KR20090100406A - 염기성 아미노산 염산염 결정의 수득 방법 - Google Patents

염기성 아미노산 염산염 결정의 수득 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액으로부터의, 제품 수율 및 품질이 종래 기술에서와 거의 동등하고, 게다가 보다 간편한 염기성 아미노산 염산염의 분리 수득 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 염기성 아미노산 생산 미생물의 생균체를 촉매로 하는 효소 반응액으로부터 염기성 아미노산의 염산염 결정을 수득하는 방법으로서, (1) 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액에, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 및 바륨으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속의 염화물을 첨가하여 상기 황산이온을 상기 금속의 황산염 결정으로서 석출시키고, (2) 상기 염기성 아미노산 용액으로부터 상기 금속의 황산염 결정을 제거하고, (3) 상기 금속의 황산염 결정을 제거한 염기성 아미노산 용액을, 상기 금속의 황산염의 포화 용해도 이하로 유지하면서 냉각시켜 염기성 아미노산을 이의 염산염 결정으로서 석출시키고, (4) 상기 염기성 아미노산 결정을 분리하여 채취하는 것을 특징으로 하는 방법을 제공한다.
염기성 아미노산 염산염 결정, 염기성 아미노산 발효액, 염기성 아미노산 생산 미생물

Description

염기성 아미노산 염산염 결정의 수득 방법{Method of obtaining crystal of hydrochloride of basic amino acid}
본 발명은, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 염기성 아미노산 생산 미생물의 생균체를 촉매로 하는 효소 반응액으로부터 염기성 아미노산의 염산염 결정을 수득하는 방법에 관한 것이다.
염기성 아미노산 발효액 및 효소 반응액에는, 통상적으로 발효 배지나 효소 반응 기질액에 사용되는 질소원인 황산암모늄으로부터 유래하는 황산이온이 포함되어 있다.
종래, 이러한 황산이온을 함유하는 발효액 또는 효소 반응액으로부터 순도가 높은 염기성 아미노산 염산염 결정을 수득하기 위해서는, 암모니아형 양이온 교환 수지에 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액을 관류하여, 염기성 아미노산을 흡착시키고, 황산이온은 염기성 아미노산과 교환한 암모니아 이온과 함께 황산암모늄 용액의 형태로 계외로 제거된다. 그 후, 염기성 아미노산이 흡착된 이온 교환 수지를 세정하여, 암모니아수로 염기성 아미노산을 용리 하고, 용리액 중 염기성 아미노산 그 자체의 형태(유리 형태)로 농축한다. 그리고, 유리 형태의 염기성 아미노산은 염산 중화로 결정 석출시켜 염기성 아미노산 염산염 결정을 수득하고 있다.
그러나, 이러한 수득 방법은, 이하의 점에서 문제가 있었다. 즉, (1) 관류액의 황산암모늄 용액을 부산물로서 활용하기 위해서는 농축할 필요가 있으며, 이로 인해 막대한 증기를 필요로 하는 것, 및 (2) 수지 세정시에 다량의 배수가 발생하는 것이다.
또한, 염기성 아미노산을 수득하는 다른 방법으로서, 예를 들면, 리신 발효액에 수산화칼륨 용액을 첨가하여 결정 석출시켜 리신 베이스(유리 형태)를 수득하는 방법(특허문헌 1)이나 리신 발효액을 활성탄 여과하여 발효 미생물 균체를 제거후, 여과액에 수산화칼슘 용액을 첨가하고 황산칼슘을 석출 제거하고, 다음에 농축에 의해 암모니아를 제거하여 리신 염기를 수득하는 방법(특허문헌 2)이 있다. 그리고, 리신 염기는, 여기에 염산을 첨가하고, 리신 염산염 결정으로서 수득된다.
그러나, 상기의 방법에서는, 금속수산화물과 염산을 사용하지만, 금속수산화물이 고가이고, 그 금속으로서의 가치와 비교하여, 부산물로서 발생하는 당해 금속황산염의 가격은 매우 낮아 결과로서 부원료 비용이 높은 흐름으로 된다. 또한, 금속수산화물을 가하고, 소정의 리신 농도까지 농축하는 경우, 높은 pH 영역에서 가열 농축을 실시하기 때문에, 리신의 분해 반응을 야기한다.
