JPH06500309A - ラムノリピドからラムノースを製造する方法 - 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】 ラムノリピドからラムノースを製造する方法ラムノースは、自然界でＤ−及びＬ −形態で産出する６−デオキシ糖（単糖類）である。

今日最も簡単に入手しうる６−デオキシ単糖類であるし一ラムノースの製造は、 数々の特許出願の対象となっている。このようなデオキシ糖から、芳香剤として 使用される２、５−ジメチル−４−ハイドロキシ−２，３−ジハイドロフランー ３−オン（フラネオール、Ｆｕｒａｎｅｏｌ）がなかんずく製造される。

ラムノースの製出のための原料として、種々の天然物質が考慮される。例えば、 ルチン、フェルシトリン、ナリンギン、ヘスベリジンのようなグリコシド（配糖 体）、及びアラビアゴム、発酵して得られた多糖類Ｓ−６０（米国特許４３２６ ０５３号）又はラムノリピドのような多糖類である。ラムノリピドは、なかんず く天然油又は石油分留物から、例えばシュードモナス属のバクテリアの微生物利 用によって又は発酵して製造される。

前記原料の種類に関係なく、ラムノースの製出のために、酵素により又は酸によ り触媒反応の起こりうる加水分解が必要であり、その際、ラムノースの他に更に 別の物質も含む混合物を有する。

ラムノースを含有するグリコシドから出発する場合、植物性原料、例えば、柑橘 類のジュースの製造の廃棄物（Ａｂｆａｅｌｌｅ）に頼らざるをえないが、それ は季節的リズムがあり、その組成は広いうにすべく、再生可能に製造されうる原 料として、発酵して得られた多糖類又はラムノリピドを用いるのが好都合である 。

ラムノリピドの使用は、ラムノースを含有するヘテロ多糖類の使用に対して、加 水分解後、所望の糖（ラムノース）を、加水分解溶液中に本質的な量の更に数倍 含まれた、例えばグルコースやマンノース等、他の糖から分離する必要がないと いう利点を有している。複雑な糖混合物の分離は、ラムノリピドの加水分解物か らラムノースを遊離することよりも、技術的にコストがかかる。

ラムノリピド、とりわけ発酵して得られたラムノリピドは、それゆえラムノース 製造にとって優れてふされしい原料である。

技術的規模におけるラムノースの製造にとって、好適な原料であるという他に、 非常に重要な意味をもつ複雑な組成の加水分解物からラムノースを簡単に遊離で きるということが向いている。

加水分解物からラムノースの製出のためには、次のやり方がなされる。

ドイツ連邦共和国特許公開公報第３５４５１０７号（ＤＥ−Ｏ３３５４５１０７ ）にしたがい、中和された水性の加水分解物に、水相に関連して、大量の、とり わけ５〜２０倍の量の極性有機溶媒が添加される。その後、溶媒の除去、好まし くは「抽出剤」としてアセトン又はアセトニトリルを使用しながら、強酸性の陽 イオン交換体に通じての糖の分離、及び活性炭への吸着によるラムノースの精製 が必要である。この処理方法は、やたらと念入りで、ラムノースの経済的な製出 に適さない。

ヨーロッパ特許公開公報第３１７０３３号（ＥＰ−Ａ　３１７０３３）　ｉ：し たがい、柑橘類の廃棄物に含まれるグリコシドは、ラムノースの製出のために発 酵して加水分解される。加水分解物に含まれるグルコースは、酵母菌での発酵に よって又はグルコースの５−ケトグルコン酸に対する選択的酸化によって除去さ れる。この方法は、高価でやたらと念入りで、特になお活性炭によるクロマトグ ラフィー精製が必要である。

ヨーロッパ特許公開公報第２８２９４２号（ＥＰ−Ａ　２８２９４２）にしたが い、３０〜１ｏｏ℃でＨ２ＳＯ４と加水分解される遊離されたラムノリピドは、 原料として使用される。その除土じるヒドロシキデカン酸（Ｈｙｄｒｏｘｙｄｅ ｃａｎｓｉｅｕｒｅ）は、酢酸エチルで抽出されるか、陰イオン交換体に吸収さ れる。ラムノリピド−沈殿物の加水分解（Ｂ　ｓ　ｐ　、　ＩＩＩ）は、非常に 薄い溶液中で起こる。約３゜８ｇのラムノリピドに相当する１、９ｇのラムノー スを含む沈殿物は、１モルのＨ２ＳＯ４の３００　ｍ　ｌに懸濁され、加熱され 、次いで４倍の量、即ち１２００　ｍ　ｌの酢酸エチルで処理される。水相に１ ．２ｇのラムノースがあって、有機（酢酸エチル）相に０゜５ｇのラムノースが 残っている。

