JPH0784441B2 - トリプトフアンの精製法 - Google Patents

トリプトフアンの精製法

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JPH0784441B2
JPH0784441B2 JP27574686A JP27574686A JPH0784441B2 JP H0784441 B2 JPH0784441 B2 JP H0784441B2 JP 27574686 A JP27574686 A JP 27574686A JP 27574686 A JP27574686 A JP 27574686A JP H0784441 B2 JPH0784441 B2 JP H0784441B2
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tryptophan
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、トリプトファンの精製法に関するものであ
る。
本発明の方法によれば、医薬品、飼料添加剤等に有用な
トリプトファンを多量に製造する場合に、高純度でかつ
高回収率でトリプトファンを精製する効率的な方法が提
供される。
先行技術 トリプトファンの製造方法は、セリンとインドールより
トリプトファンシンテターゼを用いて合成する方法、ピ
ルビン酸とアンモニアとインドールからトリプトファナ
ーゼを用いて合成する方法、アンスラニル酸からの中間
体醗酵法等がよく知られている。
いずれの場合にも、反応粗液には、相当量の不純物が混
在する。例えばセリンとインドールからの合成法では、
未反応D−セリンや共存無機塩が、ピルビン酸、アンモ
ニア及びインドールからの合成法では未反応ピルビン酸
や多量のアンモニウム塩更にその他の共存無機塩が存在
し、又、アンスラニル酸からの中間体醗酵では、培養液
中に含まれる多量の無機塩等が存在する。
これ等の不純物からトリプトファンを分離精製する常法
としては、トリプトファンを含む反応粗液を強酸性陽イ
オン交換樹脂に吸着させた後、適当な溶離液を用いてト
リプトファンより脱着しやすいD−セリン等の共存アミ
ノ酸を溶出させ、次いでアンモニア水でトリプトファン
を溶出させる方法がある。
しかしながら本方法においては、イオン交換樹脂の再生
に多量の酸を必要とし、更に共存無機塩が多い場合、イ
オン交換樹脂の交換能が無機塩と交換する為、トリプト
ファンに対して多量のイオン交換樹脂を必要とし、実質
的に使用できなくなる等の問題がある。
トリプトファンの他の精製方法としては、トリプトファ
ンを含むアミノ酸混合液を非イオン交換性脱色樹脂に吸
着せしめ、分子量小なるトリプトファン以外のアミノ
酸、トリプトファンの順に水で溶出する方法が知られて
いる)特公昭30-2982号公報参照)。
しかしながらこの方法では、全部のトリプトファンを溶
出する為に多量の水を必要とし、得られたトリプトファ
ン溶液は希薄となり、このトリプトファン溶液からトリ
プトファンを回収する為、多大のエネルギーを要する等
の問題がある。
発明の要旨 本発明は、上述の従来技術の問題点を解決することを目
的としてなされたものである。
即ち、本発明は、不純物を含有するトリプトファン水溶
液からトリプトファンを分離精製する方法において、 工程1:該水溶液を非極性ハイポーラスポリマー系樹脂に
通液しトリプトファンを吸着させ、その後アンモニア水
で該樹脂に吸着したトリプトファンを溶出させる、 工程2:工程1で得た溶出液を逆浸透膜を用いて濃縮す
る、 工程3:工程2で得た濃縮液からアンモニアを除去しトリ
プトファンを晶出させる、 ことからなる工程を採ることを特徴とするトリプトファ
ンの精製法を提供するものである。
発明の効果 本発明の方法によれば、不純物を含有するトリプトファ
ン水溶液からトリプトファンを高純度かつ高回収率で精
製することができる。更に、工程2で生じるアンモニア
水を工程1のトリプトファン溶出液として再使用するこ
とで、精製に用いる助剤の消費量を極めて低減すること
ができ、この様な経済的な精製法を採っても目的とする
トリプトファンは、高純度かつ高回収率で精製できる。
発明の具体的説明 本発明の方法における工程1は、不純物を含むトリプト
