JP7020615B2 - A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound. - Google Patents

A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound. Download PDF

Info

Publication number
JP7020615B2
JP7020615B2 JP2018069594A JP2018069594A JP7020615B2 JP 7020615 B2 JP7020615 B2 JP 7020615B2 JP 2018069594 A JP2018069594 A JP 2018069594A JP 2018069594 A JP2018069594 A JP 2018069594A JP 7020615 B2 JP7020615 B2 JP 7020615B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitrile hydratase
producing
crushed
solution
particle size
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018069594A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019176837A (en
Inventor
賢一 佐原
寛子 谷本
均 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsui Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Chemicals Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsui Chemicals Inc filed Critical Mitsui Chemicals Inc
Priority to JP2018069594A priority Critical patent/JP7020615B2/en
Publication of JP2019176837A publication Critical patent/JP2019176837A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7020615B2 publication Critical patent/JP7020615B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Description

本開示は、ニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物の製造方法及びアミド化合物の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for producing a cell-treated product containing nitrile hydratase and a method for producing an amide compound.

ニトリルヒドラターゼは、種々の化合物のニトリル基を水和によりアミド基に変換するニトリル水和活性を有する酵素であり、酵素反応を利用した工業的なアミド化合物の製造プロセスにおいて利用されている。 Nitrile hydratase is an enzyme having a nitrile hydration activity that converts a nitrile group of various compounds into an amide group by hydration, and is used in an industrial process for producing an amide compound using an enzymatic reaction.

近年、菌体を超音波処理等で破砕した菌体処理物を用いて、ニトリル化合物からアミド化合物を製造するプロセスが知られている。例えば、特許文献1には、菌体破砕物を酸処理し、次いで、遠心分離により不溶物を除去したのち、アルカリ処理する工程を有する、ニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物の製造方法が開示されている。 In recent years, a process for producing an amide compound from a nitrile compound using a cell-treated product obtained by disrupting the cells by ultrasonic treatment or the like has been known. For example, Patent Document 1 discloses a method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase, which comprises a step of acid-treating the crushed cell product, then removing the insoluble material by centrifugation, and then treating the cell with an alkali. Has been done.

国際公開第2011/007725号International Publication No. 2011/007725

ニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物の製造においては、ニトリルヒドラターゼ以外の夾雑物の低減した清澄な菌体処理物であることが求められる。特許文献1には、ろ過助剤としてハイフロー スーパーセルなどのセライトが利用されているが、特許文献1の方法は清澄な菌体処理物を得るという点で改善の余地があった。 In the production of a cell-treated product containing a nitrile hydratase, it is required to be a clear cell-treated product with reduced impurities other than the nitrile hydratase. In Patent Document 1, Celite such as High Flow Supercell is used as a filtration aid, but the method of Patent Document 1 has room for improvement in that a clear cell-treated product can be obtained.

上記状況に鑑み、本開示の一実施形態は、ニトリルヒドラターゼ以外の夾雑物が低減されたニトリルヒドラターゼを含む清澄な菌体処理物を製造する方法及び前記菌体処理物を用いてアミド化合物を製造する方法を提供することを課題とする。 In view of the above circumstances, one embodiment of the present disclosure is a method for producing a clear cell-treated product containing a nitrile hydratase containing reduced impurities other than the nitrile hydratase, and an amide compound using the cell-treated product. It is an object to provide a method for manufacturing a hydra.

本開示は、以下の態様を含む。
<1> ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程を有する、ニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物の製造方法。
<2> ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程が、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕した破砕液に平均粒径12μm~100μmのろ過助剤を添加し、破砕液をろ過することを含む、<1>に記載の製造方法。
<3> ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程が、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕した破砕液を、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤でプリコートされたろ材によりろ過することを含む、<1>に記載の製造方法。
<4> 前記ろ過助剤の平均粒径が20μm~50μmである、<1>~<3>のうちいずれか1つに記載の製造方法。
<5> 前記ろ過助剤が珪藻土である、<1>~<4>のうちいずれか1つに記載の製造方法。
<6> 前記珪藻土がラヂオライト(登録商標)である、<5>に記載の製造方法。
<7> 平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理される前記破砕液のpHが4.5~6.8である、<1>~<6>のうちいずれか1つに記載の製造方法。
<8> 前記破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程の前に、前記破砕液に凝集剤を添加する工程を含む、<1>~<7>のうちいずれか1つに記載の製造方法。
<9> 前記ニトリルヒドラターゼ生産微生物が、シュードノカルディア・サーモフィラ、又はニトリルヒドラターゼ生産能を有する組換え大腸菌である、<1>~<8>のうちいずれか1つに記載の製造方法。
<10> 前記菌体処理物がアミド化合物の製造に用いられる、<1>~<9>のうちいずれか1つに記載の製造方法。
<11> 前記アミド化合物が(メタ)アクリルアミドである、<10>に記載の製造方法。
<12> <1>~<9>のうちいずれか1つに記載の製造方法によってニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物を製造すること、及び
前記菌体処理物とニトリル化合物とを混合すること、
を含む、アミド化合物の製造方法。
<13> 前記ニトリル化合物が(メタ)アクリロニトリルであり、前記アミド化合物が(メタ)アクリルアミドである、<12>に記載の製造方法。
The disclosure includes the following aspects:
<1> A method for producing a cell-treated product containing nitrile hydratase, which comprises a step of treating a crushed solution of a nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering the solution.
<2> The step of treating the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism is filtered with an average particle size of 12 μm to 100 μm. The production method according to <1>, which comprises adding an auxiliary agent and filtering the crushed liquid.
<3> The step of treating the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism having an average particle size of 12 μm to 100 μm. The production method according to <1>, which comprises filtering with a filter medium precoated with a filtration aid.
<4> The production method according to any one of <1> to <3>, wherein the average particle size of the filtration aid is 20 μm to 50 μm.
<5> The production method according to any one of <1> to <4>, wherein the filtration aid is diatomaceous earth.
<6> The production method according to <5>, wherein the diatomaceous earth is radiolite (registered trademark).
<7> The production according to any one of <1> to <6>, wherein the pH of the crushed solution treated with a filtering aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm is 4.5 to 6.8. Method.
<8> Of <1> to <7>, which comprises a step of treating the crushed liquid with a filtering aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and adding a flocculant to the crushed liquid before the step of filtering. The manufacturing method according to any one.
<9> The production method according to any one of <1> to <8>, wherein the nitrile hydratase-producing microorganism is a pseudonocardia thermophila or a recombinant Escherichia coli having a nitrile hydratase-producing ability. ..
<10> The production method according to any one of <1> to <9>, wherein the cell-treated product is used for producing an amide compound.
<11> The production method according to <10>, wherein the amide compound is (meth) acrylamide.
<12> To produce a cell-treated product containing nitrile hydratase by the production method according to any one of <1> to <9>, and to mix the cell-treated product with a nitrile compound. ,
A method for producing an amide compound, which comprises.
<13> The production method according to <12>, wherein the nitrile compound is (meth) acrylonitrile and the amide compound is (meth) acrylamide.

本開示によれば、ニトリルヒドラターゼ以外の夾雑物が低減されたニトリルヒドラターゼを含む清澄な菌体処理物を製造する方法及び前記菌体処理物を用いてアミド化合物を製造する方法が提供される。 According to the present disclosure, there is provided a method for producing a clear cell-treated product containing a nitrile hydratase containing reduced impurities other than nitrile hydratase, and a method for producing an amide compound using the cell-treated product. To.

本開示は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程を有する、ニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物の製造方法(以下、「本開示に係る菌体処理物の製造方法」とも称する)を提供する。 The present disclosure relates to a method for producing a cell-treated product containing nitrile hydratase, which comprises a step of treating a disrupted solution of a nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering the lysate. Also referred to as "a method for producing a treated bacterial cell product according to the disclosure").

本開示に係る菌体処理物の製造方法を用いることにより、夾雑物の低減したニトリルヒドラターゼを含む清澄な菌体処理物を製造することができる。この理由は必ずしも明らかではないが、次のように推定できる。ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液には、核酸、細胞壁、細胞膜といった微生物の細胞由来の成分が多量に含まれている。これらのうち、その粒径が可視光の波長よりも大きいものは、光を散乱して破砕液の濁度を増加し、また、粒径がさらに大きいものは破砕液中で沈殿する。このような破砕液中にはニトリルヒドラターゼが含まれてはいるが、この破砕液をアミド化合物の生産などに用いると、多量に存在する夾雑物によって、生成するアミド化合物(例えば(メタ)アクリルアミド)を含む水溶液を精製することなく重合する際、重合が適切に行われなかったり、発泡するなどの品質問題を生じる。本開示において、「夾雑物」とは、特に、濁度を増加させる夾雑物、及び菌体処理物をアミド化合物の製造に用いた場合にアミド化合物(例えば(メタ)アクリルアミド)を含む水溶液の発泡を生じさせる夾雑物を意味する。このため、破砕液に含まれるニトリルヒドラターゼを化学反応に利用するためには、夾雑物を低減することが必要である。夾雑物が低減した場合、溶液の濁度の低下として示される。 By using the method for producing a treated cell product according to the present disclosure, a clear treated cell product containing nitrile hydratase with reduced impurities can be produced. The reason for this is not always clear, but it can be estimated as follows. The lysate of nitrile hydratase-producing microorganisms contains a large amount of cell-derived components of microorganisms such as nucleic acids, cell walls, and cell membranes. Among these, those having a particle size larger than the wavelength of visible light scatter light to increase the turbidity of the crushed liquid, and those having a larger particle size precipitate in the crushed liquid. Although nitrile hydratase is contained in such a crushed solution, when this crushed solution is used for the production of an amide compound or the like, an amide compound (for example, (meth) acrylamide) produced by a large amount of impurities is produced. When the aqueous solution containing) is polymerized without purification, quality problems such as improper polymerization and foaming occur. In the present disclosure, the term "contaminant" refers to, in particular, the foaming of an aqueous solution containing an amide compound (for example, (meth) acrylamide) when a contaminating substance that increases turbidity and a cell-treated product are used for producing an amide compound. Means the contaminants that give rise to. Therefore, in order to utilize the nitrile hydratase contained in the crushed liquid for a chemical reaction, it is necessary to reduce impurities. When impurities are reduced, it is indicated as a decrease in turbidity of the solution.

ろ過助剤は多孔質であって、その孔に所定粒径以上の粒径の夾雑物粒子を捕捉することができる。このため、濁度の低下やアミド化合物を含む水溶液の発泡を引き起こす夾雑物の粒子のうち少なくとも一部はろ過助剤の孔中に捕捉され、夾雑物の減少により溶液の濁度が低下する。ただし、夾雑物の粒子を溶液から除去する効果は、ろ過助剤の平均粒径により異なる。ろ過助剤の平均粒径が大きい場合には、ろ過助剤をろ過に用いた場合にろ過流速が大きくなるため、夾雑物の粒子を除去する効果が減少する傾向にある。一方、ろ過助剤の平均粒径が小さい場合には、これとは逆に夾雑物の粒子を除去する効果が増大する傾向にあるが、ろ過助剤の平均粒径が小さすぎると夾雑物の粒子を除去する効果はかえって小さくなる傾向となる。これは、平均粒径が小さすぎると、夾雑物の粒子を効率的に捕捉するのに必要な大きさの孔が確保されなくなるからだと考えられる。
このため、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程を有する、本開示に係る製造方法により、夾雑物が低減された、ニトリルヒドラターゼを含む清澄な菌体処理物を製造することが可能になる。以上のような理由が推定される。
The filtration aid is porous and can capture contaminant particles having a particle size equal to or larger than a predetermined size in the pores. Therefore, at least a part of the particles of the contaminants that cause the decrease in turbidity and the foaming of the aqueous solution containing the amide compound is captured in the pores of the filtration aid, and the turbidity of the solution decreases due to the reduction of the impurities. However, the effect of removing contaminant particles from the solution depends on the average particle size of the filter aid. When the average particle size of the filtration aid is large, the filtration flow rate becomes large when the filtration aid is used for filtration, so that the effect of removing impurities tends to decrease. On the other hand, when the average particle size of the filter aid is small, the effect of removing the particles of the contaminants tends to increase, but when the average particle size of the filter aid is too small, the impurities tend to increase. The effect of removing particles tends to be smaller. It is considered that this is because if the average particle size is too small, the pores of the size required for efficiently capturing the particles of contaminants cannot be secured.
Therefore, the nitrile hydratase has reduced impurities by the production method according to the present disclosure, which comprises a step of treating a crushed solution of a nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering the solution. It becomes possible to produce a clear cell-treated product containing. The above reasons are presumed.

