JPH0489479A - 光学活性トリプトファンの回収方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学活性トリプトファン発酵液またはその中間
工程液から光学活性トリプトファンを回収する方法に関
する。

〔従来の技術〕

光学活性トリプトファンを製造する方法として、グルコ
ースなどを主原料として、バチルス属、ブレビバクテリ
ウム属、コリネバクテリウム属またはアルスロバクタ−
属等に属するトリプトファン生産菌を使用する発酵法が
あるが、従来の方法で得られる光学活性トリプトファン
粗結晶中には蛋白・着色物質等の不純物が含まれていた
。

この不純物は通常疎水性が大きいので通常の再結晶を行
なっても疎水性の大きいトリプトファン結晶の表面また
は結晶間に取り込まれ、その量が少量でも除去は容易で
はなかった。

従来、この不純物を除去する方法として、（１）トリプ
トファン粗結晶の溶解液を非イオン性交換樹脂に接液処
理して不純物を吸着させたのち、限外濾過膜によって濾
過処理を行なってから晶析する方法（特開昭５８−８９
５号公報）、（２）トリプトファン酵素反応液を酸性ｐ
Ｈ条件下、活性炭存在のもとで９５−１００℃で加熱後
、固液分離を行い、トリプトファンを含む濾液を非極性
多孔質樹脂に接触させ濃縮後、脂肪族低級アルコールを
添加する方法（特開昭６１−１２６０７０号公報）、 （３）晶析時にトリプトファン反応液をアルカリ側にｐ
ｎ調整し、低級アルコールまたはケトン類存在下、中和
晶析を行なう方法（特開昭５９−３９８５７　、同６０
−３０６９４．同６１−１２６０７号公報）等が知られ
ていた。

しかしながら、上記精製方法は、以下の点で実用上の問
題点が残されていた。

（１）トリプトファンはその分子構造に寄因する特異な
親和力により樹脂と強い分子吸着を示す性質があるので
、共存する着色物質等の不純物と共に吸・脱着する傾向
があって、これらの不純物を分離するためには樹脂工程
操作が複雑で、これに伴う吸着や溶離操作時のロスがあ
らた。

（２）トリプトファンが構造上不安定なインドール環を
有することに伴い、不純物量の多い発酵法によるトリプ
トファン含有溶液の場合は、活性炭存在下９５−１００
℃で加熱処理する際、分解着色物質の増加が避けられな
かった。

（３）トリプトファンの溶剤晶析は、不純物の除去性が
悪いこと、また、溶剤の取扱い、回収方法等が煩雑であ
った。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、従来の知見を踏まえ、光学活性トリプトファ
ンの回収率及び純度が高く、かつ操作上簡便な回収方法
を検討することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果
、トリプトファン発酵液から、光学活性トリプトファン
塩酸塩晶析法と同時中和晶析法を組み合わせることによ
り高純度の光学活性トリプトファンを高い回収率で取得
できることを見い出し、本発明を完成させた。すなわち
、本発明は、トリプトファン発酵液から光学活性トリプ
トファンを回収するに際し、該発酵液から菌体を除去し
、該菌体除去液に塩酸、または塩酸と塩素イオンを含有
する無機塩を添加させて光学活性トリプトファン塩酸塩
を晶析し分離後、該光学活性トリプトファン塩酸塩を溶
解させた溶液とアルカリ溶液とを晶析後のｐｎが３〜８
の範囲に保たれるように同時中和晶析せしめることを特
徴とする光学活性トリプトファンの回収方法に関する。

菌体の除去方法としては、遠心分離、加圧濾過、減圧濾
過、膜による濾過例えば精密濾過、限外濾過等その他公
知の方法で良いが、好ましくは、菌体と同時に蛋白も除
去できる限外濾過がよい。除菌する液のｐｎは特に限定
されないが、菌体・蛋白などの凝集による除去を考慮す
ると酸性側、好ましくは３〜５がよい。

菌体除去液中の光学活性トリプトファン濃度は５０　ｇ
／ｌ以上であることが好ましい。該濃度が５０　ｇ／ｌ
未満の場合は通常濃縮操作を行なう。

濃縮の方法については特に限定されない。例えば、加熱
による減圧濃縮、冷凍濃縮、逆浸透膜濃縮、あるいは、
これら単独又は組合せで濃縮を回分または連続で行って
もよい。但し、高温で加熱を行うとトリプトファンが分
解と着色物質を生成することから、８０℃以下、好まし
くは６０℃以下が望ましい。

