JPH0559717B2 - - Google Patents

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JPH0559717B2
JPH0559717B2 JP10936783A JP10936783A JPH0559717B2 JP H0559717 B2 JPH0559717 B2 JP H0559717B2 JP 10936783 A JP10936783 A JP 10936783A JP 10936783 A JP10936783 A JP 10936783A JP H0559717 B2 JPH0559717 B2 JP H0559717B2
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JP
Japan
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threonine
reaction
acetaldehyde
aldolase
enzyme
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JP10936783A
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Japanese (ja)
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JPS602197A (en
Inventor
Masaaki Kato
Tetsuo Amamya
Teruzo Myoshi
Masahisa Ikemi
Hiroshi Oomine
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Denka Co Ltd
Original Assignee
Denki Kagaku Kogyo KK
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はスレオニン異性体の混合物にD−スレ
オニンアルドラーゼの単独又はD−スレオニンア
ルドラーゼとL−アロスレオニンアルドラーゼを
作用させてL−スレオニンを単離する方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for isolating L-threonine by reacting a mixture of threonine isomers with D-threonine aldolase alone or with D-threonine aldolase and L-allothreonine aldolase.

L−スレオニンは人間および動物の必須アミノ
酸のひとつであり、各種動、植物タンパク中の含
有量が比較的少ないことから食品および飼料添加
物として需要の大きなものである。
L-threonine is one of the essential amino acids for humans and animals, and is in great demand as a food and feed additive because its content in various animal and plant proteins is relatively low.

従来、L−スレオニンの有機合成法においては
異性体が副生し、これの分離が困難であるという
欠点があつたが、本発明者らはD−スレオニンと
D−アロスレオニンを選択的に分解してグリシン
とアセトアルデヒドを生成させる新規な酵素、D
−スレオニンアルドラーゼをDL−スレオニンに
作用させ、L−スレオニンを単離する方法を見出
し特願昭56−209984号として出願し、更にDL−
スレオニンおよびDL−アロスレオニンの混合物
にL−アロスレオニンを特異的に分解するL−ア
ロスレオニンアルドラーゼと、上記D−スレオニ
ンアルドラーゼを作用させることによつて、L−
スレオニン以外の異性体を分解させ、L−スレオ
ニンのみを純粋な形で取得する方法を見出し特願
昭56−209985号として出願した。これらの方法は
L−スレオニン以外の異性体を分解してグリシン
とアセトアルデヒドを生成させるものであるが、
原料としてL−スレオニンを含有するスレオニン
異性体の混合物を用いればL−スレオニンを容易
に単離でき、副生物のグリシンとアセトアルデヒ
ドも市場性の高いものであり、特にグリシンまた
はグリシンとアセトアルデヒドを出発物質とする
スレオニンの合成法と組合わせればこれらの副生
物を合成原料として再利用できるという優れた方
法である。
Conventionally, the organic synthesis method for L-threonine had the disadvantage that isomers were produced as by-products and it was difficult to separate them, but the present inventors have developed a method for selectively decomposing D-threonine and D-allothreonine. A novel enzyme that generates glycine and acetaldehyde, D
-We discovered a method for isolating L-threonine by letting threonine aldolase act on DL-threonine, and filed it as Japanese Patent Application No. 1984-209984.
L-allothreonine aldolase, which specifically decomposes L-allothreonine, and the above-mentioned D-threonine aldolase are allowed to act on a mixture of threonine and DL-allothreonine.
He discovered a method to obtain only L-threonine in pure form by decomposing isomers other than threonine, and filed the application as Japanese Patent Application No. 1985-209985. These methods decompose isomers other than L-threonine to generate glycine and acetaldehyde,
If a mixture of threonine isomers containing L-threonine is used as a raw material, L-threonine can be easily isolated, and the by-products glycine and acetaldehyde are also highly marketable. This is an excellent method in which these by-products can be reused as synthetic raw materials if combined with the method for synthesizing threonine.

しかしこの酵素反応をカラム法等の通常の方法
で実施すると、酵素反応中に生成するアセトアル
デヒドとグリシンが縮合したり、アセトアルデヒ
ドが自己縮合するのでアセトアルデヒドやグリシ
ンの回収率が極めて低く、反応液の着色も著しい
という問題点があつた。また酵素反応中にアルデ
ヒドが存在するとスレオニンアルドラーゼによる
逆反応を起こし、アセトアルデヒドとグリシンが
再結合してL−スレオニン以外の異性体を生ずる
という問題点もあり、さらにはアセトアルデヒド
と長時間接触するとアルドラーゼの活性が低下す
るといつた問題点があつた。
However, when this enzymatic reaction is carried out using a conventional method such as a column method, the acetaldehyde produced during the enzymatic reaction condenses with glycine, or acetaldehyde self-condenses, resulting in an extremely low recovery rate of acetaldehyde and glycine, resulting in coloration of the reaction solution. There was also a significant problem. Furthermore, if aldehyde is present during the enzymatic reaction, a reverse reaction occurs with threonine aldolase, and acetaldehyde and glycine recombine to produce isomers other than L-threonine. There was a problem that the activity decreased.

本発明者らは上記の問題点を解決すべく種々検
討を重ねた結果、D−スレオニンアルドラーゼの
単独又はD−スレオニンアルドラーゼとL−アロ
スレオニンアルドラーゼを内部に収容した反応器
にL−スレオニンを含有するスレオニン異性体の
混合物を入れ、生成するアセトアルデヒドを除去
しながらL−スレオニン以外の異性体を分解する
ことによつてアセトアルデヒドに起因する副反応
や酵素への悪影響がおさえられることを見出し
た。
As a result of various studies to solve the above problems, the present inventors found that L-threonine was contained in a reactor containing D-threonine aldolase alone or D-threonine aldolase and L-allothreonine aldolase. It has been found that side reactions caused by acetaldehyde and adverse effects on enzymes can be suppressed by adding a mixture of threonine isomers and decomposing isomers other than L-threonine while removing the acetaldehyde produced.

そこで本発明者らは、酵素や菌体の共存する反
応液から蒸留等の方法で直接的に除去しながら酵
素反応を実施したところ、酵素の反応性や活性の
安定性等の酵素使用効率、反応液から生成アセト
アルデヒドを除去する速度やエネルギー効率等の
生成アセトアルデヒド除去効率、アセトアルデヒ
ドに起因する副反応の程度、さらには大きな反応
装置を必要とするために反応装置効率が悪いな
ど、種々の点で十分に満足できる結果が得られな
かつた。これらの点につき更に研究を続けた結
果、上記した問題点は酵素反応と生成するアセト
アルデヒドの除去の同一反応系での実施に起因す
ることを見出した。したがつてこのような方法で
は、酵素の使用効率、生成するアセトアルデヒド
の除去効率および反応装置効率のすべてを同時に
満足させることは困難であることから、酵素反応
工程と生成アセトアルデヒド除去工程を分離して
実施し、かつ酵素反応により生成したアセトアル
デヒドは極力短時間に除去して、反応液中のアセ
トアルデヒド濃度を極力低くおさえる配慮が必要
であることを見出した。
Therefore, the present inventors conducted an enzyme reaction while directly removing enzymes and bacterial cells from the reaction solution in which they coexisted by a method such as distillation. The efficiency of removing the acetaldehyde produced from the reaction solution, such as the speed and energy efficiency of removing the acetaldehyde produced, the extent of side reactions caused by acetaldehyde, and the inefficiency of the reactor due to the need for a large reactor. A fully satisfactory result could not be obtained. As a result of further research on these points, it was discovered that the above-mentioned problems were caused by the enzymatic reaction and the removal of the generated acetaldehyde being carried out in the same reaction system. Therefore, with this method, it is difficult to satisfy all of the enzyme usage efficiency, the removal efficiency of the acetaldehyde produced, and the efficiency of the reactor at the same time, so the enzyme reaction step and the step of removing the acetaldehyde produced are separated. It has been found that it is necessary to remove the acetaldehyde produced by the enzymatic reaction in the shortest possible time to keep the acetaldehyde concentration in the reaction solution as low as possible.

