JPS5910796B2 - ２↓−ケト↓−ｌ↓−グロン酸ナトリウム高純度結晶の採取方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ことに細胞膜、その産生酸素、多糖類などの
夾雑物を含有する水性醗酵液中に含まれる２−ケトーＬ
−グロン酸カルシウムを精製して、その高純度ナ｝ Ｉ
Ｊウム塩を採取する方法に係る。

ここに高純度とは、再結晶を要せず、合成方法による高
純品と同等と判断される純度をさす。

微生物の醗酵によって得られた２−ヶ｝−Ｌ−グロン酸
は、原料中に含まれるカルシウムイオンおよび醗酵途中
の醗酵液の酸性化を抑制して微生物の生育に至適なｐＨ
値を維持するために添加される炭酸カルシウムのため通
常カルシウム塩の形で存在している。

また、Ｐ過の困難々微生物菌体、その他の夾雑物を含ん
でおり、合成によって得られた２−ヶ｝−Ｌ−グロン酸
塩と異り、そのまま遊離させ、さらに酸性化して、エノ
ール化、ラクトン化を行って最終製品のし−アスコルビ
ン酸とすることは困難であり、一たん２−ヶ｝−Ｌ−グ
ロン酸として精製することが望ましいとされている。

一般に炭水化物類とくに糖類の物性、反応性などは、そ
の水酸基等の配置、配位および配座などにより著しく異
なることの多いことは周知の事実である。

たとえばある配置を有するヘキソン酸の単離方法が確立
されていたとしても、それを他の配置を有するヘキソン
酸に直ちに応用することは必ずしも容易でない。

しかも醗酵により目的の炭水化物が製造された場合、培
地、菌株の差、副生ずる他の炭水化物その他の物質に起
因する夾雑物の差に基ずく困難さが更に加重される。

したがって、ある醗酵培地からの特定のヘキソン酸の分
離技術から、他の培地中の異種のヘキソン酸の単離方法
を推定することは多くの場合、容易なこととは言え々い
。

さらに、これまで直接醗酵法による２−ケトーＬ−グロ
ン酸の製造は実用化されていなかったので、この面での
先行技術が乏しかった。

本発明者らはこの課題に関し種々研究の結果、２−ケト
ーＬ−グロン酸をナトリウム塩として採取することが適
当であると判断したが醗酵工程中のｐＨ調整をナトリウ
ム化合物で行ってナトリウム塩を含む醗酵液を得ること
は、２−ヶ｝−Ｌ−グロン酸の分解が生ずることから困
難と考えられ、結局カルシウム塩を含む醗酵液を得て、
これをナトリウム塩に転換し、しかも、その第１晶収率
を制限することによって、再結晶を必要としない高純度
のナトリウム塩が得られることを見出し、冒頭の特許請
求の範囲の通りの発明を完成した。

ここで、最初の醗酵液中の２一ヶ｝−Ｌ−グロン酸の濃
度を２５〜３０％としたのは、後に除去する炭酸カルシ
ウムといえども完全に不溶とは言えないので高濃度程望
ましいことではあるが、３０％を越えると炭酸ソーダ添
加時に炭酸カルシウムと共に２−ケトーＬ−グロン酸ナ
トリウムが析出することがあり、これに起因する収率低
下を防止する為である。

この最初の濃度調整およびその後の濃縮工程においては
、２−ヶ｝−Ｌ−グロン酸あるいはその塩の分解を起さ
ないことが重要なことは言う迄もない。

通常滞留時間は１分を越えないように、かつ温度は１０
０℃を越えないようにすべきであり、５０〜６ ０ｔｒ
ｒｍＨｆ程度に減圧した状態で行う。

一般に、８０℃を越えない温度で、時間を数分以内に制
限して行うことが望ましい。

常温操作の可能な濃縮方法、たとえば逆浸透法も経済的
である限り採用可能である。

ことに後に冷却工程が随伴する二番目の濃縮に採用すれ
ばユーティリティのコストとの兼ね合いもあろうが有利
である。

二番目の、すなわち、２−ケトーＬ−グロン酸ナトリウ
ムを析出させる為の濃縮において、その程度を約Ｏ℃付
近における第１晶収率が約８０係になるように制限する
ことは本法の高純度目的物を得る為に重要である。

