JPH09286A - D−パントテン酸カルシウムの製造法 - Google Patents
D−パントテン酸カルシウムの製造法Info
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Abstract
を含む溶液から効率的かつ収率よく高品質のD−パント
テン酸カルシウムを製造する方法を提供する。 【解決手段】 微生物により直接発酵生産されたD−パ
ントテン酸を含む溶液を活性炭と接触させてD−パント
テン酸を活性炭に吸着させたのち、親水性有機溶媒で溶
出し、ついでカルシウムを含むアルカリ剤で中和して析
出するD−パントテン酸カルシウムを採取することを特
徴とするD−パントテン酸カルシウムの製造法。
Description
産されたD−パントテン酸発酵液からのD−パントテン
酸カルシウムの製造法に関する。D−パントテン酸カル
シウムはビタミンとして医薬, 食品および飼料分野で広
く使用される有用なものである。
は、化学合成法と直接発酵法に大別される。化学合成法
としては、イソブチルアルデヒドを出発原料として合成
されたD, L−パントラクトンを化学的あるいは酵素的
方法で光学分割し、得られたD−パントラクトンをβ−
アラニンカルシウムと縮合させてD−パントテン酸カル
シウムとする方法が工業的規模で広く行われている。直
接発酵法としては最近、糖, β−アラニンを原料として
微生物によりD−パントテン酸を直接生産させる新規な
製造法が報告された(特開平6−261772)。その中
では、D−パントテン酸直接発酵液からのD−パントテ
ン酸カルシウムの製造法として、イオン交換樹脂による
脱塩処理後中和してカルシウム塩として濃縮し、メチル
アルコール添加後(メチルアルコール濃度83v/v%)D
−パントテン酸カルシウム結晶を析出させるという方法
が記載されている。
成法に較べ光学分割が不要であるなどより効率的ではあ
るが、発酵液はD−パントテン酸の他菌体などの不溶物
および単糖、オリゴ糖、有機酸、タンパク質、無機塩
(陽イオン、陰イオン)など種々の可溶性不純物を含んで
いるので、この発酵液からいかに効率的かつ収率良く純
度の高いD−パントテン酸カルシウムを分離精製するか
が最大の問題点であった。前記公開特許公報記載の方法
においては、イオン交換樹脂による脱塩処理後D−パン
トテン酸を中和してカルシウム塩として濃縮し、メチル
アルコールを添加して(メチルアルコール濃度83%)D
−パントテン酸カルシウム結晶を析出させる製造法が記
載されているが、発酵液に含まれる単糖、オリゴ糖が
イオン交換樹脂処理では分離除去できず晶出原液の段階
でパントテン酸あたり約10%存在し、そのためイオン
交換樹脂処理液濃縮時の熱による発色や、晶出時の晶出
収率の低下の原因となる、さらに高晶出収率を得るた
めに晶出原液のD−パントテン酸カルシウム濃度が7w
/v%以上でメチルアルコール濃度が約90v/v%とな
るようメチルアルコール添加前に水性溶出液を高濃度に
(D−パントテン酸カルシウム約50w/v%)濃縮する必
要があるが、この濃度付近のD−パントテン酸カルシウ
ム溶液の粘度はかなり高く濃縮操作が困難であるといっ
た欠点がある。
によって得られ、D−パントテン酸以外に糖等の不純物
を含む培養液から効率的かつ収率良く高品質のD−パン
トテン酸カルシウムが得られるような製造法を鋭意研究
した結果、本発明を完成するに至った。すなわち本発明
は、微生物により直接発酵生産されたD−パントテン酸