即ち、生成アセトアルデヒドを酵素の共存する
反応液から蒸留等の方法で直接的に除去しながら
酵素反応を行なう方法とは異なりD−スレオニン
アルドラーゼの単独又はD−スレオニンアルドラ
ーゼとL−スレオニンアルドラーゼを内部に収容
した反応器と反応によつて生成するアセトアルデ
ヒドを連続的に除去する分離器を直列に接続した
反応装置にL−スレオニンを含有するスレオニン
異性体の混合物を供給し、生成するアセトアルデ
ヒドを分離器で直ちに除去して反応液に含まれる
アセトアルデヒドの濃度を低く抑えながらL−ス
レオニン以外の異性体を分解すれば生成アセトア
ルデヒドに起因する種々の問題点を解消して極め
て高効率にL−スレオニンのみを純粋な形で取得
しうることを見出し本発明を完成するに至つた。
That is, unlike the method of carrying out an enzyme reaction while directly removing the produced acetaldehyde from the reaction solution in which the enzyme coexists by a method such as distillation, this method uses D-threonine aldolase alone or D-threonine aldolase and L-threonine aldolase internally. A mixture of threonine isomers containing L-threonine is supplied to a reactor which is connected in series with a containing reactor and a separator that continuously removes acetaldehyde produced by the reaction, and the acetaldehyde produced is removed by the separator. If isomers other than L-threonine are decomposed while keeping the concentration of acetaldehyde contained in the reaction solution low by immediately removing it, various problems caused by the acetaldehyde produced can be resolved and only L-threonine can be purified with extremely high efficiency. The present inventors have discovered that it can be obtained in a suitable form, and have completed the present invention.

本発明の方法を実施例するには例えば、D−ス
レオニンアルドラーゼの単独又はD−スレオニン
アルドラーゼとL−アロスレオニンアルドラーゼ
(以下酵素と略記する)を内部に収容した反応器
と、酵素反応によつて生成したアセトアルデヒド
を反応液から連続して除去する分離器を直列に接
続した酵素反応装置を用い、L−スレオニンを含
有するスレオニン異性体の混合物(以下原料と略
記する)を一括して、又は連続して反応器に供給
してL−スレオニン以外の異性体を分解すると同
時に反応器内部の反応液を連続的にアセトアルデ
ヒド分離器に供給して生成するアセトアルデヒド
を反応液から連続的に除去し、この反応液を再び
元の反応器に連続して循環する。上記した循環操
作を繰返えすことによつて最終的にL−スレオニ
ン以外の異性体をすべて分解することができる。
また原料を連続して反応器に供給しながら反応液
の一部を抜出して上記操作を実施すればL−スレ
オニンを含む異性体の混合物からL−スレオニン
を連続して取得することができる。さらに、反応
装置を複数連結して連続的に反応を行う場合に
は、酵素反応装置を直列に接続し、原料を第1反
応器に連続的に供給し、最終段の反応装置からL
−スレオニン以外の異性体がすべて分解された反
応液を連続的に排出する。各反応器に供給する反
応液は前段の分離器から供給され、L−スレオニ
ン以外の異性体を分解すると同時に反応器内部の
反応液を分離器に連続的に供給して生成するアセ
トアルデヒドを連続的に除去し、この反応液全量
を次段の反応器に連続的に供給するか、あるいは
その一部を次段の反応器に連続的に供給し、残り
の反応液を元の反応器に再循環する。上記した反
応操作によつてL−スレオニンを含む異性体の混
合物からL−スレオニンを連続して取得すること
ができる。
To carry out the method of the present invention, for example, a reactor containing D-threonine aldolase alone or D-threonine aldolase and L-allothreonine aldolase (hereinafter abbreviated as enzyme) and an enzymatic reaction are used. A mixture of threonine isomers containing L-threonine (hereinafter abbreviated as raw material) is prepared either all at once or continuously using an enzyme reaction device in which separators are connected in series to continuously remove generated acetaldehyde from the reaction solution. At the same time, the reaction liquid inside the reactor is continuously fed to an acetaldehyde separator to continuously remove the generated acetaldehyde from the reaction liquid. The reaction solution is continuously circulated back to the original reactor. By repeating the above-described circulation operation, all isomers other than L-threonine can be finally decomposed.
Further, by carrying out the above operation by withdrawing a part of the reaction liquid while continuously supplying the raw material to the reactor, L-threonine can be continuously obtained from a mixture of isomers containing L-threonine. Furthermore, when multiple reaction devices are connected to perform a continuous reaction, the enzyme reaction devices are connected in series, the raw material is continuously supplied to the first reactor, and the L from the final stage reactor is
- Continuously discharge the reaction solution in which all isomers other than threonine have been decomposed. The reaction liquid supplied to each reactor is supplied from the separator in the previous stage, and at the same time isomers other than L-threonine are decomposed, the reaction liquid inside the reactor is continuously supplied to the separator to continuously generate acetaldehyde. Either the entire amount of the reaction liquid is continuously supplied to the next reactor, or a part of it is continuously supplied to the next reactor, and the remaining reaction liquid is recycled to the original reactor. circulate. By the above reaction operation, L-threonine can be continuously obtained from a mixture of isomers containing L-threonine.

本発明において使用する原料がL−アロスレオ
ニンを含有する場合にはD−スレオニンアルドラ
ーゼとL−アロスレオニンアルドラーゼの両者を
使用する。またL−アロスレオニンを含有しない
場合にはD−スレオニンアルドラーゼの単独でも
よい。ここでD−スレオニンアルドラーゼはD−
スレオニンおよびD−アロスレオニンに作用して
グリシンとアセトアルデヒドに分解する酵素であ
り、またL−アロスレオニンアルドラーゼはL−
アロスレオニンに作用して、グリシンとアセトア
ルデヒドに分解する酵素である。またこれら酵素
は酵素活性を発揮しうる形態であればよく、単離
精製品、半精製品、粗抽出液、さらには培養物、
生菌体、凍結乾燥菌体、アセトン乾燥菌体、熱処
理菌体あるいはこれら菌体のまま公知の手段で固
定化して用いてもよい。固定化法は担体結合法、
架橋法、包括法、カプセル化法などの公知法が広
く利用できる。
When the raw material used in the present invention contains L-allothreonine, both D-threonine aldolase and L-allothreonine aldolase are used. Further, when L-allothreonine is not contained, D-threonine aldolase alone may be used. Here, D-threonine aldolase is D-
It is an enzyme that acts on threonine and D-allothreonine to decompose it into glycine and acetaldehyde, and L-allothreonine aldolase is an enzyme that decomposes threonine and D-allothreonine into glycine and acetaldehyde.
It is an enzyme that acts on allothreonine and breaks it down into glycine and acetaldehyde. In addition, these enzymes may be in any form that can exhibit enzymatic activity, such as isolated purified products, semi-purified products, crude extracts, cultured products,
Live microbial cells, freeze-dried microbial cells, acetone-dried microbial cells, heat-treated microbial cells, or these microbial cells may be used as they are after being immobilized by known means. The immobilization method is carrier binding method,
Known methods such as a crosslinking method, an entrapping method, and an encapsulation method can be widely used.

