JP4796494B2 - Ｌ−オルニチン・クエン酸塩結晶 - Google Patents

Description

本発明は、Ｌ−オルニチンとクエン酸からなる塩（Ｌ−オルニチン・クエン酸塩）の結晶およびその製造方法に関する。

Ｌ−オルニチンは、栄養強化添加物や医薬品などの成分として広く用いられている。
Ｌ−オルニチンは、その遊離塩基を結晶として取得することが難しいことから、通常、塩酸塩などの塩の形態として流通している（シグマ社製品カタログ２００４−２００５年版）。
Ｌ−オルニチンを例えば栄養強化などの目的で輸液などの成分として用いる場合、例えば塩酸塩をそのまま利用するとアシドーシス症状を引き起こす恐れがある。また、塩素イオンを多量に含む輸液を投与することは、特に腎疾患患者などでは好ましくない。さらに、Ｌ−オルニチンを栄養強化添加物などとして食品などに混合して、またはそのまま経口で用いる場合、例えば塩酸塩では、その苦味のため利用が難しくなることはよく知られている。

Ｌ−オルニチンの塩としては、上記塩酸塩の他、例えば、α−ケトグルタール酸塩（特許文献１参照）、Ｌ−アスパラギン酸塩（特許文献２参照）、リンゴ酸塩（特許文献３参照）などがそれぞれ結晶として知られている。
一方、オルニチンとクエン酸との塩が、呈味改良剤として利用できることが知られているが、その結晶は知られていない（特許文献４参照）。
特公昭４６−３１９４号公報 特開平４−３６４１５５号公報 特開昭５５−１３６２５４号公報 特開２００３−１４４０８８号公報

本発明の目的は、Ｌ−オルニチンの供給源として優れたＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶およびその製造方法を提供することにある。

本発明は、以下の（１）〜（１０）に関する。
（１）Ｌ−オルニチンとクエン酸からなる塩の結晶。
（２）該結晶の５重量％水溶液のｐＨが３〜６である（１）記載の結晶。
（３）Ｌ−オルニチンとクエン酸の組成比が２：１（モル比）である（１）記載の結晶。
（４）Ｌ−オルニチンとクエン酸を水に溶解し、得られた水溶液から結晶を析出させることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の結晶の製造方法。
（５）水溶液のｐＨが３〜６である（４）記載の製造方法。
（６）水溶液のｐＨが４〜５である（４）記載の製造方法。
（７）結晶を析出させる方法が、水溶液に親水性有機溶媒を添加する工程を含む方法である（４）〜（６）のいずれかに記載の製造方法。
（８）親水性有機溶媒がアルコール系有機溶媒、アミド系溶媒、アセトンまたはアセトニトリルである（７）記載の製造方法。
（９）親水性有機溶媒が、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アセトンおよびアセトニトリルからなる群から選ばれる溶媒である（７）記載の製造方法。
（１０）親水性有機溶媒がメタノールまたはエタノールである（７）記載の製造方法。

本発明により、Ｌ−オルニチンの供給源として優れたＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶およびその製造方法が提供される。

図１は、実施例１で得られたＬ−オルニチン・１／２クエン酸塩結晶の吸湿性試験結果を示す。図中、横軸は試験開始後の経過日数（日）を示し、縦軸は吸湿度（％）を示す。

本発明のＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶は、好ましくは０．５〜３モルのＬ−オルニチンと１モルのクエン酸からなり、より好ましくは、２モルのＬ−オルニチンと１モルのクエン酸からなる。その水溶液は、中性から酸性を示し、５重量％水溶液では、ｐＨが３〜７、好ましくは３〜６、より好ましくは４〜５、最も好ましくは４．６〜５．０を示す。

該結晶は通常、単独で存在するが、水または各種有機溶媒との溶媒和物として存在することもでき、これら溶媒和物も本発明に包含される。
本発明で用いられる親水性有機溶媒としては、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコールなどのアルコール系有機溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド系有機溶媒、アセトニトリル、アセトンなどがあげられ、好ましくはメタノール、エタノールなどがあげられ、これらは単独でまたは混合して用いられる。

次に、本発明のＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶の製造方法について説明する。
例えば市販のＬ−オルニチン塩酸塩などの塩またはＬ−オルニチンを含有する培養液、培養濃縮液などを強酸性イオン交換樹脂で処理するなどにより、遊離のＬ−オルニチンを含有する水溶液を得る。得られた遊離のＬ−オルニチンを含有する水溶液に、クエン酸を加え溶解させる。クエン酸は、例えばＬ−オルニチンとクエン酸の組成比が２：１（モル比）である本発明の結晶を取得したいときは、Ｌ−オルニチンに対し、０．３〜１当量、好ましくは０．４〜０．６当量、最も好ましくは０．５当量加え、得られる水溶液のｐＨが例えば３〜７、好ましくは３〜６、より好ましくは４〜５、最も好ましくは４．６〜５．０となるように調整する。