本開示において、微生物の破砕液とは、微生物を破砕して得られる液体又はこれに後述する熱処理、酸処理、遠心分離、凝集剤添加、アルカリ処理、pH調整などの工程のうちの1つ又は複数を行った液体を意味する。微生物の破砕液においては、微生物の細胞中の構成要素はもはや細胞膜内に閉じ込められてはおらず、破砕液中に分散している。平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理される微生物の破砕液は、微生物の破砕によって得られた液体そのもの(以下、「原破砕液」とも称する)であってもよく、原破砕液に対して熱処理、酸処理、遠心分離、凝集剤添加、アルカリ処理、pH調整などの工程のうちの1つ又は複数を加えたものであってもよい。 In the present disclosure, the microbial crushing liquid is a liquid obtained by crushing a microorganism or one of the steps of heat treatment, acid treatment, centrifugation, addition of a flocculant, alkali treatment, pH adjustment, etc., which will be described later. Means a liquid that has been subjected to more than one. In microbial lysates, the intracellular components of the microbial cells are no longer confined within the cell membrane, but are dispersed in the lysate. The crushed liquid of the microorganism treated with the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm may be the liquid itself obtained by crushing the microorganism (hereinafter, also referred to as “raw crushed liquid”), and may be used as the raw crushed liquid. On the other hand, one or a plurality of steps such as heat treatment, acid treatment, centrifugation, addition of flocculant, alkali treatment, and pH adjustment may be added.

本開示において、菌体処理物とは、微生物を処理することにより得られた、微生物由来の成分を含む組成物を意味する。菌体処理物中においても、微生物の細胞中の構成要素はもはや細胞膜内に閉じ込められてはおらず、菌体処理物中に分散している。菌体処理物中には、微生物由来の成分の全てが含まれる必要はなく、成分によってはその全量又は部分量が除去されていてもよい。本開示に係るニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物の製造方法は、ニトリルヒドラターゼを含む組成物の製造方法といってもよい。前記組成物は液体であってもよく、固形物であってもよい。
本開示におけるニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物においては、アミド化合物の製造プロセスなどに使用する観点から、ニトリルヒドラターゼ以外のタンパク質及び核酸などの夾雑物の含有量は低いことが好ましい。夾雑物が存在すると、アミド化合物(例えば(メタ)アクリルアミド)を製造した場合にアミド化合物を含む水溶液が発泡しやすくなる傾向がある。
In the present disclosure, the cell-treated product means a composition containing a component derived from a microorganism obtained by treating the microorganism. Even in the cell-treated product, the components in the cells of the microorganism are no longer confined in the cell membrane, but are dispersed in the cell-treated product. It is not necessary that the cell-treated product contains all of the components derived from microorganisms, and depending on the components, the whole amount or a partial amount thereof may be removed. The method for producing a cell-treated product containing nitrile hydratase according to the present disclosure may be referred to as a method for producing a composition containing nitrile hydratase. The composition may be a liquid or a solid.
In the cell-treated product containing nitrile hydratase in the present disclosure, it is preferable that the content of contaminants such as proteins and nucleic acids other than nitrile hydratase is low from the viewpoint of use in the process for producing an amide compound. The presence of impurities tends to facilitate the foaming of aqueous solutions containing the amide compound when an amide compound (eg, (meth) acrylamide) is produced.

本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であっても当該工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示において、記載される各要素は、その数について特に明記されない限りは、一つ存在しても、複数存在しても構わない。
本開示において、組成物中の各成分の量は、組成物中の各成分に該当する物質が複数存在する場合、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
In the present disclosure, the term "process" is included in this term not only as an independent process but also as long as the intended purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes.
The numerical range indicated by using "-" in the present disclosure indicates a range including the numerical values before and after "-" as the minimum value and the maximum value, respectively.
In the present disclosure, each element described may be present or present, unless otherwise specified in terms of the number thereof.
In the present disclosure, the amount of each component in the composition means the total amount of the plurality of substances present in the composition when a plurality of substances corresponding to each component in the composition are present, unless otherwise specified. do.

<ニトリルヒドラターゼ>
本開示に係る菌体処理物の製造方法におけるニトリルヒドラターゼは、天然生物のニトリルヒドラターゼであってもよいし、天然生物のニトリルヒドラターゼに対してアミノ酸配列の改変を加えた改変ニトリルヒドラターゼであってもよい。天然生物のニトリルヒドラターゼとしては、例えば、微生物のニトリルヒドラターゼが挙げられる。より具体的には、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロドクロウス(rhodochrous)種に代表されるロドコッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、サーモフィラ(thermophila)種に代表されるシュードノカルディア(Pseudonocardia)属、バイテリジューム(Bacteridium)属、又はブレビバクテリウム(Brevibacterium)属に属する微生物のニトリルヒドラターゼが挙げられる。
<Nitrile hydratase>
The nitrile hydratase in the method for producing a cell-treated product according to the present disclosure may be a nitrile hydratase of a natural organism, or a modified nitrile hydratase obtained by modifying the nitrile hydratase of a natural organism with an amino acid sequence modification. May be. Examples of the nitrile hydratase of a natural organism include nitrile hydratase of a microorganism. More specifically, the genera Nocardia, Corynebacterium, Bacillus, thermophilic Bacillus, Pseudomonas, Micrococcus, rhodochrous. Species such as Rhodococcus, Acinetobacter, Xanthobacter, Streptomyces, Rhizobium, Klebsiella, Enterobacter Pseudonocardia represented by the genera, Erwinia, Aeromonas, Citrobacter, Achromobacter, Agrobacterium, and thermophila species. Examples include nitrile hydratase of microorganisms belonging to the genus (Pseudonocardia), the genus Bacteridium, or the genus Brevibacterium.

改変ニトリルヒドラターゼとしては、天然生物のニトリルヒドラターゼのアミノ酸配列に対して1個又は2個以上のアミノ酸残基の置換、欠失、削除又は挿入を行うことにより、アミド化合物耐性やニトリル化合物耐性、温度耐性を更に向上させた改変ニトリルヒドラターゼが挙げられる。 The modified nitrile hydratase includes amide compound resistance and nitrile compound resistance by substituting, deleting, deleting or inserting one or more amino acid residues into the amino acid sequence of natural nitrile hydratase. , Modified nitrile hydratase with further improved temperature tolerance.

シュードノカルディア(Pseudonocardia)属に属する微生物(例えばシュードノカルディア・サーモフィラ)のニトリルヒドラターゼ及びそれを改変した改変ニトリルヒドラターゼは、高活性且つ高安定性という観点から好ましい。また、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)J-1のニトリルヒドラターゼ及びそれを改変した改変ニトリルヒドラターゼも好ましい。 Nitrile hydratase of a microorganism belonging to the genus Pseudonocardia (for example, Pseudonocardia thermophila) and modified nitrile hydratase modified thereto are preferable from the viewpoint of high activity and high stability. Further, a nitrile hydratase of Rhodococcus rhodochrous J-1 and a modified nitrile hydratase modified thereto are also preferable.

<ニトリルヒドラターゼ生産微生物>
本開示におけるニトリルヒドラターゼ生産微生物は、ニトリルヒドラターゼを生産する能力を有する微生物である。ニトリルヒドラターゼ生産微生物は、天然の微生物であってもよく、その例としては、ノカルディア(Nocardia)属、コリネバクテリウム(Corynebacterium)属、バチルス(Bacillus)属、好熱性のバチルス属、シュードモナス(Pseudomonas)属、ミクロコッカス(Micrococcus)属、ロドクロウス(rhodochrous)種に代表されるロドコッカス(Rhodococcus)属、アシネトバクター(Acinetobacter)属、キサントバクター(Xanthobacter)属、ストレプトマイセス(Streptomyces)属、リゾビウム(Rhizobium)属、クレブシエラ(Klebsiella)属、エンテロバクター(Enterobacter)属、エルウィニア(Erwinia)属、エアロモナス(Aeromonas)属、シトロバクター(Citrobacter)属、アクロモバクター(Achromobacter)属、アグロバクテリウム(Agrobacterium)属、サーモフィラ(thermophila)種に代表されるシュードノカルディア(Pseudonocardia)属、バイテリジューム(Bacteridium)属、又はブレビバクテリウム(Brevibacterium)属に属する微生物が挙げられる。
<Nitrile hydratase-producing microorganisms>
The nitrile hydratase-producing microorganism in the present disclosure is a microorganism capable of producing nitrile hydratase. The nitrile hydratase-producing microorganism may be a natural microorganism, for example, Nocardia, Corynebacterium, Bacillus, thermophilic Bacillus, Pseudomonas ( Genus Pseudomonas, genus Micrococcus, genus Rhodococcus represented by rhodochrous species, genus Acinetobacter, genus Xanthobacter, genus Streptomyces, lysovium ( Rhizobium, Klebsiella, Enterobacter, Erwinia, Aeromonas, Citrobacter, Achromobacter, Agrobacterium Examples include the genus, microorganisms belonging to the genus Pseudonocardia represented by the thermophila species, the genus Bacteridium, or the genus Brevibacterium.

あるいは、ニトリルヒドラターゼ生産微生物は、外来のニトリルヒドラターゼ遺伝子を有する宿主微生物(以下、「ニトリルヒドラターゼ生産組換え微生物」)であってもよい。外来のニトリルヒドラターゼ遺伝子は、天然生物、例えば天然微生物のニトリルヒドラターゼ遺伝子であってもよく、又はこうした天然生物のニトリルヒドラターゼ遺伝子に対してヌクレオチド配列の改変を加えた改変ニトリルヒドラターゼ遺伝子であってもよい。ニトリルヒドラターゼ遺伝子を組み込んだ発現ベクターを宿主微生物内に導入することにより、ニトリルヒドラターゼ生産組換え微生物を得ることができる。 Alternatively, the nitrile hydratase-producing microorganism may be a host microorganism having a foreign nitrile hydratase gene (hereinafter, “nitrile hydratase-producing recombinant microorganism”). The foreign nitrile hydratase gene may be a nitrile hydratase gene of a natural organism, for example, a natural microorganism, or a modified nitrile hydratase gene obtained by modifying the nucleotide sequence of the nitrile hydratase gene of such a natural organism. There may be. By introducing an expression vector incorporating a nitrile hydratase gene into a host microorganism, a nitrile hydratase-producing recombinant microorganism can be obtained.

ニトリルヒドラターゼ生産組換え微生物の宿主微生物としては、後述の実施例のように大腸菌(Escherichia coli)が代表例として挙げられるが、とくに大腸菌に限定されるものではなく、枯草菌(Bacillus subtilis)等のバチルス属菌、酵母や放線菌等の他の微生物菌株も挙げられる。ニトリルヒドラターゼ生産組換え微生物の例として、シュードノカルディア・サーモフィラのニトリルヒドラターゼ遺伝子を大腸菌に導入したMT-10822(本菌株は、1996年2月7日に茨城県つくば市東1丁目1番3号の通商産業省工業技術院生命工学工業技術研究所(現 茨城県つくば市東1-1-1 つくばセンター 中央第6 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)に受託番号FERM BP-5785として、特許手続き上の微生物の寄託の国際的承認に関するブダペスト条約に基づいて寄託されている。)が挙げられる。 As a host microorganism of the nitrile hydratase-producing recombinant microorganism, Escherichia coli is a typical example as described later, but the present invention is not particularly limited to Escherichia coli, and Bacillus subtilis and the like. Other microbial strains such as Bacillus spp., Yeast and Escherichia coli can also be mentioned. As an example of a nitrile hydratase-producing recombinant microorganism, MT-10822 (this strain was introduced on February 7, 1996, 1-1, Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture) in which the nitrile hydratase gene of Pseudonocardia thermophila was introduced into E. coli. No. 3 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Institute of Biotechnology and Industrial Technology (currently 1-1-1 Higashi, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture, Tsukuba Center Central No. 6 Incorporated Administrative Agency, Industrial Technology Research Institute, Patented Biological Deposit Center) 5785 is deposited under the Budapest Treaty on International Approval of the Deposit of Microorganisms in Patent Procedures).

ニトリルヒドラターゼ生産組換え微生物としては、高活性、高安定性のニトリルヒドラターゼを有するという点で、シュードノカルディア(Pseudonocardia)属に属する微生物(例えばシュードノカルディア・サーモフィラ)、シュードノカルディア属微生物よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主微生物で高発現させた組換え微生物(形質転換体)、及びシュードノカルディア属微生物のニトリルヒドラターゼを改変した改変ニトリルヒドラターゼを発現させた組換え微生物が好ましい。これらの組換え微生物は、ニトリルヒドラターゼの安定性をより高め、菌体当たりの活性をより高める観点から好ましい。 As nitrile hydratase-producing recombinant microorganisms, microorganisms belonging to the genus Pseudonocardia (for example, Pseudonocardia thermophila) and the genus Pseudonocardia in that they have highly active and highly stable nitrile hydratase. Recombinant microorganisms (transformers) in which the nitrile hydratase gene cloned from a microorganism is highly expressed in any host microorganism, and recombinants expressing modified nitrile hydratase modified from the nitrile hydratase of a microorganism belonging to the genus Pseudonocardia. Microorganisms are preferred. These recombinant microorganisms are preferable from the viewpoint of further increasing the stability of the nitrile hydratase and further increasing the activity per cell.

また、微生物内にニトリルヒドラターゼを高発現できる、ロドコッカス・ロドクロウス(Rhodococcus rhodochrous)J-1、該微生物よりクローニングしたニトリルヒドラターゼ遺伝子を任意の宿主で高発現させた組換え微生物も同様に好ましい。
ニトリルヒドラターゼ生産組換え微生物が、シュードノカルディア・サーモフィラ、又はニトリルヒドラターゼ生産能を有する組換え大腸菌であることも、また好ましい。
Further, Rhodococcus rhodochrous J-1, which can highly express nitrile hydratase in a microorganism, and a recombinant microorganism in which a nitrile hydratase gene cloned from the microorganism is highly expressed in an arbitrary host are also preferable.
It is also preferred that the nitrile hydratase-producing recombinant microorganism is a pseudonocardia thermophila or recombinant Escherichia coli capable of producing nitrile hydratase.