D−スレオニンアルドラーゼを含む微生物とし
ては、例えばアルカリゲネス・ハエカリス
(Alcaligenes Faecalis)IFO−12669、シユード
モナス(Pseudomonas)DK−2 微工研菌寄第
6200号およびアリスロバクター(Arthrobacter)
DK−19微工研菌寄第6201号などが挙げられる。
またL−アロスレオニンアルドラーゼを含む微生
物として、例えばバチルスDK−315微工研菌寄
第6202号、シユードモナスDK−2微工研菌寄第
6200号、アリスロバクターDK−19微工研菌寄第
6201号、アルカリゲネス属についてはアルカリゲ
ネス・ハエカリス(Alcaligenes faecalis)IFO
12669号を挙げることができる。
Examples of microorganisms containing D-threonine aldolase include Alcaligenes Faecalis IFO-12669 and Pseudomonas DK-2.
6200 and Arthrobacter
Examples include DK-19 Microtechnical Research Institute No. 6201.
In addition, examples of microorganisms containing L-allothreonine aldolase include Bacillus DK-315, FEK No. 6202, and Pseudomonas DK-2, FEK No. 6202.
No. 6200, Arylobacter DK-19 Microtechnical Research Institute
No. 6201, Alcaligenes faecalis IFO for the genus Alcaligenes
No. 12669 can be mentioned.

本発明における反応器とはD−スレオニンアル
ドラーゼの単独又はD−スレオニンアルドラーゼ
とL−アロスレオニンアルドラーゼを内部に有す
る反応器であつて、D−スレオニンアルドラーゼ
とL−アロスレオニンアルドラーゼを用いる場
合、例えばD−スレオニンアルドラーゼとL−ア
ロスレオニンアルドラーゼを同時に固定化した固
定化酵素のカラム反応器のように2種類の酵素を
混合した状態であつてもよく、又は固定化D−ス
レオニンアルドラーゼカラム反応器と固定化L−
アロスレオニンアルドラーゼカラム反応器を直列
又は並列に接続した反応器のように分離した状態
であつてもよい。
The reactor in the present invention is a reactor containing D-threonine aldolase alone or D-threonine aldolase and L-allothreonine aldolase, and when D-threonine aldolase and L-allothreonine aldolase are used, for example, D - It may be a mixture of two enzymes, such as an immobilized enzyme column reactor in which threonine aldolase and L-allothreonine aldolase are immobilized at the same time, or an immobilized D-threonine aldolase column reactor and immobilization. Chemical L-
Allothreonine aldolase column reactors may be separated, such as reactors connected in series or in parallel.

反応器の構造としては、酵素を内部に収容し、
酵素を反応器の外部に流失することなく、反応液
を反応器の外部に流出させる出口と、反応器内部
に原料を流入させる入口を有するものであつて、
反応器内部に酵素を保持する方法として例えば連
続限外過法、連続遠心分離法、酵素又は菌体の
固定化などが挙げられる。装置の形式としては槽
式、充てん式、流動層式、移動層式など適宜選択
することができる。
The structure of the reactor is to house the enzyme inside,
It has an outlet that allows the reaction solution to flow out of the reactor without losing the enzyme to the outside of the reactor, and an inlet that allows raw materials to flow into the reactor,
Examples of methods for retaining the enzyme inside the reactor include continuous ultrafiltration, continuous centrifugation, and immobilization of enzymes or bacterial cells. The type of apparatus can be appropriately selected from tank type, packed type, fluidized bed type, moving bed type, etc.

本発明によるアセトアルデヒドの除去は反応器
内の反応液中アセトアルデヒドの濃度が50×10-3
モル/以下、好ましくは20×10-3モル/以下
になるように反応液からアセトアルデヒドを除去
することが好ましい。アセトアルデヒドの濃度が
高いとアセトアルデヒドの自己縮合やアセトアル
デヒドとグリシンの縮合反応によつてグリシン及
びアセトアルデヒドの回収率が低下し、又反応液
の着色も著しい。さらには酵素による逆反応を起
こしアセトアルデヒドとグリシンが再結合してL
−スレオニン以外の異性体を生じ、さらにアセト
アルデヒドによる酵素の失活も著しい。
The removal of acetaldehyde according to the present invention is performed when the concentration of acetaldehyde in the reaction solution in the reactor is 50×10 -3
It is preferable to remove acetaldehyde from the reaction solution so that the amount is less than mol/mol, preferably less than 20×10 -3 mol/mol. When the concentration of acetaldehyde is high, the recovery rate of glycine and acetaldehyde decreases due to self-condensation of acetaldehyde and condensation reaction of acetaldehyde and glycine, and the coloring of the reaction solution is also significant. Furthermore, a reverse reaction by enzymes occurs, and acetaldehyde and glycine recombine, resulting in L
- Isomers other than threonine are produced, and the enzyme is also significantly inactivated by acetaldehyde.

本発明におけるアセトアルデヒドの分離装置
は、反応液からアセトアルデヒドを連続的に分
離・除去する装置であればよく、例えば蒸留装
置、溶剤抽出装置、分離膜による分離装置、吸着
剤による吸着装置、化学的変換・除去装置、酵素
的変換除去装置など一般公知の方法が挙げられ
る。
The acetaldehyde separation device in the present invention may be any device that continuously separates and removes acetaldehyde from the reaction solution, such as a distillation device, a solvent extraction device, a separation device using a separation membrane, an adsorption device using an adsorbent, and a chemical conversion device.・Generally known methods such as a removal device and an enzymatic conversion removal device can be mentioned.

蒸留装置とは蒸留によつて反応液からアセトア
ルデヒドを除去する装置であつて、例えば平衡フ
ラツシユ蒸留装置、泡鐘塔蒸留装置、充てん塔蒸
留装置、濡壁塔蒸留装置など広く利用できる。蒸
留エネルギーの有効利用として、蒸気回収法、蒸
気再圧縮法、背圧利用法、多重効用法及び上記諸
方法の組合わせ方式などの蒸留方式を用いればエ
ネルギー経済の面で有利である。
A distillation device is a device for removing acetaldehyde from a reaction solution by distillation, and can be widely used, such as an equilibrium flash distillation device, a bubble column distillation device, a packed column distillation device, and a wet wall column distillation device. As an effective use of distillation energy, it is advantageous in terms of energy economy to use distillation methods such as a vapor recovery method, a vapor recompression method, a back pressure utilization method, a multiple effect method, and a combination method of the above-mentioned methods.