たかだか１．２ｇのラムノースのみを製造するために必要な酸及び溶剤の量は、 このようにラムノースの経済的な生産が可能でないことを前提としている。

要するにこれまでは、高価で危険な補助剤（酵素、可燃性で有毒な溶剤）なしに 、経済的なやり方で、大量のラムノースを製造することが可能な方法は、公知で ない。

本発明の対象は、ラムノリピドの酸性エマルジョンを１００〜２００℃で加水分 解し、次いで冷却して、生じた加水分解物の水相を脂質（リビド）相から分離し 、そのｐＨ値を塩基性化合物の添加によって少し上げ、生じるであろう沈殿物を 分離し、残る溶液を濃縮し、直接さらに処理するか、イオン交換樹脂を介してク ロマトグラフィー分離し、その際、それ自体さらに処理されるか、品質のラムノ ース−水化物に転換される、溶離物としてのラムノースを含んだ分留物が生ずる ことを特徴とするラムノリピドからラムノースを製造する方法である。

本発明に係る方法の利点は、有機溶剤を併せて使用することを完全に放棄し、溶 剤としてもっばら水を使用できることにある。

本発明に係る方法において使用されたラムノリピドは、種々の方法によって、例 えばヨーロッパ特許公開公報第２８２９４２号（ＥＰ−Ａ　２８２９４２）及び ドイツ連邦共和国特許公開公報第３４０５６６４号（ＤＥ−Ａ　３４０５６６４ ）の発酵方法によって、製造される。合目的的には、１２　ｍ　Ｓ　／　ｃ　ｍ より少ない、好適には５　ｍ　Ｓ　／　ｃ　ｍより少ない伝導度を有する限りで は有利に、得られたエマルジョンは不純塩を著しく取り除かれる。このように脱 塩されたエマルジョンは、同日に提出されたヘキスト社（ＨＯＥ　９０／Ｆ　２ ８４）の「限外濾過での膜分離法による適切な糖脂質の製造方法（Ｖｅｒｆａｈ ｒｅｎ　ｓｕｒ　Ｈｅｒｓｔｅｌｌｕｎｇ　ｇｅｅｉｇｎｅｔｅｒ　Ｇｌｙｃｏ ｌｉｐｉｄｅｄｕｒｃｂ　Ｍｅｍｂｒａｎｆｒｅｎｎｖｅｒｆａｈｒｅｎ　ｄｕ ｒｃｈ　Ｕｌｔｒａ（ｉ目ｒａｔｉｏｎ）　Ｊなる名称の特許出願によっても製 造可能である。本発明に係る方法のために、合目的的にそのようなエマルジョン が用いられ、その水相はｐＨ値０〜３を、好適にはｐＨ値０．５〜１．５を有し 、６ｋＰａ、８５℃、３０分の加熱によって、５〜５０重量％、好適には１０〜 ２０重量％の乾燥分合有量、即ち蒸発残渣を有する。

この乾燥分合有量は濃縮又は水での希釈によって調整される。

本発明に係る方法は、断続的に又は連続的に実施されうるが、その場合、連続的 処理法が特に好都合である。

エマルジョンをｐＨ値０〜３に調整するために、例えば塩酸が用いられるが、連 続的処理では、酸として、当該プロセスに一層ゆっくりと添加される塩基性化合 物とで、好適にはＨ２ＳＯ４、Ｈ２ＰＯ４、ＨＦのような難溶性の塩を形成する ものが使用されることが推薦される。

当該酸性エマルジョンは、例えば、十分に撹拌されながら、断続的乃至連続的に 、５〜３００分、好ましくは２０〜１５０分、特に３０〜１２０分の間、１００ 〜２００℃、好ましくは１１０〜１６０℃、特に１２０〜１５０℃の温度で加熱 され、次いで冷却される。加水分解されるべき混合物を水相と油相とに分離する まで十分に混合することは、非常に重要である。なぜなら、触媒として作用する 酸並びに遊離したラムノースが水相に存在し、加水分解されるべきラムノリピド が転化しない基質、例えば大豆油とともに脂質相に存在する不均一加水分解に関 わる問題だからである。当該混合は、物理的手段によって、例えば撹拌、揺動、 あるいは超音波の使用によって補助されうる。

