KR100857215B1 - 효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법 - Google Patents

효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100857215B1
KR100857215B1 KR1020070034784A KR20070034784A KR100857215B1 KR 100857215 B1 KR100857215 B1 KR 100857215B1 KR 1020070034784 A KR1020070034784 A KR 1020070034784A KR 20070034784 A KR20070034784 A KR 20070034784A KR 100857215 B1 KR100857215 B1 KR 100857215B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acid
amino butyric
gamma amino
butyric acid
alcohol
Prior art date
Application number
KR1020070034784A
Other languages
English (en)
Inventor
김민홍
Original Assignee
주식회사 엠에이치투 바이오케미칼
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엠에이치투 바이오케미칼 filed Critical 주식회사 엠에이치투 바이오케미칼
Priority to KR1020070034784A priority Critical patent/KR100857215B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100857215B1 publication Critical patent/KR100857215B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P13/00Preparation of nitrogen-containing organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y401/00Carbon-carbon lyases (4.1)
    • C12Y401/01Carboxy-lyases (4.1.1)
    • C12Y401/01015Glutamate decarboxylase (4.1.1.15)

Landscapes

  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

본 발명은 효소반응에 의해 L-글루타민산을 감마 아미노 부틸산으로 전환시키고, 감마 아미노 부틸산이 고농도로 함유된 반응액을 정제하여 고순도의 감마 아미노 부틸산을 제조하는 방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 효소반응에 의해 상승하는 pH를 낮출 목적으로 효소반응의 기질인 L-글루타민산을 사용함으로써, 생성되는 염의 양을 최소화하여 별도로 염을 제거하는 공정없이도, 알코올을 결정조제로 사용하여 감마 아미노 부틸산을 결정화할 수 있기 때문에, 감마 아미노 부틸산의 생산성과 제조원가를 획기적으로 개선할 수 있다.
감마 아미노 부틸산, 가바, 효소, L-글루타민산, 알코올, 산

