KR101557564B1

KR101557564B1 - L-시스테인의 정제 방법

Info

Publication number: KR101557564B1
Application number: KR1020137027774A
Authority: KR
Inventors: 마리아 로이테; 안드레아스 뵘
Original assignee: 와커 헤미 아게
Priority date: 2011-04-20
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2015-10-05
Also published as: CN103476748A; US20140031586A1; US9120729B2; DE102011007790A1; WO2012143412A1; EP2699544B1; CN103476748B; JP2014516252A; JP5592588B2; EP2699544A1; KR20130136547A

Abstract

본 발명은 L-시스테인을 함유하는 발효 브로스(fermentation broth)로부터 L-시스테인을 함유하는 정제된 용액을 제조하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법에서, L-시스테인을 함유하는 발효 브로스를 pH 6 내지 9에서 염기성 음이온 교환기와 접촉시키고, 여기서 상기 L-시스테인은 음이온 교환기에 결합한다. 이후 상기 음이온 교환기를 제1 세척 용액으로 세척하고, 상기 결합된 L-시스테인을 산을 사용하여 음이온 교환기로부터 분리하고 용출액 내로 이동시킨다. pH ≤ 4를 갖는 상기 용출액을 산성 양이온 교환기와 접촉시키고, 여기서 상기 L-시스테인이 양이온 교환기에 결합한다. 상기 양이온 교환기를 제2 세척 용액으로 세척하고, 결합된 L-시스테인을 강산을 사용하여 양이온 교환기로부터 분리한다.

Description

L-시스테인의 정제 방법{METHOD FOR PURIFYING L-CYSTEINE}

본 발명은 L-시스테인 함유 발효 브로스(fermentation broth)로부터 L-시스테인을 정제하는 방법에 관한 것이다.

L-시스테인은, 우수한 수용성 및 산화제와 같은 많은 시약들에 대한 SH 기의 높은 민감성으로 인해, 큰 어려움과 높은 비용으로 가까스로 정제되고 단리될 수 있는 아미노산이다.

US2590209에서는 아미노산 혼합물을 산성, 중성 및 염기성 아미노산으로 분리하는 일반적인 방법이 기술되어 있으며, 여기서 산성 단백질 가수분해물은 먼저 양이온 교환기로 통과되고, 이후 염기성 아미노산을 유지하면서 산성 및 중성 아미노산은 수산화암모늄을 사용하여 용리된다. 이것은 이어서 카보네이트 용액을 사용하여 양이온 교환기로부터 세척된다. 산성 및 중성 아미노산은 산성 아미노산만이 결합하는 다운스트림 음이온 교환기를 사용하여 차례로 분리된다. 이 기술된 방법은, 염기가 용리제로 사용되지만 시스테인이 높은 pH 값에서 특히 산화 민감성이기 때문에, 시스테인의 정제에 적합하지 않다.

정제에서의 문제점 및 또한 L-시스테인의 단리에 대한 종래 기술은 EP　1958933　A1(US 2008-0190854에 상응함)에 기술되어 있다. 이 문헌에는 < 5의 pH 값에서 L-시스테인을 산화시킬 수 있는 산화제를 포함하는 L-시스테인 함유 브로스를 pH 5 내지 9에서 이온 교환기와 접촉시키는 방법이 기술되어 있으며, 여기서 < 5의 pH, 바람직하게는 pH < 2가 발효 브로스에 발생한다. 여기서, L-시스테인은 이온 교환기에 결합하고 결합된 L-시스테인은 용리제를 사용하여 이온 교환기로부터 분리된다. L-시스테인 모노히드로클로라이드 일수화물은 이어서 분별 결정에 의해 용출액으로부터 얻어질 수 있다. 무기 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 이온의 염화물 및 또한 염화암모늄은 먼저 농축된 HCl의 첨가에 의해 또는 HCl 기체의 도입에 의해 결정화된다. 여과 후에, L-시스테인 함유 모액은 -10℃로 냉각되고 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물이 결정화된다. 그러나, 수율 및 순도는 사용된 L-시스테인 함유 용액의 순도에 따르며; > 98 중량% 이하의 순도는 추가 분별 결정 및/또는 재결정을 필요로 한다.

L-시스테인의 발효 제조 방법들은, 예를 들어, EP0885962B1(US5972663A에 상응함)에 공지되어 있다. 이 방법들은 다량의 L-시스테인을 함유하는 발효 브로스에 대한 저렴한 액세스를 허용한다.

