JPH08183768A - Method for isolating l-proline - Google Patents

Method for isolating l-proline

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JPH08183768A
JPH08183768A JP32774194A JP32774194A JPH08183768A JP H08183768 A JPH08183768 A JP H08183768A JP 32774194 A JP32774194 A JP 32774194A JP 32774194 A JP32774194 A JP 32774194A JP H08183768 A JPH08183768 A JP H08183768A
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JP
Japan
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proline
exchange resin
resin
amino acids
type
Prior art date
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Application number
JP32774194A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiro Uda
和弘 宇田
Hitoshi Takahashi
均 高橋
Akio Fukuoka
章男 福岡
Takeshi Nakamura
武史 中村
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
Original Assignee
Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To easily isolate L-proline used in the areas of foods, medicines and cosmetics, in a high purity and yield by adsorbing and eluting the same at a specific temperature by an ion exchange chromatography using a specific ion exchanging resin from the mixture solution of amino acids. CONSTITUTION: This method for isolating L-proline comprises adsorbing and eluting L-proline from the mixture solution of amino acids containing L-proline as a major component by an ion exchange chromatography using H<+> -type strongly acidic cation exchanging resin (e.g. a gel-type) at an operating temperature of 40-80 deg.C, and further if necessary treating the eluted solution containing mainly L-proline by an OH-type strongly basic anion exchanging resin to remove acidic amino acids from this eluted solution to isolate the objective L-proline.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、L−プロリンの単離法
に関するものである。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for isolating L-proline.

【0002】[0002]

【従来の技術】食品用、飼料用、医薬用、化粧品用、工
業用などの広い分野で用いられているL−プロリンは、
通常、グルコース等の糖分を炭素源とする発酵法により
製造される。この方法で得られるL−プロリンを含む発
酵液は、L−プロリンだけでなく数種の副生アミノ酸を
含んでいる。また、その他にも有機酸や無機のカチオ
ン、アニオン、色素等の不純物を含んでいる。したがっ
て、醗酵法で製造されるL−プロリンを醗酵液から純粋
な形で得る為には、これらの多くの不純物や副生アミノ
酸を効率良く除去することが大きな課題となる。このよ
うな発酵液は、後述のように、本発明で処理されるべき
L−プロリン水溶液の典型的な一例である。
2. Description of the Related Art L-proline, which is used in a wide range of fields such as food, feed, medicine, cosmetics, and industry, is
Usually, it is produced by a fermentation method using a sugar such as glucose as a carbon source. The fermentation broth containing L-proline obtained by this method contains not only L-proline but also several kinds of by-produced amino acids. In addition, it also contains impurities such as organic acids, inorganic cations, anions, and dyes. Therefore, in order to obtain L-proline produced by the fermentation method in a pure form from the fermentation solution, it is a major problem to efficiently remove many impurities and by-produced amino acids. Such a fermentation broth is a typical example of the L-proline aqueous solution to be treated in the present invention, as described later.

【0003】L−プロリン発酵液からL−プロリンを単
離する方法として、室温あるいはそれより低い温度で強
酸性陽イオン交換樹脂に吸着させ夾雑物を貫流した後、
アンモニア水でL−プロリンを溶出させ、その後晶析に
より分離するという、ごく一般的な方法が知られている
(例えば、特開昭58−60995号、特開昭60−1
41284号、特開平3−195493号)。
As a method of isolating L-proline from an L-proline fermentation broth, after adsorbing it on a strongly acidic cation exchange resin at room temperature or a lower temperature to allow contaminants to flow through,
A very general method is known in which L-proline is eluted with aqueous ammonia and then separated by crystallization (for example, JP-A-58-60995 and JP-A-60-1).
41284, JP-A-3-195493).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
はL−プロリンに近い等電点を持つ副生アミノ酸をL−
プロリンからイオン交換樹脂により分離するのは難し
く、どうしても、夾雑した状態のものが得られるに過ぎ
ず、そのため、より純度の高いL−プロリンを製造する
には、再晶析を繰り返えさざるを得ず、収率の低下をき
たすという問題がある。
However, in practice, a by-product amino acid having an isoelectric point close to that of L-proline is used as L-proline.
Separation from proline by an ion exchange resin is difficult, and inevitably a contaminated state is obtained, and therefore recrystallization must be repeated in order to produce higher purity L-proline. However, there is a problem in that the yield is reduced.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、高純度の
L−プロリンを高収率で単離する方法を見いだすべく鋭
意研究した結果、本発明を完成するに至った。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have completed the present invention as a result of intensive research to find a method for isolating high-purity L-proline in a high yield.

