JPS63233959A - 芳香族アミノ酸の濃縮方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、芳香族アミノ酸の水溶液の４縮方法に関する
。更に詳しくは、水への溶解性がＴＪｉ溶がら易溶へ温
度的変化を示す性質を有するトリアルキルアミン及び／
又はＮ−アルキルピペリジンを利用する芳香族アミノ酸
の水溶液の濃縮方法に関する。

（従来の技術と課題） フェニールアラニンのような芳香族アミノ酸やトリプト
ファンのようなヘテロ芳香族アミノ酸を、芳香族アミノ
酸以外のアミノ酸や無機塩から分Ｍ精製する方法として
、従来イオン交換用に吸着させた後、適当な溶離剤を用
いて、イオン交換樹脂との選択交換性の差を利用して順
次溶出させる方法や、非イオン交換性脱色樹脂に吸着さ
せた後、水やアンモニア水等で順次溶出させる方法等が
用いられている。然しなから、これらの方法で分離され
る芳香族アミノ酸は、イオン交換樹脂や鼻イオン交換性
脱色樹脂への吸着性が高く、また該樹脂中での拡散速度
も遅い為、（１＃られる目的芳香族アミノ酸溶液ｔｐの
、芳香族アミノＮ！濃度が低いという欠点を有している
。

例えば、非イオン交換性ハイポーラスポリマー系樹脂に
該芳香族アミノ酸を吸着せしめた後、溶離剤としてアン
モニア水溶液を用いて該芳香族アミノ酸を回収しようと
する場合、アンモニア濃度をいくら高めても、得られる
芳香族アミノ酸濃度は２０１？　／　１程度でしか得ら
れず、該芳香族アミノ酸を晶析等の方法で回収しようと
する場合、どうしても濃縮工程が必要となる。また、イ
オン交換樹脂に該芳香族アミノ酸を吸着させ、アンモニ
ア水等で／８離する場合も、該芳香族アミノ酸溶液を高
濃度で得ようとしてアンモニア濃度を高めると、該イオ
ン交換樹脂を象填したカラム内で芳香族アミノ酸が析出
してしまい、高濃度の芳香族アミノ酸ｆａ液を得ること
ができず、４縮工程を必要とする。

一方、かかる芳香族アミノ酸溶液の濃縮方法としては、
エバポレーションによる方法や、逆浸透ＩＱを用いる方
法が用いられる。しかしながら、これ等の方法は、芳香
族アミノ酸のように水への溶解度が低く、また前記分離
工程から高濃度で溶離できない場合には、エバボレーシ
コンに於けるλ発水ｔや、ｆ！浸透膜における膜透過水
量が多くならざるを得ず、そのａＮに多大なエネルギー
を要する。また、芳香族アミノ酸であるトリプトファン
を低架橋度のポーラス型陽イオン交換樹脂に吸着させ、
該イオン交換樹脂を流動状態でアルカリ水溶液と接触さ
せて前記トリプトファンを膜着することによるアミノ酸
の濃縮方法も提案されている（特開昭６１−１８９２６
６号）。しかしながら、この方法では、濃縮に用いるイ
オン交換樹脂の匹生に、多大な酸を必要とする。

（本発明の目的） 本発明は、前記従来技術の有する問題点を解決し、新規
でエネルギーや助剤を節約し得る、簡便な芳香族アミノ
酸のａ！＠方法を提供しようとするものである。

（本発明の構成及び効果） 本発明者等は、−ヒ記の目的に従い、非イオン交換性ハ
イポーラスポリマー系樹脂に吸着せしめた芳香族アミノ
酸の濃厚回収方法について、種々検討したところ、トリ
アルキルアミン及び／又はＮ−アルキルピベリジンと水
との混合液が、ある一定の温度以下では相互に溶解し、
均一層となり、かかる混合液を用いて非イオン交換性ハ
イポーラスポリマー系樹脂より芳香族アミノ酸を／８離
回収した後、該溶離回収液をある一定の温度以−ヒに１
評せしめると、トリアルキルアミン及び／又はＮ−アル
キルピペリジンを主成分とする層と水を主成分とする層
に分離し、目的とする芳香族アミノ酸の大部分が水を主
成分とする層に濃縮回収されることを見出し、本発明に
到達したのである。

