JPH0317095A - ビタミンb↓1↓2およびその誘導体の分離回収方法 - Google Patents

ビタミンb↓1↓2およびその誘導体の分離回収方法

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JPH0317095A
JPH0317095A JP15050089A JP15050089A JPH0317095A JP H0317095 A JPH0317095 A JP H0317095A JP 15050089 A JP15050089 A JP 15050089A JP 15050089 A JP15050089 A JP 15050089A JP H0317095 A JPH0317095 A JP H0317095A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、ビタミンE3+zおよびその誘導体の生産を
目的として培養した微生物の培養液から、ビタミンB1
!(以下VBIzと略記する)およびその誘導体を分離
精製して回収する方法に関する。
く従来の技術〉 VB1Nは核酸代謝、蛋白質代謝、脂質代謝および炭水
化物の代謝において必須の因子であることがよく知られ
ており、VB+z欠乏症のほかにも造血機能障害、肝機
能障害、神経疾患の治療薬としてなど、医薬品、あるい
は飼料添加物として広く実用に供され、利用が増大して
いる。
一方、VB.■の生産供給については、その構造の複雑
さのために化学合戒法が極めて困難で、工業的には現在
および将来にわたって発酵法または生化学的方法による
ほかはないと考えられている.微生物によるVB+zの
生産に関しては、たとえば糖質を炭素源とした、プロビ
オニバクテリウム(propionibacteriu
m)属、バチルス(Bacillus)属、コリネバク
テリウム(Corynebacterium)属・アル
スロバクター(Arthrobacter)属、ロドシ
ュードモナス(Rbodopseudomonas)属
、シュードモナス(Pseudomonas)属、スト
レプトミセス(Streptomyces)属、ロドス
ピリルム(Rhodospirillua)属、アクチ
ノミセス<Actinotnyces)属、セレノモナ
ス(Se lenomomas )属、ノカルジア(N
ocardia)属およびクロストリジウム(Clos
tridium)属などに属する細菌あるいは放線菌に
よる発酵生産や、メタノールを炭素源としたプロタミノ
バクタ−(Protaminobacter)属、メタ
ノモナス(Methanomonas )属、シュード
モナス(Pseudomonas )属、プチリバクテ
リウム(Butyribacterium)属、メタノ
サルシナ(Methanosarcina)属などに属
する細菌によるVB+z生産が知られている。
なお有機物を含む廃水をメタン発酵させて処理?る嫌気
性微生物処理装置には、その微生物群中にメタノモナス
属やメタノサルシナ属が含まれているので、当該処理装
置の余剰汚泥中にVB12およびその誘導体が含有され
ている。当該汚泥中からVB+zおよびその誘導体を分
離回収することも考えられるが、上記処理装置はあくま
で廃水処理を目的とするものであるから、V B r 
zおよびその誘導体の生産を目的として培養した微生物
の培養液からVB.■およびその誘導体を分離回収する
場合と比較して.極めて効率が悪い。
上記のような微生物の培養液からVB+zを分離精製す
る方法としては、たとえばVB+zを菌体内に蓄積する
微生物の場合は、シアンイオンを加えて煮沸したり、8
0%エタノール、50%アセトン、20%ビリジンなど
でVB12を抽出し、抽出液を中性pH下で吸着樹脂に
接触させてVB+2を吸着させ、次いで洗浄により非吸
着性の夾雑物質を除去した後、低級アルコール類、低級
ケトン頚、低級エステル類、あるいは低級エーテル類で
VB目を?8Hして回収する方法(特開昭59−952
?9号公rfFJ)などを挙げることができる。
また、一般にVB12はその起源となる微生物種や培養
時の環境により、種々の誘導体として共存しているが、
これらの誘導体を分離する方法としては、たとえば逆相
カラムを用いた高速液体クロマトグラフィーによる方法