ニトリルヒドラターゼ生産微生物を、分子生物学・生物工学・遺伝子工学の分野において公知の一般的な方法で培養することにより、所望の量のニトリルヒドラターゼ生産微生物を調製することができる。例えば、LB培地、M9培地等の通常の液体培地に、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を植菌した後、適当な培養温度(一般的には20℃~50℃であるが、好熱菌の場合は50℃以上でもよい。)で培養させることによりニトリルヒドラターゼ生産微生物を増殖させることができる。こうして増殖させたニトリルヒドラターゼ生産微生物は、以下に記載の破砕に供することができる。 By culturing the nitrile hydratase-producing microorganism by a general method known in the fields of molecular biology, biotechnology, and genetic engineering, a desired amount of the nitrile hydratase-producing microorganism can be prepared. For example, after inoculating a nitrile hydratase-producing microorganism in a normal liquid medium such as LB medium or M9 medium, an appropriate culture temperature (generally 20 ° C to 50 ° C, but in the case of thermophiles) By culturing at 50 ° C. or higher), nitrile hydratase-producing microorganisms can be grown. The nitrile hydratase-producing microorganism thus grown can be subjected to the disruption described below.

<破砕液>
ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕して作製した原破砕液そのものでもよいし、これに熱処理、酸処理、遠心分離、凝集剤添加、アルカリ処理、pH調整などの工程のうちの1つ又は複数を行って得られたものであってもよい。
<Crushing liquid>
The crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism may be the original crushed solution itself prepared by crushing the nitrile hydratase-producing microorganism, or may be subjected to heat treatment, acid treatment, centrifugation, addition of flocculant, alkali treatment, pH adjustment, etc. It may be obtained by performing one or more of the steps.

破砕されるニトリルヒドラターゼ生産微生物の存在形態としては特に制限はないが、例えば、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を含む培養液そのものであってもよいし、前記培養液を遠心分離して回収した集菌体であってもよいし、さらに前記集菌体を生理食塩水等で洗浄したものであってもよい。集菌体に対して破砕を行った場合には、破砕物に生理食塩水等の適当な溶液を加えて原破砕液とすればよい。 The existence form of the nitrile hydratase-producing microorganism to be crushed is not particularly limited, but for example, the culture solution itself containing the nitrile hydratase-producing microorganism may be used, or the culture solution may be collected by centrifugation. It may be a body, or the collected cells may be washed with physiological saline or the like. When the collected cells are crushed, an appropriate solution such as physiological saline may be added to the crushed material to prepare a raw crushed solution.

ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕する装置としては、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕可能であれば特に制限はないが、例えば、超音波破砕機、フレンチプレス、ビーズショッカー、ホモゲナイザー、ダイノーミル、クールミルなどの摩砕装置などが挙げられる。これらの中でも、安価にスケールアップができるという点で、ホモゲナイザーが好ましい。ホモゲナイザーは、株式会社三和機械、株式会社イズミフードマシナリなどが市販している。 The device for crushing the nitrile hydratase-producing microorganism is not particularly limited as long as it can crush the nitrile hydratase-producing microorganism, but for example, an ultrasonic crusher, a French press, a bead shocker, a homogenizer, a dyno mill, a cool mill or the like. Examples include a crusher. Among these, the homogenizer is preferable in that it can be scaled up at low cost. Homogenizers are commercially available from Sanwa Machinery Co., Ltd. and Izumi Food Machinery Co., Ltd.

ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕する時の温度は特に制限はないが、好ましくは0℃以上50℃以下、より好ましくは0℃以上25℃以下である。 The temperature at which the nitrile hydratase-producing microorganism is disrupted is not particularly limited, but is preferably 0 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, and more preferably 0 ° C. or higher and 25 ° C. or lower.

また、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕する時のpHは特に制限はないが、好ましくはpH4以上10以下、より好ましくはpH6以上8以下である。 The pH at the time of disrupting the nitrile hydratase-producing microorganism is not particularly limited, but is preferably pH 4 or more and 10 or less, and more preferably pH 6 or more and 8 or less.

ホモゲナイザーを用いてニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕する場合の圧力はニトリルヒドラターゼ生産微生物が破砕される圧力であれば特には制限が無いが、好ましくは10MPa以上300MPa以下、より好ましくは30MPa以上100MPa以下である。 The pressure when crushing the nitrile hydratase-producing microorganism using a homogenizer is not particularly limited as long as the pressure is such that the nitrile hydratase-producing microorganism is crushed, but is preferably 10 MPa or more and 300 MPa or less, more preferably 30 MPa or more and 100 MPa or less. Is.

得られた原破砕液に対しては、さらに熱処理、酸処理、遠心分離、凝集剤添加、アルカリ処理、pH調整などの工程のうちの1つ又は複数を行ってもよい。平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理される(例えば、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤を添加される)時の破砕液のpHは特に限定されず、例えば4.0~8.0であってもよいが、得られる菌体処理物の清澄度をさらに向上させる観点及びろ過速度を向上させる観点からは、4.0~6.8であることが好ましく、4.5~6.8であることがさらに好ましい。なお、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理される時の破砕液のpHは、例えば、4.5~5.5であってもよい。 The obtained raw crushed liquid may be further subjected to one or more of steps such as heat treatment, acid treatment, centrifugation, addition of flocculant, alkali treatment, and pH adjustment. The pH of the crushed liquid when treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm (for example, a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm is added) is not particularly limited, and is, for example, 4.0 to 8. Although it may be 0.0, it is preferably 4.0 to 6.8, preferably 4.5 to 6.8, from the viewpoint of further improving the clarity of the obtained bacterial cell treatment product and improving the filtration rate. It is more preferably 6.8. The pH of the crushed liquid when treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm may be, for example, 4.5 to 5.5.

国際公開第2011/007725号(特許文献1)に記載された方法などの従来の方法においては、ろ過前に必要に応じて中和を行うことにより、ろ過の際の破砕液のpHを中性となるようにしていた。しかし、本開示に係る菌体処理物の製造方法においては、破砕液のpHは中性よりも上記範囲のように弱酸性であることが好ましい。破砕液のpHを弱酸性とすることで、濁度を増加させる夾雑物粒子及びろ材を詰まらせる夾雑物粒子をより効率的に平均粒径12μm~100μmのろ過助剤の孔に捕捉することができるからである。 In the conventional method such as the method described in International Publication No. 2011/007725 (Patent Document 1), the pH of the crushed liquid at the time of filtration is neutralized by neutralizing as necessary before filtration. I was trying to be. However, in the method for producing a treated cell product according to the present disclosure, it is preferable that the pH of the crushed solution is weakly acidic as in the above range rather than neutral. By making the pH of the crushed liquid weakly acidic, it is possible to more efficiently capture the contaminant particles that increase the turbidity and the contaminant particles that clog the filter medium in the pores of the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm. Because it can be done.

<ろ過助剤>
ろ過助剤とは、一般に、ろ過抵抗の低減、ろ材の目詰まり低減、及びろ液の清澄度向上のうちの1つ以上の働きを有する物質をいう。本開示に係る菌体処理物の製造方法における平均粒径12μm~100μmのろ過助剤の種類は特に限定されず、珪藻土、火山岩に由来するパーライト、木質由来のセルロースなどが例として挙げられる。
珪藻土は、植物プランクトンである珪藻の化石である。他の藻類と異なり、珪藻は非晶質の水和珪酸(SiO・nHO)からなる多孔質の硬い細胞壁で覆われている。これは珪殻とよばれ、直径0.1μm~1μm程度の無数の孔が開いている。採掘された原料は、乾燥、分級、焼成などの操作を経て精製される。珪藻土からなるろ過助剤は、焼成品と、融剤焼成品とに大別され、それぞれ粒度の異なるさまざまな製品がある。融剤としては例えば炭酸ナトリウムが用いられる。本開示に係る菌体処理物の製造方法においては、焼成品と融剤焼成品のどちらを用いてもよいが、菌体処理物の清澄度をさらに向上させる観点からは焼成品を用いることが好ましい。
パーライトは、ガラス質火山岩の総称である。マグマが地表付近で急冷され、非晶質シリカを主成分とする火山岩が形成される。真珠岩は2%~5%の結合水分を含有しており、これを細かく粉砕し、溶融温度に急熱すると、固体部分が溶融すると同時に水分がガス化し、発泡、膨張するという独特の性質を持つ。発泡したパーライトを粉砕して薄片状の粒子とし、粒度を調整したものをろ過助剤として用いることができる。
<Filtration aid>
The filtration aid generally refers to a substance having one or more functions of reducing filtration resistance, reducing clogging of the filter medium, and improving the clarity of the filtrate. The type of the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm in the method for producing a treated cell product according to the present disclosure is not particularly limited, and examples thereof include diatomaceous earth, pearlite derived from volcanic rock, and cellulose derived from wood.
Diatomaceous earth is a fossil of diatom, which is a phytoplankton. Unlike other algae, diatoms are covered with a porous, hard cell wall made of amorphous hydrated silicic acid (SiO 2 · nH 2 O). This is called a silica shell and has innumerable holes with a diameter of about 0.1 μm to 1 μm. The mined raw material is refined through operations such as drying, classification, and firing. Filtration aids made of diatomaceous earth are roughly classified into calcined products and flux-fired products, and there are various products having different particle sizes. As the flux, for example, sodium carbonate is used. In the method for producing the treated bacterial cell product according to the present disclosure, either a calcined product or a flux-fired product may be used, but from the viewpoint of further improving the clarity of the treated bacterial cell product, the calcined product may be used. preferable.
Perlite is a general term for vitreous volcanic rocks. Magma is rapidly cooled near the surface of the earth, forming volcanic rocks mainly composed of amorphous silica. Perlite contains 2% to 5% of bound water, and when it is finely crushed and rapidly heated to the melting temperature, the solid part melts and at the same time the water gasifies, foams and expands. Have. The foamed pearlite can be crushed into flaky particles, and the particle size adjusted can be used as a filtration aid.

珪藻土からなるろ過助剤としては、例えば、昭和化学工業株式会社製のラヂオライト(登録商標)シリーズの製品、イメリス製のCelite(セライト)シリーズの製品(例えば、ハイフロスーパーセル(登録商標))が挙げられる。これらの中でもラヂオライト(登録商標)シリーズの製品、例えばラヂオライト#100、ラヂオライト#300、ラヂオライト#500、ラヂオライト#700、ラヂオライト#800、ラヂオライト#1500Hなどを用いることが好ましい。パーライトからなるろ過助剤としては、例えば、昭和化学工業株式会社製のトプコシリーズの製品、三井金属鉱業株式会社から入手可能なロカヘルプシリーズの製品などが挙げられる。 Examples of the filtration aid made of diatomaceous earth include products of the Radiolite (registered trademark) series manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd. and products of the Celite (celite) series manufactured by Imeris (for example, Hyflo Supercell (registered trademark)). Can be mentioned. Among these, it is preferable to use products of the Radiolite (registered trademark) series, for example, Radiolite # 100, Radiolite # 300, Radiolite # 500, Radiolite # 700, Radiolite # 800, Radiolite # 1500H and the like. Examples of the filtration aid made of pearlite include products of the Topco series manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd. and products of the Rocahelp series available from Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd.

本開示に係る菌体処理物の製造方法におけるろ過助剤の平均粒径は12μm~100μmである。本開示において、ろ過助剤の平均粒径とはレーザー回折式粒度分布測定装置で測定した50%平均粒子径である。つまり、レーザー回折式粒度分布測定装置で測定した場合に、全粒子数のうち小粒径側から数えて(全粒子数×0.5)個目の粒子に該当する粒子の粒子径である。レーザー式粒度分布測定装置としては株式会社島津製作所製のレーザ回折式粒子径分布測定装置SALD-2300を使用して測定する。 The average particle size of the filtration aid in the method for producing a treated cell product according to the present disclosure is 12 μm to 100 μm. In the present disclosure, the average particle size of the filtration aid is a 50% average particle size measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device. That is, it is the particle size of the particle corresponding to the (total number of particles × 0.5) th particle in the total number of particles when measured by the laser diffraction type particle size distribution measuring device. As the laser particle size distribution measuring device, a laser diffraction type particle size distribution measuring device SALD-2300 manufactured by Shimadzu Corporation is used for measurement.

本開示に係る菌体処理物の製造方法において、菌体処理物の清澄度をさらに向上させる観点からは、ろ過助剤の平均粒径は20μm~80μmであることがより好ましく、20μm~50μmであることがさらに好ましい。 In the method for producing a treated cell product according to the present disclosure, the average particle size of the filtration aid is more preferably 20 μm to 80 μm, preferably 20 μm to 50 μm, from the viewpoint of further improving the clarity of the treated cell product. It is more preferable to have.

