JP5591263B2 - ミネラル添加と酸処理を用いてメチオニンの溶解度を増加させる方法 - Google Patents
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Description
本発明は、メチオニンの溶解効率を増加させる方法に関する。
メチオニンは、生体内の必須アミノ酸の一種類で、飼料および食品添加剤として広く使用され、医薬用として輸液剤、医薬品の合成原料としても使用される。メチオニンは、コリン(レシチン)とクレアチンのような化合物の前駆体として作用し、システインとタウリンの合成原料としても使われる。また、硫黄(sulfur)を提供する役割を果たす。Ｓ−アデノシル−メチオニン(S-adenosyl-methionine)は、Ｌ−メチオニンから由来し、生体内でメチル基を提供する役割を果たし、脳の様々な神経伝達物質(neurotransmitter)の合成に関連している。メチオニンおよび／またはＳ−アデノシル−Ｌ−メチオニン(ＳＡＭ)は、生体内で肝と動脈において脂肪蓄積を抑制し、うつ病、炎症、肝疾患、筋肉痛を緩和するなどの様々な役割を果たす(Jeon BR et al.，J Hepatol.，2001 Mar;34(3):395-401)。
メチオニンの化学合成は、主に、５−（β−メチルメルカプトエチル）−ヒダントイン(5-(β-methylmercaptoethyl)-hydantoin)の加水分解反応によってＬ−メチオニンを生産する方法を用いる。しかし、このような化学合成を介して生産されたメチオニンは、Ｌ型とＤ型が混合された形態で生産されるという短所がある。ゆえに本発明者らは、生物学的方法を用いてＬ−メチオニンを選択的に生産できる技術を開発して特許を出願したことがある(ＷＯ２００８／０１３４３２)。この方法は、簡単に２段階の工法と命名した方法であり、発酵によるＬ−メチオニン前駆体生産工程、および前記Ｌ−メチオニン前駆体を酵素によってＬ−メチオニンに転換する工程から構成されている。前記のＬ−メチオニン前駆体は、好ましくはＯ−アセチルホモセリンとＯ−スクシニルホモセリンを含む。また、この方法はＬ−メチオニンのみを選択的に生産できてＤＬ−メチオニンを同時に生産する既存の化学合成工程に比べて優れた工程であり、さらに、同様の反応を通じて副産物として有機酸、より具体的には、コハク酸または、酢酸を同時に生産できる非常に優れた工程である。前記の２段階工法で得られるＬ−メチオニンは、前駆体生産工程における微生物発酵液を含んでおり、一般的に水溶液形態で存在するようになる。
この時、ＤＬ−メチオニン、またはＬ−メチオニンが水溶液内で示す溶解度は、一般的に５％(w/v)水準である。メチオニンを水溶液として利用しようとする場合、高濃度のメチオニン水溶液の製造が必要な場合があるが、メチオニンの低い溶解度のために高濃度のメチオニン水溶液の製造が不可能という短所がある。高濃度のメチオニン水溶液は、飼料などの用途に直接使用することができ、低濃度に対比して体積を減らすことができ、製剤変形および誘導体製造などの様々な用途に便利に利用することができる。
メチオニンの溶解度を高めるための従来の方法として、ミネラルまたは酸処理のうち、いずれか一つを使用した方法は開示されたことがある。米国登録特許第５４３０１６４号には、ミネラルを用いてＤＬ−メチオニンの溶解度を１２％(w/v)まで高められることが開示されており、Dominik Fuchsらの論文では、酸処理を用いた場合、特別にｐＨ２でＤＬ−メチオニンの溶解度を１８％(w/v)に高められることが開示されている(Dominik Fuchs，et al.，Ind. Eng.Chem. Res. 2006，45，6578-6584)。
米国登録特許第５４３０１６４号に開示された方法は、ミネラルを用いてＤＬ−メチオニンとキレート化(Chelation)をさせることによって溶解度を高める方法である。ＤＬ−メチオニンキレート化の場合、ミネラルとＤＬ−メチオニンの１：１あるいは１：２のキレート錯体(Chelate complex)を形成する方法でＬ−メチオニンの溶解度を高めることができる。しかし、これは高濃度のＤＬ−メチオニン溶解のためにミネラルの含有量も共に高まる短所がある。具体的には、最大５０％メチオニン溶液１Ｌ製造を目的に使用されるミネラル使用量は、硫酸亜鉛(Zinc sulfate)３．３５Ｍおよび塩化第二鉄(Ferric chloride)０．１６７〜０．５６９Ｍで、総計３．５〜３．９Ｍ程度(メチオニン溶液全体の３９．６％〜４９．６％)であった。比較的高価なミネラルの使用量が多い場合、原価に対する負担として作用するので、ミネラルの使用量を減らすことによって大量生産のための産業化に経済的な効果を奏することができる。一方、酸処理を用いてＤＬ−メチオニンの溶解度を高めようとする方法は、製品の強酸性化などの問題点がある。