蒸留操作の圧力は目的に応じて適宜選択できる
が減圧下で実施すれば蒸留中にアセトアルデヒド
の自己縮合やアセトアルデヒドとグリシンの縮合
等の副反応が起きることを阻止できる。一般に蒸
留は10から150mmHgの圧力で、10から60℃の温度
で実施する。
The pressure of the distillation operation can be appropriately selected depending on the purpose, but if the distillation is carried out under reduced pressure, side reactions such as self-condensation of acetaldehyde and condensation of acetaldehyde and glycine can be prevented from occurring during the distillation. Distillation is generally carried out at a pressure of 10 to 150 mmHg and a temperature of 10 to 60°C.

アセトアルデヒド除去器の抽出装置とは抽出操
作によつて反応液からアセトアルデヒドを除去す
る装置であつて、例えば並流抽出装置、向流抽出
装置及び錯流抽出装置など広く利用できる。用い
る抽剤は水に難、不溶でスレオニンやグリシンを
溶解せず、アセトアルデヒドのみを溶解するもの
であればよく例えばアルコール類、エーテル類、
ケトン類、アミン類、環状アルカン類、ベンゼン
及びベンゼン誘導体、フエノール誘導体及び二環
式化合物等が挙げられる。これらの抽剤は単独あ
るいは2種以上組合せて用いることができる。反
応液と抽剤の比率はアセトアルデヒドの反応液、
抽剤の両相への分配係数により適宜選択できる。
又抽出相は蒸留等の方法でアセトアルデヒドを除
去して抽剤として再使用することもできる。
The extraction device of the acetaldehyde remover is a device that removes acetaldehyde from a reaction solution by an extraction operation, and can be widely used, such as a cocurrent extraction device, a countercurrent extraction device, and a mixed flow extraction device. The extractant to be used may be one that is poorly soluble in water, does not dissolve threonine or glycine, and dissolves only acetaldehyde, such as alcohols, ethers, etc.
Examples include ketones, amines, cyclic alkanes, benzene and benzene derivatives, phenol derivatives and bicyclic compounds. These extractants can be used alone or in combination of two or more. The ratio of reaction solution and extractant is acetaldehyde reaction solution,
It can be appropriately selected depending on the partition coefficient of the extractant into both phases.
Further, the extraction phase can be reused as an extractant by removing acetaldehyde by a method such as distillation.

分離膜による分離装置とは分離膜によつて反応
液からアセトアルデヒドを除去する装置であつて
例えば逆浸透膜による分離装置、液体膜による分
離装置イオン交換膜による分離装置、パーベーポ
レーシヨン(Pervaporation)法による分離装置
などが挙げられる。
A separation device using a separation membrane is a device that removes acetaldehyde from a reaction solution using a separation membrane, such as a separation device using a reverse osmosis membrane, a separation device using a liquid membrane, a separation device using an ion exchange membrane, and a pervaporation device. ) method, etc.

吸着剤による吸着装置とは吸着操作によつて反
応液からアセトアルデヒドを除去する装置であつ
て、例えば活性炭等の無機吸着剤を使用する吸着
装置、アミノ基を有するイオン交換樹脂や吸着樹
脂等の有機吸着剤を使用する吸着装置などが挙げ
られる。
An adsorption device using an adsorbent is a device that removes acetaldehyde from a reaction solution through an adsorption operation. For example, an adsorption device that uses an inorganic adsorbent such as activated carbon, or an adsorption device that uses an inorganic adsorbent such as activated carbon, or an adsorption device that uses an inorganic adsorbent such as an ion exchange resin or an adsorption resin that has an amino group. Examples include adsorption devices that use adsorbents.

化学的変換除去装置とは反応液中のアセトアル
デヒドを有機合成化学的に他の物質に変換する装
置であつて、例えば接触還元装置、アセトアルデ
ヒドに亜硫酸水素ナトリウムを付加して亜硫酸塩
化物に変換する反応装置などが挙げられる。
A chemical conversion/removal device is a device that converts acetaldehyde in a reaction solution into other substances using organic synthesis chemistry, such as a catalytic reduction device, a reaction device that adds sodium bisulfite to acetaldehyde and converts it into sulfite chloride. Examples include equipment.

酵素的変換除去装置とはアセトアルデヒドを酵
素反応で他の物質に変換する酵素反応装置であつ
て、酵素反応としては例えばアセトアルデヒドデ
ヒドロゲナーゼやアルデヒドオキシダーゼでアセ
トアルデヒドを酸化して酢酸に変換する反応、ア
ルコールデヒドロゲナーゼでアセトアルデヒドを
還元してアルコールに変換する反応などがあげら
れる。
An enzymatic conversion/removal device is an enzymatic reaction device that converts acetaldehyde into other substances through an enzymatic reaction. Examples of enzymatic reactions include the reaction of oxidizing acetaldehyde to acetic acid using acetaldehyde dehydrogenase or aldehyde oxidase, and the reaction of converting acetaldehyde into acetic acid with alcohol dehydrogenase. Examples include reactions that reduce acetaldehyde and convert it into alcohol.

上記したアセトアルデヒド除去方法及び装置は
単独又は2種以上組合せて用いてもよく、スレオ
ニンとグリシンの分離方法及び装置と組合わせて
用いることもできる。
The acetaldehyde removal method and device described above may be used alone or in combination of two or more, and can also be used in combination with the threonine and glycine separation method and device.

本発明の方法に用いるL−スレオニンを含有す
るスレオニン異性体の混合物は公知のいかなる方
法で得たものであつてもよいが、本発明の方法は
L−スレオニン以外の異性体を分解してL−スレ
オニンを得るものであり、一方副産物がグリシン
とアセトアルデヒドであるから、グリシン又はグ
リシンとアセトアルデヒドを出発物質とするスレ
オニンの合成法はこれらの副産物を合成原料とし
て再利用できるので好適である。
The mixture of threonine isomers containing L-threonine used in the method of the present invention may be obtained by any known method, but in the method of the present invention, isomers other than L-threonine are decomposed and L-threonine is -Threonine is obtained, and the byproducts are glycine and acetaldehyde. Therefore, a threonine synthesis method using glycine or glycine and acetaldehyde as starting materials is suitable because these byproducts can be reused as raw materials for synthesis.

スレオニン異性体の混合物にD−スレオニンア
ルドラーゼの単独又はD−スレオニンアルドラー
ゼとL−アロスレオニンアルドラーゼを作用させ
るには、要はスレオニン異性体の混合物と該酵素
を水性媒体中で接触させればよい。スレオニン異
性体の濃度は酵素活性を著しく阻害しない程度で
あればよいが、0.1〜2モル/程度が好ましい。
反応の溶媒は原則として水であるが、酵素反応を
阻害しない程度の有機溶媒が含まれていてもよ
い。反応時のPHは使用する酵素によつて異なる
が、例示した微生物が産生する酵素の場合には6
から10付近のPHが好ましい。
In order to cause D-threonine aldolase alone or D-threonine aldolase and L-allothreonine aldolase to act on a mixture of threonine isomers, the mixture of threonine isomers and the enzyme may be brought into contact in an aqueous medium. The concentration of the threonine isomer may be at a level that does not significantly inhibit the enzyme activity, but is preferably about 0.1 to 2 mol/mole.
The solvent for the reaction is, in principle, water, but an organic solvent may be included to the extent that it does not inhibit the enzymatic reaction. The pH during the reaction varies depending on the enzyme used, but in the case of the enzyme produced by the microorganisms shown, it is 6.
A pH of around 10 is preferable.