<破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程>
上述したように、ろ過助剤は、多孔質であって、その孔にろ過助剤の孔径に応じて決まる粒径以上の粒径の夾雑物粒子のうち少なくとも一部を捕捉することができる。このため、破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過することにより、ろ液の清澄度を向上させることができる。また、ろ材の詰まりを抑制することができ、さらに、ろ過抵抗を低減させることができる。
<Step of treating the crushed liquid with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering it>
As described above, the filtration aid is porous, and at least a part of the contaminant particles having a particle size equal to or larger than the particle size determined by the pore size of the filtration aid can be captured in the pores. Therefore, the clarity of the filtrate can be improved by treating the crushed liquid with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering the crushed liquid. In addition, clogging of the filter medium can be suppressed, and further, filtration resistance can be reduced.

ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に平均粒径12μm~100μmのろ過助剤を添加し、(平均粒径12μm~100μmのろ過助剤が添加された)破砕液をろ過することを含むものであってもよい。これは、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤のボディフィードに該当する。ボディフィードの場合、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤を含んだ破砕液をろ過することにより形成されるケークは、夾雑物の粒子とろ過助剤とが混在しており、空隙率が高く、ろ過抵抗の少ないものとなる。したがって、ろ過速度が著しく向上し、ろ材の詰まりは抑制される傾向にある。破砕液に添加される平均粒径12μm~100μmのろ過助剤(好ましくは平均粒径20μm~80μmのろ過助剤、より好ましくは平均粒径20μm~50μmのろ過助剤)の量は、特に限定されないものの、例えば平均粒径12μm~100μmのろ過助剤の添加前の破砕液の質量に対して3質量%~30質量%であってもよく、また、5質量%~20質量%であってもよい。 In the step of treating the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering, the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm is added to the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism. , May include filtering the crushed liquid (added with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm). This corresponds to the body feed of a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm. In the case of body feed, the cake formed by filtering the crushed liquid containing the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm contains contaminant particles and the filtration aid, and has a high porosity. , The filtration resistance is low. Therefore, the filtration rate is remarkably improved, and the clogging of the filter medium tends to be suppressed. The amount of the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm (preferably a filtration aid having an average particle size of 20 μm to 80 μm, more preferably a filtration aid having an average particle size of 20 μm to 50 μm) added to the crushed liquid is particularly limited. Although not, for example, it may be 3% by mass to 30% by mass, or 5% by mass to 20% by mass, based on the mass of the crushed solution before the addition of the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm. May be good.

あるいは平均粒径12μm~100μmのろ過助剤はろ材表面にプリコートしてもよい。プリコートの場合、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤をろ材表面に堆積させ、例えば2mm~6mmの厚みの平均粒径12μm~100μmのろ過助剤からなる層(プリコート層)を形成させる。このプリコート層に破砕液を通じると、夾雑物の粒子のうち少なくとも一部が平均粒径12μm~100μmのろ過助剤の孔中に捕捉され、清澄度の高いろ液を得ることが可能となる。また、夾雑物の粒子によるろ材の詰まりも抑制され、ろ過操作後のケークをろ材から剥離する操作も容易である。このため、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕した破砕液を、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤でプリコートされたろ材によりろ過することを含むものであってもよい。 Alternatively, a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm may be precoated on the surface of the filter medium. In the case of precoating, a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm is deposited on the surface of the filter medium to form a layer (precoat layer) composed of a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm having a thickness of 2 mm to 6 mm, for example. When the crushed liquid is passed through this precoat layer, at least a part of the particles of the contaminants are trapped in the pores of the filter aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm, and a highly clear filtrate can be obtained. .. In addition, clogging of the filter medium due to the particles of impurities is suppressed, and the operation of peeling the cake after the filtration operation from the filter medium is easy. Therefore, in the step of treating the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering, the crushed solution obtained by crushing the nitrile hydratase-producing microorganism has an average particle size of 12 μm to 100 μm. It may include filtering with a filter medium pre-coated with a filtration aid.

平均粒径12μm~100μmのろ過助剤はろ過と組み合わせて使用される。本開示に係る菌体処理物の製造方法は、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理された破砕液をろ過することを含む。 Filtration aids with an average particle size of 12 μm to 100 μm are used in combination with filtration. The method for producing a treated cell product according to the present disclosure includes filtering a crushed liquid treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm.

ろ過を行う場合のフィルタ(ろ材)は、例えば、通過可能な球粒子の最大径が20μm~100μmであるフィルタであってもよい。通過可能な球粒子の最大径は、30μm~80μmであることが好ましい。このようなフィルタとしては、金網や濾布などが挙げられる。例えば、250メッシュ~1000メッシュ、好ましくは300メッシュ~700メッシュの金網や、通気度50cc/min/cm~1000050cc/min/cm、好ましくは100050cc/min/cm~8000cc/min/cmの濾布などが挙げられる。金網や濾布などは、平畳織であっても、綾畳織であっても、逆綾畳織であってもよい。このような金網は、真鍋工業株式会社や株式会社奥谷金網製作所などから、濾布は中尾フィルター工業株式会社や敷島カンバス株式会社などから入手可能である。
フィルタは、メンブレンフィルタであってもよいが、大量処理のための大面積化及び耐久度の点からは金網フィルタや濾布の方が好ましい。
The filter (filter medium) for filtering may be, for example, a filter having a maximum diameter of sphere particles that can pass through 20 μm to 100 μm. The maximum diameter of the ball particles that can pass through is preferably 30 μm to 80 μm. Examples of such a filter include wire mesh and filter cloth. For example, a wire mesh of 250 mesh to 1000 mesh, preferably 300 mesh to 700 mesh, or an air permeability of 50 cc / min / cm 2 to 1000050 cc / min / cm 2 , preferably 100050 cc / min / cm 2 to 8000 cc / min / cm 2 . Examples include the filter cloth. The wire mesh, filter cloth, or the like may be a flat tatami mat, a twill weave, or a reverse twill weave. Such wire nets can be obtained from Manabe Kogyo Co., Ltd., Okutani Wire Net Mfg. Co., Ltd., and filter cloths can be obtained from Nakao Filter Kogyo Co., Ltd., Shikishima Kambus Co., Ltd., etc.
The filter may be a membrane filter, but a wire mesh filter or a filter cloth is preferable from the viewpoint of increasing the area for mass processing and durability.

平均粒径12μm~100μmのろ過助剤によるプリコートを行う場合、プリコートされたフィルタの使用形式としては、キャンドルフィルター、リーフフィルター、フィルタープレス、プリコートフィルター(ドラムフィルタ)、バグフィルターなども使用可能である。 When precoating with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm, a candle filter, a leaf filter, a filter press, a precoat filter (drum filter), a bag filter, etc. can also be used as the usage form of the precoated filter. ..

ろ過は特に圧力をかけず重力によりろ過してもよいが、ろ過速度を増加させてプロセス効率を向上させるために、例えば0.05MPa~1.0MPa、又は0.1MPa~0.5MPa程度の圧力をフィルタ上流側の液体に加えてろ過を行ってもよい。ろ過により得られたニトリルヒドラターゼを含む溶液(以下、「ニトリルヒドラターゼ含有溶液」ともいう;ニトリルヒドラターゼ含有溶液は、ろ液をさらに後述のとおり濃縮したものであってもよい)は、ニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物であって、アミド化合物の製造などに使用することができる。 Filtration may be performed by gravity without applying pressure, but in order to increase the filtration rate and improve the process efficiency, for example, the pressure is about 0.05 MPa to 1.0 MPa or 0.1 MPa to 0.5 MPa. May be added to the liquid on the upstream side of the filter for filtration. The solution containing the nitrile hydratase obtained by filtration (hereinafter, also referred to as "nitrile hydratase-containing solution"; the nitrile hydratase-containing solution may be a filtrate obtained by further concentrating the filtrate as described below) is nitrile. It is a cell-treated product containing hydratase and can be used for the production of amide compounds and the like.

<他の工程>
本開示に係る菌体処理物の製造方法は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程に加えて、1つ又は複数の他の工程を含んでいてもよい。上述したろ過処理の他に、本開示に係る菌体処理物の製造方法が任意に含んでいてもよい工程の例を以下に記載するが、本開示に係る菌体処理物の製造方法が含んでいてもよい工程はこれらに限定されない。
<Other processes>
In the method for producing a cell-treated product according to the present disclosure, in addition to the step of treating a disrupted solution of a nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering, one or more other methods are used. It may include a step. In addition to the above-mentioned filtration treatment, an example of a step that may be optionally included in the method for producing a treated cell product according to the present disclosure is described below, but the method for producing a treated cell product according to the present disclosure includes. The processes that may be performed are not limited to these.

<酸処理>
ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液(例えば原破砕液)は、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤による処理を受ける前に、好ましくは酸処理を受ける。つまり、本開示に係る菌体処理物の製造方法は、好ましくは、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程の前に、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を酸処理する工程(以下、酸処理工程とも称する)を含んでいてもよい。前記酸処理は、破砕液を酸で処理する工程であって、この酸処理により、夾雑物の不溶化が促進される。あらかじめ、このような不溶物を形成しておくことにより、本開示に係る菌体処理物の製造方法による夾雑物除去効果はさらに向上する。
<Acid treatment>
Crushed liquids of nitrile hydratase-producing microorganisms (eg, raw crushed liquids) are preferably acid-treated before being treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm. That is, in the method for producing a bacterial cell-treated product according to the present disclosure, preferably, the disrupted liquid of the nitrile hydratase-producing microorganism is treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm, and the nitrile hydra is before the step of filtering. It may include a step (hereinafter, also referred to as an acid treatment step) of acid-treating the crushed solution of the tase-producing microorganism. The acid treatment is a step of treating the crushed liquid with an acid, and the acid treatment promotes the insolubilization of contaminants. By forming such an insoluble matter in advance, the effect of removing contaminants by the method for producing a bacterial cell-treated product according to the present disclosure is further improved.

酸としては、本開示に係る菌体処理物の製造方法の効果を損なわない限り特に制限なく、硫酸等の強酸、弱酸のいずれも使用可能である。酸処理時に酵素活性の低下が少ないという点では弱酸が好ましい。 As the acid, any strong acid such as sulfuric acid or a weak acid can be used without particular limitation as long as the effect of the method for producing the cell-treated product according to the present disclosure is not impaired. Weak acids are preferred in that the enzyme activity does not decrease during acid treatment.

上記弱酸としては、アクリル酸、酢酸、リン酸などが挙げられる。これら弱酸の中でも、酢酸及びリン酸は劇物ではないため取扱い易い。 Examples of the weak acid include acrylic acid, acetic acid, and phosphoric acid. Among these weak acids, acetic acid and phosphoric acid are not deleterious substances and are easy to handle.

酸処理は、破砕液のpHを4以上6以下の範囲内とするものであることが好ましく、4.5以上5.5以下の範囲内とするものであることがより好ましい。 In the acid treatment, the pH of the crushed liquid is preferably in the range of 4 or more and 6 or less, and more preferably in the range of 4.5 or more and 5.5 or less.

破砕液を酸で処理する際には、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に酸(好ましくは酸溶液)を添加してもよいし、酸(好ましくは酸溶液)にニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を添加してもよいし、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液と酸(好ましくは酸溶液)の両方を徐々に容器に注いでもよい。また、破砕液を酸で処理する際には、破砕液全体のpHができる限り均一となるように、酸(好ましくは酸溶液)をゆっくりと破砕液に添加することが望ましい。 When treating the crushed solution with an acid, an acid (preferably an acid solution) may be added to the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism, or the nitrile hydratase-producing microorganism may be crushed into the acid (preferably an acid solution). A liquid may be added, or both a disrupted liquid of a nitrile hydratase-producing microorganism and an acid (preferably an acid solution) may be gradually poured into the container. Further, when treating the crushed liquid with an acid, it is desirable to slowly add an acid (preferably an acid solution) to the crushed liquid so that the pH of the entire crushed liquid becomes as uniform as possible.

また、上記酸処理に先立って、酵素の活性が低下しない範囲で破砕液(例えば原破砕液)の熱処理を行ってもよい。つまり、本開示に係る菌体処理物の製造方法は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を酸処理する工程の前に、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を熱処理する工程を含んでいてもよい。熱処理を行うと、破砕液を酸で処理した際、生じる不溶物をより沈殿しやすくすることができる。破砕液の熱処理温度は、好ましくは45℃以上65℃以下、より好ましくは50℃以上60℃以下である。破砕液の熱処理時間は、好ましくは5分以上180分以下、より好ましくは5分以上60分以下である。
なお、熱処理は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕する前に行っても構わない。
Further, prior to the acid treatment, the crushed liquid (for example, the original crushed liquid) may be heat-treated within a range in which the activity of the enzyme does not decrease. That is, the method for producing a cell-treated product according to the present disclosure may include a step of heat-treating the disrupted solution of the nitrile hydratase-producing microorganism before the step of acid-treating the disrupted solution of the nitrile hydratase-producing microorganism. .. When the heat treatment is performed, the insoluble matter generated when the crushed liquid is treated with an acid can be more easily precipitated. The heat treatment temperature of the crushed liquid is preferably 45 ° C. or higher and 65 ° C. or lower, and more preferably 50 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. The heat treatment time of the crushed liquid is preferably 5 minutes or more and 180 minutes or less, and more preferably 5 minutes or more and 60 minutes or less.
The heat treatment may be performed before crushing the nitrile hydratase-producing microorganism.