ファン水溶液を非極性ハイポーラスポリマー系樹脂に通
液してトリプトファンを吸着せしめ、しかる後にアンモ
ニア水でトリプトファンを溶出せしめることにある。
アンモニア水を溶出液として用いることで、溶出液中の
トリプトファン濃度を通液する反応液の数倍に濃縮する
ことが可能となり、次工程である逆浸透膜を用いた濃縮
工程の負荷を著しく軽減することができる。
工程2は、上記工程1によって得られたトリプトファン
のアンモニア水溶液をアンモニア水溶液のまま、逆浸透
膜を用いて濃縮することにある。
トリプトファンは、水に対する溶解度が低く、また溶解
度の温度依存性も小さいので、通常用いられる冷却晶析
では回収率が低くおさえられるが、工程1の非極性ハイ
ポーラスポリマー系樹脂から溶出せしめたアンモニア水
溶液のまま逆浸透膜を用いて濃縮することによって、高
い濃縮度を得ることができる。
工程3は、工程2の逆浸透膜を用いて濃縮したトリプト
ファン溶液から、蒸発等によってアンモニアを除去し、
トリプトファンを晶出せしめ回収することにある。
逆浸透膜を用いて濃縮したトリプトファン水溶液から、
アンモニアを除去するだけで、簡単に高回収率でトリプ
トファンの結晶を回収できる。
本発明の方法においては、工程2の逆浸透膜を用いるト
リプトファンの濃縮の際に、逆浸透膜を透過するアンモ
ニア水を、そのまま工程1の非極性ハイポーラスポリマ
ー系樹脂に吸着したトリプトファンの溶出液として使用
するのが好ましい。
工程2で用いられる逆浸透膜は、アンモニア水を排除・
濃縮しないので、トリプトファンと同時に逆浸透膜に供
給されたアンモニア(アンモニウムイオン)は、濃縮側
と同濃度で透過側へ移動する。このアンモニア水を工程
1の非極性ハイポーラスポリマー系樹脂からのトリプト
ファンの溶出に供することによって、逆浸透膜透過アン
モニア水の大半を回収工程を経ることなく回収すること
ができる。もちろん、濃縮側も透過側と同濃度のアンモ
ニア水を同伴するので、濃縮工程の前もしくは透過アン
モニア水は、濃アンモニア水もしくはアンモニアガスに
よって若干の濃度調整を行うこともできる。
この工程2で生ずる逆浸透膜透過アンモニア水をそのま
ま工程1に再使用しても、目的とするトリプトファンの
精製におけるトリプトファンの純度及び回収率を低下せ
しめることなく、助剤としてのアンモニアの消費量も低
減できる利点を有する。
本発明で用いられる非極性ハイポーラスポリマー系樹脂
は、イオン交換樹脂とは異なりイオン極性を有しない中
性のビニルモノマー、例えばスチレン、ジビニルベンゼ
ン等の重合体又は共重合体である非極性の樹脂であり、
かつこれらの樹脂は100〜1000Åの細孔半径を有するハ
イポーラスなポリマー系樹脂である。
上述の様な非極性ハイポーラスポリマー系樹脂の具体例
を例示すると、たとえば“ダイヤイオンHP-10”、“同H
P-20”、“同HP-21”、“同HP-30”、“同HP-40”、
“同HP-50”、“セパビーズSP-206”、“同SP-207”、
“同SP-800”、“同SP-900”、(以上商品名、三菱化成
社製)、“アンバーライトXAD−2"、“同XAD−4"(以上
商品名、ローム・アンド・ハース社製)などがこれにあ
たる。
本発明に用いられる不純物を含有するトリプトファン水
溶液中のトリプトファン濃度は、トリプトファンが溶解
している限りいかなる濃度であってもかまわないが、好
ましくは5〜15g/l程度の溶液である。この原料となる
該水溶液中に含まれる不純物は、該水溶液がどの様な工
程を経て得られたかによって種々異なるが、その中のい
くつかを例示すれば以下の様である。
例えば、原料としてDL−セリンとインドールを用いた酵
素的製造法においては、未反応のL−セリン、反応に利
用されないD−セリン、未反応のインドール、補酵素で
あるピリドキサールリン酸やその他塩化ナトリウム、塩
化アンモニウム、リン酸二水素カリウム等の無機塩がこ
れにあたる。また、インドールとピルビン酸およびアン
モニウム塩を原料とする酵素的製造法においては、未反
応のインドール、ピルビン酸またはその塩、酢酸アンモ
ニウムや塩化アンモニウム等のアンモニウム塩、補酵素
であるピリドキサールリン酸やその他pH調整等に用いら