【0006】すなわち、本発明は、L−プロリンが主成
分であるアミノ酸混合液からH+型強酸性カチオン交換
樹脂を用い、イオン交換クロマトグラフィーの操作温度
を40〜80℃の範囲で吸着、溶離を行うことを特徴と
するL−プロリンの単離法である。
That is, the present invention uses an H + -type strongly acidic cation exchange resin from an amino acid mixture containing L-proline as a main component, and adsorbs and elutes at an operating temperature of ion exchange chromatography in the range of 40 to 80 ° C. The method for isolating L-proline is characterized in that

【0007】さらに、H+型強酸性カチオン交換樹脂に
L−プロリンを主成分とする混合液(副生アミノ酸を含
有するL−プロリン発酵液を含む)を吸着させ、H+
強酸性カチオン交換樹脂からL−プロリンが濃縮された
形で得られた溶離液をOH-型強塩基性アニオン交換樹
脂に接触させてOH-型強塩基性アニオン交換樹脂吸着
成分を除去する、高純度のL−プロリンを効率良く単離
する方法である。
Further, a mixed solution containing L-proline as a main component (including an L-proline fermented solution containing a by-product amino acid) is adsorbed on an H + type strongly acidic cation exchange resin to give an H + type strongly acidic cation exchange resin. the eluate from the resin L- proline are obtained in concentrated form OH - in contact with the mold strongly basic anion exchange resin OH - removing the mold strongly basic anion exchange resin adsorbate, high purity L- This is a method for efficiently isolating proline.

【0008】一般に、高速液体クロマトグラフィーにお
けるイオン交換クロマトグラフィーでは、カラムの温度
を上げることにより、固定相中の試料成分の拡散速度が
速くなり、イオン交換反応を促進するため理論段数が上
がる。そのため、高温での操作により分離効率を上げる
ことができ、常温においては重なり合うピークでも分離
することが可能になる。しかし、高速液体クロマトグラ
フィーでは、イオン交換樹脂の交換容量からみると、分
離用に供することができる試料の量は極微量であり、使
用する樹脂当たりの処理効率は低く、多量の試料を処理
することはできない。
Generally, in ion exchange chromatography in high performance liquid chromatography, the diffusion rate of sample components in the stationary phase is increased by raising the temperature of the column, and the number of theoretical plates is increased to promote the ion exchange reaction. Therefore, the separation efficiency can be improved by operating at high temperature, and it becomes possible to separate even overlapping peaks at room temperature. However, in high performance liquid chromatography, the amount of sample that can be used for separation is extremely small in view of the exchange capacity of the ion exchange resin, the processing efficiency per resin used is low, and a large amount of sample is processed. It is not possible.

【0009】また、イオン交換樹脂により、同じ電荷を
帯びた不純物を樹脂に吸着させ除去しようとする場合、
目的物の一部も樹脂に吸着され、収率が低下するという
問題がある。
Further, when an ion exchange resin is used to remove impurities having the same electric charge by adsorption to the resin,
Part of the target substance is also adsorbed on the resin, and there is a problem that the yield decreases.

【0010】本発明は、イオン交換樹脂の交換容量ぎり
ぎりまで試料を注入し、大量かつ効果的に高純度のアミ
ノ酸を製造しようとする工業的規模への応用の道を新た
に開いたものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention opens a new way of application on an industrial scale for injecting a sample to the limit of the exchange capacity of an ion exchange resin to produce a high-purity amino acid in a large amount and effectively. .

【0011】以下、本発明を更に詳しく説明する。L−
プロリンと他の中性アミノ酸、例えばL−アラニン、L
−バリン等はH+型強酸性カチオン交換樹脂に対する吸
着力には大きな差は見られない。操作温度が常温では、
アンモニア水による溶離の際、それら副生アミノ酸はL
−プロリンとほぼ同時に溶出してくる。このためL−プ
ロリンの収率は低かった。また、酸性アミノ酸であるL
−グルタミン酸等も、このような分離操作によりL−プ
ロリンよりは早く溶出する傾向はあるものの、大部分は
L−プロリンと同時に溶出してしまう。
The present invention will be described in more detail below. L-
Proline and other neutral amino acids such as L-alanine, L
-Valine and the like show no significant difference in the adsorptive power to the H + type strongly acidic cation exchange resin. When the operating temperature is room temperature,
Upon elution with aqueous ammonia, the by-produced amino acids are L
-It elutes almost simultaneously with proline. Therefore, the yield of L-proline was low. In addition, L, which is an acidic amino acid
-Glutamic acid and the like tend to elute earlier than L-proline by such a separation operation, but most of them elute at the same time as L-proline.