이러한 L-시스테인 함유 발효 브로스는 물질들의 복잡한 혼합물이다. 이것은 L-시스테인뿐만 아니라 일반적으로 발효의 조건 하에, 특히 존재하는 산소를 사용하는 산화에 의해, L-시스테인으로부터 용이하게 형성되는 L-시스틴을 또한 함유한다. 예를 들어 EP0885962B1에 기술된 바와 같이, 알데히드 또는 케톤의 존재 하에, L-시스테인의 상응하는 헤미티오케탈 및/또는 티아졸리딘 유도체가 또한 존재할 수 있다. 발효 브로스는 또한 소량의 추가 아미노산 또는 이의 유도체를 함유할 수 있다. 이들은 일반적으로 또한 탄수화물, 유기 및 무기 양이온 및 음이온의 염, 예를 들어 알칼리 금속 및 알칼리 토금속 염 및 또한 중금속 염의 트레이스(예를 들어 Fe, Cu, Mn, Zn 등), 착색제 및 추가 불순물 및 첨가제, 예를 들어 발효에서 사용된 미생물의 바람직하지 않은 대사 산물을 함유한다. 더 나아가, 발효 브로스는 또한 발효에 사용된 원료 물질 및 구성성분들, 예를 들어 통상적인 C 원료, 예컨대 글루코오스, 락토오스, 녹말 등, N 원료, 예컨대 암모니아/암모늄 또는 단백질 또는 단백질 가수분해물 등, 및 또한 S 원료, 예컨대 설파이드, 설파이트, 설페이트, 티오설페이트 또는 디티오나이트 등을 함유할 수 있다. L-시스테인이 황 함유 아미노산이기 때문에, S 원료, 예컨대 설파이드, 설파이트, 설페이트, 티오설페이트 또는 디티오나이트는 일반적으로 L-시스테인의 형성에 요구되는 황의 충분한 양을 제공하기 위해 발효 중에 공급된다. 더 나아가, 용해된 산소는 또한 발효 중에 도입된 산소의 결과로서 발효 브로스에 존재한다. 이 발효 브로스의 pH는 예를 들어 EP0885962B1에 기술된 바와 같이 보통 7이다. 발효 브로스의 조성의 복잡성 외에도, 브로스가 생물학적 공정의 생성물이기 때문에 개별 구성성분들의 비율에서의 자연적인 변동이 추가로 발생한다.

본 발명의 목적은 L-시스테인 함유 발효 브로스로부터 정제된 L-시스테인 함유 용액을 제조하는, 단순하고 저렴하며 산업적으로 수행 가능한 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적은 L-시스테인 함유 발효 브로스를 pH 6 내지 9에서 염기성 음이온 교환기와 접촉시키고, 여기서 상기 L-시스테인은 음이온 교환기에 결합하며, 상기 음이온 교환기를 제1 세척 용액으로 세척하고, 상기 결합된 L-시스테인을 산을 사용하여 음이온 교환기로부터 분리하고 용출액 내로 이동시키며, 상기 용출액을 ≤ 4의 pH에서 산성 양이온 교환기와 접촉시키고, 여기서 상기 L-시스테인이 양이온 교환기에 결합하며, 상기 양이온 교환기를 제2 세척 용액으로 세척하고 결합된 L-시스테인을 강산을 사용하여 양이온 교환기로부터 분리하는 방법으로 달성된다.

본 발명의 방법은, L-시스테인이 모든 수반되는 물질들로부터 확실하고 사실상 완전히 분리되기 때문에, 발효 브로스의 조성에서의 변동에 관계없이 항상 균일한 용액을 제공한다. 필요한 경우, L-시스테인, L-시스테인 히드로클로라이드 또는 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물은 이후 용액으로부터 고형으로 얻어질 수 있다. 이 목적을 위해서, 얻어진 용액은 바람직하게는 원하는 생성물, 바람직하게는 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물이 결정화되기까지 농축된다. 이러한 방법으로 얻어진 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물은 > 98 중량%의 순도를 가진다. EP1958933A1에 기술된 바와 같은 분별 결정은 불필요하다.

L-시스테인 함유 발효 브로스는, 바람직하게는 셀(cell) 및 고체가 분리된 후에, 먼저 염기성 이온 교환기를 사용하고 이어서 산성 이온 교환기를 사용하는 본 발명의 방법을 사용하여 정제된다.

