JPH0696547B2 - 酸媒体中での蛋白質の加水分解によってアミノ酸を製造する工業的方法 - Google Patents

酸媒体中での蛋白質の加水分解によってアミノ酸を製造する工業的方法

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JPH0696547B2
JPH0696547B2 JP62502009A JP50200987A JPH0696547B2 JP H0696547 B2 JPH0696547 B2 JP H0696547B2 JP 62502009 A JP62502009 A JP 62502009A JP 50200987 A JP50200987 A JP 50200987A JP H0696547 B2 JPH0696547 B2 JP H0696547B2
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ラボラトワール フロルク ソシエテ アノニム
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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C227/00—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton
    • C07C227/28—Preparation of compounds containing amino and carboxyl groups bound to the same carbon skeleton from natural products

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  • Organic Chemistry (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアミノ酸の抽出のため蛋白質を加水分解する新
規な工業的方法に関する。
強無機酸で蛋白質を加水分解することによつて蛋白質中
に含有されているアミノ酸を抽出することは既に知られ
ている。
蛋白質のペプチド結合を破壊することおよび良好な収率
で対応するアミノ酸の形成を確実にするため、この酸は
−２以下のpKAを有することが必須である。
しかしながら、この強酸は加水分解反応中形成されるア
ミノ酸の劣化を生ぜしめてはならない。これらのアミノ
酸の幾つかは濃厚酸媒体中で不安定であり、この過剰の
酸は加水分解後反応混合物から容易に除去されなければ
ならない。
100℃以上の温度でかつ約6Nの濃度でpKAが−７である塩
酸の水性溶液を用いて、この点において決定的な結果が
研究室において得られている。
しかしながら工業的規模でのこれらの結果の延長は困難
な問題を提供する、何故ならばそれを蒸溜によつて除去
することは容易であるが、加水分解が行われる温度で塩
酸が酸蒸気放出を生ぜしめ、これは密閉容器中で操作す
ることを必要にし、完全なバツチ式で蛋白質の加水分解
を行うことを必要としているからである。
例えば0.2の見掛密度を有する豚毛（hog bristles）の
如きこれらの蛋白質源の幾つかの低見掛密度は、反応器
の容量を過度に増大させることなしには大量のこれらの
蛋白質を加水分解反応器に仕込むことができない。
更に塩酸は非常に腐蝕性であり、特に高価であるガラス
内張り反応器の使用を必要とさせる。
蛋白質の加水分解のため塩酸の代りに硫酸を使用するこ
とも特に米国特許第2657232号に提案されている。
しかしながら濃硫酸の使用はアミノ酸の高収率を得るこ
とができず、それらの劣化のため満足できる加水分解を
与えない。
本発明による方法は、硫酸による加水分解の特別な条件
を用いてこれらの欠点を克服することができるように
し、その条件は−7.5のpKAを有する最初の酸性度がペプ
チド結合の開裂を生ぜしめるのに充分な強さである条件
である。
蛋白質の加水分解のために硫酸を使用することは、その
第二の酸性度が加水分解反応に使用されず、従来アミノ
酸が形成されるに従つてそれらの安定性に有害であると
考えられていたため、驚くべきことである。
従つて蛋白質の溶解が生起し、加水分解が良好な収率で
生起するように、本発明の方法の範囲内で、この酸を加
水分解反応全般にわたつて最低12Nで保たなければなら
ない濃度で使用すべきことが益々重大である。
このジ酸の最低濃度は塩酸に対して使用するそれの２倍
であることに注目すべきである。