<アルカリ処理>
本開示に係る菌体処理物の製造方法は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に対してアルカリ処理を行う工程(以下、アルカリ処理工程とも称する)を含んでもよい。アルカリ処理により、夾雑物の不溶化が促進される。あらかじめ、このような不溶物を形成しておくことにより、本開示に係る菌体処理物の製造方法による夾雑物除去効果はさらに向上する。アルカリ処理を行う時期は、ろ液中に新たな夾雑物を生じさせない観点から、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程よりは前であることが好ましい。上記の酸処理工程を行う場合、アルカリ処理は酸処理工程の前に行っても、後に行ってもよい。
<Alkaline treatment>
The method for producing a bacterial cell-treated product according to the present disclosure may include a step of subjecting a crushed solution of a nitrile hydratase-producing microorganism to an alkali treatment (hereinafter, also referred to as an alkali treatment step). Alkaline treatment promotes insolubilization of impurities. By forming such an insoluble matter in advance, the effect of removing contaminants by the method for producing a bacterial cell-treated product according to the present disclosure is further improved. The time for alkaline treatment is prior to the step of treating the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering it from the viewpoint of preventing new impurities from being generated in the filtrate. Is preferable. When the above acid treatment step is performed, the alkali treatment may be performed before or after the acid treatment step.

このアルカリ処理に使用するアルカリは、本開示に係る菌体処理物の製造方法の効果を損なわない限り特に制限ないが、安価なアルカリであるという点で水酸化ナトリウムが好ましい。アルカリ処理は、例えば、破砕液のpHを所望のpHに調整するのに必要な量の水酸化ナトリウム水溶液を上記混合液に添加することを含んでいてもよい。 The alkali used for this alkali treatment is not particularly limited as long as the effect of the method for producing a cell-treated product according to the present disclosure is not impaired, but sodium hydroxide is preferable in that it is an inexpensive alkali. The alkaline treatment may include, for example, adding an aqueous solution of sodium hydroxide in an amount necessary for adjusting the pH of the crushed solution to a desired pH to the mixed solution.

アルカリ処理は、破砕液のpHを、7.5以上10以下の範囲に調節する処理であることが好ましく、8.0以上9.5以下の範囲に調整する処理であることがさらに好ましい。また、アルカリ処理を行った場合には、破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程の前に、後述のpH調整工程を行っても良い。 The alkaline treatment is preferably a treatment for adjusting the pH of the crushed liquid to a range of 7.5 or more and 10 or less, and more preferably a treatment for adjusting the pH to a range of 8.0 or more and 9.5 or less. Further, when the alkali treatment is performed, the crushed liquid may be treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm, and a pH adjustment step described later may be performed before the step of filtering.

<pH調整>
本開示に係る菌体処理物の製造方法は、破砕液のpHを4.0~8.0に調整する工程(以下、pH調整工程とも称する)を含んでいてもよい。この工程は、ろ過助剤で処理される時の破砕液のpHを調整することを目的とした工程である。このため、上記の酸処理及びアルカリ処理のうち一つ以上を行う場合には、それらの工程よりも後にpH調整工程を行うことが好ましい。前述したように、得られる菌体処理物の清澄度をさらに向上させる観点及びろ過速度を向上させる観点からは、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理される時の破砕液のpHは4.0~6.8であることが好ましく、4.5~6.8であることがさらに好ましい。このため、pH調整工程は、好ましくは破砕液のpHを4.0~6.8に調整する工程であり、より好ましくは4.5~6.8に調整する工程である。なお、pH調整工程は、破砕液のpHを例えば4.5~5.5に調整する工程であってもよい。
<pH adjustment>
The method for producing a treated cell product according to the present disclosure may include a step of adjusting the pH of the crushed solution to 4.0 to 8.0 (hereinafter, also referred to as a pH adjusting step). This step is a step aimed at adjusting the pH of the crushed liquid when it is treated with a filtration aid. Therefore, when one or more of the above acid treatment and alkali treatment is performed, it is preferable to perform the pH adjustment step after those steps. As described above, from the viewpoint of further improving the clarity of the obtained bacterial cell treatment product and improving the filtration rate, the pH of the crushed liquid when treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm is It is preferably 4.0 to 6.8, and more preferably 4.5 to 6.8. Therefore, the pH adjusting step is preferably a step of adjusting the pH of the crushed liquid to 4.0 to 6.8, and more preferably a step of adjusting the pH to 4.5 to 6.8. The pH adjusting step may be a step of adjusting the pH of the crushed liquid to, for example, 4.5 to 5.5.

前述の酸処理工程が、pH調整工程を兼ねていてもよい。pHの調整は、酸性物質、塩基性物質などを破砕液に必要に応じて添加するにより行うことができる。酸性物質としては、塩酸、硝酸などの無機酸、酢酸、クエン酸、酒石酸などの有機酸などが例として挙げられる。塩基性物質としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニアなどが例として挙げられる。破砕液のpHを調整する工程は、破砕液のpHを監視しながら、目標pHに応じて選択された適切な酸性物質又は塩基性物質の水溶液を破砕液に添加することで行うことができる。なお、本開示において、破砕液のpHとは25℃におけるpHを表す。 The acid treatment step described above may also serve as a pH adjusting step. The pH can be adjusted by adding an acidic substance, a basic substance, or the like to the crushed solution as needed. Examples of acidic substances include inorganic acids such as hydrochloric acid and nitric acid, and organic acids such as acetic acid, citric acid and tartaric acid. Examples of the basic substance include sodium hydroxide, potassium hydroxide, ammonia and the like. The step of adjusting the pH of the crushed liquid can be performed by adding an aqueous solution of an appropriate acidic substance or basic substance selected according to the target pH to the crushed liquid while monitoring the pH of the crushed liquid. In the present disclosure, the pH of the crushed liquid represents the pH at 25 ° C.

<凝集剤の添加>
本開示に係る菌体処理物の製造方法は、好ましくは、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程の前に、凝集剤を添加する工程(以下、凝集剤添加工程とも称する)を含んでいてもよい。前記酸処理工程を行う場合には、凝集剤を添加する工程は酸処理工程よりも後に行っても酸処理工程よりも前に行ってもよい。前記アルカリ処理工程を行う場合には、凝集剤を添加する工程はアルカリ処理工程よりも後に行ってもアルカリ処理工程よりも前に行ってもよい。凝集剤を添加する工程を含むことによって、濁度を増大させる夾雑物、アミド化合物の水溶液を発泡させる夾雑物などをより効率的に除去することが可能となる。前記pH調整工程を行う場合には、凝集剤を添加する工程はpH調整工程よりも後に行ってもpH調整工程よりも前に行ってもよいが、ろ過助剤で処理される時の破砕液のpHをより精密に調整することを可能にする観点からは、pH調整工程よりも前に行うことが好ましい。
<Addition of coagulant>
In the method for producing a treated bacterial cell product according to the present disclosure, preferably, a crushed solution of a nitrile hydratase-producing microorganism is treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm, and a flocculant is added before the step of filtering. (Hereinafter, also referred to as a flocculant addition step) may be included. When the acid treatment step is performed, the step of adding the flocculant may be performed after the acid treatment step or before the acid treatment step. When the alkali treatment step is performed, the step of adding the flocculant may be performed after the alkali treatment step or before the alkali treatment step. By including the step of adding the flocculant, it becomes possible to more efficiently remove the contaminants that increase the turbidity, the contaminants that foam the aqueous solution of the amide compound, and the like. When the pH adjustment step is performed, the step of adding the flocculant may be performed after the pH adjustment step or before the pH adjustment step, but the crushed liquid when treated with the filtration aid. From the viewpoint of enabling more precise adjustment of the pH of the pH, it is preferable to perform the pH adjustment step before the pH adjustment step.

凝集剤は特に限定されず、凝集剤の例としては、両性の水溶性ポリマー及び、カチオン性官能基を有するポリマーが挙げられ、より具体的な例としては、4級アンモニウム基含有両性水溶性高分子、3級アミノ基含有両性水溶性高分子ポリアミノアルキル(メタ)アクリレート、アミノアルキル(メタ)アクリレート四級塩重合物、アミノアルキル(メタ)アクリレート四級塩-アクリルアミド共重合物、ポリビニル-ピリジニウム-ハライド、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ヘキサメチレンジアミンとエピクロルヒドリンの重縮合物、ポリアルキレンイミンなどが挙げられる。本開示において(メタ)アクリレートの表記はアクリレート若しくはメタクリレート又はその両方を表し、(メタ)アクリロニトリルの表記はアクリロニトリル若しくはメタクリロニトリル又はその両方を表し、(メタ)アクリルアミドの表記はアクリルアミド若しくはメタクリルアミド又はその両方を表す。 The flocculant is not particularly limited, and examples of the flocculant include an amphoteric water-soluble polymer and a polymer having a cationic functional group, and more specific examples thereof include a quaternary ammonium group-containing amphoteric water-soluble polymer. Molecular, tertiary amino group-containing amphoteric water-soluble polymer polyaminoalkyl (meth) acrylate, aminoalkyl (meth) acrylate quaternary salt polymer, aminoalkyl (meth) acrylate quaternary salt-acrylamide copolymer, polyvinyl-pyridinium- Examples thereof include halide, polydiallyldimethylammonium chloride, polycondensate of hexamethylenediamine and epichlorohydrin, polyalkyleneimine and the like. In the present disclosure, the notation of (meth) acrylate represents acrylate and / or methacrylate, the notation of (meth) acrylonitrile represents acrylonitrile and / or methacrylonitrile, and the notation of (meth) acrylamide represents acrylamide or methacrylamide or both thereof. Represents both.

破砕液に添加する凝集剤の量としては、夾雑物の凝集を効率よく生じさせる観点から、凝集剤との混合後における破砕液の全質量に対する凝集剤の濃度が0.01質量%~2.0質量%となる量であることが好ましく、混合後の濃度が0.02質量%~1.0質量%となる量であることがより好ましく、0.05質量%~0.5質量%となる量であることがさらに好ましい。ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に凝集剤を添加する工程は、例えば、5質量%~50質量%、好ましくは10質量%~40質量%の凝集剤溶液を破砕液に撹拌下で添加することによって行ってもよい。ニトリルヒドラターゼの活性保持の観点から、凝集剤の添加は、0℃~40℃で行うことが好ましく、10℃~30℃で行うことがより好ましい。ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に凝集剤を添加する工程は、凝集剤の添加後の破砕液を撹拌する工程を含んでいてもよい。 As for the amount of the flocculant to be added to the crushed liquid, the concentration of the flocculant with respect to the total mass of the crushed liquid after mixing with the flocculant is 0.01% by mass to 2. The amount is preferably 0% by mass, more preferably 0.02% by mass to 1.0% by mass after mixing, and 0.05% by mass to 0.5% by mass. It is more preferable that the amount is as high as possible. In the step of adding the flocculant to the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism, for example, a flocculant solution of 5% by mass to 50% by mass, preferably 10% by mass to 40% by mass is added to the crushed solution with stirring. May be done by. From the viewpoint of maintaining the activity of the nitrile hydratase, the addition of the flocculant is preferably carried out at 0 ° C to 40 ° C, more preferably at 10 ° C to 30 ° C. The step of adding the flocculant to the disrupted solution of the nitrile hydratase-producing microorganism may include a step of stirring the disrupted solution after the addition of the flocculant.

<遠心分離>
本開示に係る菌体処理物の製造方法は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に対して、ろ過する工程の前に遠心分離処理を行わなくても、上述のろ過助剤を清澄な菌体処理物を得ることができる。そのため、本開示に係る菌体処理物の製造方法においては、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程の前に、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に対して遠心分離処理を行う必要性は無い。ただし、所望であれば、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程の前に、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液に対して遠心分離処理を行い、破砕液中に存在する不溶物を除去すること(以下、遠心分離工程とも称する)を含んでもよい。遠心分離処理により、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液中に存在する不溶物を分離除去することが可能となる。ここで、遠心分離処理により除去される不溶物は、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液中に存在する不溶物の少なくとも一部であればよい。遠心分離処理を行うことにより、濁度を増大させる夾雑物、アミド化合物の水溶液を発泡させる夾雑物などをより効率的に除去することが可能となる。
<Centrifugation>
In the method for producing a treated cell product according to the present disclosure, the above-mentioned filtration aid is used as a clear cell for the disrupted solution of the nitrile hydratase-producing microorganism without performing centrifugation before the step of filtering. A processed product can be obtained. Therefore, in the method for producing a bacterial cell-treated product according to the present disclosure, the disrupted liquid of a nitrile hydratase-producing microorganism is treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm, and nitrile hydratase is produced before the step of filtering. There is no need to centrifuge the microbial disruption. However, if desired, the disrupted solution of the nitrile hydratase-producing microorganism is treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm, and before the step of filtering, the disrupted solution of the nitrile hydratase-producing microorganism is centrifuged. Treatment may be performed to remove insoluble matter present in the crushed liquid (hereinafter, also referred to as a centrifugation step). Centrifugal separation treatment makes it possible to separate and remove insoluble matter present in the disrupted liquid of the nitrile hydratase-producing microorganism. Here, the insoluble matter removed by the centrifugation may be at least a part of the insoluble matter present in the disrupted solution of the nitrile hydratase-producing microorganism. By performing the centrifugation treatment, it becomes possible to more efficiently remove impurities that increase turbidity, impurities that foam an aqueous solution of an amide compound, and the like.