Description

효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법{Method for preparing highly pure γ-Amino butyric acid using enzymic reaction}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 감마 아미노 부틸산의 제조공정도를 나타낸 것이다.
본 발명은 효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 효소반응에 의해 L-글루타민산을 감마 아미노 부틸산으로 전환시키고, 감마 아미노 부틸산이 고농도로 함유된 반응액을 정제하여 고순도의 감마 아미노 부틸산을 제조하는 방법에 관한 것이다.
감마 아미노 부틸산(γ-Aminobutylic acid ; GABA)는 비단백질 구성 아미노산으로서, 상기 감마 아미노 부틸산은 사람의 신경계, 혈액에 함유되어 있으며, 대부분은 뇌의 골수에 존재하여 아세틸콜린(acetylcholine)이라 불리우는 신경전달 물질을 증가시키고, 뇌기능을 촉진시키는 등의 생리작용을 한다.
감마 아미노 부틸산(GABA)는 사람 이외의 고등동물, 무척추 동물 및 곤충 등에서도 신경전달 물질로 작용하며, 식물계에 널리 분포되어 있는데, 식물체 대부분의 조직에서 발견되었다(Navayan & Nair, 1990; Tompson et al., 1952; Fowden, 1981; Hunt, 1981).
감마 아미노 부틸산을 공업적으로 제조하는 방법은 합성법, 추출법, 효소법, 발효법등이 있다. 이중, 합성법의 경우 사용하는 용매가 한국의 식품위생법에서 허용되지 않는 경우가 많고, 추출법의 경우는 감마 아미노 부틸산의 제조단가가 높고, 폐기물의 발생량이 많은 단점이 있다.
종래에는 얻고자 하는 농도의 감마 아미노 부틸산에 해당하는 L-글루타민산(L-glutamic acid) 또는 L-글루타민산소다(MSG)를 용해하여 pH를 4.5~5.5로 맞춘 후, 반응경과에 따라 염산, 황산, 초산 등과 같은 산을 투입하여 반응액의 pH를 맞추었으나, 상기 방법은 얻어지는 반응액 중의 감마 아미노 부틸산의 함량에 비례하는 관계로 염이 다량으로 생성되는 문제점이 있었다.
상기에서 생성된 염을 제거하기 위하여 이온교환수지 공정, 재결정과 같은 정제공정이 필요하게 되고, 반응액 중의 다량의 염은 수율저하, 폐수발생 등과 같은 문제를 수반하게 됨으로써, 감마 아미노 부틸산의 생산단가를 높이는 중요한 원인이 되어 왔다.
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목 적은 효소반응시 고농도로 감마 아미노 부틸산를 생성시키고 효소반응액 중의 염의 발생을 최소화함으로써, 추가적인 염의 제거공정이 없이 감마 아미노 부틸산을 결정화시킴에 의하여 순도 99% 이상의 감마 아미노 부틸산을 효율적으로 제조할 수 있는 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, L-글루타민산을 기질로 하여 감마 아미노 부틸산(GABA)을 효소적으로 제조함에 있어서, 효소반응 중에 pH조절제로서 L-글루타민산을 첨가하는 단계를 포함하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법에 관한 것이다.
감마 아미노 부틸산을 공업적으로 제조하는 방법 중, 효소법과 발효법은 경제적이며 식품에 사용할 수 있는 감마 아미노 부틸산을 제조할 수 있는 방법이다.
이중에서 효소법은 하기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, L-글루타민산의 α-탄소에 결합되어 있는 -COOH가 글루타민산 디카복실라제(glutamic acid decarboxylase)의 촉매작용에 의해 탈탄산됨으로써, 감마 아미노 부틸산을 생합성하게 되는데, 이때에 이산화탄소가 대기중으로 방출되고 반응액중의 pH는 점점 올라가게 된다.
[반응식 1]
Figure 112007027219585-pat00001
글루타민산 디카복실라제는 유산균, 대장균, 바실러스등 미생물유래의 것이 많이 사용된다. 글루타민산 디카복실라제가 작용하는 pH 범위는 3.5~6, 바람직하게는 PH 범위가 4.5~5.5 인 것이 효소 반응속도가 빠른데, pH가 3.5 이하 이거나 6 이상이 되면 반응은 거의 일어나지 않는다.
감마 아미노 부틸산이 생성됨에 따라 pH가 증가하게 되고, 따라서 반응은 점점 늦어지다가 결국 반응이 멈추게 되므로, 계속 반응을 진행시키기 위해서는 산을 투입하여 pH를 4.5~5.5로 조정하여야 한다. 글루타민산 디카복실라제에 의한 효소반응은 pH를 4.5~5.5로 맞춰 주면 글루타민산이 감마 아미노 부틸산으로 전환되는 몰 비율은 98% 이상도 가능하다.