本発明による硫酸での加水分解のこれらの条件の使用は
経済的な観点および実際的な観点から重要な結果を有す
る。
第一に硫酸媒体中での加水分解は、加水分解を塩酸媒体
中で行うべきとき不可欠であるガラスライニングよりも
非常に費用の少ない簡単な保護ライニングを有するタン
ク中で実施できる。
溶解中加水分解されるべき蛋白質と硫酸の混合物の沸点
は僅か120℃であり、塩酸の場合とは異なり、酸蒸気の
放出なしに良好な収率を得るのに要求される100℃の最
低温度で加水分解を容易に実施できる。
最後にそして最も重要なことは、硫酸での加水分解反応
が空気に曝露される条件の下で実施できるので、タンク
中に加水分解されるべき蛋白質の量を徐々に加えること
ができ、また加水分解反応中消費される硫酸の量も徐々
に導入することができる。
連続的にまた間欠的に、反応媒体中への酸および蛋白質
の徐々の添加を含むかかる方法は、加水分解中全体にわ
たつて保つべき硫酸濃度を狭い範囲内で保つことを可能
にし、これはアミノ酸の収率を改良する。
事実これらの条件の下で、ペプチド結合の充分な解離が
得られ、同時に加水分解反応は生成するアミノ酸の劣化
を避けるように制御される。
本発明による方法は、予めタンク中に少なくとも12Nに
等しい濃度の硫酸の水性溶液を仕込み、溶液を少なくと
も100℃の温度に加熱し、蛋白質の加水分解ら発生する
アミノ酸のアミン基の中和に要する量に相当する硫酸の
追加量と蛋白質を同時に加え、少なくとも12Nで硫酸濃
度を保ち、少なくとも100℃で温度を保ちながら加水分
解反応を続け、温度を低下させそして硫酸濃度を6N以下
の値に下げるよう水を加えることによつて加水分解を停
止させ、過剰の硫酸を除去することからなる。
硫酸を使用することから、密閉容器中で実施することは
もはや必須の要件ではなく、蛋白質加水分解のため必要
とされる原材料の全量を反応の開始からタンク中に導入
することももはや必須の要件ではない。
反対に、反応に使用される硫酸の全量の40〜60重量％台
の一部のみを加水分解タンク中に始め導入する。
次に必要温度に加熱した後、加水分解されるべき蛋白質
およびアミン基の中和に相当する硫酸の追加量を好まし
くは同時にタンク中に導入する、添加速度は、温度をで
きる限り一定のままに保つことを確実にするためタンク
中に加える追加硫酸および蛋白質の絶体容量を規制する
ことにより、そして第二に硫酸の濃度を実質的に始めの
濃度で保つため、かく加えられるこれら二つの成分の相
対容量を規制することによつて調整する。
塩酸媒体中では不可能であつた、加水分解のために要す
る原材料の導入の時間のこの拡張は、本発明の好ましい
実施態様による方法の重大な特長である。
第一に、加水分解反応の時間全体にわたつて酸性度をよ
り一定に保つことを可能にし、それはアミノ酸の劣化を
避けるよう12N〜14Nで酸濃度を保つことができる、一方
原材料の全量を始めから仕込んだときには、酸濃度が20
N〜25Nである混合物を用いて開始する必要があるであろ
う。
また一定容量のタンク中に加水分解のための蛋白質の非
より大きな容量を加えることも、これらの蛋白質が導入
されたときおよび導入されるに従つて溶解されるので可
能である。
最後にアミノ酸の他のアミノ酸への変換または避けるべ
き左旋性の代りに右旋性の形成を伴うラセミ化を可能に
する。
例えば蛋白質の溶解、それらのペプチド結合の加水分
解、およびアミノ酸の中和は同時に生起し、これらの異
なる各反応はそれら自体の個々の速度で生起し、これは
関係する異なるアミノ酸によつて変化する。
本発明の方法のための原材料として使用される蛋白質
は、動物または植物起原のものであることができ、例え
ば毛髪ケラチン、動物の毛または羽根、蓄殺場からの豚
の毛が好ましい蛋白質源である。
大量の蛋白質を用いたときでさえも、良好な収率を得る
ため、蛋白質を硫酸浴中で溶解し、加水分解することを
可能にするに充分な時間、反応混合物は好ましくは105
℃の温度で撹拌して保つ。
加水分解が究極的に完了したとき、加水分解工程は、温
度を約60℃に低下させ、硫酸濃度を12Nから6N以下の値
まで低下させるように、水を注入することによつて停止
させる。これによつてアミノ酸の劣化を生ぜしめ、収率
の低下を生ぜしめる二次反応が避けられる。
この方法の最後の工程は、それが含有する溶解したアミ
ノ酸の分離および精製に好適な加水分解物を得るよう
に、過剰の硫酸イオンおよび種々の有機物質、着色物お
よび脂肪物質を除去することにある。
本発明の好ましい実施態様において、硫酸イオンは、熱