前記酸処理工程を行う場合には、遠心分離工程は、前記酸処理工程を行った後で行うことが好ましい。前記アルカリ処理工程を行う場合には、遠心分離工程は、前記アルカリ処理工程を行った後で行うことが好ましい。酸処理及びアルカリ処理のうち一つ以上によって生じた不溶物も遠心分離工程によって除去することが可能であるため、濁度を増大させる夾雑物、アミド化合物の水溶液を発泡させる夾雑物などをさらに効率的に除去することが可能となるためである。 When the acid treatment step is performed, it is preferable that the centrifugation step is performed after the acid treatment step is performed. When the alkali treatment step is performed, it is preferable that the centrifugation step is performed after the alkali treatment step is performed. Insoluble matter generated by one or more of the acid treatment and the alkali treatment can also be removed by the centrifugation step, so that the impurities that increase the turbidity and the impurities that foam the aqueous solution of the amide compound are more efficient. This is because it can be removed as a target.

前記pH調整工程を行う場合には、遠心分離工程はpH調整工程よりも後に行ってもpH調整工程よりも前に行ってもよいが、ろ過助剤で処理される時の破砕液のpHをより精密に調整することを可能にする観点からは、pH調整工程よりも前に行うことが好ましい。前記凝集剤添加工程を行う場合には、遠心分離工程は、前記凝集剤添加工程を行う前に行っても、前記凝集剤添加工程を行った後で行ってもよい。 When the pH adjustment step is performed, the centrifugation step may be performed after the pH adjustment step or before the pH adjustment step, but the pH of the crushed liquid when treated with a filtration aid may be adjusted. From the viewpoint of enabling more precise adjustment, it is preferable to perform the pH adjustment step. When the coagulant addition step is performed, the centrifugation step may be performed before the coagulant addition step or after the coagulant addition step.

なお、アミド化合物を含む水溶液の発泡性が大きいと、窒素などのガスを水溶液に吹き込む処理を行う場合に発泡が著しくなり、場合によっては、反応装置内から水溶液があふれ出し、その後の操作が困難となってしまう。このようなガスの吹き込みは、反応に悪影響を与える物質を除去することなどを目的に行われる。 If the aqueous solution containing the amide compound has a high foaming property, the foaming becomes remarkable when a gas such as nitrogen is blown into the aqueous solution, and in some cases, the aqueous solution overflows from the inside of the reaction device, which makes subsequent operation difficult. Will be. The blowing of such a gas is performed for the purpose of removing substances that adversely affect the reaction.

遠心分離処理は、酸処理を行った直後から行ってもよいが、好ましくは酸処理から1時間~72時間後で、より好ましくは酸処理から3時間~48時間後で開始してもよい。遠心分離処理の処理時間は、不溶物の除去ができる限り特に制限はないが、好ましくは72時間以下、より好ましくは48時間以下である。 The centrifugation may be carried out immediately after the acid treatment, preferably 1 hour to 72 hours after the acid treatment, and more preferably 3 hours to 48 hours after the acid treatment. The treatment time of the centrifugation is not particularly limited as long as the insoluble matter can be removed, but is preferably 72 hours or less, more preferably 48 hours or less.

遠心分離処理の際の破砕液の温度は、好ましくは0℃以上50℃以下、より好ましくは0℃以上25℃以下である。 The temperature of the crushed liquid during the centrifugation is preferably 0 ° C. or higher and 50 ° C. or lower, and more preferably 0 ° C. or higher and 25 ° C. or lower.

<ろ液の濃縮>
上述した、ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程により得られたろ液は、さらにニトリルヒドラターゼの濃度を高めるための濃縮工程に供してもよい。濃縮工程に供することで、ニトリルヒドラターゼの濃度が増大した菌体処理物を得ることができる。濃縮は、ろ液中の液体成分を除去することにより行うことができる。濃縮は例えば、蒸発、又は逆浸透などの膜濃縮法により行うことができる。膜濃縮法を用いる場合、膜の公称分画分子量はニトリルヒドラターゼ生産微生物が生産するニトリルヒドラターゼの分子量よりも大きい分子量とすることができ、例えば公称分画分子量が4万~10万の範囲内の値である膜を用いることができる。このような膜としては、例えば、旭化成社製ペンシル型中空糸膜AHP-0013などを用いることができる。濃縮の際に付加する圧力は使用する膜に応じて選択すればよく、例えば、0.01MPa~0.5MPa、好ましくは0.05MPa~0.3MPaの範囲内とすることができる。
濃縮工程によるろ液の濃縮度は、濃縮にかかる時間と求められるニトリルヒドラターゼ濃度に応じて設定すればよく、例えば2倍~30倍とすることができ、好ましくは5倍~20倍とすることができる。濃縮度は、濃縮後の溶液体積を濃縮前の溶液体積で除すことにより求めることができる。
<Concentration of filtrate>
The filtrate obtained by treating the above-mentioned crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtering the filtrate is subjected to a concentration step for further increasing the concentration of nitrile hydratase. May be. By subjecting to the concentration step, a cell-treated product having an increased concentration of nitrile hydratase can be obtained. Concentration can be performed by removing the liquid component in the filtrate. Concentration can be performed by, for example, a membrane concentration method such as evaporation or reverse osmosis. When the membrane concentration method is used, the nominal molecular weight of the membrane can be set to be larger than the molecular weight of the nitrile hydratase produced by the nitrile hydratase-producing microorganism, for example, the nominal molecular weight of the fraction is in the range of 40,000 to 100,000. A membrane that is a value within can be used. As such a film, for example, a pencil-type hollow fiber membrane AHP-0013 manufactured by Asahi Kasei Corporation can be used. The pressure applied at the time of concentration may be selected according to the film to be used, and may be, for example, in the range of 0.01 MPa to 0.5 MPa, preferably 0.05 MPa to 0.3 MPa.
The concentration of the filtrate in the concentration step may be set according to the time required for concentration and the required nitrile hydratase concentration, and may be, for example, 2 to 30 times, preferably 5 to 20 times. be able to. The degree of enrichment can be determined by dividing the volume of the solution after concentration by the volume of the solution before concentration.

<アミド化合物の製造>
上に説明した本開示に係る菌体処理物の製造方法により得られた菌体処理物であるニトリルヒドラターゼ含有溶液を用いることで、ニトリル化合物からアミド化合物を製造することができる。本開示に係るアミド化合物の製造方法は、例えば、ニトリル化合物と本開示に係る菌体処理物の製造方法により得られた菌体処理物とを混合することを含む。反応の詳細については原料となるニトリル化合物及び目的とするアミド化合物の種類に応じて適宜調整すればよい。例として、(メタ)アクリロニトリルから、(メタ)アクリルアミドを製造するプロセスを以下に記載する。他のアミド化合物も、対応するニトリル化合物から同様にして製造することができる。なお、ニトリルヒドラターゼ含有溶液は、ろ過後にさらに公知の精製処理などを経て調製した溶液であってもよい。
<Manufacturing of amide compounds>
An amide compound can be produced from a nitrile compound by using a nitrile hydratase-containing solution which is a cell-treated product obtained by the method for producing a cell-treated product according to the present disclosure described above. The method for producing an amide compound according to the present disclosure includes, for example, mixing a nitrile compound with a cell-treated product obtained by the method for producing a cell-treated product according to the present disclosure. The details of the reaction may be appropriately adjusted according to the type of the nitrile compound as a raw material and the target amide compound. As an example, the process for producing (meth) acrylamide from (meth) acrylonitrile is described below. Other amide compounds can be similarly prepared from the corresponding nitrile compounds. The nitrile hydratase-containing solution may be a solution prepared by further performing a known purification treatment after filtration.

(メタ)アクリルアミドの製造は、通常、水性媒体中で行う。前記水性媒体は、リン酸塩等を含む緩衝剤、硫酸塩や炭酸塩等の無機塩、アルカリ金属の水酸化物、及びアミド化合物等から選択される1つ以上を適当な濃度で水中に溶解したものであり、水性媒体、原料としての(メタ)アクリロニトリル、及び触媒としてのニトリルヒドラターゼ含有溶液(菌体処理物)を混合して反応溶液とする。反応溶液を10℃~20℃程度の温度で保持することにより、(メタ)アクリルアミドの生成反応が進行する。 The production of (meth) acrylamide is usually carried out in an aqueous medium. The aqueous medium dissolves one or more selected from a buffer containing a phosphate and the like, an inorganic salt such as a sulfate and a carbonate, an alkali metal hydroxide, an amide compound and the like in water at an appropriate concentration. An aqueous medium, (meth) acrylonitrile as a raw material, and a nitrile hydratase-containing solution (bacterial treatment product) as a catalyst are mixed to prepare a reaction solution. By keeping the reaction solution at a temperature of about 10 ° C. to 20 ° C., the reaction for producing (meth) acrylamide proceeds.

混合するニトリルヒドラターゼ含有溶液の量は、反応のスケールなどを考慮して必要なユニット数のニトリルヒドラターゼが含まれるように設定すればよい。反応開始時における反応溶液中の(メタ)アクリロニトリルの濃度は特に制限されるものではないが、反応開始時におけるニトリル化合物の濃度を高く設定し過ぎると、反応を完結させるために多くの触媒量が必要となり、必要とされる反応器の容積が大きくなり、除熱のために必要な熱交換器等のサイズが大きくなるなど、設備面での経済的負担が大きくなる。 The amount of the nitrile hydratase-containing solution to be mixed may be set so as to include the required number of units of nitrile hydratase in consideration of the scale of the reaction and the like. The concentration of (meth) acrylonitrile in the reaction solution at the start of the reaction is not particularly limited, but if the concentration of the nitrile compound at the start of the reaction is set too high, a large amount of catalyst will be used to complete the reaction. It becomes necessary, the volume of the required reactor becomes large, the size of the heat exchanger etc. required for heat removal becomes large, and the financial burden on the equipment becomes large.

このため、アクリロニトリルを使用する場合には、反応開始時における反応溶液中のアクリロニトリルの濃度は、それが100%の変換効率でアクリルアミドに変換された場合に、反応溶液の全質量に対する生成したアクリルアミドの濃度が40質量%~80質量%となるような濃度であることが好ましい。 Therefore, when acrylonitrile is used, the concentration of acrylonitrile in the reaction solution at the start of the reaction is that of the acrylamide produced relative to the total mass of the reaction solution when it is converted to acrylamide with a conversion efficiency of 100%. The concentration is preferably such that the concentration is 40% by mass to 80% by mass.

また、メタクリロニトリルを使用する場合には、反応開始時における反応溶液中のメタクリロニトリルの濃度は、それが100%の変換効率でメタクリルアミドに変換された場合に、反応溶液の全質量に対する生成したメタクリルアミドの濃度が10質量%~40質量%となるような濃度であることが好ましい。 Also, when methacrylnitrile is used, the concentration of methacrylnitrile in the reaction solution at the start of the reaction is relative to the total mass of the reaction solution when it is converted to methacrylamide with a conversion efficiency of 100%. It is preferable that the concentration of the produced methacrylamide is 10% by mass to 40% by mass.

(メタ)アクリルアミド生成反応の反応時間は、触媒使用量や温度等の条件にも左右されるが、通常は1時間~120時間であり、好ましくは2時間~48時間である。 The reaction time of the (meth) acrylamide production reaction is usually 1 hour to 120 hours, preferably 2 hours to 48 hours, although it depends on conditions such as the amount of catalyst used and the temperature.

(メタ)アクリルアミド生成反応の反応様式については、特に限定するものではなく、回分式又は半回分式でもよいし、連続式でもよい。また、懸濁床、固定床、移動床などのうちいずれであってもよい。また、複数の形式の反応器を組み合わせて用いてもよい。 The reaction mode of the (meth) acrylamide production reaction is not particularly limited, and may be a batch type, a semi-batch type, or a continuous type. Further, it may be any of a suspension bed, a fixed bed, a moving bed and the like. Further, a plurality of types of reactors may be used in combination.

また、ニトリルヒドラターゼによって触媒される水和反応は、通常は常圧又は常圧近辺で行われるが、水性媒体中へのニトリル化合物の溶解度を高めるために加圧下で行うこともできる。また、反応温度に関しては、水性媒体の氷点以上であれば特に制限されるものではないが、通常は0℃~50℃で行うのが好ましく、より好ましくは10℃~40℃である。また、生成物が反応溶液中に晶出したスラリー状態でも反応を行うことができる。また、水和反応における反応溶液のpHは、ニトリルヒドラターゼ活性が維持されている限りは特に制限されるものではないが、好ましくはpH6~10の範囲であり、より好ましくはpH7~9の範囲である。 The hydration reaction catalyzed by nitrile hydratase is usually carried out at or near normal pressure, but can also be carried out under pressure to increase the solubility of the nitrile compound in an aqueous medium. The reaction temperature is not particularly limited as long as it is above the freezing point of the aqueous medium, but it is usually preferably 0 ° C to 50 ° C, more preferably 10 ° C to 40 ° C. The reaction can also be carried out in a slurry state in which the product is crystallized in the reaction solution. The pH of the reaction solution in the hydration reaction is not particularly limited as long as the nitrile hydratase activity is maintained, but is preferably in the range of pH 6 to 10, and more preferably in the range of pH 7 to 9. Is.