산성 및 염기성 이온 교환기는 공지되어 있고 시판된다. 여러 가지 적합한 물질들의 선택 목록은 문헌[Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Vol. A14, p. 451]에 기록되어 있다. 활성 이온 교환 기(exchanging group)로서, 이들은, 예를 들어, 카르복시산 기(약산성 이온 교환기), 술폰산 및 포스폰산 기(강산성 이온 교환기), 4차 암모늄 기(강염기성 이온 교환기) 또는 아민 기(약염기성 이온 교환기)를 함유한다. 활성 이온 교환 기에 대한 상대이온으로서, 양이온 또는 음이온이 이온 교환기에 결합할 수 있다. 산성 이온 교환기는 흔히 양성자화된(protonated) H⁺ 형태로 사용되지만 추가의 통상적인 상대이온은, 예를 들어, 또한 암모늄 이온, 알칼리 금속 이온 및/또는 알칼리 토금속 이온이다. 염기성, 특히 강염기성, 이온 교환기는 흔히 OH^-형태로 사용되지만, 추가의 통상적인 상대이온은, 예를 들어, 또한 클로라이드 및 종래 기술에 기술된 추가 음이온이다.

강산성 및 강염기성 이온 교환기를 사용하는 것이 바람직하다. 음이온 교환기는 바람직하게는 OH^- 형태로 사용되며, 동시에 양이온 교환기는 바람직하게는 H⁺ 형태로 사용된다. 그러나, 이론적으로 다른 상대이온을 갖는 이온 교환기를 사용하는 것이 또한 가능하다.

L-시스테인 함유 발효 브로스는 바람직하게는 먼저 강염기성 음이온 교환기 와 접촉되고 이어서 음이온 교환기로부터의 L-시스테인 함유 용출액은 강산성 양이온 교환기와 접촉된다. 이것은, 예를 들어, 상응하는 이온 교환기로 패킹된 컬럼을 통해 펌핑되는 용출액 또는 발효 브로스에 의해 수행될 수 있다. 가해지는 발효 브로스의 pH는 발효 중의 pH에 상응하며 pH 6-9 범위, 바람직하게는 pH 6-8 범위 내이다.

음이온 교환기로부터의 L-시스테인 함유 용출액은 바람직하게는 1 내지 4의 pH로 양이온 교환기에 가해진다.

제1 세척 용액은 바람직하게는 6 내지 8 범위의 pH를 갖는 물, 특히 바람직하게는 pH 7인 물(중성 물)이다. 이 세척 용액으로의 세척은 음이온 교환기로부터 발효 브로스의 중성 및 양이온 구성성분들을 분리한다.

제2 세척 용액은 바람직하게는 4 내지 8 범위의 pH를 갖는 물, 특히 바람직하게는 5 내지 7 범위의 pH를 갖는 물이다. 중성 내지 약산성 물로의 세척은 양이온 교환기로부터 음이온 불순물을 분리한다.

본 특허 명세서의 내용에 기록된 모든 pH 값은 25^oC에서의 pH의 측정에 관한 것이다.

본 발명을 이끈 실험에서, 놀랍게도 > 7의 pH 값에서 대기 중의 산소 또는 다른 산화제를 사용하여 L-시스틴으로 쉽게 전환되는 L-시스테인이, 염기성 이온 교환기에서 흡수되고 상당한 산화 없이 이로부터 다시 용리될 수 있다는 점이 밝혀졌다. 이것은 암모니아수와 같은 염기가 산성 양이온 교환기에 결합한 L-시스테인의 용출에 사용되는 경우 L-시스테인의 L-시스틴으로의 현저한 산화가 관찰되기 때문에 특히 놀랍다. 이 산화는 수율에서의 직접적인, 현저한 감소를 야기하며(실시예 3 및 실시예 6 참조), 따라서 이 방법의 경제성은 더 이상 만족스럽지 않다.

중성 L-시스테인 함유 용액 또는 발효 브로스를 OH^- 형태로 음이온 교환기, 바람직하게는 강염기성 음이온 교환기와 접촉시키는 경우, L-시스테인은 이 작업 중에 음이온 교환기에 사실상 정량적으로 결합한다. 다른 아미노산, 예를 들어 L-시스틴, 및/또는 발효 브로스에 존재할 수 있는 추가 음이온들은 또한 여기서 이온 교환 수지에 결합할 수 있다. 많은 추가 불순물, 예를 들어 중성 화합물 또는 양이온 또는 이의 상응하는 염기는, 음이온 교환 수지에 결합하지 않고 유출액(outflow)에 존재한다.