を含む溶液を活性炭と接触させてD−パントテン酸を活
性炭に吸着させたのち、親水性有機溶媒で溶出し、つい
でカルシウムを含むアルカリ剤で中和して析出するD−
パントテン酸カルシウムを採取することを特徴とするD
−パントテン酸カルシウムの製造法である。本発明にお
ける微生物により直接生産されるD−パントテンを含む
溶液は特開平6−261772に記載されているように
D−パントテン酸合成能を有する微生物、例えば腸内細
菌エシェリヒア・コリ 814/pFV31株(IFO
15374, FERM BP4401)を例えばグルコ
ースを糖原料とする培地で培養し、β−アラニンを接触
させて得られる。このときD−パントテン酸の生成量は
通常40g/リットルである。該溶液はたとえば遠心分
離、濾過など、通常液中の不溶物を除去する方法により
菌体などの不溶性固形物を除いておくのが後の活性炭処
理での炭の汚れ防止、炭の寿命延長などの点から望まし
い。菌体などの不溶性固形物が除かれたD−パントテン
酸を含む溶液はたとえば塩酸、硫酸などの無機酸により
pHを通常1〜5、好ましくはpH2〜4に調整する。p
Hが1未満になるとD−パントテン酸の分解が起こりや
すくなり収率が低下し、pHが5を越えるとD−パント
テン酸の活性炭への吸着量が少なくなり、一方糖の吸着
力が増して糖類の分離除去が悪くなる。
ないが、通常液相分離用として市販されているものなら
どのようなものでも用いることができる。例えば、直径
300Å以下の細孔の全細孔容積(以下単に「細孔容積」
という。)が0.4cc/g以上、直径300Å以下の細孔
の平均細孔直径(以下単に「平均孔径」という。)が17Å
以上の細孔特性を有する活性炭が好適なものとして挙げ
られる。このような特定の細孔特性を有する活性炭は例
えば、1)木材片、ヤシガラなどの木質原料を、塩化亜
鉛、リン酸、塩化カルシウムなどの薬品に浸漬し、約6
00〜700℃で焼成した後、例えば、塩酸などの酸に
よって添加薬品類を脱離、洗浄することにより、あるい
は2)石炭、石油ピッチなどの鉱物系原料を、アルカリ
で処理してから、水蒸気、炭酸ガスなどにより750〜
900℃で賦活することによって得られる。活性炭の形
状は粉末状、粒状、顆粒状のいずれでもよいが、カラム
に充填して使用する場合塔圧抑制から粒状、顆粒状が好
ましい。活性炭の具体例としては、粒状白鷺KLH(武
田薬品製, 細孔容積1.09cc/g, 平均孔径32Å)、
粒状白鷺W(武田薬品製, 細孔容積0.49cc/g, 平均
孔径18Å)、粒状白鷺LH2C(武田薬品製, 細孔容積
0.74cc/g, 平均孔径19Å)、CAL(CalgonCorp
oration製, 細孔容積0.55cc/g, 平均孔径21Å)、
粒状活性炭ダイヤホープ008(三菱化学製, 細孔容積
0.61cc/g, 平均孔径20Å)等が挙げられる。被処
理液と活性炭とを接触させる方法としては、例えば、固
定床吸着法、すなわちカラムに充填した活性炭に被処理
液を流す方法が適当である。この方法によれば、不純物
のクロマト的分離除去ができ、さらに親水性有機溶媒に
よるD−パントテン酸の溶出液の分画も容易にできる。
実用的には、直列する2基以上の活性炭充填カラムに被
処理液を流してD−パントテン酸を活性炭に吸着させ
る、いわゆるシリーズ吸着が好ましい。
着処理法を説明する、すなわち図1に示すように、活性
炭充填カラムA塔およびB塔を直列に繋ぎ通液路(i)→