감마 아미노 부틸산을 효소적으로 생산함에 있어서, 경제성에 중요한 영향을 미치는 요인은 생성되는 감마 아미노 부틸산의 농도와 반응액 중에 감마 아미노 부틸산과 함께 생성된 불순물의 상대적 비율이라 할 수 있는데, 감마 아미노 부틸산의 농도가 낮으면 농축에 따른 유틸리티 비용이 많이 들고, 염과 같은 불순물의 함량이 높으면 불순물을 제거하는 공정이 복잡하게 되어 수율이 저하하게 되고, 폐수발생이 많아지기 때문이다.
본 발명에서는 L-글루타민산이 감마 아미노 부틸산의 전구체이면서 동시에 pKa 값이 2.2 정도로 낮은 것에 착안하여 초기 L-글루타민산의 농도를 기질저해를 받지 않는 농도로 하고, 반응이 진해됨에 따라 pH가 상승하면 자동으로 L-글루타민산이 공급되거나 또는 유가적(fed-batch)으로 투입되도록 함으로써, 염의 생성을 최소화하고 경제적으로 고순도의 감마 아미노 부틸산를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명에 의한 감마 아미노 부틸산의 제조방법은, (a) L-글루타민산에 글루타민산 디카르복실라제를 반응시키는 효소반응 단계 ; (b) 상기 효소반응 완료후 pH 조정을 위하여 알칼리를 첨가하는 단계 ; 및 (c) 상기 (b) 단계에 의해 생성된 감마 아미노 부틸산과 염의 혼합액에 알코올을 첨가하여 감마 아미노 부틸산을 선택적으로 결정화하는 단계를 포함한다.
본 발명에 의한 제조방법은 초기 기질수용액 중에 L-글루타민산이 1~15 %(w/v), 바람직하게는 3~7 %(w/v) 농도로 포함된다.
상기 pH 조절제로서의 L-글루타민산은 유가적 또는 pH에 연동하여 첨가하는데, 상기 L-글루타민산의 첨가에 의해 반응액의 pH가 3.5~6.0, 바람직하게는 4.5~5.5의 범위로 조절된다.
본 발명에 의한 제조방법은 상기 (a)단계의 효소반응 단계에서, pH 조절제로서의 L-글루타민산 첨가가 종료된 후, 또 다른 pH 조절제로서 산을 첨가하여 효소반응을 진행시키는데, 상기 산으로는 무기산, 유기산을 불문하고 pH 조절 기능을 갖는 산이라면 제한없이 사용될 수 있다.
상기 무기산의 구체적인 예로는 염산, 황산, 초산, 인산 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있고, 상기 유기산의 구체적인 예로는 L-아스파라긴산, 알파케토글루타릴산, 젖산, 구연산, 주석산, 푸마르산, 말산, 이타콘산, 초산, 글루콘산, 2-케토글루콘산, 5-케토글루콘산, 코지산 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 산 첨가 후에 잔류 L-글루타민산의 농도가 0.5 %(w/v) 이하, 바람직하게는 0.05~0.2 %(w/v)가 될 때까지 효소반응을 진행시킨다.
또한, 상기 (c)단계에 첨가되는 알코올로는 탄소수 1~3의 지방족 알코올이 바람직한데, 구체적으로는 메탄올, 에탄올 및 이소프로필알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상이거나, 또는 메탄올, 에탄올 및 이소프로필알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 알코올 수용액 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 알코올 첨가시에 결정액의 온도를 40~70℃, 바람직하게는 45~55℃로 하는데, 상기 온도범위 밖의 조건에서는 결정이 침상으로 되거나 냉각에 따른 부하가 커서 유틸리티 소모량이 많게 되는 문제가 발생할 수 있다.
상기 (c)단계의 알코올 첨가가 완료된 후의 결정액중 알코올의 농도는 45~80 %(w/v), 바람직하게는 55~70 %(v/v)인 것이 감마 아미노 부틸산의 결정수득율의 면에서 유리하다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 의한 제조방법은 1). 효소반응 중에 pH를 4.5~5.5로 조절함에 있어 최종 목표로 하는 감마 아미노 부틸산의 함량에 해당하는 L-글루타민산의 투입 이 완료될 때까지는 pH조절제 및 기질로서 L-글루타민산을 pH에 연동하여 자동으로 또는 유가적으로 투입하고, 2). 최종 목표로 하는 감마 아미노 부틸산의 함량에 해당하는 L-글루타민산의 투입이 완료된 후에는 pH 조절제로서 염산, 황산, 초산 등과 같은 산을 사용하여 잔류 L-글루타민산이 0.5%(w/v) 이하가 될 때까지 반응을 진행시키며, 3). 효소반응 완료후 pH를 6.5~7.5로 조정할 때에 가성소다와 암모니아 등과 같은 알칼리를 사용하고, 4). 감마 아미노 부틸산와 함께 존재하는 소량의 소금, 또는 염화암모늄 또는 투입한 산과 알칼리에 해당하는 염을 제거하는 추가적인 조작이 없이 감마 아미노 부틸산를 알코올 존재하에 결정화시키는 것을 포함한다.
본 발명에 따르면, 효소반응의 속도를 최적으로 유지하면서 고농도의 감마 아미노 부틸산를 생성시키는 것이 가능하다. 반응시작시의 L-글루타민산 농도는 1 ~15 %(w/v), 바람직하게는 3~7%w/v로 하는 것이 좋은데, L-글루타민산의 농도가 1%이하이면 글루타민산 디카복실라제의 반응속도가 낮고, 15% 이상이면 반응완료후 pH 조절과정에서 염의 발생이 과다하기 때문이다.