得られた水溶液からＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶を効率よく取得するためには、該水溶液を例えば−１０〜２０℃に冷却するか、該水溶液に種晶を添加するか、該水溶液に親水性有機溶媒を添加するか、または親水性有機溶媒中に該水溶液を添加することにより、結晶を析出させ単離することが好ましい。あるいは、これらの方法を組み合わせて実施することによっても結晶を析出させることができる。該水溶液に親水性有機溶媒を添加するか、または親水性有機溶媒中に該水溶液を添加するとき、該水溶液においては、結晶が一部析出していてもよい。

該水溶液に親水性有機溶媒を添加して結晶を析出させる場合、該水溶液は、Ｌ−オルニチン・クエン酸塩の濃度が３０〜８０％、好ましくは４０〜６０％となるように、濃縮などの操作を施し調整して用いることが好ましい。濃度が３０％以上の水溶液を用いた場合、結晶を析出させるために用いる親水性有機溶媒の量を低減でき、より好ましい。また濃度が８０％以下の水溶液を用いた場合、該水溶液と親水性有機溶媒との混和がより容易になり、結晶の析出がより誘起されやすい。また、析出した結晶がブロック状の塊となることも回避しやすい。親水性有機溶媒は、通常、上記の濃度を調整した水溶液の１〜８倍量（含水率が約５０％〜１１％となる）、好ましくは１．５〜５倍量（含水率が約４０〜１７％となる）、より好ましくは２〜３倍量（含水率が約３３〜２５％となる）用いられ、−１０℃〜６０℃で、好ましくは−１０℃〜室温で上記の濃度を調節した水溶液中に徐々に添加または滴下することによって加えられる。結晶は、親水性有機溶媒を添加するだけでも析出することもあるが、通常、得られた混合液を−１０℃〜室温で、５分間〜７２時間攪拌することにより析出する。また、別途本発明で得られた結晶を種晶として、得られた混合液に加えることにより結晶の析出を誘起させることもできる。種晶は、結晶化を誘起させることができれば十分であるが、該混合液に含有されるＬ−オルニチン・クエン酸塩の量に対し、０．０１〜０．１％、好ましくは０．０５％用いられる。

親水性有機溶媒中に上記の水溶液を添加して結晶を析出させる場合は、親水性有機溶媒中に、攪拌しながら、−１０℃〜６０℃で、好ましくは−１０℃〜室温で上記と同様に濃度を調整した水溶液を滴下することよって結晶を析出させることができる。親水性有機溶媒は、通常、上記の濃度を調整した水溶液の１〜８倍量用いられる。
析出した結晶を濾取などの方法により分離し、乾燥させることで、Ｌ−オルニチン・クエン酸塩の結晶を得ることができる。

他の塩基性アミノ酸（例えば、リジン、アルギニンなど）とクエン酸からなる塩の結晶についても同様に取得することができる。
次に、本発明のＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶の吸湿性について、試験例で説明する。
試験例１
飽和塩化ナトリウム水溶液約２００ｍＬをプラスチック製のデシケーター内に２５℃で２４時間放置した（相対湿度を７５％に調整）。実施例１で得られた結晶２ｇをガラス製のはかり瓶に秤量した。秤量したはかり瓶を、上記の湿度を調整したデシケーター内に放置し、経時的にはかり瓶の重量変化を測定した。

測定した各時点での重量変化をもとに、吸湿性（吸湿度）を以下の式（１）を用いて算出した。はかり瓶の重量変化の測定は７日目まで行った。

Ｗ１：はかり瓶の重量（ｇ）
Ｗ２：結晶を入れたはかり瓶の試験前の重量（ｇ）
Ｗ３：結晶を入れたはかり瓶の試験後の重量（ｇ）
結果を図１に示す。
実施例１で得られたＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶は、顕著な吸湿性を示さなかった。すなわち、本発明のＬ−オルニチン・クエン酸塩は、保存するに際し、湿気に対する特別な注意を払う必要がないことが示された。

また、実施例３で得られたＬ−オルニチン・クエン酸塩は、苦味を有していなかった。
上記で示した通り、本発明のＬ−オルニチン・クエン酸塩の結晶は、室温、大気下で保存可能である。また、その製造工程において、塩酸などの腐食性の薬品を使用しないこと、クエン酸は、Ｌ−リンゴ酸などと比較し低価格であることなどから、Ｌ−オルニチンの供給源として優れている。

また、Ｌ−オルニチン・クエン酸塩の結晶は、Ｌ−オルニチンが元来保有する効果に加え、クエン酸が有する特性を併せもつと期待される。クエン酸はクエン酸回路（ＴＣＡ回路）の中間体であり、その活性化により、脂肪酸合成の促進、体内に蓄積した乳酸の解消による疲労回復効果などが期待できる。さらに、塩酸塩などが有する苦味の改善も期待される。すなわち、Ｌ−オルニチン・クエン酸塩の結晶には、栄養強化添加物や医薬品などにおける、より優れたＬ−オルニチンの供給源としての利用が期待される。