(ii)→(iv)→(v)→(vi)の順に被処理液を流し、A塔の
出口のパントテン酸濃度がA塔の入口の濃度と同一にな
る時点まで通液する。出口と入口の濃度が同一となれば
A塔とB塔を切り離し、B塔へ通液を切り替え、B塔に
別の活性炭塔を直列に繋ぎ、B塔の出口と入口のパント
テン酸濃度が同一になるまで通液する。図2はLH2C
炭塔にD−パントテン酸直接発酵液を菌体分離および脱
色用活性炭で脱色処理し、塩酸でpH3に調整したD−
パントテン酸を含む溶液を通液したときのD−パントテ
ン酸および糖類の成分漏出曲線を示す。A塔出口と入口
のパントテン酸濃度が同一となる点は飽和吸着点(b)で
あり、D−パントテン酸の漏れのない(a)で示される破
過吸着点までと較べると約1.5倍のD−パントテン酸
を吸着している(約200g/リットル−LH2C)。破
過吸着点以降漏れ始めたD−パントテン酸は次塔で吸着
される。このとき被処理液に共存する糖類や他の不純物
の活性炭に対する吸着力がD−パントテン酸より弱いた
め通液途中D−パントテン酸に追い出され漏出率が25
0%まで達しその後飽和吸着点に至るまで処理すると、
被処理液中の糖類の90%以上が分離除去されることを
見いだした。このことは当業者にとっても全く予想外の
新知見であった。また被処理液に含まれる無機塩(陽イ
オン、陰イオン)は活性炭に吸着されず吸着廃液に流れ
分離除去できる。
性炭カラムに親水性有機溶媒を流しD−パントテン酸を
溶出する。親水性有機溶媒としてメチルアルコール、エ
チルアルコール、イソプロピルアルコールなどの炭素数
1〜5の低級アルコールを有利に使用することができる
がメチルアルコールが後工程の晶出の際特に有利であ
る。すなわちD−パントテン酸カルシウムの結晶は多晶
形で溶媒環境によりα,β,γ晶、4分子のMeOH・1
分子のH2Oをもつ結晶(4MeOH・1H2O晶)、およ
び無晶形をとるが、メチルアルコールを溶出溶媒として
用いた場合の晶出原液から析出する4MeOH・1H2O
晶は粒状であり、分離性が極めて良い。溶出温度は10
〜30℃、好ましくは20〜30℃である。メチルアル
コールを使用して活性炭カラムからD−パントテン酸を
溶出させる状況を実施例1における成分溶出曲線を示す
図3を例にとって説明する。最初の0.7vol溶出区分
(対LH2C炭 vol)はカラムに保持されている水が押
し出される区分であり、この区分のD−パントテン酸濃
度はわずか0.4%w/v%であった。次の1.5vol溶出
区分はD−パントテン酸濃度が8.7w/v%(移行量9
0%)、水分含量が7.5w/v%であった。被処理液の
D−パントテン酸濃度は2.6w/v%であったので、こ
の溶出区分は吸着、溶出により約3.4倍濃縮されたこ
とになる。さらに最後の0.8vol溶出区分はD−パント
テン酸濃度が0.9w/v%(移行量4%)、水分含量が0.
05w/v%であった。
ントテン酸濃度は、のちの晶出操作における晶出効率に
関連して、溶媒濃度は、通常80〜98v/v%、好まし
くは85〜95%、さらに好ましくは90〜92%であ
り、D−パントテン酸濃度は7w/v%以上が好ましい。
従って上記の1.5vol溶出区分はそのまま中和して晶出
原液とすることができる。ついで溶出液はカルシウムを
含むアルカリ剤で中和する。このアルカリ剤は、溶出液
に含まれるD−パントテン酸を中和するに十分なカルシ
ウムを含むものであればどのようなものでもよいが、水
酸化カルシウムが好適である。より実用的には、溶出液