효소를 투입하여 반응이 개시되면 이산화탄소가 발생하면서 pH가 상승하게 되는데, pH가 6이상이 되면 반응이 되지 않기 때문에 pH를 3.5~6으로, 바람직하게는 4.5~5.5로 맞춰 주어야 한다.
L-글루타민산을 pH와 연동하여 투입하는 방법은 여러 가지 방법이 있을 수 있다. 즉, 자동으로 투입하는 방법은 pH가 설정치 보다 상승하면 L-글루타민산이 자동으로 투입되도록 하여 pH가 설정치에서 유지되도록 하는 것이다. 또 다른 예 는 유가적 투입방법으로서 pH의 범위를 정해서 pH가 상한치에 도달하면 L-글루타민산을 투입하여 하한치까지 낮춘 다음 반응이 진행되어 pH가 증가하고, 상한치에 도달하면 다시 L-글루타민산을 투입하는 방법이다.
L-글루타민산이 감마 아미노 부틸산로 전환되는 정도 만큼 계속하여 L-글루타민산을 보충해 줌으로써, 염의 발생을 최소화하면서 고농도의 감마 아미노 부틸산를 얻을 수 있다.
원하는 감마 아미노 부틸산 농도에 해당하는 L-글루타민산의 투입이 완료되면 반응액 중의 L-글루타민산이 2~8%w/v 남아 있는데, 미반응 L-글루타민산의 농도를 0.5 %(w/v) 이하 또는 전환율 95% 이상으로 하기 위하여, 염산, 황산, 초산 등과 같은 산을 사용하여 pH를 조절하게 된다. 전환율이 너무 낮으면 결정화 공정에서 기질인 L-글루타민산의 염이 제품결정과 함께 석출될 수 있으나, 제품중에 L-글루타민산염이 포함되어도 상관없는 경우는 효소반응의 전환율에 제한을 받지 않는다.
효소반응이 종료하면 반응액의 pH는 4.5~6이 되는데 필요에 따라서 pH를 6~8 로 조절할 수 있는데, 이때 사용하는 알칼리로서는 가성소다와 암모니아가 바람직하다. 소디움염은 대부분 식품으로서 허용이 되고 암모늄염은 감마 아미노 부틸산의 결정화 과정에서 대부분 모액으로 제거되기 때문이다.
감마 아미노 부틸산은 상온에서 물 100g당 50g 이상 용해되기 때문에, 알코올과 같은 용매를 결정조제로 사용하는데, 본 발명에 의하면 기질조제와 효소반응에 따른 pH조절 과정에서 투입하는 알칼리와 산의 중화반응에 의해서 발생하는 염 들이 감마 아미노 부틸산와 공존하는 상태에서 감마 아미노 부틸산를 선택적으로 결정화 함으로써, 효율적이고 경제적으로 고순도의 감마 아미노 부틸산를 제조할 수 있다. 감마 아미노 부틸산가 선택적으로 결정화됨으로써, 공존하는 염들은 탈수와 수세 과정에서 모액으로 제거된다.
보다 구체적으로 설명하면, 징명한 상태의 농축액은 50℃ 이하에서 결정이 석출되지 않는 범위에서 진공 농축한 다음, 결정관으로 이송된다. 결정관은 충분한 교반이 가능하고, 온도조절이 가능하며 알코올을 투입할 수 있는 구조의 것이 바람직하다.
상기 알코올로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등과 같은 탄소수 1~3의 지방족 알코올이 사용될 수 있는데, 염의 존재하에서 감마 아미노 부틸산를 선택적으로 석출시킬 수 있는 것이라면 어떤 알코올을 사용하더라도 본 발명의 취지에 부합된다.
상기 알코올 용매를 투입하는 동안의 결정액의 온도는 40~70℃, 최종 결정액 중의 알코올농도 45~80 %(v/v)가 바람직한데, 알코올의 농도가 낮으면 알코올의 비용은 적게 들지만, 감마 아미노 부틸산의 결정수득량이 적어지게 된다. 알코올 투입이 완료되면 서서히 온도를 충분히 낮춘 다음, 탈수한다.
이하 본 발명의 내용을 실시예에 의해 보다 상세하게 설명하나, 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
실시예 1 : 글루타민산 디카복실라제 효소반응에 의한 감마 아미노 부틸산와 이산화탄소의 생성( 산투입에 의한 pH 조절)
글루타민산 디카복실라제 활성이 우수한 재조합균주를 통상적인 방법으로 배지에서 배양한 후 균체를 회수하였고, 회수된 균체의 활성은 1500U/g 파쇄액이었다. 효소반응에 사용된 기질수용액은 37 ℃의 정제수에 L-글루타민산 10 kg을 용해하여15 %(w/v)가 되도록 하고, 피리독살 5'-포스페이트(pyridoxal 5'-phosphate ; PLP)를 용해하여 0.02 mM이 되도록 하였다.
기질수용액의 pH를 가성소다를 투입하여 5.0으로 맞춘 후, 500 g의 파쇄균체를 투입하여 효소반응을 개시하였다. 반응개시후 10분 이내에 pH는 5.5이상이 되었고, 반응진행에 따라 pH가 상승하여 5.5가 될 때마다 20% 염산을 사용하여 pH를 5.0으로 조정하였다.
이때 잔류 L-글루타민산의 농도가 0.2%에 도달하는 시간은 11시간 30분 소요되었고, 총 투입된 염산의 양은 2.4 kg 이었다. 전환된 L-글루타민산으로부터 계산된 감마 아미노 부틸산의 생성량은 6.9 kg 이므로, 생성된 감마 아미노 부틸산의 단위 중량당 투입된 염산의 양은 하기 식 2로 나타낼 수 있다.
염의 비율= 투입된 염산/가바의 생성량= 2.4/6.9= 0.35 [식 2]
실시예 2 : 글루타민산 디카복실라제 효소반응에 의한 가바와 이산화탄소의 생성(L- 글루타민산을 이용한 pH 조절)