또한, 이러한 방법에서는, 금속황산염 결정과 당해 아미노산 용액의 현탁액 이, 당해 아미노산이 베이스(유리 형태)의 형태로 있기 때문에, 점도가 높아 양자의 분리가 곤란하다. 그 결과, 금속황산염에 다량의 당해 아미노산이 부착, 배출되기 때문에, 당해 아미노산의 제품 회수율이 저하된다.
한편, 본 발명의 방법에서는, 당해 아미노산이, 염산염의 형태로 존재하기 때문에, 점도가 낮아 금속황산염 결정과 당해 아미노산 용액의 현탁액에서의 고액 결정 분리도 용이하고, 당해 아미노산의 제품 회수율도 높다.
또한, 금속수산화물은, 통상적으로 50% 이하의 수용액이고, 이를 첨가하는 것은, 계내 아미노산 농도를 저하시키게 되어 증기 비용이 상승한다; 금속수산화물 100%의 분말을 계내에 첨가하는 것도 고려하지 않는 것은 아니지만, 작업상, 위험하고 곤란하다; 더불어, 금속수산화물을 가하는 공정 및 염산을 첨가하는 공정이 있어 번잡한 조작이 된다 등의 문제도 있다.
종래, 염기성 아미노산 발효액에 존재하는 염기성 아미노산 황산염에 금속염화물을 작용시키지 않은 이유는, 염기성 아미노산 황산염(의 황산근)과 금속염화물이 음이온 교환 반응을 하지 않는다고 생각되었기 때문이다. 즉, 용액 상태의 염기성 아미노산 황산염과 고상 상태의 금속염화물은 고액계이기 때문에, 염끼리의 평형 반응이 일어난다고는 생각이 미치지 못했던 것이다. 이와 같은 고액계의 경우, 금속염화물을 고체로 첨가해도 그대로 고체로서 존재하고, 용해되어 있는 염기성 아미노산 황산염은 그대로 용해되어 있다고 생각되고 있었다.
특허문헌 1: 유럽특허 제0534865호
특허문헌 2: 러시아특허 제183581호
이와 관련하여, 본 발명에 있어서 염기성 아미노산은, 발효법 또는 미생물 세포를 촉매로 하는 효소법에 의해 생성될 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 아미노산으로서는, 예를 들면, 아르기닌, 히스티딘 및 리신 등을 들 수 있다. 아미노산의 형태는 특별히 제한되지 않지만, L-형태가 바람직하다.
본 발명에 있어서의 미생물이란, 목적으로 하는 아미노산을 생산하는 능력을 갖는 미생물이거나, 기질로부터 목적으로 하는 아미노산을 생성하는 반응을 촉매하는 능력을 갖는 미생물이다. 전자는 발효법에 사용되고, 후자는 효소법에 사용된다. 미생물로서는, 세균, 효모, 사상균 등 중 어느 것이라도 사용될 수 있지만, 세균이 바람직하다. 또한, 세균은, 그람 음성균 및 그람 양성균 중 어느 것이라도 좋다. 또한, 미생물은 1종의 단독 사용이라도, 지장이 없으면 복수종 병용이라도 좋다.
L-리신 생산균 및 이의 육종의 방법으로서 구체적으로는, WO95/23864호, WO96/17930호, WO2005/010175호, 일본 특허공개공보 제(소)56-18596호, 미국특허 제4346170호, 일본 특허공개공보 2000-189180호 등에 예시되는 공지의 생산균이나 그 육종 방법을 들 수 있다. 또한, L-아르기닌 생산균 및 그 육종 방법으로서 구체적으로는, 미국특허출원공개 2002/058315A1, 러시아특허출원 제2001112869호, EP1170358A1, EP1170361A1 등에 예시되는 공지의 생산균이나 그 육종 방법을 들 수 있다. 또한, L-히스티딘 생산균 및 그 육종 방법으로서, 러시아특허 제2003677호, 러시아특허 제2119536호, 미국특허 제4,388,405호, 미국특허 제6,344,347호, 미국특허 제6,258,554호, 러시아특허 제2003677호 및 제2119536호, 일본 특허공개공보 제(소)56-005099호, EP1016710A 등에 예시되는 공지의 생산균이나 그 육종 방법을 들 수 있다. L-오르니틴 생산균 및 그 육종방법에 관해서도 동일하다.