放出および二酸化炭素放出を制限するように消石灰を加
えることによつて硫酸カルシウムの形で沈澱させる。こ
れは冷却ジヤケツト付き反応器中で１〜２のpHで行なう
のが好ましい。この沈澱は、ライムの粒子が硫酸カルシ
ウムに完全に変換されないことから防止するため、２〜
４時間台の比較的短時間で撹拌して行う、ライムの粒子
上の硫酸カルシウムの結晶化は沈澱の粒子の大きさの増
大を可能にし、続いてのその分離を容易にする。この沈
澱中、脂肪酸は硫酸塩上に吸着されて連行される。
硫酸カルシウム沈澱の分離は傾瀉または過によつて行
なう。
本発明をここに工業的規模での実施例を用いて説明す
る、これは本発明の範囲を限定するものではない。
実施例 内部をハイパロン（hypalon:商標）で被覆した標準品質
の鋼から作つた50m3タンクに8.5m3の水を仕込む。これ
を温度が90℃〜100℃に上昇するまで熱水蒸気で加熱
し、2.1m3の追加量の水を持ち込み、1.83の密度を有す
る92％硫酸5.7m3を撹拌しつつ急速に加え、温度を105〜
110℃に上昇させる。
続いて15tの豚毛を約2.250t/hrの速度でタンク中に導入
し、同時に追加量の92％硫酸を１m3/hrの速度で注入す
る。
105〜110℃の温度を保ち、15tの毛および6.67m3の酸の
導入を完了したときから４時間撹拌を続けた後、20〜25
m3の水を加えて加水分解を停止させ、撹拌を続ける。
次いで水２m3を加え、1300Kgの消石灰を徐々に散布した
反応器中に加水分解液をそれぞれ５m3ずつ注入して中和
を行う。
加水分解液のこれらの各画分は２時間撹拌して、発泡形
成を避け、温度を50℃未満に保ち、pHが1.5〜２の値に
達することを確実にする。最後に液体を沈降タンクに注
入する。
加水分解タンクを完全に空にするため中和操作を10回繰
返す、これは加水分解液約50m3に対して消石灰13000Kg
の消費に相当する。
沈降タンク中に注入後、表面で種々の大きさの安定な泡
が形成されてもよい。
このとき発泡を破壊するため水ジエツトをタンクの表面
に噴霧することを推奨する。
沈降を一夜進行させ、透明加水分解液を回収する。この
液体は、豚毛13tの加水分解後平均して詳細には下記成
分を含有する合計アミノ酸12500Kgを含有する： アスパラギン酸750Kg トレオニン650Kg セリン1350Kg グルタミン酸1900Kg プロリン900Kg グリシン650Kg アラニン600Kg バリン800Kg シスチン1150Kg メチオニン100Kg イソロイシン550Kg ロイシン1100Kg チロシン400Kg フエニルアラニン450Kg リシン650Kg ヒスチジン250Kg アルギニン1200Kg 上記実施例および実施する考察は本発明の範囲を限定す
るものでなく、これは下記請求の範囲の一つ以上を使用
するようなアミノ酸抽出のための蛋白質の加水分解の工
業的方に関する。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）少なくとも12Nに等しい濃度の硫酸
    溶液をタンクに予め仕込み、 （ｂ）溶液を少なくとも100℃の温度に加熱し、 （ｃ）蛋白質および蛋白質の加水分解から発生するアミ
    ノ酸のアミノ基の中和に要する量に相当する追加量の硫
    酸を同時に加え、 （ｄ）少なくとも12Nで硫酸濃度を保ち、少なくとも100
    ℃で温度を保ちながら加水分解反応を続け （ｅ）温度を低下させ、硫酸濃度を6N以下の値に低下さ
    せるよう水を加えて加水分解を停止し、 （ｆ）過剰の硫酸を除去 することを特徴とする硫酸媒体中での蛋白質の加水分解
    によつてアミノ酸を工業的に製造する方法。
  2. 【請求項２】蛋白質が動物または植物起原のものであ
    り、好ましくは豚毛である請求の範囲第１項記載の方
    法。
  3. 【請求項３】蛋白質を導入する前タンク中に予め仕込ま
    れた酸の割合が、加水分解反応に使用される硫酸の全量
    に関して40〜60重量％である請求の範囲第１項または第
    ２項記載の方法。
  4. 【請求項４】過剰の硫酸を加水分解反応後消石灰を加
    え、硫酸カルシウム沈澱を傾瀉して除去する請求の範囲
    第１項〜第３項の何れかに記載の方法。
  5. 【請求項５】消石灰の添加を、50℃を越えない温度で撹
    拌しつつpH1〜２が得られるまで行う請求の範囲第４項
    記載の方法。
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