(アナリティカル・バイオケ嵩ストリー(Analit
ycal [liochemistry) 11工、3
65 (1986))電気泳動法が、小規模に主として
分析を目的として実施されている。
く発明が解決しようとする課題〉 以上述べたように、V B lzを生産する微生物の培
養液からV B +■を分離回収する手段としては、従
来から吸着樹脂への吸脱着による精製が行われてきたが
、この方法だけでは精製品に少量のVB12以外の疎水
性有機物が不純物として混入することが避けられず、さ
らには培養液中に複数のVB12誘導体が共存した場合
、これらを分離して回収することはできない。
従来、VB12誘導体を分離するには、逆用カラムを用
いた高速液体クロマトグラフィーや電気泳?法が主とし
て分析を目的として実施されているが、これらの技術は
経費および操作の煩雑さの点で工業規模の分取に適用す
ることは困難である。
本発明はVB12およびその誘導体を生産する漱生物の
培養液からVB.2およびその誘導体を回収するにあた
り、前記した吸着樹脂による情製なとでは除去し得なか
った少量の不純物を排除すると同時に該培養液が複数の
VB12誘導体を含有する場合にはこれらを安価に効率
よく分離する手段を提供することを目的とするものであ
る。
く課題を解決するための手段〉 本発明者らはVB1zおよびその誘導体を生産する能力
を有する微生物の培養液からVB12およびその誘導体
を分離回収する方法について鋭意研究を重ねた結果、培
養液あるいは当該培養液を公知の方法で抽出して得た抽
出液に含有されるV B +■およびその誘導体を吸着
樹脂により吸着分離(精製)した後、親水性母体の陰イ
オン交換樹脂を用いて、アルカリpH下で塩濃度勾配を
かけるイオン交換クロマトグラフィーを実施することに
より、?価で且つ工業規模への通用が容易な手法で高純
度のVB+2を得ると同時にVB+zを誘導体に分離し
て回収し得ることを見出し、本発明に到達したものであ
る。
すなわち、本発明はVB12およびその誘導体を生産す
る能力を有する微生物の培養液から■BIzおよびその
誘導体を分離回収するにあたり、当該培養液に必要に応
じて抽出などの前処理を施してVB12およびその誘導
体を比較的高濃度に含有する溶液を得た後、当該含有液
をスチレン−ジビニルベンゼン共重合体よりなるイオン
交換能を有しない吸着樹脂に接触させてVB12および
その誘導体を吸着させ、次いで該吸着樹脂からVBrt
およびその誘導体を有機溶媒を用いて溶離し、さらに該
溶離液中の有機溶媒を除いた後、当該WI離液をアルカ
リ性とし、あらかしめアルカリ性の溶液で処理した親水
性母体の陰イオン交換樹脂に接触させて、VBl2およ
びその誘導体を吸着させ、次いでアルカリ性条件下で塩
溶液の塩濃度を順次上界させながら、当該塩溶液を前記
陰イオン交換樹脂?接触させることにより、VB12お
よびその誘導体を分離脱着することを特徴とするVB,
tおよびその誘導体の分離回収方法である。
く作用〉 本発明におけるVB12およびその誘導体を生産する能
力を有する微生物の培養液とは、前述したごとく、プロ
ビオニバクテリウム属、バチルス属、コリネバクテリウ
ム属、アルスロバクター属、ロドシュードモナス属、シ
ュードモナス属、ストレブトミセス属,ロドスビリルム
属、アクチノミセス属、セレノモナス属、ノカルジア属
、クロストリジウム属、プロヌミノバクター属、メタノ
モナス属、プチリバクテリウム属、メタノサルシナ属な
どに属する微生物から選択される単一の微生物を実質的
に純粋培養した培養液を指す。
前記したような、VB12およびその誘導体(以下単に
VB+zという)を生産する能力を有する微生物には、
生産したVB,,を菌体内に蓄積する種類のものと、V
B1zを菌体内へ分泌する種類のものとが存在するが、
本発明方法はそのいずれの徽?物の培養液にも適用する
ことができる。
すなわち、VB+zを菌体内に蓄積する微生物種の培養
液の場合には、前処理としてたとえば以下のような抽出
操作を施すことによってV B +■を比較的高濃度に
含有する溶液を得る。
まず、シアンイオンを含む塩類、たとえばシアン化カリ
ウムを最終濃度0.005〜0. 5重量%好ましくは
0.01〜0.3重量%となるように菌体を含むVB+
z培養液に添加した後、塩酸などの酸溶液でpHを5.