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
상기의 배경기술을 기초로 하여, 본 발명의 목적은, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 염기성 아미노산 생산 미생물의 생균체를 촉매로 하는 효소 반응액(이하, 본 명세서에 있어서, 특별히 언급하지 않는 한, 발효액에 관한 설명은, 기술적으로 별도의 다른 해석을 필요로 하지 않는 한, 효소 반응액에 관한 설명을 겸하는 것으로 한다)으로부터의, 제품 수율 및 품질이 종래 기술에서와 거의 동등하고, 게다가 보다 간편한 염기성 아미노산 염산염의 분리 수득 방법을 밝혀내는 것에 있다.
과제 해결 수단
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭한 결과, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액에 금속염화물을 첨가하고, 당해 황산이온을 당해 금속의 황산염 결정으로서 석출시키고, 이를 분리한 후에 냉각시켜 염기성 아미노산을 이의 염산염 결정으로서 석출시키는 방법에 의해서, 수율이나 품질이 높은 염기성 아미노산 염산염 결정을 수득할 수 있는 것을 밝혀내고, 이러한 지견에 기인하여 본 발명을 완성하였다.
즉, 본 발명은 이하의 형태를 포함하는 것이다.
[1] 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 염기성 아미노산 생산 미생물의 생균체를 촉매로 하는 효소 반응액으로부터 염기성 아미노산의 염산염 결정을 수득하는 방법으로서, (1) 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액에, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 및 바륨으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속의 염화물을 첨가하여 상기 황산이온을 상기 금속의 황산염 결정으로서 석출시키고, (2) 상기 염기성 아미노산 용액으로부터 상기 금속의 황산염 결정을 제거하고, (3) 상기 금속의 황산염 결정을 제거한 염기성 아미노산 용액을, 상기 금속의 황산염의 포화 용해도 이하로 유지하면서 냉각시켜 염기성 아미노산을 이의 염산염 결정으로서 석출시키고, (4) 상기 염기성 아미노산 결정을 분리하여 채취하는 것을 특징으로 하는 방법.
[2] 상기 항목 [1]에 있어서, 상기 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액에 함유되는 균체를, 상기 공정 (1)의 전 또는 상기 공정 (2)의 후에 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
[3] 상기 항목 [1] 또는 [2]에 있어서, 상기 염기성 아미노산이 아르기닌, 리신, 오르니틴 또는 히스티딘인 것을 특징으로 하는 방법.
[4] 상기 항목 [1] 내지 [3] 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액에 있어서의 염기성 아미노산에 대한 황산이온의 당량비가 50 내지 150%인 것을 특징으로 하는 방법.
[5] 상기 항목 [1] 내지 [4] 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 금속의 염화물 의 첨가량이 상기 황산이온에 대한 당량비로 80 내지 120%인 것을 특징으로 하는 방법.
발명의 효과
본 발명에 의해, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액으로부터 매우 간편한 방법으로, 수율 및 품질이 양호한 염기성 아미노산 염산염을 수득할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 방법에 의해, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액으로부터 염기성 아미노산의 염산염 결정을 수득할 때에, 우선, 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액에, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 및 바륨으로부터 선택되는 금속의 염화물을 첨가하여, 황산이온을 당해 금속의 황산염 결정으로서 석출시키는 공정을 실시한다.
이 때, 본 발명에서 사용하는 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액은, 이하와 같다. 즉, 황산이온을 함유하는 것이 필수인 것은 물론이지만, 이의 농도 범위는, 당해 염기성 아미노산 발효액에 있어서, 염기성 아미노산에 대한 황산이온의 당량 비율이 50 내지 150%인 범위, 바람직하게는, 90 내지 110%의 범위가 좋다. 왜냐하면, 당해 당량 비율이 150%보다 높은 경우는, 반응에 제공하는 염화물 이온량이 불필요하게 증가하는 단점이 있으며, 한편, 당해 당량 비율이 50%보다 낮은 경우는, pH 8.5를 초과하기 때문에 당해 염기성 아미노산의 분해가 생기는 단점이 있기 때문이다.
여기에서, 염기성 아미노산이란, 아르기닌, 리신, 오르니틴, 히스티딘 또는 이의 유도체일 수 있으며, 또한, 이들은 L형태 또는 D형태의 광학 활성 형태이거나, 라세미체일 수 있다.