そこで、本発明者らは、前記のような問題点を解決しようとして、ミネラル追加方法と酸処理方法を併行する場合、既存使用量の１５％程度のミネラルを使用し、適正酸処理を介してメチオニンの溶解度を５０％に極大化することができることを確認して本発明を完成した。
本発明の目的は、ミネラルの使用量を最小化させ、メチオニンの溶解度を最大に増加させる方法およびこのような方法によってメチオニンの溶解度が増加されたメチオニン溶液を提供することにある。
前記の目的を達成するために、本発明は、一つの態様として、メチオニンを含む溶液に一つ以上の２価金属イオンを含むミネラルを添加して反応させる第１の段階、および前記第１の段階によって収得された反応溶液に酸を処理する第２の段階を含むメチオニン溶液の溶解度を増加させる方法を提供する。
他の一つの態様として、本発明は、前記の方法でメチオニンの溶解度が増加された高濃度メチオニン溶液を提供する。
以下、本発明の構成を詳細に説明する。
本発明は、一つの態様として、メチオニンを含む溶液に一つ以上の２価金属イオンを含むミネラルを添加して反応させる第１の段階、および前記第１の段階によって収得された反応溶液に酸を処理する第２の段階を含むメチオニン溶液の溶解度を増加させる方法を提供する。
本発明は、一つの態様として、メチオニンを含む溶液に一つ以上の２価金属イオンを含むミネラルを添加して反応させる第１の段階、および前記第１の段階によって収得された反応溶液に酸を処理する第２の段階を含むメチオニン溶液の溶解度を増加させる方法を提供する。
本発明の技術的な特徴は、２価金属イオンを利用したキレート化(chelating)および酸処理によるｐＨ低下の方法を複合的に使用し、既存の方法に比べて高濃度のメチオニン溶液を製造するための金属イオンの使用量を顕著に減らすということである。
本発明の具体的な実施態様において、メチオニンを含む溶液は、ＤＬ−メチオニンまたはＬ−メチオニンを含む溶液であり得る。本発明のまた他の具体的な実施態様において、メチオニンを含む溶液は、発酵または酵素転換法で生産したＬ−メチオニンを含む溶液、またはこれを精製、濃縮または、乾燥工程を用いて製作されたＬ−メチオニン濃縮液を使用したり、またはＬ−メチオニン乾燥物を再溶解して使用することができ、この時、Ｌ−メチオニンの純度は１０％から１００％まであり得る。本発明の具体的な実施態様において、Ｌ−メチオニンは、従来特許文献である国際特許ＷＯ２００８／０１３４３２号に明記されたように製作された微生物菌株を用いて発酵後、酵素転換反応を用いて生産したＬ−メチオニンを用いた。本発明の具体的な実施態様において、Ｌ−メチオニンは、前記の発酵後に酵素転換反応法を用いて生産した後、流動層顆粒機を用いて粉末顆粒形態の乾燥物として回収して使用し、粉末顆粒形態のＬ−メチオニンの純度は約６０％であった。
前記の発酵および酵素転換法で生産したＬ−メチオニンを含む溶液において、Ｌ−メチオニンの溶解度は３５％まで向上させることができた。発酵および酵素転換法で生産したＬ−メチオニンを含む溶液には、Ｌ−メチオニン以外の不純物含量が高くて溶解度が９０％以上の純度を有するメチオニンに対比して低いものと推定される。したがって、メチオニンの純度が高まることに応じてメチオニンの溶解度は、３５％から５０％まで向上させることができる。本発明の具体的な実施態様において、発酵および酵素転換法で生産したＬ−メチオニンから精製されて純度９９％以上を確認したＬ−メチオニンを用いた場合、前記のシグマ(Sigma)社から購入した純度９９％のＬ−メチオニンと同様の実験結果を示すことを確認した。
本発明において、２価金属イオンは、Ｆｅ２＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋およびＺｎ２＋からなる群から選択され得、好ましくは、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋およびＺｎ２＋からなる群から選択され得る。
前記２価金属イオンを含むミネラルは、硫化鉄、硫化マンガンおよび硫化亜鉛からなる群から選択されるいずれか一つ以上を使用することができ、より好ましくは、分子量が少ないミネラルを使用することができる。前記のミネラルは、単独または２つ以上を混合して使用することができ、分子量が大きいミネラルおよび価格が高いミネラルの使用量を最小化することがより好ましい。前記ミネラルの使用量は、総メチオニン溶液体積の１〜１０％であり、より好ましくは２〜８％、最も好ましくは３〜６％であり得る。
本発明において、酸処理は、メチオニンを含む溶液に酸を、好ましくは０．０１〜０．５Ｍになるように処理することができ、より好ましくは０．０５〜０．４Ｍ、最も好ましくは０．１Ｍであり得る。本発明の具体的な実施例では０．１Ｍを使用した。本発明において、前記の酸として硫酸を使えるが、これに制限されない。