即ち、本発明は、芳香族アミノ酸を含む水性溶液中の芳
香族アミノ酸を濃縮するに際し、該芳香族アミノ酸を非
イオン交換性ハイポーラスポリマー系樹脂に吸着させ、
水への熔解性が難溶から易溶へ温度的変化を示す性質を
有するトリアルキルアミン及び／又はＮ−アルキルピペ
リジンと水との２１１合液を、該混合液が実質的に均一
となる温度以下で通液し芳香族アミノ酸を溶離し、続い
て該熔な液を二層に分離する温度以上に加温し、分液し
て下層の水を主成分とする液中に該芳香族アミノ酸を濃
縮回収することを特徴とする芳香族アミノ酸の濃縮方法
である。なお、上記のトリアルキルアミン及び／又はＮ
−アルキルピペリジンと水の混合液は、３０〜９５１Ｒ
ｆｉｍパーセントのトリアルキルアミン及び／又はＮ−
アルキルピペリジンと水の混合液が好ましい。又、本願
明ｍａに於いて「及び／又は」は英語のｒ　ａ　ｎ　ｄ
　／　ｏ　ｒ　Ｊと同じ念味である。

本発明の実ｈ！態様の一つは、芳香族アミノ酸以外のア
ミノ酸、有機酸、無機塩等不純物を含む芳香族アミノ酸
の水性溶液を非イオン交接性ハイポーラスポリマー系樹
脂に通液し、該芳香族アミノ酸を樹脂に吸着させ、他の
不純物を塔底に１ｆｆｉ通させて該芳香族アミノ酸を不
純物より分離するに引き続いて、上記１−リアルキルア
ミン及び／又はＮ−アルキルピペリジンと水との混合液
を上記条件下で通液する特許請求の範囲第１項記載の方
法である。

本発明でいう芳香族アミノ酸を含む水性７８液とは、フ
ェニルアラニン、チロシン又はトリプトファンを含む水
性溶液であり、かかる芳香族アミノ酸の製造法、かかる
芳香族アミノ酸の種類や含？ｆ率、混入する不純物の種
類や含有・いには特に限定されない。例えば醗酵法によ
って得られるフェニルアラニンの水性溶液、ベンツアル
デヒドよりストレッカー反応によって得られるフェニル
アラニンの水性溶液、醗酵法によって得られるトリプト
ファンの水性溶液、酵素触媒を用いたインドールとセリ
ンから得られるトリプトファンの水性溶液、酵素触媒を
用いたインドールとピルビン酸、アンモニウム塩から得
られるトリプトファンの水性溶液や、」二記各水性溶液
を、限外濾過膜による濾過、イオン交換、吸着、晶析等
の精製工程によって精製回収する中間工程液等がこれに
あたる゛。

上記水性溶液には、非イオン交換性ハイポーラスポリマ
ー系樹脂への該芳香族アミノ酸の吸着を妨げない範囲の
濃度内であれば、水と混合する溶媒、例えばアルコール
類や、酸、アルカリ等が添加もしくは混入していること
はかまわない。

本発明で用いられる非イオン交換性ハイポーラスホＩＪ
　？　−、％　４１４　脂は、スチレンとジビニルベン
ゼンのポリマーを主骨格とする細孔半径が１００〜１０
００への非イオン交換性ポリマーであり、たとえば、ダ
イアイオン”ＨＰ−１０，２０，２１，３０，４０，５
０，セパビーズ５Ｐ−２０６゜２０７．８００，９００
　（商品名、三菱化成社製）、アンバーライト”ＸＡＤ
−２，ＸＡＤ−４（商品名、ローム・アンド・ハース社
製）などがこれにあたる。