以上に説明したとおり、本開示に係る菌体処理物の製造方法によれば、ニトリルヒドラターゼ以外の夾雑物が低減されたニトリルヒドラターゼを含む清澄な菌体処理物を製造することができる。また、この菌体処理物は、(メタ)アクリルアミドなどのアミド化合物などの製造に用いることができる。 As described above, according to the method for producing a treated cell product according to the present disclosure, a clear treated cell product containing nitrile hydratase containing reduced impurities other than nitrile hydratase can be produced. Further, this cell-treated product can be used for producing an amide compound such as (meth) acrylamide.

以下、実施例に基づいて実施形態をさらに具体的に説明するが、本開示はこれにより何ら限定されるものではない。以下、特に断りのない限り、%及びppmはいずれも質量基準である。 Hereinafter, embodiments will be described in more detail based on examples, but the present disclosure is not limited thereto. Hereinafter, unless otherwise specified,% and ppm are both based on mass.

[アクリルアミドの分析方法]
各実施例及び比較例におけるHPLC分析は、カラムとして日本分光株式会社製のFinepak SIL C18-5(250×4.6φmm)を用い、4体積%のアセトニトリルを含む10mMリン酸水溶液を展開液として使用した。また、アクリルアミドは220nmの吸光度により検出した。
[Analysis method of acrylamide]
For HPLC analysis in each Example and Comparative Example, Finepak SIL C18-5 (250 × 4.6φ mm) manufactured by JASCO Corporation was used as a column, and a 10 mM phosphoric acid aqueous solution containing 4% by volume acetonitrile was used as a developing solution. did. In addition, acrylamide was detected by the absorbance at 220 nm.

[ニトリルヒドラターゼ生産微生物の培養物の調製]
特開2001-340091号の実施例1に記載された方法に従い、特開平09-275978で得られたpPT-DB1プラスミドDNAを鋳型とし、特開平09-275978の表3にクローンNo.3として示されるニトリルヒドラターゼ生産微生物を取得した。このクローンNo.3は、シュードノカルディア・サーモフィラJCM3095株由来のニトリルヒドラターゼ遺伝子を改変して発現するニトリルヒドラターゼのαサブユニットのN末端から6番目のLeuをAlaに置換した遺伝子(ヌクレオチド上のコドンの変化はCTGからGTGへの変化)を、大腸菌HB101のコンピテントセル(東洋紡績社製)に形質転換した形質転換体である。pPT-DB1プラスミドを保有する大腸菌は、MT-10822株(受託番号FERM BP-5785)として、前述のとおり特許生物寄託センターに寄託されている。
[Preparation of cultures of nitrile hydratase-producing microorganisms]
According to the method described in Example 1 of JP-A-2001-3400091, the pPT-DB1 plasmid DNA obtained in JP-A-09-275978 was used as a template, and clone No. 3 was shown in Table 3 of JP-A-09-275978. The nitrile hydratase-producing microorganism shown as 3 was obtained. This clone No. Reference numeral 3 is a gene in which Leu, which is the sixth from the N-terminal of the α-subunit of nitrile hydratase expressed by modifying the nitrile hydratase gene derived from Pseudonocardia thermophila JCM3095 strain, is replaced with Ala (codon on nucleotide). The change is a transformant obtained by transforming (change from CTG to GTG) into competent cells of Escherichia coli HB101 (manufactured by Toyo Spinning Co., Ltd.). Escherichia coli carrying the pPT-DB1 plasmid has been deposited as MT-10822 strain (accession number FERM BP-5785) at the Patent Organism Depositary as described above.

下記の組成の培地を5L調整し、2Lのバッフル付三角フラスコ10本に500mLづつ添加し、121℃で20分間のオートクレーブにより滅菌した。この培地に終濃度が50μg/mLとなるようにアンピシリンを添加した後、上記のクローンNo.3の菌体(ニトリルヒドラターゼ生産微生物)を一白金耳で植菌し、37℃で130rpmにて20時間培養した。 5 L of the medium having the following composition was adjusted, 500 mL each was added to 10 Erlenmeyer flasks with 2 L baffles, and the mixture was sterilized by autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes. After adding ampicillin to this medium so that the final concentration becomes 50 μg / mL, the above clone No. The cells of 3 (nitrile hydratase-producing microorganisms) were inoculated with a single platinum loop and cultured at 37 ° C. at 130 rpm for 20 hours.

培地組成 酵母エキストラクト 5.0g/L
ポリペプトン 10.0g/L
NaCl 5.0g/L
塩化コバルト・六水和物 10.0mg/L
硫酸第二鉄・七水和物 40.0mg/L
pH7.5
Medium composition Yeast extract 5.0 g / L
Polypeptone 10.0g / L
NaCl 5.0g / L
Cobalt Chloride Hexahydrate 10.0mg / L
Ferric sulfate / heptahydrate 40.0 mg / L
pH 7.5

[ニトリルヒドラターゼ生産微生物の原破砕液の調製]
(ホモゲナイザーによるニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕)
上記ニトリルヒドラターゼ生産微生物の培養物の調製で調製した培養液5Lに含まれるニトリルヒドラターゼ生産微生物の細胞を、三和エンジニアリング株式会社製ホモゲナイザーH50を用いて、温度15℃、破砕圧力50MPa、破砕時間100分の条件で破砕し、細胞内に含まれるニトリルヒドラターゼを溶液中に遊離させ、原破砕液を作製した。
[Preparation of raw crushed solution of nitrile hydratase-producing microorganism]
(Crushing nitrile hydratase-producing microorganisms with a homogenizer)
Using a homogenizer H50 manufactured by Sanwa Engineering Co., Ltd., the cells of the nitrile hydratase-producing microorganism contained in 5 L of the culture solution prepared in the preparation of the culture of the above-mentioned nitrile hydratase-producing microorganism were crushed at a temperature of 15 ° C. and a crushing pressure of 50 MPa. The cells were crushed under the condition of 100 minutes, and the nitrile hydratase contained in the cells was released into the solution to prepare a raw crushed solution.

[熱処理]
上記原破砕液を10Lのガラスビーカーに移し、原破砕液を充分に撹拌しながら、ガラスビーカーを50℃の水浴恒温槽に浸漬した。原破砕液の液温が50℃になってからさらに15分間浸漬を続け、その後ビーカーを取り出し空冷した。
[Heat treatment]
The raw crushed liquid was transferred to a 10 L glass beaker, and the glass beaker was immersed in a water bath constant temperature bath at 50 ° C. while sufficiently stirring the raw crushed liquid. After the temperature of the original crushed liquid reached 50 ° C., the immersion was continued for another 15 minutes, and then the beaker was taken out and air-cooled.

[凝集剤の添加]
和光純薬工業株式会社製ポリエチレンイミン(重量平均分子量1800)を水に溶解し、30質量%水溶液を作製した。この30質量%ポリエチレンイミン水溶液を、酸処理後の破砕液に、添加後の破砕液中におけるポリエチレンイミンの濃度が0.1質量%となるように添加し、30分撹拌した。
[Addition of coagulant]
Polyethyleneimine (weight average molecular weight 1800) manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. was dissolved in water to prepare a 30% by mass aqueous solution. This 30% by mass polyethyleneimine aqueous solution was added to the acid-treated crushed solution so that the concentration of polyethyleneimine in the added crushed solution was 0.1% by mass, and the mixture was stirred for 30 minutes.

[pHの調整]
30質量%ポリエチレンイミン水溶液の添加後の破砕液を充分に撹拌しながら、破砕液のpHが5.0になるまで2Nの酢酸をゆっくり添加した。
[PH adjustment]
While sufficiently stirring the crushed solution after the addition of the 30 mass% polyethyleneimine aqueous solution, 2N acetic acid was slowly added until the pH of the crushed solution reached 5.0.

[破砕液へのろ過助剤の添加及びろ過]
中和後の破砕液にろ過助剤として珪藻土(昭和化学工業株式会社製ラヂオライト(登録商標)#1500H)を破砕液の質量に対して10質量%添加し、20℃で撹拌した。撹拌後、360メッシュの金網を用いて、0.2MPaで加圧ろ過を行い、ろ液を得た。ろ過開始から25gのろ液が得られるまでの時間を計測し、25g通過所要時間とした。また、得られたろ液の清澄性を島津製紫可視分光光度計UV1650PCを用いて波長660nmで吸光度を測定することにより評価した。
[Addition of filtration aid to crushed liquid and filtration]
Diatomaceous earth (Radiolite (registered trademark) # 1500H manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd.) was added to the crushed liquid after neutralization in an amount of 10% by mass based on the mass of the crushed liquid, and the mixture was stirred at 20 ° C. After stirring, pressure filtration was performed at 0.2 MPa using a 360 mesh wire mesh to obtain a filtrate. The time from the start of filtration until 25 g of the filtrate was obtained was measured and used as the time required for passing 25 g. The clarity of the obtained filtrate was evaluated by measuring the absorbance at a wavelength of 660 nm using a Shimadzu purple-visible spectrophotometer UV1650PC.

[ろ液の濃縮]
旭化成社製ペンシル型中空糸膜AHP-0013を用いて、平均圧力0.1MPa、循環速度1.5mm/secの条件で、ろ液を15倍濃縮し、菌体処理物を得た。
[Concentration of filtrate]
Using a pencil-type hollow fiber membrane AHP-0013 manufactured by Asahi Kasei Corporation, the filtrate was concentrated 15 times under the conditions of an average pressure of 0.1 MPa and a circulation speed of 1.5 mm / sec to obtain a cell-treated product.

[アクリルアミドの製造]
第1反応器としての撹拌器を備えた1Lガラス製フラスコ、及び第二反応器としての内径5mmのテフロン(登録商標)製チューブ20mを準備した。第一反応器には、予め400gの水を仕込んだ。
[Manufacturing of acrylamide]
A 1L glass flask equipped with a stirrer as the first reactor and a Teflon (registered trademark) tube 20 m having an inner diameter of 5 mm as the second reactor were prepared. The first reactor was charged with 400 g of water in advance.

上記で得た菌体処理物(15倍濃縮後したろ液)を0.3mMのNaOH水溶液に0.03質量%の濃度となるように懸濁し、懸濁液を得た。この懸濁液とアクリロニトリルとを、各々49g/h(懸濁液)及び31g/h(アクリロニトリル)の速度で、撹拌を行いながら、第1反応器に連続的にフィードした。さらに、第1反応器の液面レベルを一定に保つように、反応液を第1反応器から80g/hの速度で連続的に抜き出した。抜き出した反応液を80g/hの速度で第2反応器に連続的にフィードして、第2反応器内でさらに反応を進行させた。 The cell-treated product (filter solution after 15-fold concentration) obtained above was suspended in a 0.3 mM NaOH aqueous solution to a concentration of 0.03% by mass to obtain a suspension. The suspension and acrylonitrile were continuously fed to the first reactor with stirring at a rate of 49 g / h (suspension) and 31 g / h (acrylonitrile), respectively. Further, the reaction solution was continuously withdrawn from the first reactor at a rate of 80 g / h so as to keep the liquid level of the first reactor constant. The extracted reaction solution was continuously fed to the second reactor at a rate of 80 g / h to further proceed the reaction in the second reactor.

上記の反応の間、第1反応器及び第2反応器は、いずれも、10℃~20℃の温度の水浴中に浸漬し、各反応器内部の液温が15℃となるように温度制御を行った。 During the above reaction, both the first reactor and the second reactor are immersed in a water bath having a temperature of 10 ° C to 20 ° C, and the temperature is controlled so that the liquid temperature inside each reactor becomes 15 ° C. Was done.

0.3mMのNaOH水溶液に対する菌体処理物の添加量を、第1反応器出口でのアクリルアミドへの転化率が90%以上となり、且つ第二反応器出口でのアクリロニトリル濃度が検出限界以下(100ppm以下)となるように調整した。アクリルアミドへの転化率はHPLCの分析結果から求めた。得られたアクリルアミド水溶液には、2Mのアクリル酸を添加してpH7に調整した。 The amount of the cell-treated product added to the 0.3 mM NaOH aqueous solution was such that the conversion rate to acrylamide at the outlet of the first reactor was 90% or more, and the concentration of acrylonitrile at the outlet of the second reactor was below the detection limit (100 ppm). The following) was adjusted. The conversion rate to acrylamide was determined from the results of HPLC analysis. 2M acrylic acid was added to the obtained aqueous acrylamide solution to adjust the pH to 7.

[アクリルアミド水溶液の発泡試験(発泡高さの測定)]
上記で得られたアクリルアミド水溶液300gを500mlメスシリンダーに入れた。このアクリルアミド水溶液中に木下式ガラスボールフィルター503Gを導入し、メスシリンダーの底から、前記ガラスボールフィルタを通して、900ml/minで空気を吹き込み5分間経過した時点の発泡の高さを測定した。
[Effervescence test of acrylamide aqueous solution (measurement of foam height)]
300 g of the acrylamide aqueous solution obtained above was placed in a 500 ml graduated cylinder. Kinoshita type glass ball filter 503G was introduced into this acrylamide aqueous solution, and air was blown from the bottom of the measuring cylinder through the glass ball filter at 900 ml / min, and the height of foaming after 5 minutes was measured.