本願発明の具体的な実施例では、様々な純度のメチオニンを対象に１．８８％〜最大８．４３％のミネラルを使用することによって、３５〜５０％のメチオニン溶液を製造することができた(表１参照)。また、前記ミネラルを単独で使用した場合よりも２つ以上を混合して使用した場合に、ミネラルの総投入量がさらに減ったことを確認した(表１参照)。このように、本発明は、必要なミネラルの量を最小化してメチオニンの溶解度を向上させた状態で、以後の酸処理を介して一般的に知られている水に対するメチオニンの溶解度を１０倍程度以上に極大化させ得る。
他の一つの態様として、本発明は前記方法でメチオニンの溶解度が増加された高濃度メチオニン溶液を提供する。
前記のメチオニン溶液は、別の精製過程を経て精製された後、乾燥された粉末形態であるとか、水溶液に溶解している溶液状態であり得る。
本発明によってミネラルを添加した後に再び酸処理する方法は、ミネラル添加または酸処理を個別的に行う従来の方法に比べて、ミネラルの過剰な使用および酸処理を介した製品の強酸性化の問題点なく、メチオニン溶解度を臨界的に向上させることができ、このように生産されたメチオニン溶液は、飼料および食品添加剤、医薬用および医薬品の原料などの多様な分野に広く使用することができる。
本発明の方法でミネラルの使用量を最小化し、様々なミネラルを使用しながら高濃度のメチオニン溶液を製造することによって、前記高濃度メチオニン溶液は飼料などの用途に直接使用され得、低濃度に対比して体積を減らすことができ、メチオニン濃度が高いので製剤変形および誘導体製造などの様々な用途に便利に活用することが可能である。
以下、実施例を介して本発明の構成および効果をより詳細に説明しようとする。これらの実施例は、ただ本発明を例示するためだけのものであり、本発明の範囲がこれらの実施例によって制限されるのではない。
実施例１：硫化マンガンを用いた１２％メチオニン溶液製造後の酸処理によるメチオニン５０％溶液製造
一般的に常温でメチオニンの水に対する溶解度は、５０〜５５ｇ／Ｌ程度と知られている。したがって、Ｌ−メチオニン(９９％、シグマ、米国)を用いて５０ｍＬの水に２．５ｇを溶かしてＬ−メチオニン５％(５０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。この溶液を７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に投入されたＬ−メチオニンと硫化マンガンがモル比で１：１になるように２３．５ｍＭ(３．９７ｇ)を添加しながらＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇを添加した。この過程において９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了した後にフィルタリングして溶解されず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニンの濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。最初５％メチオニン溶液５０ｍＬがメチオニン溶解度を高める過程で添加された過量のメチオニン添加によって体積が増加し、最終収得した５０％メチオニン溶液の体積は８０ｍＬになる。したがって、最終的に５０％メチオニン溶液８０ｍＬを収得することになる。
一般的に常温でメチオニンの水に対する溶解度は、５０〜５５ｇ／Ｌ程度と知られている。したがって、Ｌ−メチオニン(９９％、シグマ、米国)を用いて５０ｍＬの水に２．５ｇを溶かしてＬ−メチオニン５％(５０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。この溶液を７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に投入されたＬ−メチオニンと硫化マンガンがモル比で１：１になるように２３．５ｍＭ(３．９７ｇ)を添加しながらＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇを添加した。この過程において９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了した後にフィルタリングして溶解されず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニンの濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。最初５％メチオニン溶液５０ｍＬがメチオニン溶解度を高める過程で添加された過量のメチオニン添加によって体積が増加し、最終収得した５０％メチオニン溶液の体積は８０ｍＬになる。したがって、最終的に５０％メチオニン溶液８０ｍＬを収得することになる。
