JPH0342269B2

JPH0342269B2 -

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Publication number: JPH0342269B2
Application number: JP58211593A
Authority: JP
Priority date: 1983-11-10
Filing date: 1983-11-10
Publication date: 1991-06-26
Also published as: FR2554813A1; JPS60105498A; FR2554813B1; US4588818A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、不純物を含有する光学活性トリプト
フアン溶液、即ち、発酵液又は酵素反応液、およ
びそれらの中間工程液から光学活性トリプトフア
ンを回収する際に、そこに含まれる夾雑不純物を
除去して精製をより効果的に行うために、半透膜
処理と晶析法を組み合せた光学活性トリプトフア
ンの回収方法に関するものである。

Ｌ−トリプトフアンは、必須アミノ酸の一つで
あり、人体又は家畜の栄養源として有用である。
これらに用いるＬ−トリプトフアンは、品質の高
いものが要望されている。

トリプトフアンの製造法としては化学合成法、
発酵法、酵素法等が行われている。化学合成法は
ラセミ体の光学分割が必要である。発酵法、酵素
法は直接光学活性トリプトフアンを産生し得る
が、これらのプロス中には、多量の夾雑物及び色
素類を含んでいるために、そこからトリプトフア
ンを回収する工程及び操作は極めて煩雑である。

従来は、これらの夾雑不純物を除去する方法と
して、例えば、トリプトフアンを、陰イオン交換
樹脂に吸着、溶離し、更に陽イオン交換樹脂に吸
着、溶離してから晶析する方法（特開昭53−
11061）、或は、トリプトフアン粗結晶の溶解液を
非イオン交換樹脂に接液処理して不純物を吸着さ
せたのち、限外濾過膜によつて濾過処理を行つて
から晶析する方法（特開昭58−895）等がある。

しかしながら、トリプトフアンは分子構造によ
るところの特異な親和力を持つために樹脂と強い
分子吸着を示す性質があるので、着色等の不純物
と共に樹脂に吸・脱着する傾向があつて、これら
の不純物を分離するためには樹脂工程操作が複雑
化したり、或は吸着ロス、溶離残ロスなどの大き
なロスを伴なつてくる。又、樹脂工程では多くの
水、酸、アルカリ、有機溶媒等が使われるために
副原料、廃液処理、エネルギー費が多大になる。
更に晶析においても光学活性トリプトフアン結晶
は着色等の不純物を吸着して結晶形が乱れ易く、
しかも集合晶を形成して結晶の間隙に不純物を多
く包含し易いことなどから樹脂を用いないで高収
率かつ高品質の光学活性トリプトフアンを得る方
法は知られていない。

本発明者らは、イオン交換樹脂等の樹脂工程を
含まない光学活性トリプトフアン回収プロセスを
検討した結果、不純物を多量に含むところの発酵
液又は酵素反応液、およびそれらの中間工程液か
ら光学活性トリプトフアンを回収するに際し、先
ず半透膜濾過を行い、次いでその濾液をアルカリ
性下において、低級アルコールまたはケトン類を
存在させ、酸を添加しつつアルカリ側から中和晶
析することにより、極めて収率よく、しかも高品
質の光学活性トリプトフアンを回収できることを
見い出し、本発明を完成した。

即ち、発酵液又は酵素反応液、およびそれらの
中間工程液を半透膜を用いて濾過し、濾液を必要
により濃縮して、予め低級アルコールまたはケト
ン類を添加し、しかもこの溶液をNaOH，
NH₄OH等のアルカリ性の状態においてH₂SO₄、
HCl、酢酸等の酸を徐々に添加しながらアルカリ
側からPHを下げることによつて中和晶析を行う
と、酸添加の進行にともなつてトリプトフアンの
起晶と結晶成長が徐々に進行し、光沢のある六角
板晶の大きなα晶が得られる。

これは、アルカリ側からの中和晶析によるトリ
プトフアンの起晶と結晶成長の過程において、低
級アルコールまたはケトン類の存在が不純物によ
るα晶の起晶および結晶成長の阻害作用を緩和し
ているものと考えられる。

これに対して、トリプトフアンの水溶液で酸性
側からの中和晶析を行つた場合は、微細なα晶ま
たはβ晶の集合晶になり着色物質等の不純物混入
が多い。

例えば、半透膜を用いて濾過した濾液から濃縮
晶析或は、常法による中和晶析等で行つた場合の
トリプトフアン結晶は、微細晶からなる集合粒状
晶となり、褐色をおびて不純物を多く含有し、水
に溶解すると不純物によるにごりを呈する。

また一方、半透膜を用いないで、遠心分離した
上澄液のアルカリ性濃縮液を、低級アルコールま
たはケトン類の存在において中和晶析したトリプ
トフアン結晶は、同じ液から常法によつて晶析し
た場合より純度よく、着色、にごりが少い（特願
昭57−149752）。