0〜7.0、好ましくはp Hを6.0〜6.5に調整
し、80〜100℃好ましくは95〜lOO℃に加熱す
るか、あるいは加圧下でl00〜121℃に加熱して1
5〜60分間、好ましくは20〜40分間VB+zを抽
出する。VB+z抽出後、遠心分離などの操作で固液分
離を行い、VB2を含んだ上澄液を得る・。
以上の操作において、シアンイオンはVB.■分子中に
存在するコバルト原子の上方配位子をシアノ基に置換し
てモノシアノ型とし、VB.■抽出以降の操作中にVB
12が光や熱により分解されるこ?を防ぐ目的で添加す
る。しかしこの濃度があまり低いと、VB,.分子中の
コバルト原子の上方配位子がシアノ基で置換されていな
いVB12が残在し、光や熱による分解を受けて収量の
著しい低下をきたす。また、あまりに多量のシアンイオ
ンを使用することは、シアンイオンが強い毒性を有する
ことから好ましくない。また、抽出温度はあまりに低い
温度では菌体の破壊が不十分でVB1zが十分に抽出液
側へ移行せず、一方あまりに高い温度ではVB12抽出
率は変わらず却って他の夾雑物質を多量に抽出し、後段
の分離精製において不利である。なお、抽出時間につい
ても、抽出温度と同様なことが言える。
次に、多量のvBIzを菌体外へ分泌する微生物種を回
分式で培養した場合には、前処理として菌体を含むVB
+z培養液を遠心分離などの操作で固液分離して菌体を
除き、VB+zを比較的高濃度に含有する上澄液を得て
これを吸着樹脂による精製に供する.この際、菌体中に
残留する少量のVB12をも抽出する場合には、固液分
離操作で得られ?沈殿に、前記の、菌体内に多量のVB
.■を蓄積する微生物種の培養液に実施したと同様の抽
出操作を行えばよい。また、多量のVB+zを菌体外へ
分泌する微生物種をたとえばシリカやガラスを素材とす
る多孔性担体に付着させてこれをカラムなど6こ充填し
、当該カラムに液体培地を連続的に通液して付着微生物
を培養する、いわゆる固定床式で培養した場合には、菌
体をほとんど含まず、しかもVB.tおよびその誘導体
を比較的高濃度に含有する溶液を連続的に得ることがで
き、この場合には得られたVB.■含有液を何ら前処理
することなく直接吸着樹脂による精製に供することが可
能である。
なお上述したVB+zを菌体外に分泌する微生物種を培
養して得られたVB12含有液を使用する場合で、ここ
までのVB12含有液調整操作の中でVS+Zがシアノ
化されていない時は、吸着樹脂へのVB.zの吸着に先
立って以下のようにしてVB+z分子中のコバルト原子
の上方配位子をシアノ基で置換したモノシアノ型とし、
以降の分離精製操作?にVB+zが光により分解される
ことを防ぐことができる。すなわち、VB12含有液に
シアンイオンを含む塩類たとえばシアン化カリウムを最
終濃度0. 0 0 5〜0. 5重量%、好ましくは
0.01〜0.3重量%となるように添カロした後、塩
酸などの酸溶液でp■4を5.0〜7.01好ましくは
p H 6. 0〜6.5に調整し、かつ液温を約50
℃として1〜10時間、好ましくは2〜5時間放置して
、VBHzをモノシアノ型とする。
また、このシアノ化の操作は、後述するVBの吸着樹脂
への吸着が完了した後に、VB+zを吸着した吸着樹脂
を、前記と同様の濃度およびpHのシアンイオンを含む
溶液と約50℃の温度条件下で接触させて行うこともで
きる。
以上のようにして得られたVB12含有液を吸着樹脂に
よる吸着分離(精製)処理に供する。ここで使用する吸
着樹脂としては、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体