本発明による非イオン交換性ハイポーラスポリマー系樹
脂への芳香族アミノ酸の吸着は、用いられる芳香族アミ
ノ酸の種類、不純物の種類や贋、非イオン交換性ハイポ
ーラスポリマー系樹脂によって適宜選択されるが、通常
芳香族アミノ酸の５〜２０重量倍の樹脂が用いられる。

芳香族アミノ酸は、何らかの手段によって不純物より分
離精製された水性溶液として用いられることもかまわな
いが、不純物を含んだまま非イオン交換性ハイポーラス
ポリマー系樹脂を充填した塔に通液し、塔底より芳香族
アミノ酸以外の不純物を排出することによって、芳香族
アミノ酸の分離精製を同時に行うことが好ましい。

本発明による芳香族アミノ酸の非イオン交換性ハイポー
ラスポリマー系樹脂への吸着温度は特に限定されないが
、通常１０〜６０℃程度で行われる。

本発明に用いられるトリアルキルアミン及び／又はＮ−
アルキルピペリジンと水の混合液は、ある一定の温度以
下で均−屓となり、温度ヒ昇によって二層に分離するこ
とを妨げない限り、不純物、添加物や、繰り返し利用さ
れる場合の溶解芳香族アミノ酸等が混入しているものも
用いることができる。

トリアルキルアミン及び／又はＮ−アルキルピペリジン
と水との混合液中のトリアルキルアミン及び／又はＮ−
アルキルピペリジンの含有割合は、３０〜９５重量パー
セントが好ましく用いられる。９５ｉｒ！量パーセント
を越えると、一定温度以上の温度でも二層に分離しな（
なる。また３０重５パ一セント未満では、水層中に回収
される芳香族アミノ酸の濃度が充分とならず、本発明の
効果が充分発揮できない。

非イオン交換性ハイポーラスポリマー系樹脂に吸着され
た芳香族アミノ酸を？８ｊｌｌする時の温度は、トリア
ルキルアミン及び／又はＮ−アルキルピペリジンと水と
の混合液が実質的に均一層をなす温度以下であればよく
、例えばトリエチルアミンと水との混合液であれば２０
℃以下、好ましくは５〜１５℃、ジエチルメチルアミン
と水との混合液であれば、５５℃以下、好ましくは５〜
５０℃、ジメチルイソプロピルアミンと水との混合液で
あれば６８℃以下、好ましくは５〜６５℃、Ｎ−メチル
ビベリジンと水との混合液であれば、５０℃以下、好ま
しくは５〜４５℃、Ｎ−エチルピペリジンと水との混合
液であれば、ｌＯ℃以丁、好ましくは０〜７℃がよい。

得られた溶離液は、通常用いられる方法によって昇温さ
れ、二層に分離される。続いて通常用いられる分′／Ｐ
ｉ、操作にて、下層となる水を主成分とした層を回収す
ることによって、かかる液中に、芳香族アミノ酸をｆＡ
縮回収することができる。

上層となるトリアルキルアミン及び／又はＮ−アルキル
ビベリジンを主成分とする液は、そのまま水と混合され
、非イオン交換性ハイポーラスポリマー系樹脂からの芳
香族アミノ酸の溶離に用いることもできるし蒸留その他
の方法によってトリアルキルアミン及び／又はＮ−アル
キルピペリジンを回収することもできる。

本発明によって濃縮回収された芳香族アミノ酸溶液は、
通常の方法によってトリアルキルアミン及び／又はＮ−
アルキルピペリジンを蒸発除去したり、中和することに
よって、芳香族アミノ酸を析出せしめ、分離回収するこ
とができる。

以上詳しく説明した如く、本発明によれば、蒸発法や逆
浸ｉ３１Ｊを用いる濃縮方法のように多大なエネルギー
を要さず、またイオン交換樹脂による方法の様に、助剤
を消費しないで簡便に芳香族アミノ酸を濃縮することが
できる。