산을 사용하는 용출 후에, L-시스테인 함유 용액을 H⁺형태로 양이온 교환기, 바람직하게는 강산성 양이온 교환기와 접촉시켜, L-시스테인이 양이온 교환기에 정량적으로 결합하도록 한다. 여전히 존재하는 음이온 불순물은 양이온 교환 수지에 결합하지 않고 유출액에 존재한다.

용리제로서, 강산을 사용하는 것이 바람직하며, 이는 본 발명의 목적을 위해 바람직하게는 4.5 미만의 pKa를 갖는 산, 특히 바람직하게는 염산이다. 수성 염산(aqueous hydrochloric acid)이 특히 유용하다.

염산을 사용하는 용출에서, 수성 염산, 바람직하게는 상이한 노르말 농도(normalities)의 수성 염산, 더욱 바람직하게는 0.01-12N HCl, 특히 바람직하게는 0.01-1N HCl이 L-시스테인으로 로딩된 음이온 교환기를 통해 펌핑된다. HCl 농도가 용출 중에 초기 0.01N으로부터 1N으로 증가하는 용리제가 매우 특히 바람직하다.

염산을 사용하는 용출에서, 상이한 노르말 농도의 수성 염산, 바람직하게는 0.1-12N HCl, 특히 바람직하게는 1-2N HCl을 L-시스테인으로 로딩된 음이온 교환기를 통해 펌펑하는 것이 바람직하다.

로딩, 세척 단계 및 용출은 바람직하게는 25℃ 및 주변 대기의 압력, 즉 900 내지 1100 hPa에서 수행된다. 그러나, 이는 또한 더 낮거나 더 높은 온도 및 압력에서 수행될 수 있다.

염산을 사용하는 L-시스테인의 용출은 정제된 L-시스테인의 HCl 용액을 제공한다. 이 용액은 임의로 농축될 수 있고, 예를 들어, 활성 탄소를 사용하여 탈색될 수 있다. 임의로 HCl의 첨가 후에, 산업적으로 특히 중요한 생성물인 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물이 결정화된다. 이중 이온 교환기를 사용하는 정제는 원래 가해진 발효 브로스의 조성에 관계없이 L-시스테인이 높은 순도로 얻어질 수 있도록 한다. 추가 정제, 예를 들어 분별 결정에 의한 추가 정제는 불필요하다.

본 발명의 방법은 L-시스테인 함유 발효 브로스로부터 시작하여 효과적으로, 우수한 수율로 및 경제적으로 L-시스테인을 정제할 수 있게 한다. 필수적이거나 바람직한 경우, 존재할 수 있는 L-시스테인의 임의 유도체, 예를 들어 L-시스틴 또는 티아졸리딘 유도체는, 예를 들어, 달성되는 수율을 증가시키도록 특정 공정 조건 하에 L-시스테인으로 전환될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 강산성 양이온 교환기에서의 시스테인의 티아졸리딘 유도체의 절단(cleavage)은 공지되어 있고 EP 1059288 B1에 기술되어 있다. 적합한 환원제의 첨가에 의해 L-시스테인을 형성하는 L-시스틴의 절단이 마찬가지로 가능하다.

기술된 방법은, 원래 가해진 발효 브로스의 조성에 관계없이, 외래 아미노산 함량을 L-시스테인을 기준으로 < 5 중량%, 바람직하게는 < 1 중량%으로 감소시키는 것을 가능하게 한다. 더 나아가, 이것은 염 함량을 L-시스테인을 기준으로 < 10 중량%, 바람직하게는 < 1 중량%으로 감소시키는 것을 또한 가능하게 한다. 추가로, 기술된 방법은 추가 정제, 예를 들어 분별 결정에 의한 추가 정제 없이 L-시스테인 함유 발효 브로스로부터 > 98 중량%의 순도 및 > 99%의 광학 순도로 L-시스테인 또는 L-시스테인 히드로클로라이드 또는 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물을 제조하는 것을 가능하게 한다.