ＤＬ−メチオニン(９９％、シグマ、米国)を使用して行った同一の実験においても同様の結果を確認した。
実施例２：硫化亜鉛を用いた１２％メチオニン溶液製造後の酸処理によるメチオニン５０％溶液製造
前記実施例１でのように、５％のＬ−メチオニン溶液製造後に５０ｍＬを取って７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に投入されたＬ−メチオニンと硫化亜鉛がモル比で１：１になるように２３．５ｍＭ(６．７５ｇ)を添加しながらＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇ程度を添加した。この過程において、９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了した後にフィルタリングして溶解せず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニンの濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。
前記実施例１でのように、５％のＬ−メチオニン溶液製造後に５０ｍＬを取って７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に投入されたＬ−メチオニンと硫化亜鉛がモル比で１：１になるように２３．５ｍＭ(６．７５ｇ)を添加しながらＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇ程度を添加した。この過程において、９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了した後にフィルタリングして溶解せず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニンの濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。
最初５％メチオニン溶液５０ｍＬがメチオニン溶解度を高める過程で添加された過量のメチオニン添加によって体積が増加し、最終収得した５０％メチオニン溶液の体積は８０ｍＬになる。したがって、最終的に５０％メチオニン溶液８０ｍＬを収得することになる。
ＤＬ−メチオニンを使用して行った同一の実験においても同様の結果を確認した。
実施例３：硫化マンガン、硫化亜鉛、硫化鉄を用いた１２％メチオニン溶液製造後の酸処理によるメチオニン５１％、ミネラル３．７５％溶液製造
前記実施例１でのように、５％のＬ−メチオニン溶液製造後、５０ｍＬを取って７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に硫化マンガン、硫化亜鉛、硫化鉄をそれぞれ１ｇずつ添加してＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。この過程において、それぞれのミネラルの投入量は、硫化マンガン５．９２ｍＭ、硫化亜鉛３．４８ｍＭ、硫化鉄２．５ｍＭになる。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇ程度を添加した。この過程において、９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了された後にフィルタリングして溶解されず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニンの濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)、ミネラル３．７５％の溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。
前記実施例１でのように、５％のＬ−メチオニン溶液製造後、５０ｍＬを取って７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に硫化マンガン、硫化亜鉛、硫化鉄をそれぞれ１ｇずつ添加してＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。この過程において、それぞれのミネラルの投入量は、硫化マンガン５．９２ｍＭ、硫化亜鉛３．４８ｍＭ、硫化鉄２．５ｍＭになる。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇ程度を添加した。この過程において、９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了された後にフィルタリングして溶解されず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニンの濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)、ミネラル３．７５％の溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。
