JPH02308796A - Method for separating l-serine - Google Patents

Method for separating l-serine

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JPH02308796A
JPH02308796A JP12862889A JP12862889A JPH02308796A JP H02308796 A JPH02308796 A JP H02308796A JP 12862889 A JP12862889 A JP 12862889A JP 12862889 A JP12862889 A JP 12862889A JP H02308796 A JPH02308796 A JP H02308796A
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Nobuhiro Fukuhara
信裕 福原
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Abstract

PURPOSE:To elute high-purity L-serine in good yield by passing a L-serine solution containing unreacted glycine through a filling layer of specific H<+> type strongly acidic cation exchange resin, passing an alkali solution through the filling layer and then pushing out L-serine using water. CONSTITUTION:Tetrahydroleaf acid and pyridoxal-5'-phosphoric acid used as a coenzyme and glycine are added to an aqueous solution of enzyme obtained from cultured bacterium cell of Escherichia coli MT-10350 (FERM P-7437), etc., and the mixture is heated to 20-60 deg.C and pH thereof is adjusted to 6-9 by an alkali solution and then formaldehyde is continuously inserted therein and reacted therewith to provide L-serine solution containing unreacted glycine. Then the solution is passed through a filling layer of H<+> type strongly acidic cation exchange resin having 0.1 5-0.40mm effective diameter and <=1.7 uniform coefficient to retain glycine and L-serine. Then an alkali solution having 0.5-1.2M and being 1.0-1.5 times by mol based on the retained L-serine is passed through the filling layer at 2.0m/hr velocity and then pure water 1.3 times the ion exchange resin is passed through the filling layer to push out L-serine.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、グリシンを原料に用いて、酵素法または醗酵
法より得られるL−セリンを原料グリシンと分離し、回
収する方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for separating and recovering L-serine obtained by an enzymatic method or fermentation method from the raw material glycine using glycine as a raw material.

L−セリンは、輸液原料、医薬原料、トリプトファンな
どのアミノ酸合成中間体として有用な化合物である。
L-serine is a compound useful as an infusion raw material, a pharmaceutical raw material, and an intermediate for amino acid synthesis such as tryptophan.

(従来の技術〕 グリシンを原料として酵素法で、L−セリンを製造する
方法としては、セリンヒドロキシメチルトランスフェラ
ーゼ(EL、2.1.2.1)を利用する方法が知られ
ている。(特開昭62−19092号公報)すなわち、
原料であるグリシンとホルムアルデヒドに対して、補酵
素であるピリドキサール−5’−リン酸およびテトラヒ
ドロ葉酸の存在下、該酵素生産能を有する微生物を作用
させてL−セリンを製造する方法である。この反応は平
衡反応のためグリシンのL−セリンへの転換率は、75
%程度であり、反応終了液中には必ず、グリシンとL−
セリンが共存してしまう、グリシンとL−セリンの分離
は、L−セリンを製品として得るために必要であり、ま
た、回収されたグリシンを反応に再使用して、コストダ
ウンをはかるためになくてはならない技術である。一方
、醗酵法によるL−セリンの製造法としては、グリシン
含有培地に微生物を生育させ、培地中にL−セリンを蓄
積させる方法(特開昭58−31995号公報、特開昭
56−88798特開昭55−37169号公報)など
が知られている。
(Prior Art) As a method for producing L-serine by an enzymatic method using glycine as a raw material, a method using serine hydroxymethyltransferase (EL, 2.1.2.1) is known. Publication No. 62-19092) That is,
This is a method for producing L-serine by allowing a microorganism capable of producing the enzyme to act on glycine and formaldehyde, which are raw materials, in the presence of coenzymes pyridoxal-5'-phosphate and tetrahydrofolic acid. Since this reaction is an equilibrium reaction, the conversion rate of glycine to L-serine is 75
%, and the reaction solution always contains glycine and L-
Separation of glycine and L-serine, in which serine coexists, is necessary to obtain L-serine as a product, and it is also necessary to reuse the recovered glycine in the reaction to reduce costs. This is a technology that must be used. On the other hand, as a method for producing L-serine by a fermentation method, a method of growing microorganisms in a glycine-containing medium and accumulating L-serine in the medium (JP-A-58-31995, JP-A-56-88798) JP-A No. 55-37169) and the like are known.

グリシンとL−セリンは、水に対する溶解度が非常に近
接しており、(中性付近の20゛Cでの飽和濃度は、グ
リシンで22%、L−セリンで18%)両者の一方を溶
解度差で淘汰する方法で高純度のし一七リンを単離する
ことは出来ない。
Glycine and L-serine have very similar solubility in water (the saturation concentration at 20°C near neutrality is 22% for glycine and 18% for L-serine). It is not possible to isolate high-purity Shiichi-Shichirin using the selection method.