酵素反応の反応温度は使用する酵素によるが例
示した微生物が産生する酵素の場合には10から55
℃の範囲が好適である。また酵素反応の操作圧力
は減圧から加圧まで適宜選択することができる。
The reaction temperature of the enzymatic reaction depends on the enzyme used, but in the case of enzymes produced by microorganisms, it is 10 to 55.
A range of 0.degree. C. is preferred. Further, the operating pressure for the enzyme reaction can be appropriately selected from reduced pressure to increased pressure.

例示した微生物の酵素の場合には補酵素として
10-3から10-6M程度のピリドキサール5′−リン酵
素を共存させると酵素反応を促進させ、かつまた
酵素活性を安定化させることができる。またメル
カプトエタノール、亜硫酸イオン、ジチオスレオ
トール、Mn2+,CO2+,Fe2+,Mg2+等を共存さ
せると酵素活性を活性化、安定化させることがで
きる。
In the case of the microbial enzymes shown, as coenzymes
The coexistence of about 10 -3 to 10 -6 M of pyridoxal 5'-phosphorus enzyme can promote the enzyme reaction and also stabilize the enzyme activity. Furthermore, when mercaptoethanol, sulfite ions, dithiothreotol, Mn 2+ , CO 2+ , Fe 2+ , Mg 2+ , etc. coexist, enzyme activity can be activated and stabilized.

反応終了後は反応液からイオン交換樹脂処理、
晶析、活性炭等で精製、脱色して、この精製、脱
色液を濃縮することによつてL−スレオニン結晶
を純粋な形で取得することができる。反応液から
グリシンを分離するには、例えばイオン交換樹脂
を用いたクロマトグラフイーや金属錯体化による
分別晶析法などによつて容易に分離して回収する
ことができる。
After the reaction is complete, the reaction solution is treated with an ion exchange resin,
L-threonine crystals can be obtained in a pure form by crystallization, purification and decolorization using activated carbon, etc., and concentrating the purification and decolorization liquid. Glycine can be easily separated and recovered from the reaction solution by, for example, chromatography using an ion exchange resin or fractional crystallization using metal complexation.

次に本発明を実施例について説明するが本発明
はこれによりなんら限定されるものでない。
Next, the present invention will be explained with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実施例中スレオニン、アロスレオニン、および
グリシンは第3級−ブチルアルコール:メチルエ
チルケトン:水:濃アンモニアの比が4:3:
2:1の混合液を展開溶媒としてペーパークロマ
トグラフイーを行ない、ニンヒドリンで発色させ
てグリシン、スレオニン及びアロスレオニンのス
ポツトを切り抜き硝酸銅を0.005%含むメタノー
ルで抽出して比色定量する方法とアミノ酸自動分
析計(日本電子:JLC−6AH)による分析法を
併用して定量し、L−スレオニンの定量はストレ
プトコツカス・フアエカリス(Streptococcus
faecalis)ATCC8043を定量菌株とする微生物定
量法により行なつた。
In the examples, threonine, allothreonine, and glycine were prepared in a ratio of tertiary-butyl alcohol: methyl ethyl ketone: water: concentrated ammonia: 4:3:
A method of performing paper chromatography using a 2:1 mixture as a developing solvent, developing color with ninhydrin, cutting out spots of glycine, threonine, and allothreonine, and extracting with methanol containing 0.005% copper nitrate for colorimetric determination and amino acids. L-threonine was quantified using an analysis method using an automatic analyzer (JEOL: JLC-6AH).
The microbial assay was performed using ATCC8043 (A. faecalis) as the quantitative bacterial strain.

また、アセトアルデヒドはPEG6000のカラム
(6m)を用いたガスクロマトグラフイーで定量し
た。
In addition, acetaldehyde was quantified by gas chromatography using a PEG6000 column (6m).

酵素活性は菌体10mg又は固定化酵素剤0.1gを
各酵素活性に対応したスレオニン異性体50mM、
ピリドキサール5′−リン酸0.1mMを含むPH8.5の
リン酸緩衝液5mlに分散し、35℃で60分間振とう
しながら反応させたのち、反応液中の生成グリシ
ン量を定量して求めた。尚、1分間に1μモルの
グリシンを生成する酵素活性を1U(単位)とし
た。
For enzyme activity, add 10 mg of bacterial cells or 0.1 g of immobilized enzyme preparation to 50 mM of threonine isomer corresponding to each enzyme activity.
Pyridoxal 5'-phosphoric acid was dispersed in 5 ml of phosphate buffer of pH 8.5 containing 0.1 mM, and after reacting at 35°C with shaking for 60 minutes, the amount of glycine produced in the reaction solution was determined by quantitative determination. . The enzyme activity that produced 1 μmol of glycine per minute was defined as 1 U (unit).

また活性残存率とは反応に用いた酵素活性に対
する反応後に残存している酵素活性の割合をい
う。
Furthermore, the residual activity rate refers to the ratio of enzyme activity remaining after the reaction to the enzyme activity used in the reaction.

実施例 1 (D,L−スレオニンからL−スレオニンの取
得) (酵素の調製) ポリペプトン0.5%、酵母エキス0.2%、
KH2PO40.1%、MgSO40.05%、グルタミン酸0.1
%、およびD−スレオニン0.2%からなるPH7.5の
培地を調製し、5容の培養槽にその3を投入
して120℃で10分間加熱殺菌した。この培地にD
−スレオニンアルドラーゼを含有する微生物とし
てアリスロバクターDK−19微工研菌寄第6201号
を接種し、PH8に保ちながら30℃で20時間通気お
よびかく拌をしつつ培養した。
Example 1 (Obtaining L-threonine from D,L-threonine) (Preparation of enzyme) Polypeptone 0.5%, yeast extract 0.2%,
KH2PO4 0.1 %, MgSO4 0.05%, glutamic acid 0.1
% and 0.2% D-threonine was prepared, and the medium was put into a 5-volume culture tank and sterilized by heating at 120° C. for 10 minutes. D to this medium
- Arilobacter DK-19 FIKEN Bacteria No. 6201 was inoculated as a microorganism containing threonine aldolase, and cultured at 30° C. for 20 hours with aeration and stirring while maintaining the pH at 8.

次に上記培地20を50容の培養槽に投入し
て、120℃で10分間加熱殺菌した。この培地に上
記の培養液2を接種し、PH8に保ちながら30℃
で20時間通気およびかく拌をしつつ培養した。
Next, the above medium 20 was put into a 50 volume culture tank and heat sterilized at 120°C for 10 minutes. Inoculate the above culture solution 2 into this medium and hold at 30°C while keeping the pH 8.
The cells were cultured for 20 hours under aeration and stirring.

培養終了後、培養液から菌体を遠心分離し、
0.9%食塩水で洗浄後、湿菌体45gを得た。
After culturing, centrifuge the bacterial cells from the culture solution,
After washing with 0.9% saline, 45 g of wet bacterial cells were obtained.