次に、５０ｇ／ｆ以上の光学活性トリプトファン含有溶
液から光学活性トリプトファン塩酸塩を晶析させるにあ
たり、塩酸単独、または塩酸と塩素イオンを含有する無
機塩を添加する。塩酸のみを添加する場合は、光学活性
トリプトファン量に対し塩酸を２倍当量以上添加するの
が好ましい。

また、塩酸と塩素イオンを含有する無機塩を添加する場
合は、光学活性トリプトファン量に対し塩酸は１倍当量
以上で、塩素イオンを含有する無機塩は１倍当量以上と
するのが好ましい。塩素イオンを含有する無機塩として
は、塩化ナトリウム、塩化カリウム等溶解可能な塩であ
ればいずれでも用いることができる。

光学活性トリプトファン塩酸塩の晶析操作方法は、例え
ば、濃縮晶析・冷却晶析或いはこれら単独または組合せ
で、回分または連続で行うことができる。操作条件はで
きるだけ固液分離性のよい結晶を得ること及び晶析率を
上げる事に留意して、濃縮度や冷却温度、冷却速度など
を決めればよい。

晶析後、遠心分離機等により結晶を分離する。

得られた結晶は柱状晶である。

光学活性トリプトファン塩酸塩は通常水で溶解させる。

その際、光学活性トリプトファン塩酸塩濃度は５０ｇ／
β以上にすることが好ましい。該溶解液はアルカリ溶液
と晶析液（晶析スラリー）のｐＨが３〜８の範囲になる
よう同時中和晶析（後述）させることにより光学活性ト
リプトファン結晶を析出させることができる。ここで使
用するアルカリ溶液は経済性の観点から無機系が好まし
く、水酸化ナトリウム水溶液、アンモニア水などを挙げ
ることができる。これらの濃度については格別の制限は
ない。また、晶析後のｐＨが３〜８に保たれるような光
学活性トリプトファン塩酸塩溶解液とアルカリ溶液との
混合は、当該溶解液とアルカリ溶液を同時に少量ずつ晶
析槽（晶析缶）に徐々にフィードすること（同時中和晶
析という）により行なうことができる。同時中和晶析の
開始時は、必要であれば種晶を添加してもよいし、中和
速度（該溶解液とアルカリ溶液の同時フィードする速度
）を調節して自然超高させる。通常の中和速度は、晶析
スケールにもよるが、長時間かけた方が有利であり、０
．１〜１０’ｆ程度のスケールでは１〜４時間が適当で
ある。晶析温度はトリプトファンの分解を抑制する観点
から２０〜６０℃が好ましく、３０〜５０℃が最適であ
る。

同時中和晶析条件下で光学活性トリプトファン塩酸塩溶
解液とアルカリ溶液を晶析槽ヘフィードした後、更に晶
析液を冷却するのが光学活性トリプトファンの高収率（
回収率）を向上せしめる観点から好ましいことはもちろ
んである。

析出した光学活性トリプトファンの結晶は通常の固液分
離法によりｉ離されるが、特に遠心分離機を使用するの
がよい。

このように本発明の方法に従って得られた光学活性トリ
プトファンは高純度かつ高回収率である。

即ち、発酵液から光学活性トリプトファン含量９０％以
上の純度を得る為には、通常樹脂工程等の複雑な操作を
必要とし、直接晶析によって光学活性トリプトファン結
晶を取得した場合は低純度かつ回収率は５０〜７０％程
度である。しかるに、本発明の方法による光学活性トリ
プトファンの回収方法によると、収率７０％以上で純度
９０％以上の光学活性トリプトファンを取得することが
できる。

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明する。

〔実施例〕

Ｌ−）リプトファン発酵液３０１を３５％塩酸を用いて
ｐＨ３，５に調整し遠心分離によって菌体を除去した後
、減圧下、６０℃で、Ｌ−）リプトファン濃度が１８０
ｇ／ｌになるまで濃縮した。次に、この濃縮晶泥を５０
℃に保ちながら３５％塩酸をＬ−）リプトファンの３．
５倍゛当量及び、食塩をＬ−トリプトファンの３倍当量
添加し、５０ｔから１５℃まで１夜かけて冷却した後、
遠心濾過機で分離し、水で洗浄した。この結晶を６０℃
、２時間減圧乾燥してＬ−トリプトファン塩酸塩結晶１
５６ｇを得た。このＬ−）リプトファン塩酸塩結晶はＬ
−）リプトファン純度９５．７％であった。

