JPH0476677B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

塩基性アミノ酸は以前は蛋白質を分解して得ら
れるアミノ酸混合物から分離することによつて製
造され、現在では主に発酵法で生産されている。
そして発酵法においても中、酸性アミノ酸を副生
することから、塩基性アミノ酸の製造においては
常に中、酸性アミノ酸の除去が大きな問題であ
り、従来この分離除去は通例強酸性陽イオン交換
樹脂を用いて行なわれてきた。 このイオン交換樹脂法における問題点は塩基性
アミノ酸の収率と中、酸性アミノ酸の除去率の調
和を図ることにある。工業的生産においては収率
の低下は回避せねばならないから、イオン交換樹
脂処理液に中、酸性アミノ酸の混入が避けられ
ず、これらのアミノ酸がイオン交換樹脂処理液か
ら塩基性アミノ酸結晶を取得する際のトラブルの
原因になつていた。 本発明はイオン交換樹脂工程において簡便な方
法で中、酸性アミノ酸を分離淘汰しうる方法に関
するものである。 以下、本発明を詳細に説明する。 塩基性アミノ酸含有液とはリジン、アルギニ
ン、オルニチン、ヒスチジン等を含有する液であ
つて、例としてこれらのアミノ酸の発酵液、そこ
からこれらの塩基性アミノ酸を分離する中間工程
液、大豆蛋白などの蛋白質の加水分解液、そこか
らこれらの塩基性アミノ酸を分離する中間工程液
などを挙げることができる。発酵液から塩基性ア
ミノ酸を分離する中間工程液の例としては除菌発
酵液、粗結晶溶解液、晶析母液などを挙げること
ができる。 強酸性陽イオン交換樹脂は通常の市販のもので
よく、例えばダウエツクスHCR−W₂、デユオラ
イトＣ−20、ダイヤイオンSK−1B、アンバーラ
イトIR−120（いずれも商品名）の如きものであ
る。これらはNH₄、Naなどの塩型でもよく、ま
た遊離型でもよい。 吸着は塩基性アミノ酸含有液を該塩基性アミノ
酸が２価の陽イオンの形で存在しうるPHにおいて
強酸性陽イオン交換樹脂に接触させることにより
行なう。このPHは塩基性アミノ酸の種類により異
なるが大略４以下である。リジンの場合はPH4.0
以下である。吸着量の関係からPH１〜2.5程度が
特に好ましい。塩型のイオン交換樹脂を用いる場
合には原料液をこのようなPHに調整してイオン交
換樹脂層に供給すればよいが、遊離型を含むイオ
ン交換樹脂層に通液する場合には吸着によつて水
素イオンが放出されるので原料液の最適のPHはも
つと高くなる。すべてが遊離型の場合、たとえば
リジン発酵液の最適PHは４〜６適度になる。 塩基性アミノ酸が吸着されているイオン交換樹
脂に次に該塩基性アミノ酸と中性アミノ酸又は酸
性アミノ酸とを含有する液を塩基性アミノ酸が２
価の陽イオンの形で存在せずかつ１価の陽イオン
の形で存在しうるPHにおいて接触させる。中性ア
ミノ酸及び酸性アミノ酸は蛋白質を構成するもの
であつて、例えばグリシン、アラニン、バリン、
スレオニン、グルタミン酸、アスパラギン酸の如
きものである。アンモニウム、ナトリウム、カリ
ウム、カルシウム、マグネシウム等の無機イオン
は吸着している塩基性アミノ酸を離脱させるので
含まれていないことが望ましい。このような液の
例として、塩基性アミノ酸発酵液又はそこから塩
基性アミノ酸を分離する中間工程液を強酸性陽イ
オン交換樹脂層に通液して該塩基性アミノ酸を吸
着させた後アルカリを該イオン交換樹脂層に通液
して得られる中性アミノ酸および酸性アミノ酸が
溶離されてくる液区分、および実質的に前記の無