にD−パントテン酸に対してほぼ等モルの粉末状水酸化
カルシウムを加える。未反応の水酸化カルシウム微粉末
がでる場合は、濾過して除去するのがよい。中和は、D
−パントテン酸カルシウムの結晶析出を防ぐため、液温
を15℃以上に保持するのがよい。
℃以下、望ましくは5℃以下に冷却後D−パントテン酸
カルシウムに対し種晶を約0.2%添加し0〜5℃で攪
拌しながら好ましくは10時間以上放置すればパントテ
ン酸カルシウムの結晶を収率良く得ることができる。晶
出スラリーを常法の遠心脱水機などによる遠心分離ある
いはフィルタープレスなどの濾過により採取して湿結晶
を得る。メチルアルコールを溶出溶媒として用いたと
き、該湿結晶は約25w/w%のメチルアルコール、約5
w/w%の水分を含有する。湿結晶はそのまま70〜80
℃の減圧乾燥すると、水分約0.5%まで乾燥すること
ができる、さらに必要に応じ調湿空気(80℃, RH2
0%)を用いて乾燥すれば、水分約2%に調湿すること
ができ、実質的にメチルアルコールを含まないD−パン
トテン酸カルシウム粉末を得ることができる。また湿結
晶を水に溶解し濃度約50w/v%まで濃縮・脱溶媒した
溶液を常法のスプレードライヤーにより噴霧乾燥してD
−パントテン酸カルシウム粉末を得ることもできる。乾
燥品の結晶形はすべて無晶形に転換する。上記のごと
く、本方法は活性炭カラムにD−パントテン酸を含む溶
液を通液することにより活性炭にD−パントテン酸を飽
和吸着させ、同時に無機イオン, 糖類が効果的に分離除
去でき、アルコールなどの親水性有機溶媒で溶出して溶
媒濃度、D−パントテン酸濃度を考慮した区分を選択す
ればそのまま中和、晶出工程の出発原液とすることがで
き、さらに晶出後の分離、採取も容易であるなど極めて
効率的な高純度D−パントテン酸カルシウムの製造法で
ある。
体的に説明するがこれらはいずれも本発明の内容を例示
するものにすぎず、本発明の範囲を限定するものではな
い。 実施例1 エシェリヒア・コリIFO 814/pFV31株を、
グルコースを炭素源とする培地を用いて5リットル容ジ
ャーファメンターで常法により培養して2.5リットル
のD−パントテン酸直接発酵液を得た。細孔径0.1μ
のセラミックフィルター(東芝セラミック社製)を使用し
て40℃で濾過し、菌体などの不溶性固形物を除いた濾
液1.67リットルを得た。本液にはD−パントテン酸
が38.5mg/ml(64.3g)、糖(フェノール硫酸法によ
る全糖)が10.3mg/ml(D−パントテン酸あたり約2
7%)含まれていた。本濾液を脱色用活性炭K−1(武田
薬品製, 細孔容積1.12cc/g、平均孔径32Å)を充
填した内径70mm、高さ130mmのカラム(充填容積5
00ml)に通液し、水洗液と合わせて脱色率99.5%の
液2.4リットルを得た。本液に濃塩酸56mlを加えpH
を3.0に調整し、液相分離用活性炭・LH2C炭(粒状
・水蒸気賦活炭、武田薬品製)を充填した内径50mm、
高さ100mmのカラム(充填容積200ml)2塔(Aおよ
びB塔)を直列に繋ぎ連続して通液した。A塔への飽和
吸着点までの通液量は2.2リットルであった。この操
作によりA塔にはD−パントテン酸が29g(145g/
リットル−LH2C炭)吸着されたことになる。飽和吸
着点以降A塔とB塔を切り離し、残りの液はB塔に通液
する。A塔は600mlの水で洗浄後メチルアルコールで
D−パントテン酸の溶出を行った。すなわち最初の0.