しかるに、半透膜濾過と低級アルコールまたは
ケトン類の存在におけるアルカリ側からの中和晶
析法を組み合せた場合は、更に顕著な晶析性状の
向上がみられた。即ち、結晶の成長性がよくなつ
て過飽和の解消がスムースに行われるので、過大
な過飽和によつて起晶する微細晶の混入が殆どな
くなり、粒度の揃つた厚みのある六角板状の大き
な結晶が得られるようになつた。その結果、晶析
率は向上し、特に結晶分離性が極端に向上したた
め、トリプトフアン結晶の純度が極めてよく、着
色、およびにごり物質を母液中へ容易に淘汰でき
るようになつた。

この現象は、まさに半透膜濾過と、その濾液を
低級アルコールまたはケトン類の存在下において
アルカリ側から中和晶析するトリプトフアン晶析
法との組み合せによる相乗効果と考えられる。発
酵液等由来の不純物の中には溶存蛋白、色素、副
生物、分解生成物などを多く含んでおり、これら
のうちで晶析阻害する物質が半透膜濾過で除去さ
れることによつて、次の中和晶析工程でα晶が安
定に成長し、過大な過飽和による微細晶、或いは
β晶析出等がなく飛躍的な効果をもたらしたもの
と推定される。

本発明でいう発酵液又は酵素反応液とは、微生
物を用いて発酵したＬ−トリプトフアンのプロ
ス、又は酵素もしくは微生物を用いて反応させた
ＬおよびＤ−トリプトフアンの反応液をいう。中
間工程液とは、発酵液又は酵素反応液から、光学
活性トリプトフアンを分離取得する間の工程にお
けるトリプトフアン含有溶液であり、例えば除菌
液、濾過処理液、粗結晶母液、粗結晶溶解液、イ
オン交換樹脂処理液等がある。

半透膜とは、限外濾過および逆浸透濾過に使用
される通常の半透膜素材のものでよい。例とし
て、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、セルロ
ーズアセテート、ポリスルホン、ポリベンツイミ
ダゾール系などがある。膜の形式は、チユーブ
状、平膜、スパイラル、中空糸状等が挙げられ
る。分画分子量としては、500〜100000程度でよ
く、特に分画機能が500〜20000の範囲が効果的で
ある。

半透膜濾過を行う際の諸条件は、各々使用する
膜によつて指定されている範囲でよい。特に注意
すべき点としては、温度が高いところで長時間に
わたると、処理液の着色が増大する傾向がみられ
るので、好ましくは60℃以下で常温付近がよい。
また濾過残液中のトリプトフアン量が多いと収率
が下るので、濃縮された濾過残液を水で稀釈して
再濾過を繰り返すとよい。

濾液の濃縮方法は特に問わない。例えば、加熱
による減圧濃縮、冷凍濃縮、逆浸透膜濃縮、或は
これらを組み合せてもよい。その場合のPHは各濃
縮法に適した範囲で行えばよい。等電点（PH5.9）
付近でトリプトフアンの結晶が析出して支障をき
たす場合は、酸又はアルカリの溶液として濃縮し
てもよい。

トリプトフアンのアルカリ水溶液のアルカリは
NaOH、KOH、LiOH、NH₄OH等いずれでもよ
く、その量はトリプトフアンを溶解するのに十分
な量があればよい。

予め、晶析原液に添加すべき低級アルコールと
しては炭素数が１から４のものであつて、例えば
ｉ−プロパノール、ｎ−プロパノール、エタノー
ル、ｎ−ブタノール、メタノールの如きものであ
る。ケトン類としてはアセトン等があげられる。
これら低級アルコールやケトン類の添加量として
は5v／ｖ％以上の添加であれば顕著な効果が得
られるが、好ましくは10〜30％程度が実用的であ
る。

光学活性トリプトフアンは、通常α，βのいず
れかの結晶形であり、α晶が板状または鱗片状で
あるのに対し、β晶は微細晶の針状晶である。従
つて晶析はα晶で行なつた方が分離性がよく付着
母液も少なく高品質の結晶が得られる。これらは
ある温度（転移点）以上でα晶、それ以下ではβ
晶を示す。トリプトフアン転移点は60℃前後（水
系）であるが晶析系によつて異なつてくる。当該
系における正確な転移点は各晶析液を通常の晶析
法に付して得られた結晶を顕微鏡観察または粉末
Ｘ線回析等により調べることにより容易に測定で
きる。有機溶媒を添加すると転移点は低下するの
で、水系の場合に比べてより低い温度で安定にα
晶を得ることができ、結晶の純度および回収率を
高めることができる。

晶析温度は、前述のように、転移点以上である
が、転移点以上の温度範囲内であれば、晶析率を
上げるために中和晶析処理後濃縮処理および／ま
たは冷却処理を行なつてもよく、また種晶を使用
してもよいことはもちろんである。さらに、α晶
の析出後はこれを含む晶析原液を若干転移点以下
に冷却してもβ晶が直ちに生ずるとは限らないの
で、β晶が生ずる前に冷却を打切り、固液分離に
付すれば、やはり晶析率を上げ得ることがある
が、このような実施態様も本発明の範囲内であ
る。