【0012】一方、操作温度を40〜80℃に上げるこ
とにより、樹脂のイオン交換反応が促進され、吸着時に
L−プロリンと副生アミノ酸の樹脂に対する吸着力に差
が生じる。また、アンモニア水による溶離時において
は、樹脂が加温されることによる分離効率の向上によ
り、L−プロリンと副生アミノ酸が効率よく分離されL
−プロリンの収率が著しく向上すると考えられる。
On the other hand, by raising the operating temperature to 40 to 80 ° C., the ion exchange reaction of the resin is promoted, and the adsorption power of L-proline and the by-product amino acid to the resin becomes different during adsorption. Further, during elution with aqueous ammonia, the resin is heated to improve the separation efficiency, so that L-proline and the by-product amino acid are efficiently separated.
-It is believed that the yield of proline is significantly improved.

【0013】吸着・溶離のいずれの操作においても、操
作温度が80℃を越える場合では、カラム内に気泡が発
生し、また、樹脂の劣化が早まるため、実用的ではな
く、一方、40℃未満では不純物アミノ酸とL−プロリ
ンとの分離が充分でなく、収率よく高純度のL−プロリ
ンを得るためにはさらなる精製が必要となる。
In both the adsorption and elution operations, when the operating temperature exceeds 80 ° C., bubbles are generated in the column and the resin is accelerated to deteriorate, which is not practical, but less than 40 ° C. Then, the impurity amino acid and L-proline are not sufficiently separated, and further purification is required to obtain high-purity L-proline in good yield.

【0014】不純物を含有するL−プロリン水溶液を型
強酸性カチオン交換樹脂に付するに際しては、先ずL−
プロリン水溶液を酸性に調整し、L−プロリンを荷電状
態とする。L−プロリンの等電点付近では、樹脂に対す
る吸着能は低下する。
When the L-proline aqueous solution containing impurities is applied to the strongly acidic cation exchange resin of the type, first, L-proline is added.
The aqueous solution of proline is adjusted to be acidic to bring L-proline into a charged state. In the vicinity of the isoelectric point of L-proline, the adsorptivity for resin decreases.

【0015】一方、強酸性カチオン交換樹脂はH+型に
して使用する。他のカチオンの型、例えばアンモニウム
塩型では、樹脂に対するL−プロリンの吸着能が低下す
るため実用的ではない。
On the other hand, the strongly acidic cation exchange resin is used in the H + type. Other cation types, such as ammonium salt types, are not practical because the ability to adsorb L-proline to the resin is reduced.

【0016】溶離に用いるアンモニア水の濃度は、0.
25〜1%程度が適当である。アンモニア水の濃度が高
まれば、L−プロリンの溶出速度は増す。
The concentration of aqueous ammonia used for elution is 0.
About 25 to 1% is suitable. When the concentration of aqueous ammonia increases, the elution rate of L-proline increases.

【0017】本発明に用いる強酸性カチオン交換樹脂と
しては、公知のものがいずれでも使用できる。市販のも
のとして、例えば、ダイヤイオンUBK−530K、S
K−102、SK−104、SK−106、SK−1B
およびSK−104S(以上、三菱化成社製)、レバチ
ットS−100、S−109、SP−112、SP−1
20およびMDS−1368(以上、バイエル社製)、
IR−116、IR−118、IR−120B、IR−
122およびIR−124(以上、アンバーライト社
製)等をあげることができる。これらの中ではマクロポ
ーラス型のものよりゲル型のものの方が分離能が良い。
架橋度は4〜8%が一般的である。
As the strongly acidic cation exchange resin used in the present invention, any known one can be used. As a commercially available product, for example, Diaion UBK-530K, S
K-102, SK-104, SK-106, SK-1B
And SK-104S (all manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.), Levatit S-100, S-109, SP-112, SP-1.
20 and MDS-1368 (all manufactured by Bayer),
IR-116, IR-118, IR-120B, IR-
122 and IR-124 (all manufactured by Amberlite Co., Ltd.). Of these, the gel type has better separation ability than the macroporous type.
The degree of crosslinking is generally 4-8%.