最初５％メチオニン溶液５０ｍＬがメチオニン溶解度を高める過程で添加された過量のメチオニン添加によって体積が増加し、最終収得した５０％メチオニン溶液の体積は８０ｍＬになる。したがって、最終的に５０％メチオニン溶液８０ｍＬを収得することになる。
ＤＬ−メチオニンを使用して行った同一の実験においても同様の結果を確認した。
実施例４：硫化マンガン、硫化亜鉛、硫化鉄を用いた１２％メチオニン溶液製造後の酸処理によるメチオニン５０％、ミネラル１．８８％溶液製造
前記実施例２でのように、５％のＬ−メチオニン溶液製造後、５０ｍＬを取って７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に硫化マンガン、硫化亜鉛、硫化鉄をそれぞれ０．５ｇずつ添加してＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。この過程において、それぞれのミネラルの投入量は、硫化マンガン２．９６ｍＭ、硫化亜鉛１．７４ｍＭ、硫化鉄１．２５ｍＭになる。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇ程度を添加した。この過程において、９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了された後にフィルタリングして溶解されず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニン濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)、ミネラル１．８８％の溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。
前記実施例２でのように、５％のＬ−メチオニン溶液製造後、５０ｍＬを取って７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン２３．５ｍＭ(３．５ｇ)を投入し、更に硫化マンガン、硫化亜鉛、硫化鉄をそれぞれ０．５ｇずつ添加してＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。この過程において、それぞれのミネラルの投入量は、硫化マンガン２．９６ｍＭ、硫化亜鉛１．７４ｍＭ、硫化鉄１．２５ｍＭになる。Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約４０ｇ程度を添加した。この過程において、９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了された後にフィルタリングして溶解されず残存するＬ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニン濃度を測定した結果、５０％(５００ｇ／Ｌ)、ミネラル１．８８％の溶液が製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。
最初５％メチオニン溶液５０ｍＬがメチオニン溶解度を高める過程で添加された過量のメチオニン添加によって体積が増加し、最終収得した５０％メチオニン溶液の体積は８０ｍＬになる。したがって、最終的に５０％メチオニン溶液８０ｍＬを収得することになる。
ＤＬ−メチオニンを使用して行った実験においても同様の結果を確認した。
実施例５：発酵および転換反応を用いて生産したＬ−メチオニンを用いたＬ−メチオニン溶液製造
本実施例は、発酵を介して生産したＯ−アセチルホモセリンを酵素転換反応して製造したＬ−メチオニン粉末を使用して高濃度のＬ−メチオニンを製造する方法である。
本実施例は、発酵を介して生産したＯ−アセチルホモセリンを酵素転換反応して製造したＬ−メチオニン粉末を使用して高濃度のＬ−メチオニンを製造する方法である。
始めに、発酵を介して生産したＯ−アセチルホモセリンを酵素転換反応して製造したＬ−メチオニン溶液を製造した後、この溶液を流動層顆粒製造機を用いて乾燥し、顆粒Ｌ−メチオニンを製作した。顆粒Ｌ−メチオニン中のＬ−メチオニン含量は、ＨＰＬＣを介して定量し、約６０％の純度を示すことを確認した。前記Ｌ−メチオニン溶液の具体的な製造方法は、従来特許文献である国際特許ＷＯ２００８／０１３４３２号に明記されている。