晶出結晶を母液から分離するには特別の条件は
なく、公知の方法によつてよい。

以下、実施例により、本発明をさらに詳細に説
明する。

比較例１Ｌ−トリプトフアン発酵液（特開昭56−92796）
に35％HClをPH３まで加えて遠心分離した除菌液
10に30％NaOH溶液をPH12.5まで加えて濃縮し
た。この濃縮液1600ｇ（トリプトフアン含量10.6
％）中へ、酢酸を添加することにより45℃で２時
間かけてPH5.9まで中和晶析した。これを25℃ま
で冷却してから遠心分離した結晶上に、水500ml
を散布して洗浄した。これを70℃で減圧乾燥して
Ｌ−トリプトフアン結晶148ｇを得た。純度90.6
％、収率79.2％、透過率10％、0.3μミリポア濾過
して43％（透過率測定条件：Ｃ＝１、水、
430nm）。

比較例２比較例１で得た除菌液１に30％NaOH溶液
をPH12.5まで加えて濃縮した。この濃縮液133ｇ
（トリプトフアン含量12.7％）にイソプロピルア
ルコール30mlを加えてから、35％HClを添加しな
がら45℃で２時間かけてPH5.9まで中和晶析した。
これを25℃まで冷却してから遠心分離した結晶上
に少量の水を噴霧して洗浄した。これを70℃で減
圧乾燥してＬ−トリプトフアン結晶15.6ｇを得
た。純度93.4％、収率86.3％、透過率31％、0.3μ
ミリポア濾過して74％（比較例１と同一条件で測
定）。

比較例３比較例１で得た除菌液10を、旭化成工業(株)限
外濾過モジユールACL−1010（分画分子量13000）
を用い、35℃、圧力２Kg／cm²において濾過を行
い、濾液が約９得られたところで、濾過残液に
水６を加えて稀釈し、これを濾過して全濾液量
15.7を得た。

この濾液２に30％NaOH溶液をPH12.5まで加
えて濃縮した濃縮液202ｇ（トリプトフアン含量
10.4％）中へ、酢酸を添加することにより45℃で
２時間かけてPH5.9まで中和晶析した。これを25
℃まで冷却してから遠心分離した結晶上に少量の
水を噴霧して洗浄した。これを70℃で減圧乾燥し
て、Ｌ−トリプトフアン結晶18.1ｇを得た。純度
93.7％、収率80.8％、透過率34％、0.3μミリポア
濾過して62％（比較例１と同一条件で測定）。

実施例１比較例３で得た限外濾過液２に30％NaOH
溶液をPH12.5まで加えて濃縮した濃縮液155ｇ
（トリプトフアン含量13.2％）にイソプロピルア
ルコール40mlを加えてから、35％HClを添加しな
がら45℃で２時間かけてPH5.9まで中和晶析した。
これを25℃まで冷却してから遠心分離した結晶上
に少量の水を噴霧して洗浄した。これを70℃で減
圧乾燥してＬ−トリプトフアン結晶19.2ｇを得
た。純度98.7％、収率92.6％、透過率86％（比較
例１と同一条件で測定）比較例４比較例１で得たＬ−トリプトフアン粗結晶50ｇ
を水4.5に溶解し、帝人(株)逆浸透チユーブラー
モジユールPBIL、TL−215（ROミニテスター
Ｎ−型）を用い、35℃、圧力20Kg／cm²において
濾過を行い、濾液が約４得られたところで、濾
過残液に水2.5を加えて稀釈し、これを濾過し
て全濾液量6.4を得た。

この濾液３に30％NaOH溶液をPH12.5まで加
えて濃縮した濃縮液186ｇ（トリプトフアン含量
11.0％）中へ、酢酸を添加することにより45℃で
２時間かけてPH5.9まで中和晶析した。これを25
℃まで冷却してから遠心分離した結晶上に少量の
水を噴霧して洗浄した。これを70℃で減圧乾燥し
て、Ｌ−トリプトフアン結晶17.2ｇを得た。純度
98.4％、収率82.8％、透過率62％、0.3μミリポア
濾過して71％（比較例１と同一条件で測定）。

実施例２比較例４で得た逆浸透濾過液３に30％
NaOH溶液をPH12.5まで加えて濃縮した濃縮液
166ｇ（トリプトフアン含量12.4％）にイソプロ
ピルアルコール50mlを加えてから、35％HClを添
加しながら45℃で２時間かけてPH5.9まで中和晶
析した。これを25℃まで冷却してから遠心分離し
た結晶上に少量の水を噴霧して洗浄した。これを
70℃で減圧乾燥してＬ−トリプトフアン結晶18.6
ｇを得た。純度99.3％、収率88.5％、透過率97％
（比較例１と同一条件で測定）。

Claims

【特許請求の範囲】

１不純物を含有する光学活性トリプトフアン溶
液を半透膜濾過を行い、次いでこの液を、これ
に低級アルコールまたはケトン類を添加したの
ち、光学活性トリプトフアンの転移点以上の晶析
温度でアルカリ側から中和晶析に付し、析出結晶
を分離することを特徴とする光学活性トリプトフ
アンの回収方法。