そのため、たとえば特開昭58−31995号公報に記
載されているようなトキシレンー4−スルホン酸のグリ
シンおよびL−セリンの塩の溶解度差を利用して、L−
セリンを単離する方法があるが、操作が繁雑であり、か
つロスも多く工業的には難点がある。 また、イオン交
換樹脂を用いてグリシンとL−セリンを分離する方法も
知られているが、両者は等電点も近接しているため(グ
リシンで5゜97、L−セリンで5.68) 、通常の
イオン交換による保持、溶離手段により両者を分離する
のは困難である。 そこで特開昭53−72893号公
報には、グリシンとL−セリンを強酸性陽イオン交換樹
脂に保持させたあと、クエン酸などの緩衝液のpl+を
変えながら、分別溶出させる方法が記載されている。
Therefore, by utilizing the solubility difference between glycine and L-serine salts of toxylene-4-sulfonic acid as described in JP-A No. 58-31995, L-
There is a method for isolating serine, but it is difficult to operate and involves a lot of loss, making it difficult to do so industrially. A method of separating glycine and L-serine using an ion exchange resin is also known, but since the isoelectric points of both are close to each other (5°97 for glycine and 5.68 for L-serine). However, it is difficult to separate the two using conventional ion exchange retention and elution methods. Therefore, JP-A-53-72893 describes a method in which glycine and L-serine are retained in a strongly acidic cation exchange resin and then fractionated and eluted while changing the pl+ of a buffer such as citric acid. There is.

しかしながら、その操作は繁雑であり、工業的に実施可
能であるとは言い難い。
However, the operation is complicated and it is difficult to say that it is industrially practicable.

さらに、特開昭62−111953号公報には、強酸性
陽イオン交換樹脂を用いる方法として、その粒径が、汎
用タイプのものより小さくて特定の大きさを有し、かつ
、粒径分布の狭い樹脂を用いることにより、クロマト的
にグリシンとL−セリンを分離する方法が開示されてい
る。
Furthermore, JP-A No. 62-111953 describes a method using a strongly acidic cation exchange resin, in which the particle size is smaller than that of a general-purpose type, has a specific size, and has a particle size distribution. A method for chromatographically separating glycine and L-serine by using a narrow resin is disclosed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

前記特開昭62−111953号公報に記載の方法は操
作上単純なので、工業的に使用しろる技術ではあるが、
次のような欠点がある。すなわち溶離が進行して溶出中
のL−セリン濃度が減少してくると、かわって、グリシ
ンの溶出が始まり、L−セリンとグリシンが同時に溶出
してくるフラクシヨンが存在することである。これは、
グリシンを含まない高純度のL−セリン結晶を効率よ(
単離する上での障害となる0本発明は、高純度のL−セ
リン結晶を単離するために、グリシンとL−セリンの混
合溶液を強酸性陽・イオン交換樹脂に保持させたあと、
L−セリンのみをグリシンの混入なしに溶出させる簡便
、確実でかつ効率よい方法を提供するためになされたも
のである。
The method described in JP-A-62-111953 is a technique that can be used industrially because it is simple in operation.
It has the following drawbacks: That is, as the elution progresses and the L-serine concentration in the eluate decreases, glycine begins to elute instead, and a fraction exists in which L-serine and glycine are eluted simultaneously. this is,
Efficiently produce high-purity L-serine crystals that do not contain glycine (
In the present invention, in order to isolate highly pure L-serine crystals, a mixed solution of glycine and L-serine is retained in a strongly acidic cation/ion exchange resin, and then
This was done to provide a simple, reliable, and efficient method for eluting only L-serine without contaminating glycine.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者は、強酸性陽イオン交換樹脂に保持されたグリ
シンとL−セリンの溶出方法について鋭意検討を重ねた
結果、保持されたL−セリンに対して1.0〜1.5倍
モルのアルカリ溶液を線速度2.0m/hr以下で通液
したあと、水押し出しすることによりL−セリンのみを
グリシンの混入することなく高い回収率で溶出させうろ
ことを見い出し、この知見にもとづいて、本発明を完成
するにいたった。
As a result of intensive studies on the elution method of glycine and L-serine retained in a strongly acidic cation exchange resin, the present inventor found that After passing an alkaline solution at a linear velocity of 2.0 m/hr or less, we discovered that by extruding water, only L-serine could be eluted at a high recovery rate without contaminating glycine, and based on this knowledge, This led to the completion of the present invention.