7vol・140mlは捨て(D−パントテン酸の損失は2
%)、次の1.5vol・300ml(D−パントテン酸移行量
約90%)を晶出工程に進めた。また最後の0.8vol・
160ml(D−パントテン酸移行量4%)は次塔の溶出剤
として使用しD−パントテン酸を回収した。上記1.5v
ol・300ml区分のD−パントテン酸含量は8.7w/v
%(26.3g)、全糖含量は0.43w/v%(D−パントテ
ン酸当たり5%)、またメチルアルコール濃度は92.5
v/v%であった。本溶出区分に水酸化カルシウム粉末
4.8gを加え十分に攪拌しD−パントテン酸を中和しカ
ルシウム塩(D−パントテン酸カルシウム28.6g)とし
た。次にケイソウ土をプレコートしたヌッチェで濾過し
晶出原液とした。これらの操作は20〜25℃で行っ
た。晶出原液を攪拌機のついた丸底フラスコに移し5℃
まで冷却後57mg(対D−パントテン酸カルシウム0.2
%)の種晶を加えさらに2℃まで冷却し、15時間保持
して晶出を行った。晶出スラリーを3Gのガラスフィル
ターで濾過し、5℃のメチルアルコールを噴霧して洗浄
し4分子のMeOH、1分子のH2OをもつMeOH含量
26%、水分4%の湿結晶36.6gを得た(D−パント
テン酸カルシウム34.4g:晶出収率90%)。本湿結晶
を常法の80℃減圧乾燥、さらに80℃・RH20%の
調湿空気乾燥により水分2.4%のD−パントテン酸カ
ルシウム乾燥粉末26.1gを得た。本製品は溶状(清澄
度、色)、カルシウム含量、窒素含量、比旋光度、結晶
型などについての日本、米国、英国規格に適合した。
したD−パントテン酸を含む溶液を活性炭に接触させて
D−パントテン酸を飽和吸着させることにより不純物特
に糖を効率的に除去し、その後メチルアルコールなどの
親水性有機溶媒で溶出してそのまま晶出操作を行うこと
により発酵濾液から非常に効率的かつ高収率で高品質の
D−パントテン酸カルシウムを得ることができる。
た固定床の模式図であり、(i)〜(vi)は通液路を示す。
の成分漏出曲線で、細実線AはD−パントテン酸の破過
曲線、太実線Bは糖の破過曲線を示す。(a)はD−パン
トテン酸の破過吸着点、(b)はD−パントテン酸の飽和
吸着点を示す。
炭カラムからの成分溶出曲線を示す。細実線AはD−パ
ントテン酸、太実線Bは水分、点線Cは糖の溶出曲線で
ある。
Claims (8)
- 【請求項1】 微生物により直接発酵生産されたD−パ
ントテン酸を含む溶液を活性炭と接触させてD−パント
テン酸を活性炭に吸着させたのち、親水性有機溶媒で溶
出し、ついでカルシウムを含むアルカリ剤で中和して析
出するD−パントテン酸カルシウムを採取することを特
徴とするD−パントテン酸カルシウムの製造法。 - 【請求項2】 D−パントテン酸を含む溶液が発酵液か
ら不溶物を分離した溶液である請求項1記載の製造法。 - 【請求項3】 D−パントテン酸を含む溶液のpHが1
〜5である請求項1記載の製造法。 - 【請求項4】 D−パントテン酸を含む溶液を2基以上
直列に連結したカラムに充填した活性炭に飽和吸着点ま
で連続して接触させる請求項1記載の製造法。 - 【請求項5】 親水性有機溶媒が炭素数1〜5の低級ア
ルコールである請求項1記載の製造法。 - 【請求項6】 低級アルコールがメチルアルコールであ
る請求項5記載の製造法。 - 【請求項7】 カルシウムを含むアルカリ剤が水酸化カ
ルシウムを含むものである請求項1記載の製造法。 - 【請求項8】 親水性有機溶媒がメチルアルコールであ
り、カルシウムを含むアルカリ剤が水酸化カルシウムで
あって、D−パントテン酸カルシウムを4分子のメチル
アルコール、1分子の水をもつ結晶として採取する請求
項1記載の製造法。
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JP9658096A JP3776160B2 (ja) | 1995-04-21 | 1996-04-18 | D−パントテン酸カルシウムの製造法 |
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JP9726895 | 1995-04-21 | ||
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Publication Number | Publication Date |
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JPH09286A true JPH09286A (ja) | 1997-01-07 |
JP3776160B2 JP3776160B2 (ja) | 2006-05-17 |
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JP (1) | JP3776160B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111748591A (zh) * | 2019-03-29 | 2020-10-09 | 安徽华恒生物科技股份有限公司 | 一种d-泛解酸内酯的生产方法 |
-
1996
- 1996-04-18 JP JP9658096A patent/JP3776160B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN111748591B (zh) * | 2019-03-29 | 2022-04-01 | 安徽华恒生物科技股份有限公司 | 一种d-泛解酸内酯的生产方法 |
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