次にこの湿菌体40gを塩化コバルト40×10-3
ルを含むPH5.0の0.5M酢酸緩衝液4に懸濁し、
55℃で3時間加熱したのち遠心分離し、0.01×
10-3モル/のピリドキサール5′−リン酸を含む
PH6.0の0.01Mリン酸緩衝液で洗浄して、L−ス
レオニンデアミネースを完全に失活させた。
Next, 40 g of this wet bacterial body was suspended in 0.5 M acetate buffer 4 of pH 5.0 containing 40 × 10 -3 mol of cobalt chloride.
After heating at 55℃ for 3 hours, centrifugation and 0.01×
Contains 10 -3 moles/pyridoxal 5'-phosphate
The L-threonine deaminase was completely inactivated by washing with 0.01M phosphate buffer at pH 6.0.

次にこの湿菌体を0.02×10-3モルのピリドキサ
ール5′−リン酸と6gのエツグアルブミンを含む
PH6.0の0.01Mリン酸緩衝液2に懸濁し、この
液に、キトサン6gを水3に分散して20分間室
温でかく拌してのち、酢酸3mlを添加してかく
拌、溶解して調製したキトサン水溶液を添加し
て、10℃で20分間かく拌してのち、0.1N水酸化
ナトリウムを徐々に添加して溶液のPHを9.0に調
整し、キトサンをゲル化させ、菌体/キトサン複
合体を調製した。
Next, the wet bacterial cells containing 0.02×10 -3 mol of pyridoxal 5'-phosphate and 6 g of etugalbumin were added.
Prepared by suspending in 2 0.01M phosphate buffer solution with pH 6.0, dispersing 6 g of chitosan in 3 parts of water and stirring at room temperature for 20 minutes, then adding 3 ml of acetic acid, stirring, and dissolving. After adding the chitosan aqueous solution and stirring at 10℃ for 20 minutes, 0.1N sodium hydroxide was gradually added to adjust the pH of the solution to 9.0, gelling the chitosan, and forming the bacterial cell/chitosan complex. body was prepared.

次にこの複合体を溶液から遠心分離で回収しPH
7.0の1Mリン酸緩衝液で洗浄し、脱水したのち、
直径0.8mmの孔から押出し、球状に整粒した。
This complex is then recovered from the solution by centrifugation and the pH
After washing with 7.0 1M phosphate buffer and dehydration,
It was extruded through a hole with a diameter of 0.8 mm and sized into a spherical shape.

収量 44.6g この成型物を0.1モル/のグルタルアルデヒ
ドと0.01×10-3モル/のピリドキサール5′−リ
ン酸を含むPH7.0の0.5Mリン酸緩衝液500mlに浸
漬し、5℃で30分間、振とうしながら硬化反応を
行ない、反応終了後水洗し、更に0.01×10-3
ル/のピリドキサール5′−リン酸を含むPH7.0
の0.01Mリン酸緩衝液で洗浄して、固定化D−ス
レオニンアルドラーゼ剤43.5g(湿重量、比活性
0.85U/g)を得た。
Yield: 44.6g This molded product was immersed in 500ml of a 0.5M phosphate buffer solution with a pH of 7.0 containing 0.1 mol/mol glutaraldehyde and 0.01×10 -3 mol/pyridoxal 5'-phosphate at 5°C for 30 minutes. , a curing reaction is carried out with shaking, and after the reaction is completed, it is washed with water, and a pH7.0 solution containing 0.01×10 -3 mol/pyridoxal 5'-phosphoric acid is added.
43.5 g of immobilized D-threonine aldolase agent (wet weight, specific activity)
0.85U/g) was obtained.

(反応及びアセトアルデヒドの蒸留による除去) 反応は第1図に示すフローシートに基づいて行
なつた。反応器1は外とうを備えた直径1.9cm、
長さ45cmのカラムで、これに上記の方法で調製し
た固定化D−スレオニンアルドラーゼ剤40g(湿
重量全活性34U)を充てんした。
(Reaction and Removal of Acetaldehyde by Distillation) The reaction was carried out based on the flow sheet shown in FIG. Reactor 1 has a diameter of 1.9 cm with outer shell;
A 45 cm long column was packed with 40 g of the immobilized D-threonine aldolase agent prepared as described above (wet weight total activity 34 U).

別に、DL−スレオニン結晶4.76gをピリドキ
サール5′−リン酸0.1×10-4モルを含む水100mlに
溶解し、1N水酸化ナトリウムでPHを8.5に調整し
た基質溶液を100mlの減圧蒸留フラスコ2に入れ
た。
Separately, dissolve 4.76 g of DL-threonine crystals in 100 ml of water containing 0.1 x 10 -4 mol of pyridoxal 5'-phosphoric acid, adjust the pH to 8.5 with 1N sodium hydroxide, and add the substrate solution to 100 ml vacuum distillation flask 2. I put it in.

蒸留フラスコは液面調節器を備え、蒸留によつ
て減少する水を外部から供給することによりフラ
スコ内の液量を100mlに保つた。
The distillation flask was equipped with a liquid level regulator, and the amount of liquid in the flask was maintained at 100 ml by externally supplying water that was reduced by distillation.

蒸留フラスコ内の基質溶液をポンプ5で反応カ
ラム上部に毎時1の流速で通液し、反応カラム
下部から流出する反応液をリボイラー3に供給し
た。
The substrate solution in the distillation flask was passed through the upper part of the reaction column at a flow rate of 1 hour per hour using the pump 5, and the reaction liquid flowing out from the lower part of the reaction column was supplied to the reboiler 3.

次にリボイラ3で反応液を加熱、蒸発させ、こ
の反応液と蒸気を分留塔4に供給した。
Next, the reaction liquid was heated and evaporated in the reboiler 3, and the reaction liquid and vapor were supplied to the fractionation column 4.

分留塔で蒸気と反応液を分離したのち、アセト
アルデヒドを含む水蒸気を凝縮器8で凝縮させ、
受器9にトラツプし、一方アセトアルデヒドを除
去した反応液はフラスコ2に流下させ再び反応カ
ラムに供給した。蒸留の圧力は真空度調節器10
で常に60mgHgに保ち、反応カラム出口反応液の
アセトアルデヒド濃度を10mM以下に保ちなが
ら、反応カラムの外とうに35℃の温水を流して上
記の循環反応を48時間行なつた。反応終了後、反
応装置から反応液を抜出し、さらに0.5の水で
反応装置を洗浄して、この反応液と洗液を合わせ
て反応終了液とした。
After separating the vapor and the reaction liquid in a fractionation column, the water vapor containing acetaldehyde is condensed in a condenser 8,
The reaction solution from which acetaldehyde had been removed was trapped in receiver 9, and was allowed to flow down into flask 2, where it was again supplied to the reaction column. The distillation pressure is controlled by the vacuum regulator 10.
While maintaining the acetaldehyde concentration in the reaction solution at the outlet of the reaction column at 60 mgHg or less at 10 mM or less, hot water at 35°C was flowed through the outer shell of the reaction column, and the above circulation reaction was carried out for 48 hours. After the reaction was completed, the reaction liquid was extracted from the reaction apparatus, and the reaction apparatus was further washed with 0.5 ml of water, and the reaction liquid and washing liquid were combined to obtain a reaction-completed liquid.

(L−スレオニンの取得) 次にこの反応液を希塩酸で中和してから、活性
炭100mlを充てんしたカラムに通液し、水洗した。
(Obtaining L-threonine) Next, this reaction solution was neutralized with diluted hydrochloric acid, and then passed through a column filled with 100 ml of activated carbon and washed with water.