即ち、本発明は■グリシンを原料として、酵素法または
醗酵法により得られた未反応グリシンを含むL−セリン
溶液を、■有効径0.15〜0.40mm、均一係数1
.7以下でH°型の強酸性陽イオン交換樹脂の充填層に
通液してグリシンとL−セリンを保持し、■続いて保持
されたL−セリンに対して1.0〜1.5倍モルのアル
カリ溶液を通液後、水による押出しをすることによって
グリシンを含まないL−セリン溶液を溶出させることか
らなっている。
That is, the present invention provides: (1) using glycine as a raw material, an L-serine solution containing unreacted glycine obtained by an enzymatic method or a fermentation method, (2) having an effective diameter of 0.15 to 0.40 mm and a uniformity coefficient of 1;
.. Glycine and L-serine are retained by passing the liquid through a packed bed of H° type strongly acidic cation exchange resin at a temperature of 7 or less. After passing a molar alkaline solution, an L-serine solution containing no glycine is eluted by extrusion with water.

本発明におけるグリシンを原料とした酵素法によるL−
セリンの製造方法としては、セリンヒドロキシメチルト
ランスフェラーゼの触媒能を利用する方法を使用するこ
とができる。セリンヒドロキシメチルトランスフェラー
ゼの給源としては、エシェリヒア・コリ)I7−103
50(FERM P−7437)、エシェリヒア・コリ
’MT−1035](FER?I P−7438)をあ
げることができる、これらの培養菌体から得た酵素を水
に溶かし、補酵素としてテトラヒドロ葉酸とピリドキサ
ール−5′−リン酸を添加する。原料のグリシジを添加
し、20〜60’Cに保温して適当なアルカリ溶液でp
116〜9に調整する。アルカリ溶液止しては、たとえ
ばNaOH−、KOHs KaPzOt、アンモニア等
の水溶液を使用することができる0反応液を攪拌しなが
らもう一方の原料であるホルムアルデヒドを連続的に装
入して、L−セリンの合成反応を行う、 セリンヒドロ
キシメチルトランスフェラーゼは、高濃度のホルムアル
デヒドによって失活するので、反応中のホルムアルデヒ
ド濃度を分析し、2011M以下となるようにホルムア
ルデヒドの装入を行う0反応液のpHは酸性側に変化し
ていくので、アルカリ溶液を添加して、pH6〜9に調
整する。アルカリ溶液としては、たとえばN a OH
%KO1l、K4P2O7、アンモニア等の水溶液を使
用することができる。
L- by the enzymatic method using glycine as a raw material in the present invention
As a method for producing serine, a method that utilizes the catalytic ability of serine hydroxymethyltransferase can be used. As a source of serine hydroxymethyltransferase, Escherichia coli) I7-103
50 (FERM P-7437) and Escherichia coli' MT-1035] (FER?I P-7438). Enzymes obtained from these cultured bacteria were dissolved in water, and tetrahydrofolic acid and tetrahydrofolate were added as coenzymes. Add pyridoxal-5'-phosphate. Add the raw material Grishiji, keep it warm at 20-60'C and ply with a suitable alkaline solution.
Adjust to 116-9. To stop the alkaline solution, for example, an aqueous solution of NaOH-, KOHs KaPzOt, ammonia, etc. can be used. While stirring the reaction solution, formaldehyde, which is the other raw material, is continuously charged, and L-serine is added. Since serine hydroxymethyltransferase is inactivated by high concentrations of formaldehyde, the formaldehyde concentration during the reaction is analyzed and formaldehyde is charged to keep it below 2011M.The pH of the reaction solution is acidic. Add an alkaline solution to adjust the pH to 6-9. As the alkaline solution, for example, N a OH
Aqueous solutions such as %KO11, K4P2O7, ammonia, etc. can be used.

この反応は平衡反応なので、原料のグリシンが全量L−
セリンに転換されることはなく転換率が75%程度に達
したところで反応は停止する。この反応液を酸性化した
上で、活性炭を装入し、加熱、濾過を行うて酵素や菌体
の成分を除去する。こうして得た濾過液はL−セリンと
未反応グリシンの混合液である。この混合液を強酸性陽
イオン交換樹脂の充填塔に通液して、L−セリンとグリ
シンの分離を行う。
Since this reaction is an equilibrium reaction, the total amount of glycine as a raw material is L-
It is not converted to serine, and the reaction stops when the conversion rate reaches about 75%. After acidifying this reaction solution, activated carbon is charged, and the enzyme and bacterial components are removed by heating and filtration. The filtrate thus obtained is a mixture of L-serine and unreacted glycine. This mixed solution is passed through a column packed with a strongly acidic cation exchange resin to separate L-serine and glycine.