機イオンを含有しない晶析母液を挙げることがで
きる。この場合、中性アミノ酸および酸性アミノ
酸が溶離されてくる液区分は例えばPH、比重、屈
折率などを指標として分取することができるが、
この指標の分取時の数値は原料液の性状等によつ
て変化するから予め実験を行なつて定める必要が
ある。分取時点は中、酸性アミノ酸が完全に溶離
された時点である必要はなく、その後の工程へ支
障がない程度の移行は差しつかえない。溶離剤に
アンモニア水又はこれにアンモニウム塩を加えた
ものを用い、溶離液を濃縮してアンモニアを揮散
させた後、必要により酸を加えてPHを調整して濃
縮、冷却、有機溶媒の添加等により晶析した母液
は通常は実質的に無機イオンを含有しない晶析母
液である。 塩基性アミノ酸が２価の陽イオンの形で存在せ
ずかつ１価の陽イオンの形で存在しうるPHは塩基
性アミノ酸の種類により異なるが、例えばリジン
の場合にはPH4.0〜10.0である。このようなPHで
接触させることによつて、２価で吸着している塩
基性アミノ酸が１価に変わり、その結果イオン交
換樹脂は新たな塩基性アミノ酸を吸着することが
できるようになる。一方、このようなPH領域にお
いては中、酸性アミノ酸は専ら中性形ないし陰イ
オン形として存在するところから強酸性陽イオン
交換樹脂には吸着することができない。更に、イ
オン交換樹脂に既に吸着されている中、酸性アミ
ノ酸もイオン交換樹脂から離脱してしまうから、
この工程終了後のイオン交換樹脂に吸着されてい
るアミノ酸はほとんどが塩基性アミノ酸になる。
通液量は塩基性アミノ酸が漏出しない範囲にとど
めることはいうまでもない。無機イオンを含有す
る液を用いる場合には塩基性アミノ酸が漏出しや
すくなるので通液可能量が大巾に低下する。 溶離剤は通常用いられるものをそのまま用いれ
ばよく、例えばアンモニア水、水酸化ナトリウム
水溶液、あるいはこれらに塩化アンモニウム、塩
化ナトリウム等を加えたものを0.5〜５規定程度
の濃度にして用いる。 溶離液からの塩基性アミノ酸の分離は常法に従
つて行なえばよい。例えば、溶離剤にアンモニア
水を用いた場合には濃縮によりアンモニアを揮散
させた後、必要により塩酸を加えてPHを調整し、
更に濃縮後冷却晶析させて結晶を得ることができ
る。 本発明の方法においては溶離液の塩基性アミノ
酸純度が高いことからその後の晶析工程において
結晶の成長性が良好であり、しかも高純度の結晶
を容易に取得することができる。しかも、溶離液
の塩基性アミノ酸濃度が高まることによつて濃縮
に要するエネルギーも節減することができる。特
に、塩基性アミノ酸発酵液を原料とし、複数のイ
オン交換樹脂塔を用いて連塔吸着・連塔溶離を行
なう場合には、中、酸性アミノ酸の溶離液区分に
ついて容易に連続運転操作に組込むことができ
る。 実施例 １ ピートモラセスを主原料とするリジン発酵液を
菌体分離後、PH２に調整したものを供試液とし
た。供試液中のリジン含有量はリジン塩酸塩換算
で5.0ｇ／dlであつた。（以下リジン量はリジン塩
酸塩換算で示す。） 樹脂操作はダイヤイオンSK−1B（商品名）の
NH₄ 型を１ずつ充填した２塔を直列に連結
し、第１塔の上部より供試液２を毎分20mlで通
液した。次に第１塔より純水1.5で水洗を行な
つた。更に第１塔を切り離し、第２塔に第３塔を
連結し同様の操作を行なつた。 第１塔は2Nアンモニア２を毎分20mlで通液
し溶離し、更に純水２で水洗を行なつた。溶離
液はリジン濃度８ｇ/dl以上のものを集液し、そ
れ未満の溶離液は吸着第２塔に通液し、純水1.5