よりなるイオン交換能を有しない吸着樹脂で、たとえば
アンパーライトXAD−2、XAD−4、XAD−20
00  (0−ムア?ドハース社fM) 、あるいはこ
れらの同等物を使用することができる。吸着樹脂はVB
12含有液との接触に先立ってあらかしめメタノール、
エタノールなどで膨潤させ、次いで脱気純水で置換して
おき、その後V B + 2含有液との接触に供する。
V B +■含有液と吸着樹脂の接触方法は、吸着樹脂
をカラムに充填し、これにVB,.含有液を下降流、ま
たは上昇流で通液するカラム法によってもよいし、VB
.■含有液を適当な容器に採り、適量の吸着樹脂を添加
して攪拌することにより接触させるバノチ法によっても
よい。
VB12の吸着が完了した後、当該湿潤樹脂に対し、5
〜3 0 A/e−湿潤樹脂、好ましくは10〜2 0
 g/ff−湿潤樹脂の量の脱気純水で洗浄し、非吸着
性の夾雑物質を除去する。
以上の吸着樹脂への■Blzおよびその誘導体の吸着と
非吸着性物質の洗浄の操作において、VBl■誘導体の
種類によっては、脱気純水に代えて特定のpHの溶液を
使用し、■Bl■およびその誘導体の吸着樹脂への吸着
効率、あるいは夾雑物質の洗浄効率を高めることもでき
る。すなわち、VB2誘導体がその分子中に含有する解
離基の種類に応じて適当なpHを設定し、その解離基の
′Fg離を押さえることにより、該VB+z誘導体をよ
り疎水性として吸着樹脂への吸着効率を高め、同時に当
該p I1において、より親水性となる夾雑物質が存在
した場合には、これらの洗浄をより容易とすることがで
きる。たとえばVB+2分子中のテトラビロール環の外
側に位置するアミド基が、カルボキシル基で置換された
誘導体くコビリン酸など〉を多量に含むvBI!含有液
を処理する場合には、吸着樹脂へのVB1zおよびその
誘導体の吸着と、非吸着性物質の洗浄の操作において脱
気純水に代えてp H 5以下、好ましくはp H 3
. 0〜5.0さらに好ましくは1)H約4の酸性溶液
、たとえば酢酸緩衝液などを使用することにより、吸着
樹脂へのVS+Zおよびその誘導体の吸着効率を高める
ことができる。
次に、吸着樹脂よりVBIzを脱着させるには、1〜5
 1/l−湿潤樹脂のメタノールなどの低級?ルコール
類や、アセトンなどの低級ケトン類、酢酸エチルなどの
低級エステル類、またはジエチルエーテルなどの低級エ
ーテル類の有機溶媒、あるいはこれらの水溶液を吸着樹
脂に接触させ、■B12を吸着樹脂より溶離させる。
得られたVBI2粗精製液をたとえばロータリーエハポ
レーターを用いて減圧下に加熱するなどの操作によって
前記有機溶媒を除き、VB12粗精製品を得る。このV
B.■粗精製品は、なお少量の夾雑物質を含有し、また
VB.zそのものについても培養した微生物種とその培
養条件により複数の■lff21体の混合物として得ら
れている。
このV B l 2粗精製品に対し、下記のようにイオ
ン交換クロマトグラフィーを実施することにより、残留
する少量の夾雑物質を排除すると同時にVB2を複数の
各mN体に分離して回収することが可能となる。
当該イオン交換クロマトグラフィーで使用する陰イオン
交換樹脂としては、デキストラン、アガロース、セルロ
ースなどの親水性高分子を母体と?、第4級アンモニウ
ム基、あるいは第3級アミン基などの塩基性基をイオン
交換基とする樹脂、たとえばQAE−Sephadex
 A−25、A−50、DEAE−Sephacel 
(ファルマシア社製)などや、あるいはこれらの同等物
を使用することができる。
イオン交換クロマトグラフィーに先立って、陰イオン交
換樹脂を常法にしたがって、あらかじめpH 8. 0