본 발명에서 사용하는 염기성 아미노산 발효액 또는 염기성 아미노산 효소 반응액에 포함되는 당해 염기성 아미노산의 주요한 카운터 이온은 황산이온일 수 있다. 또한, 발효액 중에 발효에 의해 생성된 염기성 아미노산의 결정을 포함하는 결정 석출 발효액일 수 있지만, 이 경우는, 당해 결정을 제거한 후 또는 용해한 후에 본 발명의 방법에 제공한다.
금속염화물을 첨가하여, 당해 금속의 황산염 결정을 석출시킬 때의 조건은 이하와 같다. 본 발명에서 사용하는 금속의 염화물은, 염화칼슘, 염화칼륨, 염화마그네슘 및 염화바륨(이들의 수화물을 포함한다)으로부터 적절하게 선택할 수 있지만, 바람직하게는 염화칼슘 및 염화칼륨이다. 양자 중에서 보다 바람직하게는 염화칼륨이다. 그 이유는, 부산물을 그대로 비료로서 활용할 수 있기 때문이다.
금속염화물의 첨가량은, 황산이온량에 의존하고 있고, 황산이온에 대하여 당량비로 80 내지 120%, 바람직하게는 90 내지 100%가 양호하다.
염기성 아미노산 발효액에 함유되는 균체는, 미리 제거해 두지 않아도 좋다. 그러나, 금속황산염 결정의 분리성을 향상시키는 관점에서는, 균체는 제거해 두는 편이 좋다.
또한, 금속염화물을 첨가함에 있어서, 당해 염기성 아미노산 발효액을 농축해도 좋고, 그대로라도 좋다. 농축하는 경우는, 금속염화물을 첨가하는 시기는 농축전에 첨가하는 편이, 조작성의 관점에서 바람직하다. 그 이유는, 용해도가 낮은 금속황산염 결정을 석출시키는 경우, 과포화가 크면, 슬러리 농도가 극단적으로 높아져 분리가 곤란해지기 때문이다. 가장 바람직한 방법은, 농축전에 첨가하고, 석출된 금속황산염 결정을 분리하고 나서, 그 분리 모액을 농축하는 것이다.
염화칼륨을 첨가하는 경우, 첨가 시기는 농축 전후 어느 쪽이나 가능하다. 그러나, 염화칼슘 첨가의 경우는, 농축전에 염화칼슘을 첨가하여 황산칼슘 결정을 제거하고 나서 농축하고, 그 후, 다시 황산칼슘을 석출하여 분리해야 하는, 두번의 석출 분리 조작을 요하는 점이 번잡하다.
금속염화물을 첨가할 때에, 당해 염기성 아미노산 발효액의 pH 및 온도는, pH 3 내지 8.5 및 온도 20 내지 90℃가 양호하다. 구체적으로는, 염화칼슘을 첨가하는 경우는 pH 3 내지 8.5 및 온도 20 내지 90℃가 양호하다. 염화칼슘 이외의 금속염화물을 첨가하는 경우는 pH 3 내지 8.5 및 온도 50 내지 90℃가 양호하다. 그 이유는, pH가 8.5를 초과한 경우, 염기성 아미노산의 분해 반응이 촉진되어 회수율의 저하를 초래하고, 한편, 3보다 낮으면, 염기성 아미노산 용해도가 증가하여 회수율이 낮아지기 때문이고, 또한, 용해도를 낮게 유지하고자 알칼리를 첨가하면, 그 만큼 비용 상승이 되기 때문이다. 금속염화물을 상기 소정량으로 사용하는 경우는, 통상적으로 이 범위에 들어 가지만, 필요가 있으면, 적절하게, 산 또는 알칼리에 의해 pH를 조정한다. 또한, 염화칼슘 이외의 금속염화물을 첨가하는 경우는, 온도가 50℃보다 낮은 경우, 염기성 아미노산의 석출을 방지하기 위해서, 농축 배율을 증가시킬 수 없어 이후의 공정에서 높은 결정 석출률을 수득하는 것이 곤란하게 되고, 한편, 온도가 90℃를 초과하면 당해 아미노산이 분해되기 때문이다.
금속황산염 결정을 결정 석출할 때의 그 밖의 유의점으로서, 금속염화물 결정이 존재하는 고액 음이온 교환 반응계의 경우, 충분한 반응 시간을 취하는 것이 필요하다. 이것은 금속염화물 첨가후 통상 2시간 이상, 바람직하게는 10시간 이상이 좋다. 완전 용해계의 경우는, 금속황산염을 농축 결정 석출시킬 뿐이기 때문에, 통상의 농축 시간을 요할 뿐이다.