で水洗を行なつた。 同様の樹脂操作を10サイクル繰り返した。 本発明の効果を確認するために、対照として通
常の樹脂操作方法、すなわち、溶離液は全量集液
し、吸着工程に循環しない樹脂操作方法を10サイ
クル繰り返し実験を行なつた。溶離液の後部はと
もに糖度１以下の液をカツトした。 集液した溶離液の性状を下表に示す。（窒素純
度とは元素分析より求めた窒素中で、リジンの窒
素によるものの割合である。）

【表】 なお、リジンの樹脂工程での収率はどちらの方
法でも約98％であつた。 実施例 ２ ケーンモラセスを主原料とするアルギニン発酵
液を菌体分離後、PH２に調整したものを供試液と
した。供試液中のアルギニン含有量は4.0ｇ/dlで
あつた。実施例１における供試液の量２を３
に変え2Nアンモニア２を1Nアンモニア６に
変え、集液するアルギニン濃度は2.5ｇ/dl以上に
変え以下同様に処理した。集液した溶離液の性状
を下表に示す。（窒素純度とは、元素分析より求
めた窒素中でアルギニンの窒素によるものの割合
である。）

【表】 なお、アルギニンの樹脂工程での収率はどちら
の方法でも約94％であつた。 実施例 ３ 実施例１の従来法の溶離液を集液し、濃縮後塩
酸を添加し、PH5.0とし、更に濃縮してから冷却
し、結晶を分離し母液を調整した。晶析率約5.0
％。母液はリジン濃度34.2ｇ/dlで窒素純度は
72.1％であつた。 ダイヤイオンSK−1B（商品名）のNH₄ 型を
１ずつ充填した２塔に、実施例１と同一供試液
を各４を毎分40mlで通液後、純水1.5で水洗
を行なつた。 一方の樹脂はそのままで、もう一方の樹脂は母
液を５倍希釈後、300ml通液し、純水１で水洗
した後、2Nアンモニア２で溶離し、純水２
で水洗した。 溶離液の後部はともに糖度１以下をカツトし
た。 結果を下表に示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 塩基性アミノ酸含有液を該塩基性アミノ酸が
   ２価の陽イオンの形で存在しうるPHにおいて強酸
   性陽イオン交換樹脂に接触させて塩基性アミノ酸
   の少なくとも一部を２価の陽イオンの形で吸着さ
   せ、次いで該イオン交換樹脂に該塩基性アミノ酸
   と中性アミノ酸又は酸性アミノ酸とを含有する液
   を塩基性アミノ酸が２価の陽イオンの形で存在せ
   ずかつ１価の陽イオンの形で存在しうるPHにおい
   て接触させてから該イオン交換樹脂に溶離剤を通
   液して塩基性アミノ酸を溶離し、溶離液から塩基
   性アミノ酸を分離取得することを特徴とする塩基
   性アミノ酸の分離方法。 ２ 塩基性アミノ酸含有液が塩基性アミノ酸発酵
   液又はそこから塩基性アミノ酸を分離する中間工
   程液であり、該塩基性アミノ酸と中性アミノ酸又
   は、酸性アミノ酸とを含有する液が実質的に無機
   陽イオンを含有しないものである特許請求の範囲
   第１項記載の方法。 ３ 該塩基性アミノ酸と中性アミノ酸又は酸性ア
   ミノ酸を含有しかつ実質的に無機陽イオンを含有
   しない液が、塩基性アミノ酸発酵液又はそこから
   塩基性アミノ酸を分離する中間工程液を強酸性陽
   イオン交換樹脂層に通液して該塩基性アミノ酸を
   吸着させた後アルカリを該イオン交換樹脂層に通
   液して得られる中性アミノ酸および酸性アミノ酸
   が溶離されてくる液区分であるか実質的に無機陽
   イオンを含有しない晶析母液である特許請求の範
   囲第２項記載の方法。