以下、実施例に基いて本発明を説明する。

実施例−１ 表面積６００ｍ２／ｇ、細孔容１１０．９ｃｅ／ｇのス
チレンとジビニルベンゼンのボリマーヲ主骨格とする非
イオン交換性ハイポーラスポリマー（商品名、ダイヤイ
オンＨＰ−２０ｉ三菱化成社１ｅＪ）２０ｃｃを、内径
１　ｃｓ　、高さ３０ｃｍのジャケット付きカラムに通
常の方法によって売場した。

カラムの一ヒ端からイオン交換水を通液し洗浄した後、
室温下で１２．５ｇ／ｌの濃度に調整したトリプトファ
ンの水溶液をＳＶ　　４．Ｏｈｒ’の空間速度で通液し
、トリプトファンをダイヤイオンＨＰ　−２０に０．９
２ｇ吸着させた。

次にジャケットに冷水を循環させ、カラムの温度を１２
℃にした後、１０℃に冷却し均一溶液となったトリエチ
ルアミン４３ｃｃと水１２ｃｃの混合液をＳＶ　　３．
０ｈｒ−”の空間速度で通液し、トリプトファンを溶出
せしめた。

溶出液からトリプトファンのフラクションを分取し、３
０℃に加温して、上層のトリエチルアミンを主成分とす
る層と、下層の水を主成分とする屓に分離せしめ、分液
ロートにて分液し、下層の水を主成分とする層を回収し
た。得られた水を主成分とする液中のトリプトファンの
濃度は５９ｇ／ｌと、４．７２倍に濃縮された。また該
液中のトリプトファンの回収率は９８％であった。

実施例−２ 実施例−１の１２．５ｇ／ｌの濃度に調整したトリプト
ファンの水溶液を、１ｚのイオン交換水中に、トリプト
ファン１０．６ｇ、セリン１４゜３ｇを含んだ溶液に変
え、ＳＶ　　３．Ｏｈｒ”の空間速度で通液し、トリプ
トファンをダイヤイオンＨＩ）−２０に０．９３＊吸着
させ、一方、セリンはカラムの下端を通過させトリプト
ファンと分離した以外は、実施例−１の操作を繰り返し
た。

溶出液からトリプトファンのフラクションを分取し、５
０℃に加温して、上層のトリエチルアミンを主成分とす
る層と、下層の水を主成分とする層に分岐したところ、
下層の水を主成分とする液中のトリプトファンの濃度は
６０　ｇ　／　１に濃縮回収された。又、トリプトファ
ンの回収率は９７゜５％であった。

実施例−３ 実施例−１の１２．５ｇ／ｌの濃度に調整したトリプト
ファンの水溶液を、１１のイオン交換水中にトリプトフ
ァン９．２ｇ、ピルビン酸ナトリウム８．５ｇ、塩化ア
ンモニウム５．４ｇ　を含んだ溶液に変えＳＶ３．Ｏｈ
ｒ’の空間速度で通液し、トリプトファンをダイヤイオ
ンＨＰ−２０に０．９１ｇ吸着させ、一方、ピルビン酸
ナトリウム及び塩化アンモニウムはカラムの下端に通過
させ、トリプトファンと分離した以外は実施例−１の操
作を繰り返した。

溶出液からトリプトファンのフラクションを分取し、５
０℃に加温して、上層のトリエチルアミンを主成分とす
る屓と、下ｌ→の水を主成分とする層に分岐したところ
、下層の水を主成分とする液中のトリプトファンの濃度
は５７　ｇ　／　ｌに濃縮された。又、トリプトファン
の回収率は９７．０％であった。

実施例−４ 実施例−１のトリプトファンをフェニルアラニンに変え
、フェニルアラニンをダイヤイオンＨＰ−２０に０．９
０ｇ吸着させた以外は実施例−１の操作を繰り返した。

溶出液からフェニルアラニンのフラクションを分取し、
５０℃に加温して、上層のトリエチルアミンを主成分と
する層と、下層の水を主成分とする層に分液したところ
、下層の水を主成分とする液中のフェニルアラニンの濃
度は５１ｇ／ｌに濃縮回収された。又、フェニルアラニ
ンの回収率は９８％であった。