〜12.0、好ましくはp H 8. 5〜10.0の
アルカリ性の溶液、たとえば緩衝溶液で平衡化させてお
く。緩衝溶液としては0.03〜0.5M、好ましくは
0.05〜0. 1 Mのグリシン緩衝液、あるいは同
濃度のトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン緩衝液
などで、中性塩としてたとえば塩化ナトリウムなどを0
. 0 0 5〜0. 0 5 M、好ましくは0.0
1〜0.03M有する物を使用することができる. VB12を陰イオン交換樹脂へ吸着させるには、前記の
V B + 2粗精製品を、たとえば前記の陰イオン交
換樹脂を平衡化させたのと同一の緩衝液で溶解してアル
カリ性とし、陰イオン交換樹脂力ラム?流速5 〜4 
0 c@/ h、好ましくは工5〜25cm/hでa?
夜して吸着させる。
吸着後、引き続いて当該緩衝液を同一の流速で通液し、
非吸着性の物質を溶出する。
さらに、アルカリ性条件下、たとえばp H 8〜l2
、好ましくはp H 8. 5〜10.0の緩衝液中の
塩濃度を初!t11 濃度から2.0Mまで直線的(線
形)、あるいは段階的に上昇させることにより、夾雑物
質とVB.■を分離するとともに、VB12を各3A 
AY体に分離して回収する。
また、上述のようにして得たV B l■画分、あるい
はその誘導体の両分を常法にしたがってゲルろ過などの
方法で脱塩した後、真空凍結乾燥などの方法で乾燥する
ことによりVB12あるいはその誘導体の結晶粉末とし
て得ることができる。
〈発明の効果〉 以上説明したように本発明のVB,.およびその誘導体
の分離回収方法によれば、VBI■およびそのRM i
体の生産を目的として培養した微生物の培養液から安価
で、且つ工業規模に適用可能な手法?よりVB12を各
誘導体に分離して回収することができる。
く実施例〉 以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明する
が、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。
VB12生産菌である、メタノサルシナ属に属するメタ
ノサルシナバーケリDSM8 0 4を固定床弐で連続
培養してVB12を比較的高濃度に含む流出液(以下V
B.2含有液という)を得た。
得られたVB12含有液のVB12含有量は、7.0■
/lであり、pHは6.5であった。なおVB..含有
量はVB.■をジシアノ型とした後、UV値(ε:+a
v= 3 0. 4 X 1 0 3M−’(J−’)
で測定した。
このVB+z含有’t&11を以下の分離精製の原料と
した。
あらかじめ100%メタノール中で一晩浸漬しておいた
吸着樹脂アンバーライトXAD−2  (口−ムアンド
ハース社製)50m6をカラム(内径2cffiφ、高
さ16cm)に充填し脱気純水で置換し、?着樹脂の前
処理を完了した。次いで前記のVBl■含有液を脱気し
た後、アンバーライトXAD−2充填カラムに通液し、
VB.■を吸着させた。VB+2含有液を全量通液した
後、脱気した0.3重量%シアン化カリウム溶液(p 
H6.5)  l O Omlを50℃に加温しながら
通液し、V B + tのモノシアノ化を行った。次に
、脱気純水4 0 0mlを通液して非吸着性の夾雑物
質を排除し、続いて100%メタノーノレ2 5 0m
lを通液してVB.■を冫容離した。このVB+!?容
離液をロータリーエバボレーター(40℃)によって蒸
発乾固させ、VB.■粗精製品を得た。
次に、このVBI!粗精製品を0.05Mグリシン0.