효소반응에 사용된 기질수용액은 37℃의 정제수에 L-글루타민산 1 kg을 용해 하여 5 %(w/v)로 하고 PLP를 용해하여 0.02 mM이 되도록 하고, 가성소다를 투입하여 기질수용액의 pH를 5.0으로 맞추었다.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 얻은 500 g의 파쇄균체액을 투입하여 효소반응을 개시하였는데, 반응개시후 7분 이내에 pH는 5.5 이상이 되었다. 그 후 L-글루타민산을 투입하여 pH를 5.0으로 맞춘 다음, pH가 5.5가 될 때마다 L-글루타민산을 투입하여 다시 pH를 5.0으로 맞추는 작업을 반복하여 최종 투입량이 10 kg이 되도록 하였다.
이때 10kg이 투입될 때까지 걸리는 시간은 6시간30분 소요되었고, pH가 5.5에 도달하면 20% 염산 수용액을 투입하여 pH를 5.0으로 조절하였는데, 잔류 L-글루타민산이 0.2%가 되는데 3시간이 소요되어 총 반응시간은 9시간 30분이었고, 총 투입한 염산은 0.5kg 이었다. 전환된 L-글루타민산으로부터 계산된 가바의 생성량은 27.6kg 이므로 생성된 감마 아미노 부틸산의 단위 중량당 투입된 염산의 양은 하기식 3으로 나타낼 수 있다.
염의 비율= 투입된 염산/가바의 생성량= 0.5/27.6= 0.018 [식 3]
실시예 3 : 고농도 감마 아미노 부틸산의 생성
효소반응에 사용된 기질수용액은 37℃의 정제수 100리터에 L-글루타민산 5 kg을 용해하고 PLP를 용해하여 0.02 mM이 되도록 한 후, 기질수용액의 pH를 가성소다를 투입하여 5.0으로 맞추었다.
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 조제한 파쇄균체액 2000 그램을 투입하여 효소반응을 개시하였다. 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 반응에 따라 pH가 상승하면 L-글루타민산을 투입하여 L-글루타민산의 총 투입량이 40kg이 되도록 하였다. L-글루타민산의 투입이 완료된 후의 pH조절은 20% 염산을 사용하였고, 잔류 L-글루타민산의 농도가 0.2% 이하로 떨어진 후, 25% 가성소다를 투입하여 pH를 7.0으로 조절하였다. 그 후 pH를 7.0으로 조정한 후의 반응액 중 감마 아미노 부틸산의 농도는 24 %(w/v)이었고, 생성된 소금염의 양은 1.5 kg 이었다.
실시예 4 : 에탄올을 사용한 감마 아미노 부틸산의 결정화와 소금의 제거
상기 실시예 3에서 얻은 반응액의 온도를 50℃로 올리고 활성탄과 규조토를 투입하여 1시간 교반한 후 눗째를 통하여 여과하였다. 상기 여과액을 3배로 희석한 후 측정한 여과액의 투과도(T%)는 97% 이었다.
상기 여과액을 50℃ 에서 55 브릭스(Brix)까지 농축하고, 결정관으로 이송하였다. 결정관의 내부 온도를 50℃로 유지하고, 서서히 교반하면서 95% 에탄올을 주입하여 최종 에탄올의 함량이 57 %(v/v)이 되도록 하였다.
결정액의 온도가 10℃가 될 때까지 서서히 냉각시킨 다음, 원심분리기로 탈액한 후 에탄올의 함량을 75 %(v/v)로 조정한 수세액을 이용하여 두 차례 수세하였다. 상기에서 얻어진 습케이크는 열풍건조기를 이용하여 80℃의 열풍으로 1시간 건조하였다.
상기 건조된 결정의 겉보기 비중은 0.75이었고, 건조된 결정의 수득율은 70% 이었으며, 건조결정 중의 감마 아미노 부틸산의 함량과 소금의 함량은 각각 99.5%, 350 ppm이었다.
실시예 5 : 메탄올을 사용한 감마 아미노 부틸산의 결정화와 염화암모늄의 제거
상기 실시예 3에서 반응이 종료된 반응액의 pH를 7.0으로 조절하기 위하여 액체암모니아를 사용하였다. 온도를 50 ℃로 올리고 활성탄과 규조토를 투입하여 1시간 교반한 후 눗째를 통하여 여과하였다. 상기 여과액을 3배로 희석한 후, 측정한 여과액의 투과도(T%)는 97% 이었다.
상기 여과액을 50℃ 에서 55 브릭스(Brix)까지 농축하고 결정관으로 이송하였다. 결정관에서 서서히 교반하면서 99.5% 메탄올을 천천히 주입하여 최종 메탄올의 함량이 65 %(v/v)이 되도록 하였다.
결정액의 온도가 10℃가 될 때까지 서서히 냉각시킨 다음, 원심분리기로 탈액한 후 메탄올의 함량을 80 %(v/v)로 조정한 수세액을 이용하여 두 차례 수세하였다. 상기에서 얻어진 습케이크는 열풍건조기를 이용하여 80℃의 열풍으로 1시간 건조하였다.
상기 건조된 결정의 겉보기 비중은 0.73이었고, 건조된 결정의 수득율은 73% 이었으며, 건조결정 중의 감마 아미노 부틸산의 함량과 암모늄이온의 함량은 각각 99.4%, 150 ppm 이었다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 효소반응에 의해 상승하는 pH를 낮출 목적으로 효소반응의 기질인 L-글루타민산을 사용함으로써, 생성되는 염의 양을 최소화하여 별도로 염을 제거하는 공정없이도, 알코올을 결정조제로 사용하여 감마 아미노 부틸산을 결정화할 수 있기 때문에, 감마 아미노 부틸산의 생산성과 제조원가를 획기적으로 개선할 수 있다.