本発明で用いられる強酸性陽イオン交換樹脂は、有効径
0.15〜0.40謔、均一係数1.7以下、という条
件を有している必要がある。このようなイオン交換樹脂
としては、たとえばレバチットTSW−40、同TSW
−40−PK、同問S−1368(以上バイエル社製)
、ダイヤイオンPRK−01(三菱化成■製)などの銘
柄として市販されており容易に入手することができる。
The strongly acidic cation exchange resin used in the present invention must have an effective diameter of 0.15 to 0.40 mm and a uniformity coefficient of 1.7 or less. Examples of such ion exchange resins include Revatit TSW-40 and Revatit TSW-40.
-40-PK, same question S-1368 (manufactured by Bayer)
, Diaion PRK-01 (manufactured by Mitsubishi Kasei), etc., and can be easily obtained.

ここでいう有効径とは、通常業界で定義づけられている
ように樹脂全体の90%を網上に残すふるい目の大きさ
である。また、均一係数とは粒径分布の程度を示す指標
であって、樹脂全体の40%を網上に残すふるい目の大
きさを前記有効径で割った値である。すなわち、均一係
数の値が1に近いほど粒径分布がシャープとなる。
The effective diameter as used herein is the size of the sieve mesh that leaves 90% of the entire resin on the screen, as normally defined in the industry. Further, the uniformity coefficient is an index indicating the degree of particle size distribution, and is a value obtained by dividing the size of the sieve mesh, which leaves 40% of the entire resin on the screen, by the effective diameter. That is, the closer the value of the uniformity coefficient is to 1, the sharper the particle size distribution becomes.

本発明で用いられる強酸性陽イオン交換樹脂は、あらか
じめ塩酸で処理することによって、H°型にしておく、
これにグリシンを原料として、酵素法または醗酵法によ
り得られる、未反応グリシンを含むL−セリンの溶液を
塔頂より通液し、イオン交換樹脂に陽イオン類を保持す
る。咳L−セリン溶液には、L−セリン、グリシンの他
に、夾雑アミノ酸、カリウムイオン、ナトリウムイオン
、アンモニウムイオン等の各種陽イオン類が含まれてい
るが、これら全陽イオンのモル数が、イオン交換樹脂の
総交換容量をこえないように、通液するL−セリン溶液
量を決める。該L−セリン溶液の通液速度は、線速度に
して2.0m/hr以下に設定する。イオン文相樹脂に
陽イオン類を保持したあと、塔頂より純水を通液してイ
オン交換樹脂に保持されない陰イオンや、電気的に中性
の夾雑物質を洗い流す、純水の通液量は塔内に充填した
イオン交換樹脂と同体積程度とし、線速度にして2.0
m/hr以下で通液する。
The strongly acidic cation exchange resin used in the present invention is made into H° type by treating with hydrochloric acid in advance.
A solution of L-serine containing unreacted glycine, obtained by an enzymatic method or a fermentation method using glycine as a raw material, is passed from the top of the column to retain the cations in the ion exchange resin. In addition to L-serine and glycine, the cough L-serine solution contains various cations such as contaminant amino acids, potassium ions, sodium ions, and ammonium ions, but the number of moles of all these cations is The amount of L-serine solution to be passed is determined so as not to exceed the total exchange capacity of the ion exchange resin. The flow rate of the L-serine solution is set to 2.0 m/hr or less in terms of linear velocity. After holding cations in the ionic phase resin, pure water is passed from the top of the column to wash away anions and electrically neutral contaminants that are not held in the ion exchange resin. is approximately the same volume as the ion exchange resin packed in the column, and the linear velocity is 2.0.
Fluid is passed at a rate of m/hr or less.