ちなみに、第１晶収率、その収率を得を為の濃度および
得られた第１晶の純度の関係を次表に総括する。

ここに純度１００チとは再結晶を要せずして別途合成法
により製造したものと同等であることを言う。

第１晶採取後の母液には残余の２一ヶ｝−Ｌ−グロン酸
ナトリウムが含まれているが不純物も当然濃縮されて含
まれているので、たとえばカチオン交換樹脂彦どによっ
て脱カチオンして、遊離酸とし、必要に応じ脱色炭処理
の後、塩基性ナトリウム化合物を添加して、再びナトリ
ウム塩とし、前記と同様な操作を繰り返すことにより、
約８０係の収率で高純度結晶を回収することができる。

この場合、脱カチオン操作に砿酸の添加と、事後の中和
との組合せを採用してもよい。

このようにして第２晶迄で約９６〜９７チの収率で目的
物が得られるが、さらに操作を繰返してもよい。

連続操作においては、母液を最初の醗酵液にリサイクル
して同様の処理を行ない再結晶を要しない高純度結晶を
ほぼ定量の収率で得ることができ、その工業的効果は極
めて大きい。

なお、さきに得られた炭酸カルシウムは醗酵中のｐＨ調
整用として醗酵液へ返戻（リサイクル）して用いること
ができるので、廃棄物処理の問題を生じないという副次
的効果もある。

以下実施例および参考例によって本発明をより詳細に説
明する。

参考例 グルコース４０グ、イーストエキストラクト２０グ、ポ
リペプトン４０グ、燐酸二水素カリウム２０？および硫
酸マグネシウム−７水和物４グを含む全量２０ｔの水性
醗酵培地に、コリネバクテリウム・スピーシーズ含有培
地を接種し、これに２，５−ジケトーＤ−１’ルコン酸
カルシウム１５７０９を順次加えながら通気攪拌培養を
行った液から不溶物を除去し、５０℃以下で減圧濃縮す
ることによって１０００ｆ中、２−ケトーＬ一グロン酸
を約２６５１含有する水性醗酵液を得、以下の実施例の
出発物質として用いた。

実施例 １ 上記水性醗酵液（ １ ２５ｆ ）を攪拌しながら３０
〜３５℃にて無水炭酸ソーダ（１８．０２ｊ’）を加え
、同温でさらに４０分間攪拌の後放置した。

析出物をｆ過し、水（１００１ｎｌ）で洗浄した。

この洗液を含む沢液を５０℃以下で減圧（６０■Ｈｆ）
濃縮（数分程度）して濃縮液１００１とし、室温で攪拌
すると晶出が開始し、３０分間攪拌したのち放置し２℃
まで冷却した。

析出晶を沢取し冷メタノール（６０％、３０′ＩＩｔｌ
）で洗浄したのち乾燥し２−ヶ｝−Ｌ−グロン酸ナトリ
ウム（Ｈ２０） ３ ２．１ ０ ？ （８ ０．６
３％）を得た。

このものの純度はほぼ１００％（別途合成した純品の結
晶と同等で再結晶を必要としない）であった。

実施例 ２ 実施例１、で得られた母液と洗液（１５５．３５ｆ）を
アンバーライト（登録商標）ＩＲ−２００Ｃのカラムを
通じて脱力チオンし、６０％湿潤活性炭２５Ｓ’を加え
室温で攪拌後、活性炭を沢去した沢液に２４係苛性ソー
ダ水溶液を滴下してｐＨを７．０に調節しかつ５０℃以
下で約９０１迄減圧濃縮したものを実施例１（第２パラ
グラフ以下の記載）と同様に処理して目的物６．５ １
ｙ（ １ ６．３６％）を得た。