Claims (12)

  1. 글루타민산 디카르복실라제를 이용하여, L-글루타민산을 기질로 하여 감마 아미노 부틸산(GABA)을 효소적으로 제조함에 있어서, 효소반응 중에 pH조절제로서 L-글루타민산을 첨가하는 단계를 포함하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 방법이
    (a). L-글루타민산에 글루타민산 디카르복실라제를 반응시키는 효소반응 단계 ;
    (b). 상기 효소반응 완료후 pH 조정을 위하여 알칼리를 첨가하는 단계 ; 및
    (c). 상기 (b) 단계에 의해 생성된 감마 아미노 부틸산과 염의 혼합액에 알코올을 첨가하여 감마 아미노 부틸산을 선택적으로 결정화하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 초기 기질수용액 중의 L-글루타민산의 농도가 1~15 %(w/v)인 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 pH 조절제로서의 L-글루타민산 첨가가 종료된 후, 또 다른 pH 조절제로서 산을 첨가하여 효소반응을 진행시키는 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 pH 조절제로서의 L-글루타민산을 유가적 또는 pH에 연동하여 첨가하는 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  6. 제 1항 또는 제 5항에 있어서, 상기 L-글루타민산의 첨가에 의한 반응액의 pH 조절범위가 3.5~6.0인 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  7. 제 4항에 있어서, 상기 산이 염산, 황산, 초산, 인산, L-아스파라긴산, 알파케토글루타릴산, 젖산, 구연산, 주석산, 푸마르산, 말산, 이타콘산, 초산, 글루콘산, 2-케토글루콘산, 5-케토글루콘산 및 코지산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  8. 제 4항에 있어서, 상기 산 첨가 후에 잔류 L-글루타민산의 농도가 0.5% 이하가 될 때까지 효소반응을 진행시키는 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  9. 제 2항에 있어서, 상기 (c)단계에 첨가되는 알코올이 탄소수 1~3의 지방족 알코올인 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 지방족 알코올이 메탄올, 에탄올 및 이소프로필알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상이거나, 또는 메탄올, 에탄올 및 이소프로필알코올로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 알코올 수용액인 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  11. 제 2항에 있어서, 상기 (c)단계의 알코올 첨가가 완료된 후의 결정액중 알코올의 농도가 45~80 %(v/v)인 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
  12. 제 2항에 있어서, 상기 (c)단계의 알코올 첨가시에 결정액의 온도를 40~70 ℃로 하는 것을 특징으로 하는 감마 아미노 부틸산의 제조방법.
KR1020070034784A 2007-04-09 2007-04-09 효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법 KR100857215B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070034784A KR100857215B1 (ko) 2007-04-09 2007-04-09 효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070034784A KR100857215B1 (ko) 2007-04-09 2007-04-09 효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100857215B1 true KR100857215B1 (ko) 2008-09-05