次にアルカリ溶液を塔頂から通液して、イオン交換樹脂
に保持された陽イオンのうちから、L−セリンのみを溶
出させる。アルカリ溶液としては、たとえば、アンモニ
ア、NaOH,KOHの水溶液を使用することができる
。いずれの場合も0.5〜1.2Mの濃度範囲で使用す
る。L−セリンを溶出させる場合、純水では溶出させる
ことができない、低濃度のアルカリ水溶液では、し−セ
リンの溶出はブロードとなる。アルカリの濃度が増すに
したがって、溶出がシャープになると同時に、グリシン
の溶出も早(なる、そしてついには、グリシンとL−セ
リンが同時に溶出するにいたり、両者の分離は不可能に
なる。したがってアルカリの濃度は0.5〜1.2Mの
範囲に、設定しなければならない、ここで重要なことは
通液するアルカリの総量が、イオン交換樹脂に保持され
たL−セリンに対して1.0〜1.5倍モルであること
である。アルカリの量がこの範囲を越える場合には、所
定のアルカリ濃度範囲内であってもL−セリンの溶出の
後期にグリシンの溶出が始ま・って、L−セリンとグリ
シンが混合した両分が生じてしまい本発明の目的を達す
ることができない。
Next, an alkaline solution is passed from the top of the column to elute only L-serine from among the cations retained in the ion exchange resin. As the alkaline solution, for example, an aqueous solution of ammonia, NaOH, or KOH can be used. In either case, the concentration range is 0.5-1.2M. When L-serine is eluted, the elution of L-serine becomes broad in a low concentration alkaline aqueous solution that cannot be eluted with pure water. As the concentration of alkali increases, the elution becomes sharper, and at the same time, the elution of glycine becomes faster (and eventually, glycine and L-serine elute at the same time, making it impossible to separate them. The concentration of must be set in the range of 0.5 to 1.2M. What is important here is that the total amount of alkali passing through the solution is 1.0 If the amount of alkali exceeds this range, the elution of glycine will begin in the latter stage of the elution of L-serine even if the alkali concentration is within the specified range. , a mixture of L-serine and glycine is produced, making it impossible to achieve the object of the present invention.

一方、少なすぎる場合には、グリシンを含まないL−セ
リン溶出液が得られるものの、L−セリンの回収量が少
なくなる。
On the other hand, if the amount is too low, an L-serine eluate containing no glycine can be obtained, but the amount of L-serine recovered will be small.

流速が大きい場合にもL−セリンとグリシンの分離不良
が生じるので、溶出操作は、線速度にして2.0m/h
r以下で行う。
Since poor separation of L-serine and glycine occurs even when the flow rate is high, the elution operation is performed at a linear velocity of 2.0 m/h.
Do it below r.

塔頂からのアル々す溶液の通液が終了した時点では、樹
脂充填層内はまだアルカリ溶液が充液された状態であり
、L−セリンの溶出は完了していない、そこで、塔頂よ
り純水を通液してアルカリ溶液を押し出し、L−セリン
の溶出を完全たらし・ める、純水の量は、塔内に充填
したイオン交換樹脂体積の1〜3倍量が好ましい、流速
は線速度にして2.0m/hr以下とする。
At the time when the alkaline solution has finished flowing from the top of the column, the resin packed bed is still filled with alkaline solution, and the elution of L-serine has not been completed. Pure water is passed through the column to push out the alkaline solution and completely elute L-serine.The amount of pure water is preferably 1 to 3 times the volume of the ion exchange resin filled in the column.The flow rate is shall be 2.0 m/hr or less in terms of linear velocity.

グリシンを含まないL−セリン水溶液が、溶出したあと
、グリシンと若干量のL−セリンがイオン交換樹脂に保
持されたままになっているので、L−セリンの溶出と同
様の操作によりグリシンと若干量のL−セリンの溶出が
できる。すなわち、塔頂よりアルカリ溶液を通液する。
After the aqueous solution of L-serine that does not contain glycine is eluted, glycine and a small amount of L-serine are still retained in the ion exchange resin. amount of L-serine can be eluted. That is, an alkaline solution is passed from the top of the column.

アルカリ溶液としては、たとえば、アンモニア、NaO
H1KOHなどの水溶液を使用することができる。いず
れの場合も0.5〜1.2Mの濃度範囲で使用する。
Examples of alkaline solutions include ammonia, NaO
Aqueous solutions such as H1KOH can be used. In either case, the concentration range is 0.5-1.2M.

ただし、今度の溶出では、アルカリの量を保持されたグ
リシンのモル数に対して1.0〜1.5倍使用する。ア
ルカリが過剰の場合でもグリシンの溶出は可能であるが
、グリシンの溶出終了後もアルカリを樹脂充填層内に流
し続けることになり、経済的ではない、アルカリが少な
い場合には、グリシンの溶出が不十分となり回収率が低
下して望ましい事ではない、流速は線速度にして2.0
+m/hr以下とする。溶出操作後、純水を塔頂より通
液して水押し出しを行って、グリシンの溶出を完全にす
る。
However, in the next elution, the amount of alkali used is 1.0 to 1.5 times the number of moles of glycine retained. Glycine elution is possible even when the alkali is in excess, but the alkali continues to flow into the resin packed bed even after the glycine elution is completed, which is not economical. This is not desirable as it will be insufficient and the recovery rate will drop.The flow velocity is 2.0 in terms of linear velocity.
+m/hr or less. After the elution operation, pure water is passed through the top of the column to extrude water to completely elute glycine.