【0018】使用する強酸性カチオン交換樹脂量は、水
溶液のL−プロリンおよび不純物全体の濃度の多少によ
り適宜決定されるが、樹脂にL−プロリンを吸着させた
時、L−プロリンが洩れない程度であれば良く、例え
ば、L−プロリン濃度が5%程度で無機塩の濃度が5%
程度の水溶液の場合、その水溶液量の1〜2倍程度で充
分である。
The amount of the strongly acidic cation exchange resin used is appropriately determined depending on the concentrations of L-proline in the aqueous solution and the total amount of impurities. However, when L-proline is adsorbed on the resin, L-proline does not leak. The L-proline concentration is about 5% and the inorganic salt concentration is 5%.
In the case of an aqueous solution having a certain amount, about 1 to 2 times the amount of the aqueous solution is sufficient.

【0019】本発明の方法では、まず、H+型強酸性カ
チオン交換樹脂をカラムに充填し、カラム温度を40〜
80℃の範囲で恒温化させた後、カラム上部に上記の目
安の量のL−プロリン水溶液を注入する。
In the method of the present invention, first, a column of H + type strongly acidic cation exchange resin is packed and the column temperature is kept at 40 to 40 ° C.
After constant temperature in the range of 80 ° C., the above standard amount of the L-proline aqueous solution is injected into the upper part of the column.

【0020】例えば、不純物を含むL−プロリン水溶液
の場合、H+型強酸性カチオン交換樹脂をカラムに充填
し、カラム温度を40〜80℃に恒温化し、その上部に
pHを1〜5好ましくは2〜4に調節したL−プロリン
水溶液を適量注入する。次いで、水を通液することによ
り、アニオン、非荷電性物質、発酵液においてはさらに
種々の色素等の夾雑物を溶出させる。その後に0.25
〜1%アンモニア溶液を通液することにより、まず、酸
性アミノ酸、続いてL−プロリン、そして中性、塩基性
アミノ酸の順に溶離させ、L−プロリンが主成分である
画分を集める。
For example, in the case of an L-proline aqueous solution containing impurities, the column is filled with H + type strongly acidic cation exchange resin, the column temperature is thermostatted at 40 to 80 ° C., and the pH above the column is preferably 1 to 5; An appropriate amount of L-proline aqueous solution adjusted to 2 to 4 is injected. Then, water is passed through to elute anions, uncharged substances, and in the fermentation liquid, contaminants such as various pigments. Then 0.25
By passing a ˜1% ammonia solution, first, the acidic amino acid is eluted first, followed by L-proline, and then the neutral and basic amino acids in this order, and the fraction containing L-proline as the main component is collected.

【0021】通液速度(SV)については、通常0.5
〜10程度であれば良い。目的分画位置は溶離液のp
H、着色度、電気伝導度などの時間的変化を追跡して決
定することができる。
The liquid passing speed (SV) is usually 0.5
It may be about 10 to 10. The target fractionation position is p of the eluent
It is possible to trace and determine changes with time such as H, coloring degree, and electrical conductivity.

【0022】本発明において、L−プロリンが主成分で
あれば上記によりL−プロリンが効率よく単離できるの
であるが、特にたとえばL−グルタミン酸のような酸性
アミノ酸が含まれている場合、上記により単離できるが
L−プロリンとの分離が充分でないことが多い。
In the present invention, if L-proline is the main component, L-proline can be efficiently isolated as described above. Particularly, when an acidic amino acid such as L-glutamic acid is contained, the above-mentioned results are obtained. It can be isolated but is often not sufficiently separated from L-proline.

【0023】好ましくは、H+型強酸性カチオン交換樹
脂から溶離されたL−プロリン画分をOH-型強塩基性
アニオン交換樹脂に通液し、酸性アミノ酸であるL−グ
ルタミン酸等を吸着除去する。なお、OH-型強塩基性
アニオン交換樹脂にL−プロリンも同時に吸着される
が、通液が進むにつれ、一端吸着したL−プロリンは、
より樹脂に対する吸着力が強いL−グルタミン酸等と置
換され、順次溶出してくる。よって、樹脂量を適切に設
定することにより、L−プロリンを95%以上回収で
き、L−グルタミン酸等の酸性アミノ酸も除去すること
が可能となる。
Preferably, the L-proline fraction eluted from the H + type strongly acidic cation exchange resin is passed through an OH type strongly basic anion exchange resin to adsorb and remove the acidic amino acid L-glutamic acid and the like. . L-proline is also adsorbed on the OH - type strongly basic anion exchange resin at the same time.
It is replaced with L-glutamic acid or the like, which has a stronger adsorptive power to the resin, and is eluted sequentially. Therefore, by properly setting the amount of resin, 95% or more of L-proline can be recovered and acidic amino acids such as L-glutamic acid can be removed.