Family

ID=40022633

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070034784A KR100857215B1 (ko) 2007-04-09 2007-04-09 효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100857215B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101145365B1 (ko) * 2011-03-08 2012-05-14 동국대학교 산학협력단 생물전환공정에 의한 감마-아미노부틸산의 무염 제조방법
KR101187512B1 (ko) 2012-03-29 2012-10-02 (주)셀텍 감마아미노부티르산 함유 사료첨가제의 제조방법
KR101298111B1 (ko) * 2010-07-12 2013-08-19 주식회사 엠에이치투 바이오케미칼 가바(감마 아미노 부틸산)가 강화된 쌀겨추출물의 제조방법
KR101408103B1 (ko) 2012-07-26 2014-06-16 대상 주식회사 고농도 gaba의 제조방법
KR20160112227A (ko) 2015-03-18 2016-09-28 주식회사 엠에이치투 바이오케미칼 L-글루탐산의 유가식 공급을 통한 유산균으로부터의 가바 생산방법
KR101885878B1 (ko) 2017-10-30 2018-08-07 (주)셀텍 대장균 형질전환체를 이용한 감마아미노부틸산의 생산방법 및 감마아미노부틸산 함유 사료첨가제의 제조방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03236763A (ja) * 1990-02-13 1991-10-22 Kagome Kk 飲食品の製造方法及び該製造方法によって得られる飲食品
JP2000166502A (ja) 1998-12-09 2000-06-20 Lotte Co Ltd 呈味改善食品素材とその製造方法および同素材を含有する飲食品
JP2003180389A (ja) 2001-12-17 2003-07-02 Yasuda Yogurt:Kk γ−アミノ酪酸の生成方法
JP2004159612A (ja) 2002-11-15 2004-06-10 Kumamoto Prefecture γアミノ酪酸の生産方法
JP2007049910A (ja) 2005-08-16 2007-03-01 Hitachi Plant Technologies Ltd γ−アミノ酪酸の製造方法及び製造装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03236763A (ja) * 1990-02-13 1991-10-22 Kagome Kk 飲食品の製造方法及び該製造方法によって得られる飲食品
JP2000166502A (ja) 1998-12-09 2000-06-20 Lotte Co Ltd 呈味改善食品素材とその製造方法および同素材を含有する飲食品
JP2003180389A (ja) 2001-12-17 2003-07-02 Yasuda Yogurt:Kk γ−アミノ酪酸の生成方法
JP2004159612A (ja) 2002-11-15 2004-06-10 Kumamoto Prefecture γアミノ酪酸の生産方法
JP2007049910A (ja) 2005-08-16 2007-03-01 Hitachi Plant Technologies Ltd γ−アミノ酪酸の製造方法及び製造装置