この脱色した反応液をH+型のDowe×50W×
8(ザ・ダウ・ケミカル・カンパニー登録商標)
100mlを充てんしたカラムに通液し、水洗後、
0.1Nアンモニア水で吸着しているスレオニン含
有区分を溶出させ、溶出液を減圧下で乾固して、
この乾固物に水5mlを加えて溶解し、エタノール
20mlを徐々に加えて析出した結晶を分離した。
This decolorized reaction solution was converted into H + type Dowe×50W×
8 (The Dow Chemical Company registered trademark)
Pass the liquid through a column filled with 100ml, and after washing with water,
The adsorbed threonine-containing fraction was eluted with 0.1N ammonia water, and the eluate was dried under reduced pressure.
Add 5 ml of water to this dry substance to dissolve it, and then dissolve it in ethanol.
20 ml was gradually added to separate the precipitated crystals.

得られた結晶は乾燥重量で2.2gであり、ペー
パークロマトグラフイーによつてL−スレオニン
の純品であることを確認した。また比旋光度も
〔α〕27 D=−28.7(H2O)で、L−スレオニンの純
品と一致した。
The dry weight of the obtained crystals was 2.2 g, and it was confirmed by paper chromatography that they were pure L-threonine. The specific optical rotation was also [α] 27 D = -28.7 (H 2 O), which was consistent with that of pure L-threonine.

(グリシンの取得) 上記のカラムに0.1Nアンモニアを更に通液し、
グリシン含有区分を溶出し、溶出液を減圧下で乾
固し、この乾固物に水1mlを加えて溶解し、メタ
ノール10mlを徐々に加え、析出した結晶を分離し
た。
(Obtaining glycine) 0.1N ammonia was further passed through the above column,
The glycine-containing fraction was eluted, and the eluate was dried under reduced pressure. 1 ml of water was added to the dried product to dissolve it, and 10 ml of methanol was gradually added to separate the precipitated crystals.

得られた結晶は乾燥重量で1.3gで、ペーパー
クロマトグラフイーで分析したところグリシンの
みであつた。
The dry weight of the obtained crystals was 1.3 g, and analysis by paper chromatography revealed that they contained only glycine.

一方、反応液から減圧蒸留で回収したアセトア
ルデヒドは0.6gであつた。
On the other hand, 0.6 g of acetaldehyde was recovered from the reaction solution by vacuum distillation.

(比較例) アセトアルデヒドを反応液から除去しない他は
上記の方法と同様にして反応及び単離操作を行な
つたところ、L−スレオニン(アロスレオニンを
5%、D−スレオニンを5%含有する)の結晶
1.4g及びグリシンの結晶0.6gを得た。一方反応
後反応液を減圧蒸留したがアセトアルデヒドを回
収することはできなかつた。
(Comparative example) The reaction and isolation procedure was carried out in the same manner as above except that acetaldehyde was not removed from the reaction solution, and L-threonine (containing 5% allothreonine and 5% D-threonine) was obtained. crystal of
1.4 g and 0.6 g of glycine crystals were obtained. On the other hand, after the reaction, the reaction solution was distilled under reduced pressure, but acetaldehyde could not be recovered.

実施例 2 実施例1と同様の方法で固定化D−スレオニン
アルドラーゼ剤を繰返し使用して20回反応を行な
つて固定化D−スレオニンアルドラーゼ剤の全活
性を測定した。全活性は29U、活性残存率85.3%
であつた。
Example 2 In the same manner as in Example 1, the immobilized D-threonine aldolase agent was used repeatedly and the reaction was carried out 20 times to measure the total activity of the immobilized D-threonine aldolase agent. Total activity is 29U, residual activity rate 85.3%
It was hot.

比較例として反応液からアセトアルデヒドを除
去しない他は上記の方法と同様にして繰返し反応
を行なつたところ、20回繰返し使用後のD−スレ
オニンアルドラーゼの全活性は1.7U、活性残存
率5%であつた。
As a comparative example, the reaction was repeated in the same manner as above except that acetaldehyde was not removed from the reaction solution, and the total activity of D-threonine aldolase after repeated use 20 times was 1.7 U, with a residual activity rate of 5%. It was hot.

実施例 3 (D,L−スレオニンからL−スレオニンの取
得) 〔アセトアルデヒドの溶剤抽出除去例(第2図)〕 実施例1と同様の方法で固定化D−スレオニン
アルドラーゼ剤を調製し、この40g(湿重量、比
活性0.85U/g)を外とう付の反応器(直径1.9cm
のカラム)1に充てんした。
Example 3 (Obtaining L-threonine from D,L-threonine) [Example of solvent extraction and removal of acetaldehyde (Figure 2)] An immobilized D-threonine aldolase agent was prepared in the same manner as in Example 1, and 40 g of this (wet weight, specific activity 0.85U/g) in a reactor with outer shell (1.9cm diameter)
column) 1.

別に、DL−スレオニン結晶4.76gを0.1×10-4
モルのピリドキサール5′−リン酸を含む水200ml
に溶解したのち、1N水酸化ナトリウムでPHを8.5
にした基質溶液を200mlの外とう付フラスコ2に
入れた。
Separately, add 4.76 g of DL-threonine crystals to 0.1×10 -4
200 ml of water containing moles of pyridoxal 5'-phosphate
After dissolving in the solution, adjust the pH to 8.5 with 1N sodium hydroxide.
The prepared substrate solution was placed in a 200 ml jacketed flask 2.

このフラスコ2内の基質溶液をポンプ5で反応
器上部から毎時100mlの流速で通液し、流出液を
2mmの金属リングを充てんした直径1cm、高さ
100cmの充てん塔向流抽出器12の上部に供給し、
一方下部から1−ペンタノールを毎時100mlの流
速で供給してアセトアルデヒドを向流抽出し、抽
出器を出た反応液をフラスコ2に循環した。
The substrate solution in flask 2 is passed through the top of the reactor at a flow rate of 100 ml per hour using pump 5, and the effluent is poured into a container with a diameter of 1 cm and height filled with a 2 mm metal ring.
Supplied to the upper part of a 100 cm packed column countercurrent extractor 12,
On the other hand, 1-pentanol was supplied from the bottom at a flow rate of 100 ml/hour to extract acetaldehyde in countercurrent, and the reaction liquid exiting the extractor was circulated to flask 2.

反応カラムの外とうとフラスコ2の外とうに35
℃の温水を流して上記の循環反応を48時間行なつ
た。
35 on the outside of the reaction column and on the outside of flask 2
The above circulation reaction was carried out for 48 hours by flowing warm water at .

反応終了後、反応装置から反応液を抜出し、さ
らに1の水で反応装置を洗浄して、この反応液
と洗液を合わせて反応終了液とした。
After the reaction was completed, the reaction liquid was extracted from the reaction apparatus, and the reaction apparatus was further washed with 1 part of water, and the reaction liquid and washing liquid were combined to form a reaction-completed liquid.

次にこの反応終了液を実施例1と同様の方法で
分離操作を行なつたところL−スレオニンの結晶
2.1gとグリシンの結晶1.1g、及び抽出液からア
セトアルデヒド0.6gを得た。
Next, this reaction-completed liquid was separated in the same manner as in Example 1, and crystals of L-threonine were obtained.
2.1 g of glycine crystals, and 0.6 g of acetaldehyde were obtained from the extract.