【0024】H+型強酸性カチオン交換樹脂カラムの溶
出液のL−プロリン画分を強塩基性アニオン交換樹脂に
付するに際し、特に溶出液のpHを調節する必要はない
が通常は3〜7の範囲であることが多い。
When the L-proline fraction of the eluate of the H + type strongly acidic cation exchange resin column is applied to the strongly basic anion exchange resin, it is not necessary to adjust the pH of the eluate, but it is usually 3 to 7 Often ranges.

【0025】強塩基性アニオン交換樹脂はOH-型にし
て使用する。他のアニオンの型、例えば、Cl-型では
溶出液中にCl-が混入し、また樹脂に対するL−グル
タミン酸等の吸着能が低下するため実用的ではない。
The strongly basic anion exchange resin is used in the form of OH . Other anion types, for example, Cl type, are not practical because Cl is mixed in the eluate and the adsorbability of L-glutamic acid and the like to the resin decreases.

【0026】ここで用いうる強塩基性アニオン交換樹脂
としては、公知の強塩基性アニオン交換樹脂がいずれで
も使用でき、市販品として、例えば、ダイヤイオンPA
306、PA312およびPA318(以上、三菱化成
社製)、レバチットM500、MP500およびMP5
00A(以上、バイエル社製)、アンバーライトIRA
−430、IRA−900およびIRA−904(以
上、アンバーライト社製)が販売されている。これらの
中ではマクロポーラス型のものがゲル型のものより吸着
能が良く、好適に使用できる。
As the strong basic anion exchange resin that can be used here, any known strong basic anion exchange resin can be used, and as a commercially available product, for example, Diaion PA.
306, PA312 and PA318 (above, manufactured by Mitsubishi Kasei Co., Ltd.), Levatit M500, MP500 and MP5
00A (above, Bayer), Amberlite IRA
-430, IRA-900 and IRA-904 (above, manufactured by Amberlite Co.) are sold. Of these, the macroporous type has a better adsorptivity than the gel type and can be preferably used.

【0027】使用する強塩基性アニオン交換樹脂量は、
L−プロリン含有液に含まれるL−グルタミン酸等の酸
性成分を完全に補足できる量で充分であり、例えば、酸
性アミノ酸成分がL−グルタミン酸のみである場合、そ
の濃度が0.3%程度のときは、その水溶液量の1/3
0程度で充分である。水溶液のL−グルタミン酸濃度の
多少により、樹脂量は適宜設定する。
The amount of strongly basic anion exchange resin used is
The amount that can completely capture the acidic components such as L-glutamic acid contained in the L-proline-containing liquid is sufficient. For example, when the acidic amino acid component is only L-glutamic acid, when the concentration is about 0.3%. Is 1/3 of the amount of the aqueous solution
0 is enough. The amount of resin is appropriately set depending on the concentration of L-glutamic acid in the aqueous solution.

【0028】本発明では、OH-型強塩基性アニオン交
換樹脂をカラムに充填し、カラムの上部に上記の目安の
量のL−プロリン水溶液を注入する。
In the present invention, an OH - type strongly basic anion exchange resin is packed in a column, and the above standard amount of the L-proline aqueous solution is injected into the upper part of the column.

【0029】例えば、L−グルタミン酸を含むL−プロ
リン水溶液の場合、OH-型強塩基性アニオン交換樹脂
をカラムに充填し、その上部にL−プロリン水溶液を適
量注入する。通液につれて、L−グルタミン酸が優先的
に樹脂に吸着し、L−プロリンは殆ど未吸着のまま溶出
し、素通しの流出液として回収される。次いで適量の水
で水洗することにより、カラム内に残存するL−プロリ
ンを回収する。
For example, in the case of an L-proline aqueous solution containing L-glutamic acid, a column is filled with an OH - type strongly basic anion exchange resin, and an appropriate amount of the L-proline aqueous solution is injected onto the column. As the solution is passed, L-glutamic acid is preferentially adsorbed on the resin, and L-proline is eluted with almost no adsorption, and is recovered as a plain effluent. Then, by washing with an appropriate amount of water, L-proline remaining in the column is recovered.