加水分解の継続時間は、断続的方法の場合、当然ながらその温度に依存する。連 続的処理の場合、滞留時間は、例えば供給ポンプの出力、反応の数あるいは圧保 持弁までの容積のような種々のファクタの変化によって変わる。

加水分解の後、遊離したラムノースを含む水相から基本的になり、その他になか んずく転化しないラムノリピドを含む油相もなお存在する生成物が生じる。この 生成物は、例えば分離器で両相に分離される。分離を容易に可能にするために、 両相は、１００℃以下の、好ましくは約５０〜９０℃で分離される。

塩基性化合物として、投入された酸とで難溶性の塩、好ましくはＣａ　（ＯＨ） ２及び／又はＣａＣＯ３を形成するようなものが、とりわけ適している。このよ うな塩は、とりわけ連続的処理法に適している。ｐＨ値の上昇は、合目的的に２ 〜８の、好ましくは３〜７の値にまで起こる。形成された固形物質は、場合によ っては濾過助剤を添加しながら分離され、濾液は減圧下に、好ましくは２０ｋＰ ａ以下で、例えば６０℃で、乾燥分合有量２０〜６０、好ましくは２５〜５０重 量％に濃縮される。濾過助剤として、例えばセルロースや珪酸上を基礎とするも の、例えばアルボ七ル（Ａｒｂｏｃｅｌｌ、登録商標）やチェリート（ＣｅｌＨ ｅ、登録商標）が考慮の対象となる。

ふされしいイオン交換樹脂は、ジビニルペンゾールでスルフォン化された網目状 に結合した塩形態のポリスチロール樹脂であり、好ましくは中和に用いられる塩 基性化合物と同じ種類の陽イオンを含む。クロマトグラフィーで得られるラムノ ースを含む分留物は、減圧下で、好ましくは２０ｋＰａ以下で、更に温度に依存 して、例えば乾燥分含有量約６５重量％に濃縮され、場合によっては必要となる 濾過の後、結晶化される。

溶液の清澄が十分である場合、ラムノースは、クロマトグラフィー分離の前後で 、この形状で既に、例えばフラネオールに更に処理される。

クロマトグラフィー分離及び結晶化に先立つ水相の前洗いのために、これは例え ば活性炭やベントナイトのような脱色剤で処理されうる。

結晶化は、蒸発及び／又は冷却晶化として行なわれうる。冷却晶化は、６５℃と １５℃の間で優先的に、１〜１０℃／ｈの、好ましくは３〜ｂ ば、６５℃の温度で２０ｋＰａの圧力で水を急速に蒸発し、母液中で１．０５〜 １．３、好ましくは１．１〜１．１５の過飽和を守り、ラムノース−水和物の結 晶が一辺長０．３〜０．５ｍｍにまで成長しうるようにして実施される。結晶化 物は、電型遠心分離器で母液から分離されうる。母液は、第二の結晶化段階を受 ける。そのような多段の蒸発晶化は、公知のように、結晶化した生成物の高い収 率をもたらす。

それによって生じる残りの母液は、クロマトグラフィー処理によって妨げとなる 不純物質を取り除かれ、なお更に上述のように、結晶質ラムノース−水和物に使 い尽くされる。

原料として、ラムノースは、ラムノース−水和物の結晶形状（純度的９５％）で 生じる。この粗結晶化物は、水から再結晶化され得て、普通のやり方で、例えば ７０℃以上の温風下で、又は２０〜７０℃の温度での減圧下で、例えば２０ｋＰ ａで、乾燥さゝれる。

ラムノリピドの連続的な酸性加水分解の方法は、例示的に次に詳細に記載される 。

実施例 １、（重量測定で規定される）乾燥分合有量４０重量％を有する発酵させて得ら れる脱塩濃縮物から、硫酸と水とともに撹拌しながら、乾燥分合有量１５重量％ を含むラムノリピドのエマルジョンをｐＨ（［０，９で得た。