合計収率９６．９９係。実施例 ３（リサイクル） 上記参考例で得られた濃縮醗酵液（５３．Ｏｒ、２−ケ
トーＬ−グロン酸１４．６３１含有）に、前ロット母洗
液の脱カチオン、脱色処理溶液（実施例２に記載の方法
による）８２．４７ｆ（２−ケトーＬ−グロン酸３．７
１７含有）を加え、攪拌下３０〜３５℃で無水炭酸ソー
ダ１０、６グを加え４０分間放置した。

析出物（主として炭酸カルシウム）をｒ別し、析出物の
水洗液（５０■）と沢液とを８ ３． ３ ｆになる迄
５０℃で減圧濃縮した。

室温で攪拌し々がら晶出を開始させ３０分間で５℃迄冷
却した。

析出晶をメタノール洗浄後乾燥して目的物１８．６３ｒ
（８４．２％）を得た。

母液及び洗液は次ロットにリサイクル可能である。

実施例 ４ 実施例１で得られた母洗液（ １ ２０．１ ？、２
一ヶ｝−Ｌ−グロン酸１２．３Ｓ’含有）を５０℃以下
で減圧濃縮して３５グとした。

これに硫酸を加えてｐＨを２，０に調節したのちメタノ
ール２００ｆｔを加え析出物（芒硝）をｒ別した。

芒硝はメタノール（３ｏｙ）で洗浄し、洗液を沢液と合
せ、合併液に攪拌下３０〜４０℃で２４％苛性ソーダ溶
液を滴下しｐＨを７．０に調節した。

その後、この液を５℃迄冷却し析出晶をｒ取、乾燥して
、２−ケトーＬ−グロン酸ナトリウム（Ｈ２０） １
２．２ｆ （８ ２．１ ５チ）を得た。

純度９５．３％。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 不溶物を除去し含有する２−ケ｝−Ｌ−グロン酸濃
   度を２５〜３０チに調整した水性醗酵液に１）該醗酵液
   中に存在する全カルシウムイオン量に対応し、これを炭
   酸カルシウムとして析出させるのに充分な量の炭酸ソー
   ダの添加と析出物のｒ去、 １１）析出物水洗液を含むＦ液の２一ヶ｝−Ｌ−グロン
   酸ナトリウムのＯ℃付近における第１晶収率が約８０％
   を越えない迄の、２−ケ｝−Ｌ一グロン酸ナトリウムの
   分解しない条件下での濃縮、および １１１）濃縮液の凍結温度を越えカい冷却、の各操作を
   適用して析出する結晶なＰ取することを特徴とする２−
   ケトーＬ−グロン酸ナトリウム高純度結晶の採取方法。 ２ 第１晶採取後の母液および第１晶のメタノール洗液
   を脱カチオンして一たん遊離させ、必要に応じて脱色炭
   処理を施し塩基性ナ｝ ＩＪウム化合物を添加して再び
   ナトリウム塩とし、遊離酸濃度２５〜３０チに調整した
   上特許請求の範囲１中１１）以下に記載の各操作を適用
   することを特徴とする特許請求の範囲１記載の方法。 ３ 第１晶採取後の母液およびメタノール洗液に砿酸を
   加えて２−ヶ｝−Ｌ−グロン酸を遊離させ、メタノール
   を添加して不溶物を沢去したＰ液に必要に応じ脱色炭処
   理を施し塩基性ナトリウム化合物を添加して再びナトリ
   ウム塩とし、遊離酸濃度を２５〜３０％に調整した上特
   許請求の範囲１中１１）以下に記載の各操作を適用する
   ことを特徴とする特許請求の範囲１記載の方法。 ４ 第１晶採取後の母液および第１晶のメタノール洗液
   を脱カチオンして一たん遊離させ、必要に応じて脱色炭
   処理を施して、次ロットの出発物資と混合して特許請求
   の範囲１の操作を適用した上結晶を分離採取したのち、
   沢液および洗液を、前段記載の処理をした上、後続ロッ
   トの出発物資と混合して再び特許請求の範囲１に記載の
   操作を適用することを特徴とする特許請求の範囲１記載
   の方法。