れるリン酸二水素カリウム等の無機塩がこれにあたる。
アンスラニル酸を用いた中間体醗酵による製造法では、
未反応のアンスラニン酸や、グルコース、硫酸アンモニ
ウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、
硫酸マンガン等の醗酵液成分等がこれにあたる。
工程1で使用する非極性ハイポーラスポリマー系樹脂の
量は、通液する不純物を含有するトリプトファン水溶液
中のトリプトファンの濃度により異るが、通常トリプト
ファン水溶液の5〜100%好ましくは5〜30の容量で充
分である。トリプトファン水溶液を通液後、直ちにアン
モニア水でトリプトファンを溶出させてもかまわない
が、非極性ハイポーラスポリマー系樹脂を充填した塔底
より、トリプトファンが漏出する液量の少し手前で通液
を中止し、純水を少し通水することがトリプトファンと
不純物アミノ酸や有機塩、無機塩類との分離性上好まし
い。
本発明の工程2でトリプトファンの溶出に用いられるア
ンモニア水の濃度は特に限定されず、非極性ハイポーラ
スポリマー系樹脂からトリプトファンを溶出する為に充
分な濃度を用いれば良いが、0.5規定から5規定程度の
アンモニア水が好ましい。
工程1の原料として用いられるトリプトファン水溶液で
ある反応粗液中にインドールが多量混入する場合も、イ
ンドールはかかるアンモニア水溶液によって溶出されな
いので、トリプトファンの純度を高く得ることができ極
めて好都合である。ハイポーラスポリマー系樹脂に吸着
したインドールは、使用につれて蓄積するので、適当な
時期にメタノール、エタノール、イソプロパノール等の
アルコール類やかかるアルコールと水との混合液、アセ
トン等を用いて溶離回収することができる。
工程2で用いる非極性ハイポーラスポリマー系樹脂から
溶出したトリプトファンの濃縮に用いられる逆浸透膜
は、通常用いられる逆浸透膜であれば塩排除率の高いい
わゆるタイトな逆浸透膜であっても、塩排除率の低いい
わゆるルーズな逆浸透膜であっても、所定濃度のアンモ
ニア水での使用に耐える逆浸透膜であればよい。
逆浸透膜による濃縮倍率は、用いる逆浸透膜やアンモニ
ア水の濃度、非極性ハイポーラスポリマー系樹脂からの
溶出濃度によって適宜選択すればよい。また、逆浸透膜
モジュール形式もいわゆるスパイラス型、チューブラー
型、ホロファイバー型のいずれにも限定されるものでは
ない。
逆浸透膜によって濃縮されたトリプトファン溶液は、続
いて単蒸留や通常の晶析装置によってアンモニアを蒸発
除去することによって、簡単に高純度のトリプトファン
結晶を析出回収することができる。
本発明によって、共存する無機塩、未反応原料等からト
リプトファンを選択的に分離精製し、しかも簡単に、エ
ネルギー消費を削減し、結晶トリプトファンを高純度で
収率よく回収することができる。
実施例 実施例1 トリプトファンシンターゼを用いて、インドールとDL−
セリンを反応させて下記組成の反応粗液を得た。
トリプトファン 10g/l D−セリン 6.2g/l L−セリン 1.1g/l ピリドキサール−5−リン酸 1mg/l 塩化ナトリウム 2g/l 上記反応粗液6lを、非極性ハイポーラスポリマー系樹脂
「ダイヤイオンHP-20」(商品名、三菱化成製)2lを充
填したカラムにSV3Hr-1で通液した。続いて、脱塩水1
を通液した後、2規定アンモニア水2.5l、脱塩水2lを
通液し、塔底にて屈折率計で出口液組成を検知しつつ、
トリプトファン画分2.7lを集液した。このトリプトファ
ン画分のトリプトファン濃度は、22g/lと原液の2.2倍に
濃縮され、その純度は97%、回収率はほぼ100%であっ
た。
続いて上記溶出液のアンモニア濃度を濃アンモニア水を
用いて2規定に調整後、チューブラー型逆浸透膜「PBIL
TL-198ミニモジュール」(商品名:帝人エンジニアリン
グ製)を用いて90g/lまで濃縮した。(逆浸透膜による
濃縮倍率は4.1倍である。)透過液は2規定アンモニア
水で、トリプトファンは含まれなかった。濃縮水はアン
モニア濃度2規定、トリプトファン回収率97%であっ
た。得られた濃縮液640mlを、40℃、60mmHgで単蒸留
し、残液のpHが9以下となるまでアンモニア及び水を蒸
発除去し、トリプトファン結晶を晶出せしめた後、フィ