Ｌ−メチオニン顆粒を定量してＬ−メチオニンの濃度が５％になるようにＬ−メチオニン溶液を製造した後、この溶液を５０ｍＬを取って７０〜８０℃で攪拌しながらＬ−メチオニン顆粒５．８３ｇを投入し、更に硫化鉄５ｇ(１３ｍＭ)を添加しながらＬ−メチオニン１２％(１２０ｇ／Ｌ)溶液を製造した。顆粒Ｌ−メチオニン結晶が完全に溶解されることを確認した後、常温で攪拌しながら前記の１２％Ｌ−メチオニン溶液に更に過量のＬ−メチオニン約６７ｇを添加した。この過程において、９８％硫酸(３６．８Ｎ)をＬ−メチオニン溶液に０．１Ｍになるように添加して発熱反応を行った。発熱反応が終了した後にフィルタリングして溶解されず残存する顆粒Ｌ−メチオニン結晶を除去した後、Ｌ−メチオニンを測定した結果、３５％(３５０ｇ／Ｌ)溶液が８０ｍＬ製造された。Ｌ−メチオニン濃度確認はＨＰＬＣで行った。この溶液の濃度が前記実施例の９９％純度のＬ−メチオニンまたはＤＬ−メチオニンに比べて低いことは、Ｌ−メチオニン顆粒中に４０％で存在する不純物が共に溶液に溶解されることによってＬ−メチオニンの溶解を阻害したからであると推定される。
これを確認するために、発酵および酵素転換法で生産した前記Ｌ−メチオニン溶液から純度９９％以上のＬ−メチオニンを製作した。前記Ｌ−メチオニン溶液は、硫酸を用いてｐＨ１．０に滴定した後に陽イオン交換樹脂に吸着し、アンモニア水を用いて溶離した。溶離液は、再び硫酸を用いてｐＨを７．０に滴定した後に熱を加えて２倍濃縮した。濃縮液に過量のメタノールを投入して結晶化を誘導し、形成された結晶を回収して乾燥した。乾燥結晶はＨＰＬＣを用いて含量を計算した。その結果、結晶の純度は９９％以上と確認された。このような方法で回収したＬ−メチオニン結晶粉末を用いて前記実施例１から４の実験を同様に行った結果、前記実施例と同様に５０％以上のメチオニン溶液を製造することができることを確認した。
実施例６：実施例１〜５で使用されたミネラル量の比較
硫化マンガンの分子量は１６９．０２ｇ／ｍｏｌｅ、硫化亜鉛の分子量は２８７．５３ｇ／ｍｏｌｅであり、硫化鉄の分子量は３９９．８８ｇ／ｍｏｌｅで、実施例１〜５で使用した前記ミネラルの総量を比較した。
硫化マンガンの分子量は１６９．０２ｇ／ｍｏｌｅ、硫化亜鉛の分子量は２８７．５３ｇ／ｍｏｌｅであり、硫化鉄の分子量は３９９．８８ｇ／ｍｏｌｅで、実施例１〜５で使用した前記ミネラルの総量を比較した。
その結果、表１に示したように、溶解度が３５〜５０％であるメチオニン溶液１Ｌを製造するために最終投入したミネラルの量は１〜１０％以内で、極めて少ない量を必要とした。また、ミネラルを１種類用いた場合よりも２つ以上のミネラルを混合して使用した場合に使用量がさらに顕著に減ったことを確認した。
これにより、米国登録特許第５４３０１６４号において、８〜５０％のメチオニン溶液を製造するために使用した４０〜５０％のミネラル使用に比べて、顕著に減らしたことを確認することができた。ゆえに、本発明の方法がミネラル使用量を顕著に減らしながら、メチオニンの溶解度が増加した高濃度メチオニン溶液の製造に有用に使用され得ることを確認した。
以上、前記実施例を介して説明したように、本発明は、メチオニンを含む溶液にミネラルを添加してメチオニンの溶解度を向上させた後、再び酸処理を行うことによって一般的に知られている水に対するメチオニンの溶解度を１０倍程度以上に極大化させ得る方法を提供することができるので、飼料、食品添加剤および医薬品産業上、非常に有用な発明である。
Claims (8)
- メチオニンを含む溶液に一つ以上の２価金属イオンを含むミネラルを添加して反応させる第１の段階；および
前記第１の段階によって収得された反応溶液に、さらにメチオニンおよび酸を添加する第２の段階を含む、メチオニンの溶解度を増加させる方法。 - 前記２価金属イオンは、Ｆｅ２＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋およびＺｎ２＋からなる群から選択されるいずれか一つ以上である、請求項１に記載の方法。
- 前記２価金属イオンを含むミネラルは、硫化鉄、硫化マンガンおよび硫化亜鉛からなる群から選択されるいずれか一つ以上である、請求項１に記載の方法。
- 前記酸は、硫酸である、請求項１に記載の方法。
- 前記メチオニンは、ＤＬ−メチオニンまたはＬ−メチオニンである、請求項１に記載の方法。
- 前記メチオニンを含む溶液は、発酵または酵素転換法で生産したＬ−メチオニンを含む溶液である、請求項１に記載の方法。
- 前記ミネラルの使用量は、総メチオニン溶液体積の１〜１０％である、請求項１に記載の方法。
- 前記酸の添加量は、メチオニンを含む溶液に対し、０．０１〜０．５Ｍの濃度となる量である、請求項１に記載の方法。
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