【0030】通液速度(SV)については、通常0.5
〜20程度であれば良い。カラムの操作温度については
常温で良い。温度を上げればL−グルタミン酸の吸着能
が増すが、50℃以上では、樹脂の性能が著しく劣化す
るため実用的ではない。
The liquid passing speed (SV) is usually 0.5
It may be about 20. The operating temperature of the column may be room temperature. When the temperature is raised, the L-glutamic acid adsorption capacity is increased, but at 50 ° C. or higher, the performance of the resin is significantly deteriorated, which is not practical.

【0031】得られたL−プロリン溶離液からL−プロ
リンの単離は、従来公知の方法ででき、例えば、活性炭
により残存する色素を除去した後、スプレードライによ
る乾燥でL−プロリンを得ることができる。
L-proline can be isolated from the obtained L-proline eluate by a conventionally known method. For example, after removing the remaining dye with activated carbon, L-proline is obtained by drying by spray drying. You can

【0032】[0032]

【実施例】以下、本発明を実施例によってさらに詳細に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0033】実施例1 L−プロリン50g/lおよびL−アラニン0.5g/
l、L−バリン3.0g/l、NaCl10g/l、 MgSO4
・7H2O 0.5g/l、 (NH4)2SO4 20g/lを含む
L−プロリン水溶液のpHを塩酸で3.0に調節したの
ち70℃にし、その110mlを強酸性イオン交換樹脂ダ
イヤイオンUBK−530K(架橋度6%、ゲル型、三
菱化成社製)のH+型を110ml充填した、70℃に保
温したカラム(φ1.6×55cm)の上部に注入した。
次に、70℃の水440mlで水洗した後、70℃の0.
5%アンモニア水1lで溶離した。吸着、水洗、溶離の
操作はSV=2.0の条件下であった。アンモニア水溶
離液をフラクションコレクターで12ml毎に分取し、ア
ミノ酸をアミノ酸HPLCにて測定した。また、pHも
測定した。結果を図1に示す。L−プロリンが溶出し始
めてからL−アラニン、L−バリンが溶出してくるまで
のフラクションをL−プロリン画分として集め、アミノ
酸HPLCにて分析して、L−アラニンおよびL−バリ
ンの除去率、L−プロリンの回収率を以下の式によって
求めた。結果を表1に示す。 L−アラニン(L−バリン)の除去率(%)=100−
(A/B)×100 A:L−プロリン画分液中のL−アラニン(L−バリ
ン)絶対量(g) B:カラムに注入したL−プロリン水溶液中のL−アラ
ニン(L−バリン)絶対量(g) L−プロリンの回収率(%)=(a/b)×100 a:L−プロリン画分液中のL−プロリン絶対量(g) b:カラムに注入したL−プロリン水溶液中のL−プロ
リン絶対量(g)
Example 1 L-proline 50 g / l and L-alanine 0.5 g / l
1, L-valine 3.0 g / l, NaCl 10 g / l, MgSO 4
The pH of the L-proline aqueous solution containing 0.5 g / l of 7H 2 O and 20 g / l of (NH 4 ) 2 SO 4 was adjusted to 3.0 with hydrochloric acid and then adjusted to 70 ° C., 110 ml of which was strongly acidic ion exchange resin. Diaion UBK-530K (6% cross-linking degree, gel type, manufactured by Mitsubishi Kasei) was injected into the upper part of a column (φ1.6 × 55 cm) filled with 110 ml of H + type and kept at 70 ° C.
Then, after washing with 440 ml of water at 70 ° C., it was washed with water at 70 ° C.
Elution was performed with 1 l of 5% aqueous ammonia. The operations of adsorption, washing with water and elution were performed under the condition of SV = 2.0. The ammonia water eluate was fractionated every 12 ml with a fraction collector, and amino acids were measured by amino acid HPLC. The pH was also measured. The results are shown in Fig. 1. Fractions from the start of L-proline elution to the start of L-alanine and L-valine elution were collected as an L-proline fraction and analyzed by amino acid HPLC to determine the removal rate of L-alanine and L-valine. , L-proline recovery rate was calculated by the following formula. The results are shown in Table 1. Removal rate (%) of L-alanine (L-valine) = 100-
(A / B) × 100 A: L-alanine (L-valine) absolute amount in the L-proline fraction liquid (g) B: L-alanine (L-valine) in the L-proline aqueous solution injected into the column Absolute amount (g) L-proline recovery rate (%) = (a / b) × 100 a: L-proline absolute amount in the L-proline fraction liquid (g) b: L-proline aqueous solution injected into the column Absolute amount of L-proline (g)

【0034】実施例2〜5 吸着、水洗、溶離の操作温度を40、50、60または
80℃にする他は実施例1を繰り返した。結果を図2〜
5および表1に示す。
Examples 2 to 5 Example 1 was repeated except that the operating temperature for adsorption, washing with water and elution was 40, 50, 60 or 80 ° C. The results are shown in Figure 2
5 and Table 1.