ルターろ過し、結晶トリプトファン47.8gを得た。結晶
回収率は80%、純度99.5%の白色結晶であった。水の蒸
発量はトリプトファン1g当り4.7gであった。
実施例2 実施例1と全く同様の反応で得られた反応液6lを、実施
例1と同様に非極性ハイポーラスポリマー系樹脂「セパ
ビーズSP-800」(商品名:三菱化成製)2lを充填したカ
ラムにSV3Hr-1で通液した。続いて脱塩水1を通液し
た後、実施例1で用いた逆浸透膜の透過液2lを通液し、
更に脱塩水2lを通液した。実施例1と同様に、トリプト
ファン画分2.7lを集液した。このトリプトファン画分の
トリプトファン濃度は、21.5g/lで原液の2.15倍に濃縮
され、その純度は97%、回収率97%であった。
続いて、実施例1と全く同様に、上記溶出液を2規定に
調整後、逆浸透膜を用いて90g/lまで濃縮し、単蒸留及
びろ過を実施しトリプトファンの白色結晶45.7gを得
た。回収率76%、純度99.5%であった。逆浸透膜による
濃縮倍率は4.2倍であった。単蒸留による水の蒸発量
は、トリプトファン1g当り4.7gであった。
実施例3 トリプトファナーゼを用いてインドール、ピルビン酸ソ
ーダ及び塩化アンモニウムを反応させて、下記組成の反
応粗液を得た。
トリプトファン 10g/l ピルビン酸ソーダ 8g/l インドール 1g/l 塩化アンモニウム 23g/l 塩化ナトリウム 2.9g/l ピリドキサール−5−リン酸 1mg/l 上記反応粗液6lを、非極性ハイポーラス系樹脂「ダイヤ
イオンHP-20」(商品名、三菱化成製)2lを充填したカ
ラムに、SV3Hr-1で通液した。続いて脱塩水1を通液
した後、実施例2で用いた逆浸透膜の透過液2lを通液
し、更に脱塩水2lを通液した。実施例1と同様に、トリ
プトファン画分2.7lを集液した。このトリプトファン画
分のトリプトファン濃度は21.5g/lで、原液の2.15倍に
濃縮され、その純度は98%、回収率は98%であった。
続いて、実施例1と同様に上記溶出液を2規定に調整
後、逆浸透膜を用いて90g/lまで濃縮し、単蒸留及びろ
過を実施し、トリプトファンの白色結晶46.8gを得た。
回収率78%、純度99.7%であった。逆浸透膜での濃縮倍
率は4.2倍であり、単蒸留による水の蒸発量はトリプト
ファン1g当り4.7gであった。
比較例 実施例1と全く同様の反応で得られた反応粗液6lを、実
施例1と同様に非極性ハイポーラスポリマー系樹脂「HP
-20」2lを充填したカラムにSV3Hr-1で通液した。続いて
脱塩水30lを通液した。実施例1と同様に塔底にて屈折
率計で出口液組成を検知しつつ、トリプトファン画分22
lを採取した。このトリプトファン画分のトリプトファ
ン濃度は2.3g/lと、反応粗液に対して4.3倍希釈されて
いた。また、トリプトファンの回収率は85%、純度は96
%であった。
このトリプトファン画分を、実施例1と同様の単蒸留装
置を用いて2.2lまで濃縮し、更に該濃縮液を5℃に冷却
し、そのまま5時間放置してトリプトファン結晶を晶出
せしめた後ろ過した。得られたトリプトファン結晶の回
収率は65%、純度は97.5%であった。濃縮に要した水の
蒸発量は、トリプトファン1g当り597gであった。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】不純物を含有するトリプトファン水溶液か
    らトリプトファンを分離精製する方法において、 工程1:該水溶液を非極性ハイポーラスポリマー系樹脂に
    通液しトリプトファンを吸着させ、その後アンモニア水
    で該樹脂に吸着したトリプトファンを溶出させる、 工程2:工程1で得た溶出液を逆浸透膜を用いて濃縮す
    る、 工程3:工程2で得た濃縮液からアンモニアを除去しトリ
    プトファンを晶出させる、 ことからなる工程を採ることを特徴とするトリプトファ
    ンの精製法。
JP27574686A 1986-11-19 1986-11-19 トリプトフアンの精製法 Expired - Lifetime JPH0784441B2 (ja)

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