본 발명의 방법을 수행하기 전에, 미생물 셀 및/또는 불용성 구성성분은 바람직하게는 제1 공정 단계에서 L-시스테인 함유 발효 브로스로부터 분리된다. 이것은, 예를 들어, 발효 브로스로부터 셀/고체를 분리하기 위해 원심분리, 여과, 디캔테이션(decantation), 막 여과 또는 당업자에게 친숙한 다른 방법으로 수행된다. 분리는 임의로 여과 보조제, 예컨대 Celite®, 활성 탄소 또는 규조토의 첨가와 함께 수행된다. 이 공정 단계에서, 셀 외의 추가 불용성 구성성분들, 예를 들어 미생물에 의한 발효에서 형성될 수 있는 바와 같은, 용액으로부터의 시스틴 침전물 또는 다른 난용성(sparingly soluble) 구성성분들의 침전물이 또한 발효 브로스로부터 유리하게 분리된다. 더 나아가, 단백질과 같은 고분자는, 예를 들어, 여과 보조제 또는 활성 탄소 또는 임의로 사용되는 유사한 것들 상에서 분리되거나 흡수될 수 있으며, 따라서 이 공정 단계에서 분리될 수 있다. 이 사전처리를 사용하여 얻어진 L-시스테인 함유 용액은 본 발명의 목적을 위해 또한 용어 발효 브로스 하에 포함된다.

하기 실시예들은 본 발명을 예시하도록 사용된다.

실시예 1: 본 발명의 방법을 사용하는 L-시스테인 함유 발효 브로스의 정제

500 ml의 셀 비함유 발효 브로스(24 g/l의 L-시스테인, 1.2 g/l의 L-시스틴, 18 g/l의 N-아세틸세린)를 중성 pH(pH: 7)로 Rohm & Haas사로부터 Amberlite® FPA 42Cl의 이름으로 시판되는 150 ml의 음이온 교환 수지(OH^- 형태)에 가하였다. 이후 수지를 250　ml의 물(pH 7)로 세척하고 1750 ml의 HCl로 용리시켰다. 여기서, 산 농도는 매 250 ml마다 단계적으로, 0.01M HCl로부터 0.1M HCl, 0.25M HCl, 0.5M HCl로 증가하였다. 용출액 분획의 시스테인 함량을 각 경우 HPLC를 사용하여 측정하고, 시스테인 함유 분획을 배합하였다. 이 배합된 용액 중에서, 500　ml를 Rohm & Haas사로부터 Amberlite® FPC 14-Na의 이름으로 시판되는 120 ml의 양이온 교환 수지 (H⁺ 형태)에 가하였다. 이후 수지를 120 ml의 물로 세척하고 720 ml의 1M HCl로 용리시켰다.

음이온 교환기로부터의 용출액의 시스테인 함유 분획은 가해진 발효 브로스에 존재하는 85% 초과의 L-시스테인을 함유하였고, 양이온 교환 수지로부터의 용출액의 생산물 분획 중 L-시스테인의 수율은 정량적이었다.

실시예 2: 비교예 : 오직 양이온 교환기만을 사용하는 L-시스테인 함유 발효 브로스의 정제( EP 1958933 A1의 방법에 상응함), 용리제 : HCl

pH 7 을 갖는 6500 ml의 셀 비함유 발효 브로스를 6M HCl를 사용하여 pH = 1로 산성화시키고 1 시간 후에 원심분리하여 변성된 단백질 및 다른 고체들을 분리하였다. 5350 ml의 투명한, HCl 함유 용액(19　g/l의 L-시스테인, 1.4 g/l의 L-시스틴, 8 g/l의 N-아세틸세린)을 양이온 교환기(1100　ml의 Amberlite® FPC 14-Na, H⁺ 형태)를 사용하여 정제하였다. 용액을 이온 교환기에 가한 후, 컬럼을 3300 ml의 물로 세척하고 5500 ml의 1M HCl로 용리시켰다. 용출액의 시스테인 함유 분획은 사용된 시스테인 양의 85% 및 또한 용액에 존재하는 양이온을 함유하였다.

실시예 3: 비교예 : 양이온 교환기를 사용하는 염기성 조건 하의 L-시스테인 함유 발효 브로스의 정제, 용리제 : NH ₄ OH

pH 7을 갖는 100 ml의 셀 비함유 발효 브로스를 6M HCl를 사용하여 pH = 1로 산성화시키고 1 시간 후에 원심분리하여 변성된 단백질 및 다른 고체들을 분리하였다. 투명한, HCl 함유 용액(20 g/l의 L-시스테인, 1.2　g/l의 L-시스틴, 8 g/l의 N-아세틸세린)을 양이온 교환기(20 ml의 Amberlite® FPC 14-Na, H⁺ 형태)를 사용하여 정제하였다. 용액을 이온 교환기에 가한 후, 컬럼을 60 ml의 물로 세척하고 100　ml의 2M NH₃로 용리시켰다. 생산물 분획은 가해진 발효 브로스에 존재하는 L-시스테인의 약 50% 및 또한 초기량에 비해 현저하게 증가된 양의 시스틴을 함유하였다.

