１に記載の方法であって、前記塩基性アミノ酸が、
リジン、アルギニンおよびヒスチジンからなる群より選択される、方法。 - 【請求項１５】 請求項１４に記載の方法であって、前記アミノ酸がリジン
である、方法。 - 【請求項１６】 請求項１に記載の方法により精製された、塩基性アミノ酸
。 - 【請求項１７】 請求項１に記載の方法を利用することにより精製された塩
基性アミノ酸を含む、動物飼料添加物。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US19289100P | 2000-03-29 | 2000-03-29 | |
| US60/192,891 | 2000-03-29 | ||
| US26322801P | 2001-01-23 | 2001-01-23 | |
| US60/263,228 | 2001-01-23 | ||
| PCT/US2001/008109 WO2001072689A2 (en) | 2000-03-29 | 2001-03-15 | Method for separating a basic amino acid from fermentation broth |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011076405A Division JP5530389B2 (ja) | 2000-03-29 | 2011-03-30 | 醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003528602A true JP2003528602A (ja) | 2003-09-30 |
Family
ID=26888479
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001570604A Pending JP2003528602A (ja) | 2000-03-29 | 2001-03-15 | 醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法 |
| JP2011076405A Expired - Lifetime JP5530389B2 (ja) | 2000-03-29 | 2011-03-30 | 醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法 |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011076405A Expired - Lifetime JP5530389B2 (ja) | 2000-03-29 | 2011-03-30 | 醗酵ブロスから塩基性アミノ酸を分離するための方法 |
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|---|---|
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| DK (1) | DK1268399T3 (ja) |
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| PT (1) | PT1268399E (ja) |
| TR (1) | TR200402085T4 (ja) |
| WO (1) | WO2001072689A2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008500823A (ja) * | 2004-05-28 | 2008-01-17 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | ファインケミカルの発酵生産 |
| JP2009506783A (ja) * | 2005-09-07 | 2009-02-19 | ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア | 固体形態の不揮発性微生物代謝産物の発酵生産 |
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|---|---|---|---|---|
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| US20060106226A1 (en) * | 1998-02-26 | 2006-05-18 | Aminopath Labs, Llc And A Patent License Agreement | Isolation of amino acids and related isolates |
| US6964291B2 (en) * | 2003-01-14 | 2005-11-15 | Ren Judkins | Double shade headrail with removable cord collection spools |
| US20070161784A1 (en) * | 2006-01-11 | 2007-07-12 | Aminopath Labs, Llc | Methods and products of amino acid isolation |
| BRPI0703692B1 (pt) * | 2006-12-25 | 2016-12-27 | Ajinomoto Kk | método para se obter os cristais de um hidrocloreto de aminoácido básico compreendendo gerar um aminoácido básico usando células microbianas por fermentação em um caldo de fermentação ou por um método enzimático em uma solução de reação de enzima usando as células como catalisadores |
| WO2014006108A1 (de) | 2012-07-04 | 2014-01-09 | Basf Se | Verfahren zur gewinnung von vanillin aus wässrigen basischen vanillin-haltigen zusammensetzungen |
| CN103739507B (zh) * | 2013-10-08 | 2017-01-25 | 蚌埠丰原医药科技发展有限公司 | 一种β晶型盐酸赖氨酸的制备方法 |
| CN104725258B (zh) * | 2013-12-24 | 2016-09-28 | 中粮生物化学（安徽）股份有限公司 | 一种赖氨酸发酵液的提纯方法 |
| BR112016015718B1 (pt) | 2014-01-07 | 2021-12-07 | Novasep Process Solutions | Processo de purificação de aminoácidos aromáticos |
| PL3206771T3 (pl) * | 2014-10-14 | 2023-11-13 | Archer Daniels Midland Company | Sposób dostosowywania składu produktów chromatograficznych |
| WO2016164748A1 (en) | 2015-04-08 | 2016-10-13 | Invista North America S.A.R.L. | Materials and methods for the selective recovery of monovalent products from aqueous solutions using continuous ion exchange |
| WO2016164767A1 (en) * | 2015-04-10 | 2016-10-13 | Invista North America S.A.R.L. | Process for separation of diamines and/or omega-aminoacids from a feed mixture |
| KR20190092951A (ko) * | 2018-01-31 | 2019-08-08 | 씨제이제일제당 (주) | 연속식 크로마토그래피 공정을 이용한 천연 l-시스테인 결정의 제조 방법 |
| KR102577334B1 (ko) | 2021-05-21 | 2023-09-08 | 씨제이제일제당 (주) | 암모니아의 지속 가능한 순환이 가능한 방향족 아미노산의 결정화 방법 |
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