こうして得られたＬ−）リブトファン塩酸塩１３０ｇを
１５０　ｇ／ｌの濃度になるよう水で溶解した液と２７
％水酸化ナトリウム水溶液を、晶析槽へｐＨ６，５にな
るよう添加速度を調節しながら３０℃で同時に導きなか
らＬ−トリプトファンを晶析したのち、遠心濾過機で分
離し、結晶を水で洗浄した。この結晶を６０℃、２時間
減圧乾燥して、Ｌ−）リプトファン結晶９２ｇを得た。

このＬ−）リプトファン結晶はＬ−）リプトファン含量
９６．４％であり、収率は発酵液中のＬ−）リプトファ
ンの７５％相当であった。

（比較例１） Ｌ−）リプトファン発酵液３０ｆを３５％塩酸によりｐ
Ｈ３，５に調整し遠心分離によって菌体を除去した後、
減圧下、６０℃で、Ｌ−）リプトファン濃度が１８０　
ｇ／ｌになるまで濃縮した。次に、この濃縮晶泥を５０
℃に保ちながら３５％塩酸をＬ−トリプトファンの５倍
当量相当添加し、５０℃から１５℃まで１夜かけて冷却
したのち、遠心濾過機で分離し、結晶を水で洗浄した。

この結晶を６０℃、２時間減圧乾燥してＬ−）リプトフ
ァン塩酸塩結晶１６１ｇを得た。このＬ−トリプトファ
ン塩酸塩結晶はＬ−トリプトファン純度９５．７％であ
った。

得られたＬ−トリプトファン塩酸塩１３０ｇを１５０　
ｇ／ｌの濃度になるよう溶解し、当該溶解液を晶析槽に
あらかじめ全量大れた後、３０℃で２７％水酸化ナトリ
ウム水溶液をかくはんしつつ滴下して、ｐＨ６，５とな
るよう中和晶析させたところ、結晶が微細化して、撹は
ん・分離等の操作が不能となった。

（比較例２） Ｌ−）リプトファン発酵液を３５％塩酸によりｐＨ３，
５に調整し限外濾過によって菌体を除去した後、減圧下
、６０℃で、Ｌ−）リプトファン濃度が１５０　ｇ／ｌ
になるまで濃縮した。この濃縮晶泥を６０℃から１５℃
まで冷却した後、遠心濾過機で分離し、結晶を水で洗浄
した。この結晶を６０℃、２時間減圧乾燥して、Ｌ−）
リプトファン結晶１０６ｇを得た。このＬ−）リプトフ
ァン結晶は純度が７１．８％、収率は６０％と低かった
。

４、発明の効果 以上のように、本発明によれば、樹脂処理や多量の有機
溶剤処理操作を行うことなく、晶析処理により高純度か
つ高回収率の光学活性トリプトファン結晶を析出させる
ことができる。また、樹脂処理による廃液がないため環
境保全の観点からも有効である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トリプトファン発酵液から光学活性トリプトファン
   を回収するに際し、 該発酵液から菌体を除去し、該菌体除去液に塩酸、また
   は塩酸と塩素イオンを含有する無機塩を添加させて光学
   活性トリプトファン塩酸塩を晶析し分離後、該光学活性
   トリプトファン塩酸塩を溶解させた溶液とアルカリ溶液
   とを晶析液のｐＨが３〜８の範囲に保たれるように同時
   中和晶析せしめることを特徴とする光学活性トリプトフ
   ァンの回収方法。 ２、菌体除去液を濃縮して光学活性トリプトファン濃度
   を５０ｇ／ｌ以上とした後に塩酸、または塩酸と塩素イ
   オンを含有する無機塩を添加する請求項１記載の方法。 ３、塩酸の添加量が、光学活性トリプトファンの２倍当
   量以上である請求項１記載の方法。 ４、塩酸と塩素イオンを含有する無機塩の添加量が、光
   学活性トリプトファンに対し、塩酸が１倍当量以上かつ
   塩素イオンを含有する無機塩の塩素イオンが１倍当量以
   上である請求項１記載の方法。 ５、光学活性トリプトファン塩酸塩を溶解させた溶液の
   濃度が５０ｇ／ｌ以上である請求項１記載の方法。