01M塩化ナトリウム緩衝液(pH9.5)10mlで
溶解し、その内のlmj2をあらかしめ同一の緩衝液で
常法にしたがって平衡化させてあるロAE−Sepha
dex A−25 (ファルマシア社製〉のカラム(内
径1cllφ、高さ12cm)に流速0. 3 m #
 /m i n (2 3cIM/ h)で通液して吸
着させた。引き続いて当該緩衝液を吸着時と同一流速で
1時間?1 8mA)通液した後、4時間をかけて緩衝
液中の塩化ナトリウム濃度を0.OIMから0.1Mと
する線形濃度勾配を与え、V B + 2を各々の誘導
体に分離して溶出させた。
図面は本実施例におけるイオン交換クロマトグラフィー
のクロマトグラムを示しており、図面において横軸はフ
ラクション思を示し、■フラクションあたりの液量は3
.Q m lである。左側の縦軸は波長3 6 0 n
mの吸光度を示し、右側の縦軸は塩化ナトリウムの濃度
を示している。また、図の上部に記入した物質名はVB
Iffi誘導体の名称であり、各々の物質の溶出した位
置を示している。
図面に示すフラクションN[13〜6、N[19〜l2
、およびlt14〜22を各々集め、常法にしたがって
Sephadex G−15 (ファルマシア社製)で
脱塩し、VB12精製品を得た。
得られたVB+z精製品について電気泳動と高速液体ク
ロマトグラフィーにより、誘導体の同定を行ったところ
、図面における寛3〜6の画分が■B12ファクター■
、弘9〜12の両分がVB+zフ?クターBであり、階
14〜22の画分がコビリン酸であることが分かった。
各々の誘導体の収量は、VB,ファクターII1 1.
4mg/l一原料V B + t含有液、■B12ファ
クターB2.6■/1一原料VB,.含有液、コビリン
酸2.6rrgl1一原料VB12含有液であった。
【図面の簡単な説明】
図面は実施例におけるイオン交換クロマトグラフィーの
クロマトグラムを示す. フラクションNO.

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ビタミンB_12およびその誘導体を生産する能力を有
    する微生物の培養液からビタミンB_12およびその誘
    導体を分離、回収するにあたり、当該培養液に必要に応
    じて抽出などの前処理を施してビタミンB_12および
    その誘導体を比較的高濃度に含有する溶液を得た後、当
    該含有液をスチレン−ジビニルベンゼン共重合体よりな
    るイオン交換能を有しない吸着樹脂に接触させてビタミ
    ンB_12およびその誘導体を吸着させ、次いで該吸着
    樹脂からビタミンB_12およびその誘導体を有機溶媒
    を用いて溶離し、さらに該溶離液中の有機溶媒を除いた
    後、当該溶離液をアルカリ性とし、あらかじめアルカリ
    性の溶液で処理した親水性母体の陰イオン交換樹脂に接
    触させてビタミンB_12およびその誘導体を吸着させ
    、次いでアルカリ性条件下で塩溶液の塩濃度を順次上昇
    させながら、当該塩溶液を前記陰イオン交換樹脂に接触
    させることにより、ビタミンB_12およびその誘導体
    を分離、脱着することを特徴とするビタミンB_12お
    よびその誘導体の分離回収方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1996019490A1 (de) * 1994-12-22 1996-06-27 Georgios Pandalis Vitamin b12-haltige sanddornkonzentrate oder -extrakte
CN103965275A (zh) * 2014-05-27 2014-08-06 中国科学院成都生物研究所 一种链霉菌发酵代谢产物新奥霉素的分离提取方法

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WO1996019490A1 (de) * 1994-12-22 1996-06-27 Georgios Pandalis Vitamin b12-haltige sanddornkonzentrate oder -extrakte
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