以下に、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

Ｌ−オルニチン塩酸塩２０ｇ（遊離のＬ−オルニチンとして１５．７ｇ）を水４００ｍＬに溶解し、強酸性イオン交換樹脂（マラソンＣ）（Ｈ型）２００ｍＬを充填したカラムに導通した。樹脂を水２００ｍＬで洗浄した後、２ｍｏｌ／Ｌアンモニア水４００ｍＬでＬ−オルニチンを溶出した。溶出液を約２００ｍＬまで減圧濃縮した後、得られたＬ−オルニチン水溶液（Ｌ−オルニチン０．１１９モル含有）にクエン酸１２ｇ（Ｌ−オルニチンに対し０．５当量）を加えることにより、水溶液のｐＨを４．７に調整した。得られた水溶液を減圧濃縮し全量を４５ｍＬとした後、室温で攪拌しながら、エタノール１０５ｍＬを徐々に加えた。さらに室温で２０時間攪拌した後、析出した結晶を濾取し、エタノールで洗浄した。得られた結晶を２０℃で一夜減圧乾燥することにより、Ｌ−オルニチン・１／２クエン酸塩結晶２５．１ｇ（収率：９２．７％）を淡黄色塊状晶として得た。
融点：１６５．５℃
赤外線吸収スペクトル（ＫＢｒ，ｃｎ^−１）：１２８８．４，１０３３．８，９４８．９，８０３．３，７１５．５
粉末Ｘ線結晶解析：ＲＡＤ−Ｘ型（理学電機社製）により測定した。結果を第１表に示す。

結晶組成分析：第２表に示す。

実施例１と同様にして得たＬ−オルニチン水溶液（Ｌ−オルニチン０．１１９モル含有）にクエン酸１２ｇ（Ｌ−オルニチンに対し０．５当量）を加えることにより、水溶液のｐＨを４．７に調整した。得られた溶液を減圧濃縮し全量を４５ｍＬとした後、室温で攪拌しながら、メタノール１０５ｍＬを徐々に加えた。さらに室温で１８時間攪拌した後、析出した結晶を濾取し、メタノールで洗浄した。得られた結晶を２０℃で一夜減圧乾燥することにより、Ｌ−オルニチン・１／２クエン酸塩結晶２４．８ｇ（収率：９１．６％）を淡黄色鱗片状晶として得た。
融点：１６１．８℃
赤外線吸収スペクトル（ＫＢｒ，ｃｎ^−１）：１２８７．４，１０４４．４，９３５．４，８０８．１，７５４．１
粉末Ｘ線結晶解析：ＲＡＤ−Ｘ型（理学電機社製）により測定した。結果を第３表に示す。

結晶組成分析：第４表に示す。

実施例１と同様にして得たＬ−オルニチン水溶液（Ｌ−オルニチン０．１１９モル含有）にクエン酸１２ｇ（Ｌ−オルニチンに対し０．５当量）を加えることにより、水溶液のｐＨを４．７に調整した。得られた溶液を減圧濃縮し全量を６８ｍＬとした後、室温で攪拌しながら、徐々にエタノール２７２ｍＬ加えた。さらに室温で２４時間攪拌した後、析出した結晶を濾取し、エタノールで洗浄した。得られた結晶を２０℃で一夜減圧乾燥することにより、Ｌ−オルニチン・１／２クエン酸塩結晶２５．５ｇ（収率：９４．０％）を淡黄色鱗片状晶として得た。
融点：１６５．９℃
結晶組成分析：第５表に示す。

本発明により提供される、Ｌ−オルニチン・クエン酸塩の結晶およびその製造方法などはＬ−オルニチンの供給源として有用である。

Claims (6)

1. Ｌ−オルニチンとクエン酸の組成比が２：１（モル比）であるＬ−オルニチンとクエン酸からなる塩の結晶（以下、Ｌ−オルニチン・１／２クエン酸塩結晶という）。
2. 粉末Ｘ線結晶解析において、以下の［１］または［２］に記載の回折角（２θ）にピークを有する請求項１記載の結晶。
   ［１］６．０５°、１１．５０°、１２．１５°、１８．６５°、２０．７０°、２３．４５°、２４．５５°、２５．３０°、２９．６５°および３０．３５°
   ［２］６．５０°、７．００°、１３．０５°、１４．０５°、１５．５０°、１８．５０°、１９．３５°、２０．７０°、２３．７５°、２４．６０°および２８．４０°
3. （１）Ｌ−オルニチンの塩を強酸性イオン交換樹脂で処理することにより遊離のＬ−オルニチンを取得し、（２）（１）で取得した遊離のＬ−オルニチンと該遊離のＬ−オルニチンに対し０．４〜０．６当量のクエン酸を水に溶解し、得られた水溶液のｐＨを４〜５に調製し、（３）該水溶液に親水性有機溶媒を添加することにより、Ｌ−オルニチン・１／２クエン酸塩結晶を析出させることを特徴とする、Ｌ−オルニチン・１／２クエン酸塩結晶の製造方法。
4. 親水性有機溶媒がアルコール系有機溶媒、アミド系溶媒、アセトンまたはアセトニトリルである請求項３記載の製造方法。
5. 親水性有機溶媒が、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、アセトンおよびアセトニトリルからなる群から選ばれる溶媒である請求項３記載の製造方法。
6. 親水性有機溶媒がメタノールまたはエタノールである請求項３記載の製造方法。

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