純水の量は塔内に充填したイオン交換樹脂と同体積程度
とする。流速は線速度にして2.Os+/hr以下とす
る。
The amount of pure water is approximately the same volume as the ion exchange resin filled in the column. 2. Flow velocity is expressed as linear velocity. Os+/hr or less.

以上の操作終了後、イオン交換樹脂はNH4’型となっ
ているので、塔頂より適宜酸溶液を通液して、■ゝ型に
再生して次回のグリシンとL−セリンの分離操作にそな
える。イオン交換樹脂の再生には、例えば、イオン交換
樹脂の総交換容量の・1.2倍のモル数の塩酸を含む1
0重量%の塩酸水溶液を線速度にして1.1m/hrで
通液した後、塔内に充填したイオン交換樹脂の体積の約
2倍の純水を線速度1 、5m/hrで通液して洗浄す
る方法などを採用することができる。
After the above operations are completed, the ion exchange resin is in the NH4' type, so an appropriate acid solution is passed through the top of the column to regenerate it into the ``2'' type and prepare it for the next separation operation of glycine and L-serine. . To regenerate the ion exchange resin, for example, 1 containing hydrochloric acid in an amount of 1.2 times the total exchange capacity of the ion exchange resin.
After passing a 0% by weight aqueous hydrochloric acid solution at a linear velocity of 1.1 m/hr, pure water approximately twice the volume of the ion exchange resin filled in the column was passed at a linear velocity of 1.5 m/hr. It is possible to adopt a method such as cleaning by washing.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

このような操作を行うと、塔底からは、まず、グリシン
を含まないL−セリン溶液が溶出する。
When such an operation is performed, an L-serine solution containing no glycine is first eluted from the bottom of the column.

この溶液に常用されるアミノ酸の単離操作をほどこすこ
とにより高純度のL−セリンの結晶を得ることができる
By subjecting this solution to a commonly used amino acid isolation operation, highly pure L-serine crystals can be obtained.

つづいて、グリシンを主体にした、グリシンとL−セリ
ンの混合溶液が溶出してくる。この溶液は濃縮操作をへ
て、グリシンを原料としたL−セリン合成反応原料の一
部として再使用することができ、L−セリンのコストダ
ウンに寄与することができる。
Subsequently, a mixed solution of glycine and L-serine, which is mainly composed of glycine, is eluted. This solution can be subjected to a concentration operation and reused as a part of the raw material for L-serine synthesis reaction using glycine as a raw material, and can contribute to reducing the cost of L-serine.

〔実施例〕〔Example〕

グルコース4g/2、クエン酸2g/2、Mg5Oa・
7Hx00.2g/ l、に*HPOa 10g/ j
!、NaNHaHPO4−4H*00.2g/l酵母エ
キス0.5g/ j! (pl(7,0)の組成からな
る培地200dづつを含む12容三角フラスコ10本に
、ブイヨン寒天培地で生育したエシェリヒア・コリMT
−10350(FERM P−7437)の菌体を1白
金耳ずつ接種し、30℃、210rp−で24時間振盪
培養した。得られた培養液より遠心分離により湿菌体8
gを得た。
Glucose 4g/2, citric acid 2g/2, Mg5Oa・
7Hx00.2g/l, *HPOa 10g/j
! , NaNHaHPO4-4H*00.2g/l yeast extract 0.5g/j! Escherichia coli MT grown on bouillon agar medium was placed in 10 12-volume Erlenmeyer flasks each containing 200 d of medium with the composition
-10350 (FERM P-7437) was inoculated one loop at a time and cultured with shaking at 30°C and 210 rpm for 24 hours. The obtained culture solution was centrifuged to obtain 8 wet bacterial cells.
I got g.

この湿菌体8gを10gMリン酸緩衝液(ρ117.5
)に懸濁した後、4℃で15分間超音波処理し、粗酵素
液20−を得た。
8 g of this wet bacterial body was added to 10 gM phosphate buffer (ρ117.5
) and then subjected to ultrasonication at 4°C for 15 minutes to obtain crude enzyme solution 20-.