【0035】比較例1 吸着、水洗、溶離の操作温度を30℃にする他は実施例
1を繰り返した。結果を図6および表1に示す。
Comparative Example 1 Example 1 was repeated except that the operating temperature for adsorption, washing with water and elution was 30 ° C. The results are shown in FIG. 6 and Table 1.

【0036】比較例2 吸着、水洗、溶離の操作温度を90℃にする他は実施例
1を繰り返そうとしたが、カラム内が発泡して吸着させ
ることができず、実験を中止した。
Comparative Example 2 The procedure of Example 1 was repeated except that the operating temperature for adsorption, washing with water and elution was 90 ° C. However, the inside of the column could not be adsorbed and the experiment was stopped.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】実施例6、比較例3 強酸性イオン交換樹脂としてレバチットMDS1368
(架橋度6%、ゲル型、バイエル社製)のH+型を用い
る他は実施例1または比較例1を繰り返した。溶出曲線
はそれぞれ図7、図8に示す通りであった。また、L−
アラニン、L−バリン除去率およびL−プロリン回収率
は表2に示す通りであった。
Example 6, Comparative Example 3 As a strongly acidic ion exchange resin, Levatit MDS1368
Example 1 or Comparative Example 1 was repeated except that the H + type (crosslinking degree 6%, gel type, manufactured by Bayer) was used. The elution curves were as shown in FIGS. 7 and 8, respectively. Also, L-
The alanine, L-valine removal rate and L-proline recovery rate were as shown in Table 2.

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】実施例7 L−プロリン発酵液を除菌して得た、L−プロリン55
g/lおよびL−グルタミン酸6.2g/l、L−アラ
ニン0.3g/l、L−バリン3.5g/l、Na+
g/l、Mg2+0.05g/l、NH4 +3g/lを含む
L−プロリン水溶液のpHを塩酸で3.0に調節し、そ
の110mlを強酸性イオン交換樹脂ダイヤイオンUBK
−530K(架橋度6%、三菱化成社製)のH+型を1
10ml充填したカラム(φ1.6×55cm)の上部に注
入した。含まれるカチオンの量は、イオンクロマトグラ
フィーにより定量して求めた。次に、440mlの水で水
洗した後、0.5%のアンモニア水1.0lで溶離し
た。吸着、水洗、溶離の操作をSV=2.0の条件下
で、温度を70℃で行った。上記実施例の溶出曲線は図
9に示す通りであった。また、L−アラニン、L−バリ
ン除去率はともに99.3%であり、L−プロリン回収
率は87%であった。得られたL−プロリン画分の液2
64mlには、L−グルタミン酸が2.5g/l含まれて
おり、pHは4.2であった。次に強塩基性アニオン交
換樹脂ダイヤイオンPA306(三菱化成社製)のOH
-型を9ml充填したカラム(φ1.6×4.5cm)の上
部に流速がSV=2.0、操作温度25℃の条件下で注
入し、36mlの水で水洗を行い、L−グルタミン酸を除
去して、L−プロリン水溶液300mlを得た。この水溶
液を凍結乾燥し、L−プロリンの結晶5.0gを得た。
L−プロリンの最終純度は99.9%、回収率はL−プ
ロリン発酵液に対して83%であった。
Example 7 L-proline 55 obtained by sterilizing the L-proline fermentation broth
g / l and L-glutamic acid 6.2 g / l, L-alanine 0.3 g / l, L-valine 3.5 g / l, Na + 5
pH of L-proline aqueous solution containing g / l, Mg 2+ 0.05 g / l, NH 4 + 3 g / l was adjusted to 3.0 with hydrochloric acid, and 110 ml thereof was strongly acidic ion exchange resin DIAION UBK
-530K (6% cross-linking, Mitsubishi Kasei) H + type 1
It was injected into the upper part of a column (φ1.6 × 55 cm) packed with 10 ml. The amount of cation contained was determined by ion chromatography. Then, after washing with 440 ml of water, elution was carried out with 1.0 l of 0.5% aqueous ammonia. The operations of adsorption, washing with water and elution were carried out at a temperature of 70 ° C. under the condition of SV = 2.0. The elution curve of the above example was as shown in FIG. The removal rates of L-alanine and L-valine were both 99.3%, and the L-proline recovery rate was 87%. Liquid 2 of the obtained L-proline fraction
The 64 ml contained 2.5 g / l of L-glutamic acid and had a pH of 4.2. Next, OH of strong basic anion exchange resin Diaion PA306 (manufactured by Mitsubishi Kasei)
- mold 9ml packed column flow rates at the top SV = 2.0 of (φ1.6 × 4.5cm), were injected under the conditions of operating temperature 25 ° C., followed by washing with water with water 36 ml, and L- glutamic acid After removal, 300 ml of an aqueous L-proline solution was obtained. This aqueous solution was freeze-dried to obtain 5.0 g of L-proline crystals.
The final purity of L-proline was 99.9%, and the recovery rate was 83% based on the L-proline fermentation broth.