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101298111B1 (ko) * 2010-07-12 2013-08-19 주식회사 엠에이치투 바이오케미칼 가바(감마 아미노 부틸산)가 강화된 쌀겨추출물의 제조방법
KR101145365B1 (ko) * 2011-03-08 2012-05-14 동국대학교 산학협력단 생물전환공정에 의한 감마-아미노부틸산의 무염 제조방법
WO2012121456A1 (ko) * 2011-03-08 2012-09-13 동국대학교 산학협력단 생물전환공정에 의한 감마-아미노부틸산의 무염 제조방법
KR101187512B1 (ko) 2012-03-29 2012-10-02 (주)셀텍 감마아미노부티르산 함유 사료첨가제의 제조방법
KR101408103B1 (ko) 2012-07-26 2014-06-16 대상 주식회사 고농도 gaba의 제조방법
KR20160112227A (ko) 2015-03-18 2016-09-28 주식회사 엠에이치투 바이오케미칼 L-글루탐산의 유가식 공급을 통한 유산균으로부터의 가바 생산방법
KR101885878B1 (ko) 2017-10-30 2018-08-07 (주)셀텍 대장균 형질전환체를 이용한 감마아미노부틸산의 생산방법 및 감마아미노부틸산 함유 사료첨가제의 제조방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2460799C2 (ru) Способ получения кристаллов гидрохлорида основной аминокислоты
KR100857215B1 (ko) 효소를 이용한 고순도 감마 아미노 부틸산의 제조방법
US5541090A (en) Process for production of L-aspartic acid
KR20100100874A (ko) 숙신산의 제조 방법
JP2019513379A (ja) 乳酸マグネシウム発酵方法
EP0317036A1 (en) Glycoside hydrolysis
KR101740968B1 (ko) L-글루탐산의 유가식 공급을 통한 유산균으로부터의 가바 생산방법
CN110452111A (zh) 一种葡萄糖酸钙的结晶方法
CN108003077B (zh) 一种氨基酸化合物的制备及纯化方法
JP3528205B2 (ja) L−3,4−ジヒドロキシフェニルアラニンの製造方法
US20030138920A1 (en) Process for the isolation of polyhydroxy cyclic carboxylic acids
US3458400A (en) Process for producing l-alanine
KR20080085377A (ko) L-오르니친염의 제조방법
CN105483165B (zh) 一种l-苹果酸的制备方法
CN105073999B (zh) 5-氨基乙酰丙酸或其盐的制造方法
JPS6338B2 (ko)
CN113045521A (zh) 一种维生素c的制备方法
JP3116102B2 (ja) L−3,4−ジヒドロキシフェニルアラニンの製造方法
CN112195206A (zh) 一种利用液碱代替部分液氨的氨基酸发酵工艺
CN114702410B (zh) 一种胍基乙酸的制备方法
JPS6043391A (ja) アルフア−ケト酸からl−アミノ酸を生物学的に製造する方法
CN110627637A (zh) 一步法制备消旋酮异亮氨酸钙
RU2132878C1 (ru) Способ получения солей глюконовой кислоты и лимонной кислоты
CN1179950C (zh) 加压间歇法制备5,5-二甲基-2,4-咪唑啉二酮的方法
CN109776448B (zh) 一种非布司他a晶型的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130628

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140611

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160630

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170717

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180625

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190624

Year of fee payment: 12