このエマルジョン３８０リツトルを一時間毎にモーノポンプ（Ｍｏｈｎｏｐｕｍ ｐｅ）によって加水分解装置に入れた。この加水分解装置は、基本的に次のもの からなっている。

ａ）吸入側で調整された蒸気注入を備える均一化装置（例えば、５ＵＰＲＡＴＯ Ｎなる商標を有する機械）、ｂ）前後して連続する多数の反応器からなり、それ らのうち後のものが圧保持装置（圧保持弁）を所有しており、モーノポンプと圧 保持弁との間で所定圧を制御し、水性エマルジョンを１５０〜１６０℃に加熱し 、その際、滞留時間を約１２０分とする熱保持区間、 Ｃ）加水分解物を１００℃以下に冷却する冷却装置、例えば管状冷却器。

５ＵＰＲＡＴＯＮ機械において、良好な均一化と粉砕をもたらす手段が据え付け られている。この機械は、生成物の流れに大きな剪断力を与え、それによって、 不均一な反応混合にとって非常に意味のある諸条件で、酸、水及びラムノリピド を緊密に撹拌するという課題を有している。

冷却された加水分解物を、撹拌機を備えた容器内に集めた。そして、当該相を機 械的に、例えば分離器（例えばウエストファリア分離器Ｙｅｓ目ａｌｉａ−５ｅ ｐａｒａｔｏｒ）内で分離し、水相を連続的に蒸留した。これを、撹拌機を備え た別の容器内に集め、炭酸カルシウムでｐＨ値を約４．５にし、生じた沈殿物（ 石膏）を、例えば箱型フィルタープレス内で分離し、洗浄し、濾過物を減圧下（ ２０ｋＰａ以下）で濃縮する。加水分解装置に供給された全部で３８０リットル ／時間のエマルジョンから、約４４０リツトル／時間の加水分解物、及び約３８ ０リツトル／時間の濾過物を得た。これを、約５０重量％の乾燥分含有量に濃縮 し、濾過し、イオン交換体Ｌｅｗａ　ｔ　ｉ　ｔ　ＴＳＷ　４０を経て、カルシ ウム形でクロマトグラフィー分離した。

クロマトグラフィー分離に使用される装置は、樹脂１４ｍ３の全樹脂容量を備え た（１ｍ径の）３本の支柱からなっている。

ラムノース２４４ｋｇを含有する乾燥分含有量４７．６重量％（乾燥分３３３　 ｋ　ｇ）の原料７００ｋｇを、６５℃で１．６ｍ３／時間の脱塩水の流過て溶離 する。第３の支柱の端部で０．５リツトルの床容量（Ｂｅｔｊｖｏｌｕｍｅｎ） に応じて生じ、（３，８５ｍ３．２１０ｋｇのラムノースを含有する）０．２７ ５リツトルの床容量になる生成分留物は、注意深く濃縮され、別の生成分留物と ともに結晶化される。

濃縮された生成分留物６６０ｋｇ　（乾燥分含有量６９．２重量％、乾燥分４５ ７ｋｇ）を、６００リツトルの冷却晶化器で撹拌しながら、６５℃から２０℃に 、冷却速度３℃／時間で冷却し、次いで電型遠心分離器で、３５４ｋｇのラムノ ース−水和物結晶と（水相を含む）３８６ｋｇの母液に分離する。

結晶は、９８％の純度を有し、僅かに黄色に着色している。これは水から再結晶 化されうる。母液は別の結晶作用を受け、その結果としての最終母液は再クロマ トグラフィー分離される。

２、（断続的加水分解）限外濾過によって脱塩された濃縮物（４０％乾燥分）に 対して、濃塩酸を、混合物全体が塩酸につき約１／８規定になる量（０，４６重 量％）で添加した。

撹拌−オートクレープ内で、エマルジョンを２時間、１４０’Ｃに加熱し、冷却 後、相の分離を生じた。水相を、水酸化カルシウムで、約６〜８のｐＨ値に調整 し、ベントナイトの添加後、１時間撹拌して、濾過した。

濾過物は、６〜８のｐＨ値で、乾燥分含有量が約１１重量％で、ラムノースを約 ７５ｇ／リットル含んでいた。この溶液を、直接結晶化した。母液は、実施例１ のように、クロマトグラフィーされ、実施例１乃至３のように、結晶化された。

