JP5882202B2 - 2−ケトカルボン酸の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、2−ケトカルボン酸、特に2−ケトイソバレレート、2−ケト−4−メチルペンタン酸、および/または2−ケト−3−メチルペンタン酸の製造方法であって、化学合成の欠点を回避する、製造方法を提供することであった。
a) 微生物を培地中で成長させて、2−ケトカルボン酸またはそれらの塩を含有する培養ブロスを準備する、発酵段階
b) 段階a)において得られた発酵ブロスを、イオン交換、抽出工程、蒸留工程からなる群から選択される1つまたはそれより多くの段階に供する段階
を含む製造方法によって解決される。
a) 微生物を培地中で成長させて、2−ケトカルボン酸またはそれらの塩を含有する培養ブロスを準備する発酵段階、
b) 段階a)において得られた発酵ブロスをイオン交換に供する段階、
c) 好ましくは、段階b)において得られた溶出液を、イオン交換、抽出または蒸留からなる群から選択される1つまたはそれより多くのさらなる精製段階に供する段階、
d) 好ましくは段階c)で得られた生成物を、さらなる濃縮、沈殿または結晶化段階、またはそれらの組み合わせに供して、且つ、2−ケトカルボン酸またはそれらの塩を得る段階。
a) 微生物を培地中で成長させて、2−ケトカルボン酸またはそれらの塩を含有する培養ブロスを準備する発酵段階、
b) 段階a)において得られた発酵ブロスを、発酵ブロスの初めのpHシフト(pH1への酸性化)の後、蒸留工程(水の添加を用いて、塔底(sump)が枯渇するまでの蒸気蒸留)のみに供する段階。
実施例1: 2−ケトイソバレレートの製造 ((i)イオン交換、(ii)蒸留)
遺伝子型Δ−aceE、Δ−ilvEを有し、且つ遺伝子ilvBN、ilvCおよびilvDを過剰発現するコリネバクテリウムグルタミクム菌株を、振盪フラスコ内でLB培地を用い、定常相に達するまで培養した。培地は炭素源および窒素源を含有していた。培養ブロスを遠心分離して細胞および細胞破片を除去した。培養ブロスの上澄みは、pH6.7を有し、且つ、5g/lの2−ケトイソバレレートを含有した。
遺伝子型Δ−aceE、Δ−ilvEを有し、且つ遺伝子ilvBN、ilvCおよびilvDを過剰発現するコリネバクテリウムグルタミクム菌株を、振盪フラスコ内でLB培地を用い、定常相に達するまで培養した。培地は炭素源および窒素源を含有していた。培養ブロスを遠心分離して細胞および細胞破片を除去した。培養ブロスの上澄みは、pH6.7を有し、且つ、5g/lの2−ケトイソバレレートを含有していた。
イオン交換処理をしない2−ケトイソバレレートの製造(DSP部)
実施例1および2に従い、コリネバクテリウムグルタミクム菌株を発酵させた。発酵工程が終わったら、培養ブロスの上澄み(270L、pH2.6、40g/lの2−ケトイソバレレートを含有)を、8.2kgのNaOH 50%を用いてpH7.5に調節し、且つ、ブリックス40(105g/lの2−ケトイソバレレート)まで濃縮し(二重ジャケット反応器、70℃、40〜50mbar)、その後29.7kgのH2SO4 30%を用いて、pH<1.0へと酸性化した。
Claims (20)
- 一般式(I) R1−CO−COOH [式中、R1は3〜7つの炭素原子を有する分枝アルキル基である]を有する2−ケトカルボン酸またはそれらの塩の製造方法であって、以下の段階
a) 微生物を培地中で成長させて、2−ケトカルボン酸またはそれらの塩を含有する培養ブロスを準備する、発酵段階、
b) 段階a)において得られた発酵ブロスを、イオン交換、抽出工程、蒸留工程からなる群から選択される1つまたはそれより多くの段階に供する段階、
c) 段階b)において得られた生成物を、さらなる濃縮、沈殿または結晶化、またはそれらの組み合わせに供し、且つ、2−ケトカルボン酸またはそれらの塩を得る段階
を含み、且つ、
2−ケトカルボン酸またはその塩の純度が、60質量%またはそれより高く、且つ、
発酵段階のために使用される微生物が、コリネバクテリウムグルタミクムであり、且つ、
コリネバクテリウム菌株が、以下:
トランスアミナーゼB (E.C.2.6.1.42、ilvE−遺伝子により符号化)およびピルビン酸デヒドロゲナーゼのE1サブユニット(E.C.1.2.4.1、aceE遺伝子により符号化)のタンパク質において、欠失または減少されているものであり、且つ、さらに
コリネバクテリウム菌株において、以下:
ilvBN(アセトヒドロキシ酸シンターゼを符号化している遺伝子、E.C.4.1.3.18)、ilvC(アセトヒドロキシ酸イソメロレダクターゼを符号化している遺伝子、E.C.1.1.1.86)およびilvD(ジヒドロキシ酸デヒドラターゼを符号化している遺伝子、E.C.4.2.1.9)の遺伝子が過剰発現し、
前記2−ケトカルボン酸が2−ケトイソ吉草酸であること、
を特徴とする、
前記製造方法。 - 以下の段階:
a) 微生物を培地中で成長させて、2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を含有する培養ブロスを準備する、発酵段階、
b) 段階a)において得られた発酵ブロスを、該発酵ブロスのpHシフトを伴う蒸留工程に供する段階
を含む、請求項1に記載の方法。 - 以下の段階:
a) 微生物を培地中で成長させて、2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を含有する培養ブロスを準備する、発酵段階、
b) 段階a)において得られた発酵ブロスを、イオン交換に供する段階
を含む、請求項1に記載の方法。 - 段階b)において得られた溶出液を、イオン交換、抽出または蒸留の群から選択される1つまたはそれより多くのさらなる精製段階に供する、請求項1に記載の方法。
- 以下の段階:
a) 微生物を培地中で成長させて、2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を含有する培養ブロスを準備する、発酵段階、
b) 段階a)において得られた発酵ブロスを、イオン交換に供する段階、および
c) 段階b)において得られた溶出液を、イオン交換、抽出または蒸留の群から選択される1つまたはそれより多くのさらなる精製段階に供する段階、および
d) 段階c)において得られた生成物を、さらなる濃縮、沈殿または結晶化段階またはそれらの組み合わせに供して、且つ2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を得る段階
を含む、請求項1に記載の方法。 - 2−ケトイソ吉草酸またはその塩の純度が、80質量%またはそれより高い、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 2−ケトイソ吉草酸またはその塩の純度が、90質量%またはそれより高い、請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
- 段階a)において得られた培養ブロスが、少なくとも10g/lの2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 段階a)において得られた培養ブロスが、少なくとも15g/lの2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 段階a)において得られた培養ブロスが、少なくとも20g/lの2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 段階a)において得られた培養ブロスが、少なくとも40g/lの2−ケトイソ吉草酸またはそれらの塩を含有する、請求項1から7までのいずれか1項に記載の方法。
- 培養ブロスをイオン交換段階(b)に適用する前に、細胞および/または細胞破片を培養ブロスから除去する追加的な段階を行う、請求項1から11までのいずれか1項に記載の方法。
- 前記除去を、ろ過、遠心分離、沈殿により、または前記方法の組み合わせによって行う、請求項12に記載の方法。
- 細胞および/または細胞破片を培養ブロスから除去した後、且つ、段階b)の前に、イオン交換樹脂または炭を使用することによって予備精製を行う、請求項12または13に記載の方法。
- 段階b)において、カチオン樹脂を使用することによってイオン交換を行う、請求項1から14までのいずれか1項に記載の方法。
- 段階c)において、イオン交換のためにアニオン樹脂を使用する、請求項1から14までのいずれか1項に記載の方法。
- 段階c)の蒸留が、蒸気蒸留である、請求項1から16までのいずれか1項に記載の方法。
- 蒸留を、10〜100℃の温度で行う、請求項17に記載の方法。
- 蒸留を、10〜100mbarの圧力で行う、請求項17または18に記載の方法。
- 沈殿および結晶化段階である段階d)において、2−ケトイソ吉草酸が、Ca2+、Mg2+、Na+、K+からなる群から選択されるものとの塩として、またはアミノ酸を伴う塩として得られる、請求項1から19までのいずれか1項に記載の方法。
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