実施例−５ 実施例−１のダイヤイオンＨＰ−２０に変え、セパビー
ズ、５ｐ−ｓｏｏ　＜商品名、三菱化成社製；表面積、
８００ｍ２／ｇ、ＩＩ孔容積、０，９ｃ　ｃ／ｇ）を用
い、トリプトファンをセパビーズ５Ｐ−８００１に０．
９０ｇ吸着させた以外は実施例−１の操作を繰り返した
。下層の水を主成分とする液中のトリプトファンの濃度
は７５　ｇ　／　１に濃縮回収された。又、トリプトフ
ァンの回収率は９３％であった。

実施例−６ 実施例−１のトリエチルアミンを、Ｎ−メチルピペリジ
ンに変え、３０℃でトリプトファンを溶出させた以外は
実施例−１の操作を繰り返した。

溶出液からトリプトファンのフラクションを分取し、８
０℃に加温して、上層のＮ−メチルピペリジンを主成分
とする屓と、−Ｆｌ−の水を主成分とする層に分液した
ところ、下層の水を主成分とする液中のトリプトファン
の濃度は５３　ｇ　／　１２に濃縮回収された。又、ト
リプトファンの回収率は９６％であった。

実施例−７ 実施例−１のトリエチルアミン４８ｃｃを、トリエチル
アミン２４ｃｃと、ジエチルメチルアミン２４ｃｃに変
え、２０℃でトリプトファンを溶出させた以外は実施例
−１の操作を繰り返した。

溶出液からトリプトファンのフラクションを分取し、６
５℃に加温して、上層のトリエチルアミンとジエチルメ
チルアミンを主成分とする層と、下層の水を主成分とす
る層に分液したところ、下層の水を主成分とする液中の
トリプトファンの濃度は５７　ｇ　／　ｊ！に′ａｍ回
収された。又、トリプトファンの回収率は９８％であっ
た。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）水性溶液中の芳香族アミノ酸を非イオン交換性ハ
   イポーラスポリマー系樹脂に吸着させたものに、水への
   溶解性が難溶から易溶へ温度的変化を示す性質を有する
   トリアルキルアミン及び／又はＮ−アルキルピペリジン
   と水との混合液を、該混合液が実質的に均一となる温度
   以下で通液して上記芳香族アミノ酸を溶離し、該溶離液
   を二層に分離する温度以上に加温して分離し、下層の水
   を主成分とする液中に該芳香族アミノ酸を濃縮回収する
   ことを特徴とする芳香族アミノ酸の濃縮方法。
2. （２）芳香族アミノ酸以外のアミノ酸、有機酸、無機塩
   等不純物を含む芳香族アミノ酸の水性溶液を非イオン交
   換性ハイポーラスポリマー系樹脂に通液し、該芳香族ア
   ミノ酸を樹脂に吸着させ、芳香族アミノ酸以外の不純物
   を塔底に通過させて該芳香族アミノ酸を不純物より分離
   するに引き続いて、上記トリアルキルアミン及び／又は
   Ｎ−アルキルピペリジンと水との混合液を、該混合液が
   実質的に均一となる温度以下で通液する特許請求の範囲
   第１項記載の方法。
3. （３）芳香族アミノ酸がトリプトファンである特許請求
   の範囲第１項記載の方法。
4. （４）芳香族アミノ酸がフェニルアラニンである特許請
   求の範囲第１項記載の方法。
5. （５）トリアルキルアミンが、トリエチルアミン、ジエ
   チルメチルアミン、ジメチルイソプロピルアミン、ジメ
   チルエチルアミンからなる群から選ばれた１種又は２種
   以上のトリアルキルアミンである特許請求の範囲第１項
   記載の方法。
6. （６）Ｎ−アルキルピペリジンが、Ｎ−メチルピペリジ
   ン、Ｎ−エチルピペリジン、Ｎ−プロピルピペリジン、
   Ｎ−イソプロピルピペリジンからなる群から選ばれた１
   種又は２種以上のＮ−アルキルピペリジンである特許請
   求の範囲第１項又は同第５項記載の方法。