다음에, 당해 염기성 아미노산 발효액으로부터 당해 금속의 황산염 결정을 제거하는 공정을 실시한다. 제거 방법으로서는, 각종 원심분리기가 있어 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 모액의 온도 유지의 용이함의 관점에서, SDC (Superdecanter-type separator; 슈퍼디캔터형 분리기)가 좋다.
계속해서, 당해 금속황산염 결정을 제거한 염기성 아미노산 발효액을, 당해 금속황산염의 포화 용해도 이하로 유지하면서 염기성 아미노산 염산염을 냉각에 의해 석출시키는 공정을 실시한다. 또한, 여기에서는 냉각 결정 석출이 주이지만, 필요에 따라 농축 조작을 전후에 넣어도 상관없다.
냉각 결정 석출에 의해 염기성 아미노산 결정을 석출시킬 때, 염기성 아미노산 발효액 중의 당해 금속황산염 농도를 포화 용해도 이하로 유지하는 것이 중요하다. 이를 위해서는, 염기성 아미노산 포화 용액 중에서의 당해 금속황산염의 포화 용해도를 미리 파악해 둔다. 예를 들면, pH 5.5, 그리고 온도 20℃일 때, 아르기닌, 리신, 오르니틴 및 히스티딘의 어떤 경우도, 황산칼륨의 경우는 10g/dl, 그리고 황산칼슘의 경우는 0.05g/dl이다. 이러한 경우에 적합한 조작 조건은, 당업자라면 예비 실험에 의해 용이하게 결정할 수 있다. 본 발명은, 이러한 용해도에 도달하지 않도록 농축 결정 석출이나 냉각 결정 석출을 멈추는 것이다.
다음에, 결정 석출된 염기성 아미노산 염산염 결정을 분리하는 공정을 실시한다. 분리 방법은, 상기의 당해 염기성 아미노산 발효액으로부터 당해 금속황산염 결정을 제거하는 경우와 동일하다. 단, 분리 방법은 상기의 당해 염기성 아미노산 용액으로부터, 당해 금속황산염 결정을 분리하는 경우와 다르며, 온도 유지를 신경쓰기 보다는, 탈수율을 증가시켜 부착 모액을 제거하여, 염기성 아미노산의 제품 순도를 향상시키는 것에 주력하는 편이 좋기 때문에, 바스켓형 원심분리기 등 분리성이 우수한 원심 분리 장치를 사용하는 것이 적합하다.
이렇게 해서, 수득된 염기성 아미노산 염산염 결정의 수율과 품질은, 종래 법과 비교해도 손색없는 것이다. 구체적으로는, 예를 들면, 아르기닌의 경우는, 염화칼륨을 사용하는 본 발명의 방법에 의한 아미노산의 정제법은, 리사이클을 하지 않는 1단의 원패스에서는, 회수율은 50%에도 미치지 않지만, 최종적으로, 발효액 중의 불순물이 농축된 당해 아미노산 모액을 일부 계외로 뽑아 내고, 나머지를 다시 다음 사이클의 발효 제균액에 혼합 회수함으로써, 수율을 유지하는 조건으로 실시함으로써, 수율 90%, 순도 99%를 확보하는 것이 가능하다. 염화칼슘의 경우도, 수율 90%, 순도는 95%를 확보할 수 있다. 또한, 리신의 경우는, 염화칼륨의 경우는, 수율 90%, 순도는 99%, 염화칼슘은 수율 90%, 순도 99%이다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 더욱 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것이 아니다.
실시예 1: 리신 염산염 결정의 수득(KCl 사용)
황산이온을 함유하는 리신 발효액(리신 황산염 발효액)의 제조: 탄소원, 질소원 및 미량 영양소를 물에 용해하여, 가열 살균한 후에, 발효기에 가득 채운다. 거기에, 미리 증식해 둔 리신 생산 미생물의 현탁액을 첨가하여 배양을 개시한다. 배양 중에는, 발효 온도를 35 내지 40℃로 유지하도록 냉수로 제어하고, 또한, 발효기내에 공기를 부가하면서 용존 산소도 제어한다. 배양의 진행에 따라, 부족한 탄소원, 질소원 및 기타 약간의 영양소를 보충하면서, 배양 25 내지 40시간을 기준으로, 배양 중의 리신 생산 속도가 저하되었을 때에 배양 종료로 한다고 하는, 공지의 방법으로 제조할 수 있다.