３、（蒸発晶化）蒸発晶化器（容量１００リツトル）内で、等圧に（ｉｓｏｂａ ｒ）　２０　ｋ　Ｐ　ａで、約６５重量％の乾燥分含有量の濃縮された生成分留 物が濃縮され、その際、その水準が加熱室を越えて保持される。１．１の過飽和 （添付図面の溶解度曲線参照）の場合、細粉されたラムノース−水和物の結晶で 、溶液添加され、次いで結晶化速度に対応して、しだいに煮沸器が一杯になるま で、生成物溶液は濃縮され。マグマと称される粘性の高い結晶と母液との混合物 の乾燥分含有量は、約８０重量％になった。充填物（マグマ）は、次いで電型遠 心分離器内で、ラムノース−水和物の結晶２７．８ｋｇと母液４６．５ｋｇに分 離された。

母液は、２度、結晶化され、最終母液は、クロマトグラフィー分離で副次物を取 り除かれ、ラムノースが上述のように結晶化された。

ｇ／１００ｇ溶液 温度に依存するし一ラムノースの水中での溶解度間際調査報告 国際調査報告

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. １．ラムノリピドの酸性エマルジョンを１００〜２００℃で加水分解し、次いで 冷却して、生じた加水分解物の水相を脂質相から分離し、そのＰＨ値を塩基性化 合物の添加によって上げ、生じる沈殿物を分離し、残る溶液を濃縮し、直接さら に処理するか、イオン交換樹脂を介してクロマトグラフィー分離するかして、そ の際、それ自体さらに処理されるか晶質のラムノースー水化物に再生される、溶 離物としてのうムノースを含んだ分留物が生ずることを特徴とするラムノリピド からラムノースを製造する方法。
2. ２．溶剤として、もっぱら水を使用することを特徴とする請求項１に記載のラム ノース製造方法。
3. ３．発酵して得られるラムノリピドのエマルジョンに基づいていることを特徴と する請求項１又は２に記載のラムノース製造方法。
4. ４．連続的に処理することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のラ ムノース製造方法。
5. ５．脂質相を、遅くとも加水分解段階で、当該方法に戻すことを特徴とする請求 項１〜４のいずれか一項に記載のラムノース製造方法。
6. ６．１２ｍＳ／ｃｍより少ない、好適には５ｍＳ／ｃｍより少ない伝導度を有す るラムノリピドのエマルジョンを用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれ か一項に記載のラムノース製造方法。
7. ７．エマルジョンが、５〜５０重量％、好適には１０〜２０重量％の乾燥分含有 量を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のラムノース製 造方法。
8. ８．酸性エマルジョンの水相が、０〜３の、好適には０．５〜１．５のＰＨ値を 有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のラムノース製造方 法。
9. ９．加水分解を、１１０〜１６０℃、好適には１２０〜１５０℃で実施すること を特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のラムノース製造方法。
10. １０．生じた加水分解物の水相を、１００℃以下、好適には５０〜９０℃で脂貧 相から分離することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のラムノー ス製造方法。
11. １１．水相のＰＨ値を、溶液中に含まれる酸性の陰イオンと難溶性の塩、好適に はＣａ（ＯＨ）２及び／又はＣａＣＯ３を形成する塩基性化合物の添加によって 、２〜８、好適には３〜７に上げることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか 一項に記載のラムノース製造方法。
12. １２．沈殿物の分離の後、残った溶液を、脱色剤、好適にはベントナイトで処理 することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のラムノース製造方 法。
13. １３．イオン交換樹脂を介してクロマトグラフィー分離さ九る溶液を、乾燥分含 有量２０〜６０、好適には２５〜５０重量％に濃縮することを特徴とする請求項 １〜１２のいずれか一項に記載のラムノース製造方法。
14. １４．ラムノース−水和物の結晶化を、冷却晶化乃至蒸発晶化として実施するこ とを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載のラムノース製造方法。
15. １５．冷却晶化を、１〜１０、好適には３〜６℃／時間の冷却率で実施すること を特徴とする請求項１４に記載のラムノース製造方法。
16. １６．蒸発晶化の際、母液中で１．０５〜１．３、好適には１．１〜１．１５の 過飽和を守ることを特徴とする請求項１４に記載のラムノース製造方法。