【0041】[0041]

【発明の効果】このように、本発明の方法は、H+型強
酸性カチオン交換樹脂の操作温度を常温で分離する従来
の方法に比べ、L−プロリンの分離性が良好であること
は明らかであり、なおかつ、H+型強酸性カチオン交換
樹脂で完全に除去できない酸性アミノ酸についても、O
-型強塩基性アニオン交換樹脂を適切に用いることに
より除去され、L−プロリンを高純度、高収率にかつ容
易に得ることができるので、その工業的価値は極めて高
い。
As described above, it is clear that the method of the present invention has a better separability of L-proline than the conventional method of separating the operating temperature of the H + type strongly acidic cation exchange resin at room temperature. And the acidic amino acid that cannot be completely removed by the H + -type strongly acidic cation exchange resin is O
The H - type strongly basic anion exchange resin can be removed by appropriate use, and L-proline can be easily obtained in high purity and high yield, so that its industrial value is extremely high.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 実施例1の溶離曲線(操作温度 700C)。[1] Elution curve of Example 1 (Operation Temperature 70 0 C).

【図2】 実施例2の溶離曲線(操作温度 400C)。[Figure 2] in Example 2 eluting curve (operating temperature 40 0 C).

【図3】 実施例3の溶離曲線(操作温度 500C)。Elution curves in Figure 3 Example 3 (operating temperature 50 0 C).

【図4】 実施例4の溶離曲線(操作温度 600C)。[4] Elution curve of Example 4 (operating temperature 60 0 C).

【図5】 実施例5の溶離曲線(操作温度 800C)。[5] Elution curve of Example 5 (operating temperature 80 0 C).

【図6】 比較例1の溶離曲線(操作温度 300C)。FIG. 6 is an elution curve of Comparative Example 1 (operating temperature: 30 0 C).

【図7】 実施例6の溶離曲線(操作温度 700C)。[7] Elution curve of Example 6 (operating temperature 70 0 C).

【図8】 比較例3の溶離曲線(操作温度 300C)。FIG. 8: Elution curve of Comparative Example 3 (operating temperature: 30 0 C).

【図9】 実施例7の溶離曲線(操作温度 700C)。FIG. 9: Elution curve of Example 7 (operating temperature 70 0 C).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 武史 北海道砂川市豊沼町1番地 三井東圧化学 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Takeshi Nakamura 1 Toyonuma-cho, Sunagawa-shi, Hokkaido Mitsui Toatsu Chemical Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】L−プロリンが主成分であるアミノ酸混合
液からH+型強酸性カチオン交換樹脂を用い、イオン交
換クロマトグラフィーの操作温度を40〜80℃の範囲
で吸着、溶離を行うことを特徴とするL−プロリンの単
離法。
1. Adsorption and elution from an amino acid mixture containing L-proline as a main component using an H + type strongly acidic cation exchange resin at an operating temperature of ion exchange chromatography in the range of 40 to 80 ° C. A method for isolating L-proline characterized.
【請求項2】H+型強酸性カチオン交換樹脂を用いてL
−プロリンを単離した後、L−プロリンを主として含む
溶離液をさらにOH-型強塩基性アニオン交換樹脂によ
り酸性アミノ酸を除去する請求項1記載のL−プロリン
の単離法。
2. An H + -type strongly acidic cation exchange resin is used for L
-The method for isolating L-proline according to claim 1, wherein after the isolation of proline, the eluent mainly containing L-proline is further subjected to removal of acidic amino acids with an OH - type strongly basic anion exchange resin.
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