수득된 리신 황산염 발효액을 제균하여, 이하의 조성의 제균액을 수득하였다.
용적 2,384 ml 2,549 g
리신 베이스 10.9 w/w% 279 g
SO4 4.1 w/w% 105 g
K 0 w/w% 1 g
Cl 0.1 w/w% 3 g
pH 7.0
이러한 제균액을 리신 베이스(유리 형태의 리신) 환산 37w/w%로까지 감압 농축하여 (50mmHg), 염화칼륨(KCl)을 142g 첨가하고, 60℃에서, 3시간 동안 교반하였다. 그 후, 현탁액 중의 결정을, 탁상 원심분리기로 분리한 결과, 135g의 황산칼륨(K2SO4) 습윤 결정과, 729g의 리신 염산염 용액을 수득하였다. 이 용액에, 온도 60℃로 유지하면서, 황산칼륨의 석출을 방지하기 위해서, 물 258g을 첨가하고, 그 후, 20℃까지, 6시간에 걸쳐 천천히 20℃ 배스(bath) 중에서 냉각시켰다. 또한, 냉각 도중, 40℃일 때에, 10g의 리신 염산염·2수화물 결정을 첨가하여 결정유도용 종결정(seed crystal)으로 하였다. 냉각후, 탁상 원심분리기로 분리한 결과, 76g의 리신 염산염·2수화물 결정을 수득하였다. 또한 유동층 건조기를 사용하여 110℃에서 30분간 건조시킨 결과, 순도 99%의 리신 염산염·무수물 결정을 61g과 모액 770g을 수득하였다.
한편, 리신 발효 모액을 리사이클하는 방법으로 리신 염산염·무수물 결정을 이하의 방법으로 수득하였다. 당해 최종 모액 760g을, 다음 사이클의 발효 제균액1,947g(리신 함량 202g(리신 염산염 환산))에 혼합하고, 염화칼륨 116g을 첨가한 후, 리신 농도 130g/100g-H2O까지 농축하였다. 농축후, 현탁액 온도를 60℃로 유지하면서, 현탁액 중의 황산칼륨을 분리하여, 137g의 황산칼륨과, 890g의 상청액을 수득하였다. 그 후, 당해 상청액에 160g의 물을 첨가하고, 다음에, 60℃에서 20℃로 냉각시킴으로써, 215g의 리신 염산염·2수화물의 습윤 결정을 수득할 수 있었다. 또한, 110℃에서 30분간 건조시킨 결과, 순도 99%의 리신 염산염의 무수물 결정 180g을 수득할 수 있었다.
이렇게 해서, 9사이클 반복한 결과, 회수율 90%이고 순도 99%인 리신 염산염·무수물 결정을 수득하였다.
실시예 2: 리신 염산염 결정의 수득(CaCl2 사용)
실시예 1과 동일한 방법으로 리신 황산염 발효액을 제조하였다. 발효액을 보존해 두기 위해, 황산으로 pH 3.0으로 하여 보관하였다. 리신 황산염 발효액을 MF 막 제균하여 이하의 조성의 제균액을 수득하였다.
용적 1,500 ml 1,628 g
리신 베이스 10.7 w/w% 175 g
SO4 5.5 w/w% 82 g
K 0 w/w% 0 g
Cl 0.1 w/w% 0 g
pH 3.0
당해 제균액의 pH를 중성으로 조정하기 위해, 수산화칼슘(Ca(OH)2)을 12g 가하여, pH=5.5로 하였다. 25℃에서 30분간 교반한 결과, 황산칼슘 결정이 석출되었다. 당해 현탁액을 누체(Nutsche)로 여과한 결과, 9.8g의 황산칼슘의 결정을 수득하였다. 여과액에, 114g 염화칼슘(CaCl2)을 넣은 결과, 황산칼슘이 석출되었다. 이를 누체로 여과한 결과, 231g의 황산칼슘·2수화물의 습윤 결정과, 1,475g의 리신 염산염 용액을 수득하였다. 이를 감압 농축으로, 370g까지 농축한 결과, 60℃의 리신 염산염 농축액(농도 35g/dl)을 수득하였다. 당해 리신 염산염 용액을 20℃까지 냉각시키고, 리신 염산염의 현탁액을 수득하여 탁상 원심분리기로 결정 분리한 결과, 황산칼슘·2수화물의 습윤 결정이 다량으로 함유되었기 때문에 바람직하지 못하였다. 그래서, 우선 당해 농축액을 누체로 여과함으로써, 황산칼슘·2수화물의 습윤 결정과, 리신 염산염 용액을 수득한다. 당해 리신 염산염 용액을 20℃까지 냉각시켜 리신 염산염의 현탁액을 수득하여, 탁상 원심분리기로 결정 분리하면, 203g의 리신 염산염·2수화물의 습윤 결정이 수득된다. 또한, 유동건조기로 110℃에서 30분 건조시키면, 순도 99%의 리신 염산염의 무수물 결정을 156g 수득할 수 있다.