グリシン117g、テトラヒドロ葉酸0.21g 、ピ
リドキサール−5′−リン酸3g、粗酵素液20dを含
む反応液420dを調整し、〜反応液中のホルムアルデ
ヒド濃度を4−アミノ−3−ヒドラジド−5−メルカプ
ト1,2.4−トリアゾールを用いて比色分析しつつ、
その濃度が20mMを越えないように制御しながら、3
7%ホルマリンをペリスタポンプにより連続的に供給す
ることによって、L−セリンの合成反応を行った0反応
温度は50℃、pHは2M KaPtOqを添加するこ
とにより、常時7.0に制御した。PiL拌は200r
p−で行った。
A reaction solution 420d containing 117 g of glycine, 0.21 g of tetrahydrofolic acid, 3 g of pyridoxal-5'-phosphoric acid, and 20 d of crude enzyme solution was prepared, and the formaldehyde concentration in the reaction solution was adjusted to 4-amino-3-hydrazide-5-mercapto. While performing colorimetric analysis using 1,2,4-triazole,
3 while controlling its concentration not to exceed 20mM.
The synthesis reaction of L-serine was carried out by continuously supplying 7% formalin using a peristaltic pump. The reaction temperature was 50° C., and the pH was constantly controlled at 7.0 by adding 2M KaPtOq. PiL stirring is 200r
I went with p-.

反応液へのホルマリン供給は42時間継続し、反応液に
添加したホルマリン(37重量%ホルムアルデヒド溶液
)の総量は96.5gだった。
Formalin was continuously supplied to the reaction solution for 42 hours, and the total amount of formalin (37% by weight formaldehyde solution) added to the reaction solution was 96.5 g.

反応終了後、硫酸を用いて反応液のpuを4.0に調整
、活性炭38を装入後、90°Cで30分間の熱処理を
行い、熱濾過して菌体由来の残渣を除去した。
After the reaction was completed, the PU of the reaction solution was adjusted to 4.0 using sulfuric acid, activated carbon 38 was charged, heat treatment was performed at 90°C for 30 minutes, and the residue derived from the bacterial cells was removed by hot filtration.

こうしてL−セリン溶液705gを得た。このL−セリ
ン溶液246d(L−セリンを17.43g/d、グリ
シンを4.02g/a、 K”を1.07g/d1含む
)を内径40閣ノ円筒に強酸性陽イオン交換樹脂レバチ
ットMDS−1368(バイエル社製)を4804充填
し、H3型に再生した樹脂塔に通液しく総交換容1k 
0.77eq)、L−セリン、グリシン、K゛をイオン
交換樹脂に保持した。引続き純水480 dを通液して
イオン交換樹脂に保持されない不純物を洗い流した。 
0.88Mアンモニア水544dを通液したあと純水9
00dで押し出し、L−セリンのみを溶出させた。さら
に0.88Mアンモニア水182mの通液、純水400
1m1による押し出しにより、グリシンを主体としたグ
リシンとL−セリンの混合液を溶出させた。全工程、線
速度1.5m/hrで通液を行った。
In this way, 705 g of L-serine solution was obtained. 246 d of this L-serine solution (containing 17.43 g/d of L-serine, 4.02 g/a of glycine, and 1.07 g/d1 of K'') was placed in a cylinder with an inner diameter of 40 cm using the strongly acidic cation exchange resin Revatit MDS. -1368 (manufactured by Bayer) was filled with 4804 cells and the liquid was passed through the resin tower which was regenerated into H3 type, with a total exchange capacity of 1k.
0.77 eq), L-serine, glycine, and K were retained in the ion exchange resin. Subsequently, 480 d of pure water was passed through to wash away impurities not retained by the ion exchange resin.
After passing 544 d of 0.88M ammonia water, pure water 9
Extrusion was performed at 00d to elute only L-serine. Furthermore, 182 m of 0.88M ammonia water was passed through, and 400 m of pure water was passed through.
A mixture of glycine and L-serine, mainly consisting of glycine, was eluted by extrusion using 1 ml. In all steps, liquid was passed at a linear speed of 1.5 m/hr.

溶出液を250iずつ分取し、HLCにてグリシンとL
−セリンを分析した結果は表1に示すごとくであり、図
示すると図1のようになる。L−セリンの溶出画分をフ
ラクション漱5からNα7とし、L−セリン濃度4g/
aでグリシンを含まない溶出液を得た。このL−セリン
溶液から単離したL−セリンの純度は99.9%で、L
−セリン以外のアミノ酸を含有していなかった。
The eluate was separated into 250i portions and analyzed by HLC to separate glycine and L.
- The results of the analysis of serine are shown in Table 1, and illustrated in Figure 1. The elution fraction of L-serine was separated from fraction 5 to Nα7, and the L-serine concentration was 4 g/
A glycine-free eluate was obtained in step a. The purity of L-serine isolated from this L-serine solution was 99.9%.
- Contained no amino acids other than serine.