またスレオニン結晶の比旋光度は〔α〕27 D=−
28.7(H2O)で、L−スレオニン純品と一致した。
Also, the specific rotation of threonine crystal is [α] 27 D = -
The value was 28.7 (H 2 O), which was consistent with pure L-threonine.

実施例 4 (D,L−スレオニンとD,L−アロスレオニ
ンからL−スレオニンの取得) L−アロスレオニンアルドラーゼを含有する微
生物としてバチルスDK−315微工研菌寄第6202
号を用い、実施例1と同じ培地に同様に培養し、
湿菌体42gを得た。
Example 4 (Obtaining L-threonine from D,L-threonine and D,L-allothreonine) As a microorganism containing L-allothreonine aldolase, Bacillus DK-315 and Bacillus microorganisms 6202
No. 1, cultured in the same medium as in Example 1,
42 g of wet bacterial cells were obtained.

次にこの湿菌体40gをPH8、35℃、6時間加熱
処理した後実施例1と同様に固定化して固定化L
−アロスレオニンアルドラーゼ剤42.7g(湿重
量、比活性0.71U/g)を得た。この40gを実施
例1と同様の反応カラムAに充てんした。
Next, 40 g of this wet bacterial body was heat-treated at PH8, 35°C for 6 hours, and then fixed in the same manner as in Example 1 to immobilize L.
- 42.7 g of allothreonine aldolase agent (wet weight, specific activity 0.71 U/g) was obtained. 40 g of this was packed into reaction column A similar to Example 1.

また、実施例1と同様の方法で固定化D−スレ
オニンアルドラーゼ剤を調製し、この40g(湿重
量、比活性0.85U/g)を上記カラムAと同様の
反応カラムBに充てんし、カラムAと直列に接続
した。
In addition, an immobilized D-threonine aldolase agent was prepared in the same manner as in Example 1, and 40 g (wet weight, specific activity: 0.85 U/g) of this agent was filled into reaction column B, which was the same as column A above, and column A. connected in series.

別に、DL−スレオニン結晶4.76g及びDL−ア
ロスレオニン2.38gを0.1×10-4モルのピリドキサ
ール5′−リン酸を含む水100mlに溶解し、1N水酸
化ナトリウムでPH8.5にした基質溶液を用いて実
施例1と同様の方法で反応及び単離操作を行なつ
たところL−スレオニンの結晶2.1gとグリシン
の結晶3.9g、及びアセトアルデヒド0.18gを得
た。
Separately, 4.76 g of DL-threonine crystals and 2.38 g of DL-allothreonine were dissolved in 100 ml of water containing 0.1×10 -4 mol of pyridoxal 5'-phosphate, and the substrate solution was adjusted to pH 8.5 with 1N sodium hydroxide. When reaction and isolation were carried out in the same manner as in Example 1, 2.1 g of L-threonine crystals, 3.9 g of glycine crystals, and 0.18 g of acetaldehyde were obtained.

又スレオニン結晶の比旋光度は〔α〕27 D=−
28.7(H2O)で、L−スレオニンの純品と一致し
た。比較例として、アセトアルデヒドを反応液か
ら除去しない他は上記の方法と同様にして反応及
び単離操作を行なつたところ、アロスレオニンを
9%及びD−スレオニン5%を含有するL−スレ
オニンの結晶1.8g及びグリシンの結晶1.7gを得
た。一方反応後反応液を減圧蒸留したがアセトア
ルデヒドを回収することができなかつた。
Also, the specific optical rotation of threonine crystal is [α] 27 D = -
28.7 (H 2 O), consistent with pure L-threonine. As a comparative example, the reaction and isolation procedure was carried out in the same manner as described above except that acetaldehyde was not removed from the reaction solution. As a result, crystals of L-threonine containing 9% allothreonine and 5% D-threonine were obtained. 1.8 g and 1.7 g of glycine crystals were obtained. On the other hand, after the reaction, the reaction solution was distilled under reduced pressure, but acetaldehyde could not be recovered.

実施例 5 実施例4と同様の方法で固定化D−スレオニン
アルドラーゼ剤及び固定化L−アロスレオニンア
ルドラーゼ剤を繰返し使用して20回反応を行なつ
て固定化酵素剤の全活性を測定した。固定化D−
スレオニンアルドラーゼ剤の全活性は29U、活性
残存率85.3%及び固定化L−アロスレオニンアル
ドラーゼ剤の全活性24U、活性残存率84.5%であ
つた。
Example 5 In the same manner as in Example 4, the immobilized D-threonine aldolase agent and the immobilized L-allothreonine aldolase agent were repeatedly used to conduct the reaction 20 times to measure the total activity of the immobilized enzyme agent. Immobilization D-
The total activity of the threonine aldolase agent was 29 U, with a residual activity rate of 85.3%, and the total activity of the immobilized L-allothreonine aldolase agent was 24 U, with a residual activity rate of 84.5%.

比較例として反応液からアセトアルデヒドを除
去しない他は上記の方法と同様にして繰返し反応
を行なつたところ、20回繰返し使用後のD−スレ
オニンアルドラーゼの全活性は1.7U、活性残存
率5%及びL−アロスレオニンアルドラーゼの全
活性は1.1U、活性残存率3.9%であつた。
As a comparative example, the reaction was repeated in the same manner as above except that acetaldehyde was not removed from the reaction solution, and the total activity of D-threonine aldolase after repeated use 20 times was 1.7 U, residual activity rate was 5%, and The total activity of L-allothreonine aldolase was 1.1 U, and the residual activity rate was 3.9%.

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

第1〜2図は本発明の代表的な実施例を簡略化
して示す概略説明図である。 1……反応器、2……反応液フラスコ、3……
リボイラー、4……分留塔、5……反応液ポン
プ、6……液面調節器、7……供給水リザーバ
ー、8……コンデンサー、9……留出液受器、1
0……真空度自動調節器、11……真空ポンプ、
12……充てん塔向流抽出器、13……抽剤供給
ポンプ、14……抽剤リザーバー、15……抽出
後の抽剤受器。
1 and 2 are schematic explanatory diagrams showing simplified representative embodiments of the present invention. 1... Reactor, 2... Reaction liquid flask, 3...
Reboiler, 4... Fractionation column, 5... Reaction liquid pump, 6... Liquid level regulator, 7... Feed water reservoir, 8... Condenser, 9... Distillate receiver, 1
0...Automatic vacuum regulator, 11...Vacuum pump,
12... Packed column countercurrent extractor, 13... Extractant supply pump, 14... Extractant reservoir, 15... Extractant receiver after extraction.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 コースレオニンアルドラーゼ又はこれとL−
アロスレオニンアルドラーゼを収容した反応器
と、生成アセトアルデヒドの分離器を接続した酵
素反応装置に、L−スレオニンを含むスレオニン
異性体混合物を供給し、生成アセトアルデヒドを
連続的に除去しながらL−スレオニン以外の異性
体を分解させることを特徴とするL−スレオニン
の取得方法。
1 Course leonine aldolase or this and L-
A threonine isomer mixture containing L-threonine is supplied to an enzyme reaction device that is connected to a reactor containing allothreonine aldolase and a separator for the acetaldehyde produced, and while continuously removing the acetaldehyde produced, A method for obtaining L-threonine, which comprises decomposing the isomer.
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