또한, 리신 발효 모액을 리사이클하는 방법으로 리신 염산염·무수물 결정을 실시예 1에서와 동일한 방법으로 수득할 수 있다. 이렇게 해서, 9사이클 반복하면, 회수율 90%, 순도 99%의 리신 염산염·무수물 결정을 수득할 수 있다.
실시예 3: 아르기닌 염산염 결정의 수득(KCl 사용)
황산이온을 함유하는 아르기닌 발효액(아르기닌 황산염 발효액)의 제조: 리신 생산 미생물 대신에 아르기닌 생산 미생물을 사용한 것 이외에는 실시예 1에 있어서와 동일하게 하여 아르기닌 황산염 발효액을 제조할 수 있다.
수득된 아르기닌 황산염 발효액을 제균하여 이하의 조성의 제균액을 수득하였다.
용적 228 g
아르기닌 44 w/w% 100 g
SO4 12 w/w% 27 g
pH 6.5
당해 제균액에 염화칼륨 42g을 첨가하여 용해하고 나서, 아르기닌 농도100g/100g-H2O까지 농축하였다. 농축후 60℃ 현탁액 중에 석출된 결정을 탁상 원심분리기로 분리하여, 40g의 황산칼륨의 습윤 결정과 230g의 아르기닌 용액을 수득하였다. 그 후, 당해 용액에, 물 30g을 첨가하고, 20℃까지 냉각시키고, 현탁액을 탁상 원심분리기로 분리하여, 30g의 아르기닌 염산염 습윤 결정과 226g의 아르기닌 용액을 수득하였다.
또한, 아르기닌 발효 모액을 리사이클하는 방법으로, 아르기닌 염산염 결정을 수득하는 방법을 시뮬레이션법으로 시험 산정하였다. 9사이클 반복한 경우, 회수율 90%, 순도 99%의 아르기닌 염산염 결정을 수득할 수 있는 것이 산정되었다.
본 발명은, 염기성 아미노산 염산염을 사용하는 동물 사료 분야나 화장품 원료 분야, 의약 원료 분야에서 이용할 수 있다.

Claims (5)

  1. 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 염기성 아미노산 생산 미생물의 생균체를 촉매로 하는 효소 반응액으로부터 염기성 아미노산의 염산염 결정을 수득하는 방법으로서, (1) 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액에, 칼슘, 칼륨, 마그네슘 및 바륨으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 금속의 염화물을 첨가하여 상기 황산이온을 상기 금속의 황산염 결정으로서 석출시키고, (2) 상기 염기성 아미노산 용액으로부터 상기 금속의 황산염 결정을 제거하고, (3) 상기 금속의 황산염 결정을 제거한 염기성 아미노산 용액을, 상기 금속의 황산염의 포화 용해도 이하로 유지하면서 냉각시켜 염기성 아미노산을 이의 염산염 결정으로서 석출시키고, (4) 상기 염기성 아미노산 결정을 분리하여 채취하는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액에 함유되는 균체를, 상기 공정 (1)의 전 또는 상기 공정 (2)의 후에 제거하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 염기성 아미노산이 아르기닌, 리신, 오르니틴 또는 히스티딘인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 황산이온을 함유하는 염기성 아미노산 발효액 또는 효소 반응액에 있어서의 염기성 아미노산에 대한 황산이온의 당량비가 50 내지 150%인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 금속의 염화물의 첨가량이 상기 황산이온에 대한 당량비로 80 내지 120%인 것을 특징으로 하는 방법.
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