(以下、余白) 表1 各フラクション中のL−セリンとグリシンの濃度 〔比較例) 実施例で調整したL−セリン溶液246d(L−セリン
を17.43g/d1、グリシンを4.02g/d1、
K4を1.07g/d!含む)を、内径40■の円筒に
強酸性陽イオン交換樹脂レバチッ) ?1DS−136
8 (バイエル社製)を480d充填し、H4型に再生
した樹脂塔(総交換容量0.77eq)に通液し、L−
セリン、グリシン、k゛を保持させた。純水480−を
通液してイオン交換樹脂に保持されない不純物を洗い流
した。アルカリによる溶出を2回に分けて行わず、今度
は連続して実施した。すなわち、0.88Mアンモニア
水816dを通液、L−セリンとグリシンを溶出させた
。全工程線速度1.5+w/hrで通液を行った溶出液
を250 dずつ分取し、HLCにてグリシンとL−セ
リンを分析した結果は表2に示すごとくであり、図示す
ると図2のようになる。
(The following is a blank space) Table 1 Concentration of L-serine and glycine in each fraction [Comparative example] L-serine solution 246d prepared in Example (17.43 g/d1 for L-serine, 4.02 g/d1 for glycine) ,
1.07g/d of K4! ), and a strongly acidic cation exchange resin rebat) in a cylinder with an inner diameter of 40 mm. 1DS-136
8 (manufactured by Bayer) and passed through a resin tower (total exchange capacity 0.77 eq) that was regenerated into H4 type.
Serine, glycine, and K were retained. Impurities not retained by the ion exchange resin were washed away by passing 480 mm of pure water. The elution with alkali was not performed twice, but was performed continuously this time. That is, 816 d of 0.88M ammonia water was passed through the solution to elute L-serine and glycine. The eluate was passed through at a linear velocity of 1.5+w/hr throughout the process, and the eluate was collected in 250 d portions and analyzed for glycine and L-serine by HLC. The results are shown in Table 2, and illustrated in Figure 2. become that way.

L−セリンの溶出画分をフラクションNα6から魔7と
し、L−セリン濃度8.4g/a、グリシン濃度0.4
g/aの溶出液を得た。このL−セリン溶液から単離し
たし一セリフの純度は98.5%でグリシンを1.2%
含有していた。
The elution fraction of L-serine was set as fraction Nα6 to Nα7, L-serine concentration was 8.4 g/a, and glycine concentration was 0.4.
An eluate of g/a was obtained. The purity of the serif isolated from this L-serine solution was 98.5%, and the glycine content was 1.2%.
It contained.

表2 各フラクション中のL−セリンとグリシンの濃度Table 2 Concentrations of L-serine and glycine in each fraction

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図1は、本発明実施例における表1をプロットした図で
あり、図2は、本発明比較例における表2をプロットし
た図である。 (以下、余白) 特許出願人 三井東圧化学株式会社 (フラクシヨン 漱) 図1 (フラクシヨン 阻) 図2
FIG. 1 is a diagram plotting Table 1 in Examples of the present invention, and FIG. 2 is a diagram plotting Table 2 in Comparative Examples of the present invention. (Hereinafter, blank space) Patent applicant Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd. (Fraction) Figure 1 (Fraction) Figure 2

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)グリシンを原料として酵素法、または醗酵法によ
り得られる未反応グリシンを含むL−セリン溶液から、
L−セリンを分離する方法において、該L−セリン溶液
を有効径0.15〜0.40mm、均一係数1.7以下
でH^+型の強酸性陽イオン交換樹脂の充填層に通液し
て、グリシンとL−セリンを保持し、続いて保持された
L−セリンに対して、1.0から1.5倍モル量のアル
カリ溶液を線速度2.0m/hr以下で通液した後、充
填層に充填した強酸性陽イオン交換樹脂の1〜3倍量の
水で押し出しをすることを特徴とするL−セリンの分離
方法。
(1) From an L-serine solution containing unreacted glycine obtained by an enzyme method or a fermentation method using glycine as a raw material,
In a method for separating L-serine, the L-serine solution is passed through a packed bed of H^+ type strongly acidic cation exchange resin with an effective diameter of 0.15 to 0.40 mm and a uniformity coefficient of 1.7 or less. Then, glycine and L-serine were retained, and then an alkaline solution of 1.0 to 1.5 times the molar amount of the retained L-serine was passed through at a linear velocity of 2.0 m/hr or less. A method for separating L-serine, which comprises extruding with water in an amount of 1 to 3 times the amount of strongly acidic cation exchange resin filled in a packed bed.
(2)強酸性陽イオン交換樹脂に保持されたL−セリン
を溶出させるのに通液するアルカリの濃度が、0.5〜
1.2Mである請求項1記載の方法。
(2) The concentration of alkali that is passed through to elute L-serine retained in the strongly acidic cation exchange resin is 0.5-
2. The method of claim 1, wherein the amount is 1.2M.
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