실시예 4: 실시예 1의 HCl 용출액으로부터의 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물의 결정화

실시예 1로부터의 500 ml의 정제된 L-시스테인 함유 용액(1M HCl을 사용하여 얻은 용출액)을 결정화가 시작되기까지 회전 증발기에서 45℃ 및 50 mbar로 증발시키고, 이후 용액을 실온으로 천천히 냉각하고 이어서 온도를 계속해서 -18℃로 감소시켰다. 3 시간의 교반 시간 후, 침전물을 사전 냉각된 흡입 필터 상에서 흡입과 함께 여과하고 공기 중에 건조시켰다.

수율: 6.5 g의 미세 결정질 고체, > 98 중량%의 시스테인 히드로클로라이드 일수화물(출발 용액 = 셀 비함유 발효 브로스를 기준으로 70%의 총 시스테인 수율에 상응함)

실시예 5: 비교예 : 실시예 2의 HCl 용출액으로부터의 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물의 결정화

실시예 2로부터의 5500 ml의 정제된 L-시스테인 함유 용액(1M HCl을 사용하여 얻은 용출액)을 결정화가 시작되기까지 회전 증발기에서 45℃ 및 50 mbar로 증발시키고, 이후 용액을 실온으로 천천히 냉각하고 이어서 온도를 계속해서 -18℃로 감소시켰다. 3 시간의 교반 시간 후, 침전물을 사전 냉각된 흡입 필터 상에서 흡입과 함께 여과하고 공기 중에 건조시켰다.

수율: 120 g의 미세 결정질 고체, 79 중량%의 시스테인 히드로클로라이드 일수화물(출발 용액 = 셀 비함유 발효 브로스를 기준으로 64%의 총 시스테인 수율에 상응함)

실시예 6: 비교예 : 실시예 3의 NH ₃ 용출액으로부터의 L-시스테인의 결정화

실시예 3으로부터의 100 ml의 정제된 L-시스테인 함유 용액(2M NH₃를 사용하여 얻은 용출액)을 결정화가 시작되기까지 회전 증발기에서 45℃ 및 50 mbar로 증발시키고, 이후 용액을 실온으로 천천히 냉각하고 이어서 온도를 계속해서 -18℃로 감소시켰다. 3 시간의 교반 시간 후, 침전물을 사전 냉각된 흡입 필터 상에서 흡입과 함께 여과하고 공기 중에 건조시켰다.

수율: 얻어진 생성물의 분석은, 사용된 L-시스테인의 약 90%가 이 조건 하에 L-시스틴으로 전환됨을 나타내었다.

Claims

L-시스테인 함유 발효 브로스(fermentation broth)로부터 정제된 L-시스테인 함유 용액을 제조하는 방법으로서, 상기 L-시스테인 함유 발효 브로스를 pH 6 내지 9에서 염기성 음이온 교환기와 접촉시키고, 여기서 상기 L-시스테인은 음이온 교환기에 결합하며, 상기 음이온 교환기를 제1 세척 용액으로 세척하고, 상기 결합된 L-시스테인을 산을 사용하여 음이온 교환기로부터 분리하고 용출액 내로 이동시키며, 상기 용출액을 ≤ 4의 pH에서 산성 양이온 교환기와 접촉시키고, 여기서 상기 L-시스테인이 양이온 교환기에 결합하며, 상기 양이온 교환기를 제2 세척 용액으로 세척하고 결합된 L-시스테인을 강산을 사용하여 양이온 교환기로부터 분리하는 방법.
제1항에 있어서, 강산성 및 강염기성 이온 교환기를 사용하는 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 음이온 교환기는 OH^- 형태로 사용되고 양이온 교환기는 H⁺ 형태로 사용되는 것인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 세척 용액은 6 내지 8 범위의 pH를 갖는 물인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 세척 용액은 4 내지 8 범위의 pH를 갖는 물인 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 세포(cell) 및 고체를 발효 브로스로부터 먼저 분리시키는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 결합된 L-시스테인을 양이온 교환기로부터 분리하여 얻어진 용액은 먼저 농축되고 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물은 이후 농축된 용액으로부터 결정화되는 것인 방법.
제7항에 있어서, 얻어진 L-시스테인 히드로클로라이드 일수화물은 > 98 중량%의 순도를 갖는 방법.