<実施例2>
ろ過助剤としてのラヂオライト(登録商標)#1500Hを同質量の昭和化学工業株式会社製ラヂオライト(登録商標)#700に置き換えた以外は実施例1と同様にして菌体処理物を得、得られた菌体処理物を用いて、実施例1と同様にしてアクリルアミドの製造及びアクリルアミド水溶液の発泡試験を行った。
<Example 2>
A cell-treated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that radiolite (registered trademark) # 1500H as a filtration aid was replaced with radiolite (registered trademark) # 700 manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd. having the same mass. Using the obtained cell-treated product, the production of acrylamide and the foaming test of the aqueous acrylamide solution were carried out in the same manner as in Example 1.

<実施例3>
ろ過助剤としてのラヂオライト(登録商標)#1500Hを同質量の昭和化学工業株式会社製ラヂオライト(登録商標)#500に置き換えた以外は実施例1と同様にして菌体処理物を得、得られた菌体処理物を用いて、実施例1と同様にしてアクリルアミドの製造及びアクリルアミド水溶液の発泡試験を行った。
<Example 3>
A cell-treated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that radiolite (registered trademark) # 1500H as a filtration aid was replaced with radiolite (registered trademark) # 500 manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd. having the same mass. Using the obtained cell-treated product, the production of acrylamide and the foaming test of the aqueous acrylamide solution were carried out in the same manner as in Example 1.

<実施例4>
上記の破砕液のpH調整の際に、破砕液のpHを5.0ではなく6.0に調整した以外は実施例1と同様にして菌体処理物を得、得られた菌体処理物を用いて、実施例1と同様にしてアクリルアミドの製造及びアクリルアミド水溶液の発泡試験を行った。
<Example 4>
A cell-treated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pH of the crushed solution was adjusted to 6.0 instead of 5.0 when the pH of the crushed solution was adjusted. In the same manner as in Example 1, the production of acrylamide and the foaming test of the aqueous acrylamide solution were carried out.

<実施例5>
上記の破砕液のpH調整の際に、破砕液のpHを5.0ではなく7.0に調整した以外は実施例1と同様にして菌体処理物を得、得られた菌体処理物を用いて、実施例1と同様にしてアクリルアミドの製造及びアクリルアミド水溶液の発泡試験を行った。
<Example 5>
A cell-treated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that the pH of the crushed solution was adjusted to 7.0 instead of 5.0 when the pH of the crushed solution was adjusted. In the same manner as in Example 1, the production of acrylamide and the foaming test of the aqueous acrylamide solution were carried out.

<比較例1>
ろ過助剤としてのラヂオライト(登録商標)#1500Hを同質量の昭和化学工業株式会社製ラヂオライト(登録商標)#3000に置き換えた以外は実施例1と同様にして菌体処理物を得、得られた菌体処理物を用いて、実施例1と同様にしてアクリルアミドの製造及びアクリルアミド水溶液の発泡試験を行った。
<Comparative Example 1>
A cell-treated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that radiolite (registered trademark) # 1500H as a filtration aid was replaced with radiolite (registered trademark) # 3000 manufactured by Showa Chemical Industry Co., Ltd. having the same mass. Using the obtained cell-treated product, the production of acrylamide and the foaming test of the aqueous acrylamide solution were carried out in the same manner as in Example 1.

<比較例2>
ろ過助剤としてのラヂオライト(登録商標)#1500Hを同質量のイメリス社製セライトハイフロスーパーセル(登録商標)に置き換えた以外は実施例1と同様にして菌体処理物を得、得られた菌体処理物を用いて、実施例1と同様にしてアクリルアミドの製造及びアクリルアミド水溶液の発泡試験を行った。
<Comparative Example 2>
A cell-treated product was obtained in the same manner as in Example 1 except that radiolite (registered trademark) # 1500H as a filtration aid was replaced with Celite Hyflo Supercell (registered trademark) manufactured by Imeris Co., Ltd. having the same mass. Using the cell-treated product, the production of acrylamide and the foaming test of the aqueous acrylamide solution were carried out in the same manner as in Example 1.

実施例及び比較例における結果を、表1にまとめて示す。なお、珪藻土の平均粒径は、上述のとおり株式会社島津製作所製のレーザ回折式粒子径分布測定装置SALD-2300を使用して測定した50%平均粒子径である。 The results in Examples and Comparative Examples are summarized in Table 1. The average particle size of diatomaceous earth is a 50% average particle size measured using a laser diffraction type particle size distribution measuring device SALD-2300 manufactured by Shimadzu Corporation as described above.

Figure 0007020615000001
Figure 0007020615000001

表2に示されるように、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で破砕液を処理し、ろ過した実施例1~実施例5においては、良好なろ液濁度が得られ、アクリルアミド水溶液の発泡性も低かった。一方、ろ過助剤の平均粒径が12μm~100μmの範囲外である比較例1及び比較例2においては、ろ液の濁度が高く、多量の夾雑物粒子が存在していた。また、比較例1及び比較例2においては、アクリルアミド水溶液の発泡性も高かった。
実施例1、実施例4及び実施例5を比較すると、平均粒径12μm~100μmのろ過助剤で処理される破砕液のpHを4.5以上6.8以下に調整することによって、ろ液の濁度はさらに低下することが分かる。
As shown in Table 2, in Examples 1 to 5 in which the crushed liquid was treated with a filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm and filtered, good filtrate turbidity was obtained, and the acrylamide aqueous solution was foamed. The sex was also low. On the other hand, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the average particle size of the filter aid was outside the range of 12 μm to 100 μm, the turbidity of the filtrate was high and a large amount of contaminant particles were present. Further, in Comparative Example 1 and Comparative Example 2, the effervescent property of the acrylamide aqueous solution was also high.
Comparing Example 1, Example 4 and Example 5, the filtrate is adjusted by adjusting the pH of the crushed solution treated with the filtration aid having an average particle size of 12 μm to 100 μm to 4.5 or more and 6.8 or less. It can be seen that the turbidity of is further reduced.

Claims (12)

ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径20μm~50μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程を有する、ニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物の製造方法。 A method for producing a cell-treated product containing nitrile hydratase, which comprises a step of treating a crushed solution of a nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 20 μm to 50 μm and filtering the solution. ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径20μm~50μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程が、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕した破砕液に平均粒径20μm~50μmのろ過助剤を添加し、破砕液をろ過することを含む、請求項1に記載の製造方法。 The step of treating the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 20 μm to 50 μm and filtering the crushed solution of the nitrile hydratase-producing microorganism is added to the crushed solution having an average particle size of 20 μm to 50 μm . The production method according to claim 1, which comprises adding and filtering the crushed liquid. ニトリルヒドラターゼ生産微生物の破砕液を平均粒径20μm~50μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程が、ニトリルヒドラターゼ生産微生物を破砕した破砕液を、平均粒径20μm~50μmのろ過助剤でプリコートされたろ材によりろ過することを含む、請求項1に記載の製造方法。 The step of treating the crushed liquid of the nitrile hydratase-producing microorganism with a filtration aid having an average particle size of 20 μm to 50 μm and filtering the crushed liquid obtained by crushing the nitrile hydratase-producing microorganism is a filtration aid having an average particle size of 20 μm to 50 μm . The production method according to claim 1, which comprises filtering with a filter medium precoated with. 前記ろ過助剤が珪藻土である、請求項1~請求項のうちいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 3 , wherein the filtration aid is diatomaceous earth. 前記珪藻土がラヂオライト(登録商標)である、請求項に記載の製造方法。 The production method according to claim 4 , wherein the diatomaceous earth is Radiolite (registered trademark). 平均粒径20μm~50μmのろ過助剤で処理される前記破砕液のpHが4.5~6.8である、請求項1~請求項のうちいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 5 , wherein the pH of the crushed liquid treated with a filtration aid having an average particle size of 20 μm to 50 μm is 4.5 to 6.8. 前記破砕液を平均粒径20μm~50μmのろ過助剤で処理し、ろ過する工程の前に、前記破砕液に凝集剤を添加する工程を含む、請求項1~請求項のうちいずれか一項に記載の製造方法。 One of claims 1 to 6 , which comprises a step of treating the crushed liquid with a filtering aid having an average particle size of 20 μm to 50 μm and adding a flocculant to the crushed liquid before the step of filtering. The manufacturing method described in the section. 前記ニトリルヒドラターゼ生産微生物が、シュードノカルディア・サーモフィラ、又はニトリルヒドラターゼ生産能を有する組換え大腸菌である、請求項1~請求項のうちいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 7 , wherein the nitrile hydratase-producing microorganism is a pseudonocardia thermophila or a recombinant Escherichia coli having a nitrile hydratase-producing ability. 前記菌体処理物がアミド化合物の製造に用いられる、請求項1~請求項のうちいずれか一項に記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 8 , wherein the cell-treated product is used for producing an amide compound. 前記アミド化合物が(メタ)アクリルアミドである、請求項に記載の製造方法。 The production method according to claim 9 , wherein the amide compound is (meth) acrylamide. 請求項1~請求項のうちいずれか一項に記載の製造方法によってニトリルヒドラターゼを含む菌体処理物を製造すること、及び
前記菌体処理物とニトリル化合物とを混合すること、
を含む、アミド化合物の製造方法。
To produce a cell-treated product containing nitrile hydratase by the production method according to any one of claims 1 to 8 , and to mix the cell-treated product with a nitrile compound.
A method for producing an amide compound, which comprises.
前記ニトリル化合物が(メタ)アクリロニトリルであり、前記アミド化合物が(メタ)アクリルアミドである、請求項11に記載の製造方法。 The production method according to claim 11 , wherein the nitrile compound is (meth) acrylonitrile and the amide compound is (meth) acrylamide.
JP2018069594A 2018-03-30 2018-03-30 A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound. Active JP7020615B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018069594A JP7020615B2 (en) 2018-03-30 2018-03-30 A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound.

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018069594A JP7020615B2 (en) 2018-03-30 2018-03-30 A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019176837A JP2019176837A (en) 2019-10-17
JP7020615B2 true JP7020615B2 (en) 2022-02-16

Family

ID=68276820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018069594A Active JP7020615B2 (en) 2018-03-30 2018-03-30 A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound.

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7020615B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023041515A2 (en) * 2021-09-15 2023-03-23 Basf Se Method for preparing an aqueous (meth) acrylamide solution

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007725A (en) 2009-06-29 2011-01-13 Kyushu Univ Method and apparatus for measuring residual agricultural chemical

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2512735A1 (en) * 1975-03-22 1976-09-30 Henkel & Cie Gmbh PROCESS FOR THE EXTRACTION OF PROTEINS FROM Aqueous PROTEIN SOLUTIONS
JP3560066B2 (en) * 1993-12-17 2004-09-02 三菱ウェルファーマ株式会社 Method for fractionating plasma protein

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011007725A (en) 2009-06-29 2011-01-13 Kyushu Univ Method and apparatus for measuring residual agricultural chemical

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
山田 正春,ケイソウ質・パーライト質などの鉱物質ろ過助剤とその諸問題,地質ニュース,第324号,1981年,p.34-48
野口 泰彦,ケイソウ土ろ過の特性と今後の展開,月刊フードケミカル,Vol.14, No.10,1998年,p.71-75

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019176837A (en) 2019-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102486471B1 (en) Method for Preparing Polyacrylamide Solutions with Increased Viscosity
US7749739B2 (en) Process for producing amide compound using microbial catalyst
Herath et al. Removal of viruses by microfiltration membranes at different solution environments
JP2015057968A (en) Production method of amide compound and production device of amide compound
JP7020615B2 (en) A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound.
WO2009113617A1 (en) Method for stabilization of aqueous acrylamide solution
US9382560B2 (en) Method for producing amide compound
US20130059349A1 (en) Method for producing acrylamide using microbial catalyst
CN113908783A (en) Magnetic polymer composite particle and preparation method and application thereof
CN108993425A (en) A kind of compound biological adsorption agent and its application
JP7020614B2 (en) A method for producing a cell-treated product containing a nitrile hydratase and a method for producing an amide compound.
JP5430659B2 (en) Method for producing treated bacterial cells
JP2019176835A (en) Method for producing amide compound
JP2020015671A (en) Method for purifying amide compound
US20100120127A1 (en) Method for removing bacteria from a fermentation broth
JP2001270857A (en) Method for purifying amide compound
JP4709186B2 (en) Method for producing amide compound using microbial catalyst
JP2019089727A (en) Method of purifying amide compound
JP5295622B2 (en) Method for producing target compound using bacterial cell catalyst
JP4255730B2 (en) Method for producing ammonium carboxylate using biocatalyst
JP2012062268A (en) Method for purifying amide compound
Dabhade et al. Continuous phenol removal using Nocardia hydrocarbonoxydans in spouted bed contactor: Shock load study
JP2004298155A (en) Method for purifying aqueous solution of amide compound and method for producing the amide compound
JP2018115128A (en) Purification method of amide compound and purification device of amide compound
JP2018201396A (en) Purification methods for amide compounds

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20201207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210928

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211126

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20220104

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220119

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7020615

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150