JPH03216195A - アミノ酸・核酸およびその誘導体の精製方法 - 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】 童栗よｑ机里公国 本発明は、結晶および菌体を含有する液から結晶、とく
にアミノ酸・核酸およびその誘導体などの結晶を効率よ
く分離精製する方法に関する。

従来ｑ及歪 従来、醗酵液あるいは酵素反応液中の結晶分離方法とし
ては、濾過、遠心沈降が一般的に用いられている。しか
し処理液中に菌体を含む場合、比較的低い設備投資です
む濾過においては、菌体により濾布の目詰まりが起きや
すいとともに結晶中への菌体の持込みが大きく適さない
。一方、デカンター型に代表される遠心沈降においては
、結晶分離は可能であるが、やはり菌体および付着母液
の淘汰は不十分なため、多段分離さらには向流洗浄など
が必要となり、これらによる結晶分離のロスは避けられ
ない。それ以外の方法としては、処理液に酸または塩基
を添加するなどして結晶をいったん溶解させて菌体溶液
とし、菌体を分離後、再結した上で分離しなければなら
ない。

液体サイクロンは、固定円筒内での液体の回転によって
遠心力を与える湿式分級機としてよく知られており、従
来、鉱山の微粉砕物回収、パルプ中よりの砂粒除去、さ
らには各種澱粉の分級など、さまざまな適用がなされて
いる。これらはいずれも液体サイクロンの限界粒子径以
上の粒子を下流側に分級するという機能を応用したもの
といえる。

ただしここにおいて、限界粒子径以下の粒子についての
分級能は有しておらず、これらの粒子は上流、下流の液
量比によって分かれるにすぎない。

この考え方の適用としては結晶を含有する溶液としての
晶泥を液体サイクロンを用いて濃縮するという発想に留
まらざるを得ない。この液体サイクロンに菌体を含有す
る溶液をフィードすると、菌体はこの限界粒子径より小
さいので、液体サイクロンの上流と下流で濃度には差が
なく分離できない。

■が解２　しようとするｉ 結晶および菌体を含有する液から結晶を少ない工程およ
び低コストで効率よく分離することができる方法の開発
が要請されている。

課　を”　するための 本発明者らは前記の課題を解決すべ《鋭意検討した結果
、結晶と菌体の両方を含有する液に液体サイクロンを適
用し、液体サイクロンの分級性能により結晶を効率よく
濃縮、分離すると同時に、結晶に比べ径が小さく液体サ
イクロンの適用は考えにくい菌体を効率よく濃厚結晶溶
液から淘汰することができることを見出した。

すなわち、本発明のアミノ酸・核酸およびその誘導体の
精製方法は、請求項１に記載のように、粒径５μｍ以下
の菌体を１０乾燥菌体重量％以下、粒径１０〜２０００
μｍ以下の結晶を５〜６０重量％含有する晶泥を、下流
側の結晶濃度を十分高くできる代表径をもつ液体サイク
ロンで処理し、必要に応じて下流側に背圧をかけること
により、下流側に結晶濃度が３０〜９０重量％の濃厚結
晶溶液を回収し、上流側に５０％以上の菌体を淘汰する
ことを特徴とする。

具体的には、まず、５μｍ以下の菌体を１０乾燥菌体重
量％以下、１０〜２０００μｍ以下の結晶を５〜６０重
量％以下含有する晶泥を、ポンプにより液体サイクロン
にフィードする。用いる液体サイクロンは、一般的形状
のもので、下流側の結晶濃度を十分高くし得るに十分小
さな代表径を有するものとする。フィード圧力を選定す
ることにより、結晶は液体サイクロン内部での遠心効果
により下流側に運ばれ、下流側の結晶濃度を高めること
ができる。これと同時に菌体については、液体サイクロ
ンの遠心効果の影響が小さく溶液と同様の挙動を示すが
、下流側に濃縮される結晶濃度が高くなることにより、
主に上流側に運ばれることになり、結晶と菌体溶液を効
率よく分離することができる。また必要に応じ、上流側
への結晶の漏れを配慮したうえで下流側に背圧をかける
ことにより、下流側結晶濃度が増加するとともに、菌体
の淘汰も促進される。

以上のように、結晶、菌体、溶液の３成分を含む液から
の結晶の効果的分離法として、液体サイクロンを用いる
ことにより、結晶を菌体溶液から効率よく分離すること
ができる。

このようにして得られた濃厚結晶溶液は、濾過または遠
心脱水にかけることにより、従来の遠心沈降等に比べ、
菌体淘汰ならびに付着母液の少ない良好な結晶分離が可
能となる。すなわち処理前の液では、菌体の存在により
濾布の目詰まりが発生するため適当ではなかったが、処
理後の濃厚結晶液においては、菌体が淘汰されていると
ともに、結晶のうち菌体と同様、濾過あるいは脱水の速
度を低下させる要因となる微細晶も同時に淘汰されてい
るからである。

本発明において適用対象となる晶泥は、アミノ酸・核酸
あるいはその誘導体の醗酵液または酵素反応液に由来す
るものであって、醗酵液ないし酵素反応液中に結晶が析
出しているもの（例えばグアノシン醗酵液）、醗酵ない
し酵素反応終了後に酸あるいは塩基を加えて結晶を晶析
させたもの（例えばグルタミン酸醗酵液）、および醗酵
ないし酵素反応終了後に濃縮あるいは冷却を行い、結晶
を析出させたもの（例えばトリプトファン醗酵液）など
であり、菌体とそれから生産されるアミノ酸の結晶など
を含有している晶泥である。

このような晶泥としては、前述したグルタミン酸、トロ
プトファンのほかフエニルアラニン、ロイシン、イソロ
イシン、グルタミン、アスパラギン酸やその誘導体など
の各種のアミノ酸とその生産菌を含有する液などがある
。また、前述したグアノシンのほか醗酵法により得られ
るその他のヌクレオシド、ヌクレオチドやその誘導体に
ついても同様にその対象となる。

作一■ 本発明方法によれば、結晶および菌体を含有する液を液
体サイクロンに供給することにより、結晶は液体サイク
ロン内部の遠心効果により下流側に運ばれて濃厚結晶溶
液として回収され、一方、菌体は遠心効果が小さく溶液
と同様の挙動を示すが、下流側に濃縮される結晶濃度が
高くなるため、大部分が上流側に抜き出されるから、結
晶を菌体溶液から効率よく分離することができる。

液体サイクロンによる結晶の分離、精製は、従来の遠心
沈降機に比べ、設備投資としては非常に安価でまたメン
テナンスも容易であること、コンパクトで処理量が大き
くスペースをとらないこと、ポンプ動力のみなのでエネ
ルギー費が安いこと、操作・運転が簡単であること、多
段化や向流洗浄などが容易であることなど多くの利点を
有していると言える。

尖旌班 以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

実施例１ グルタミン酸生産菌体１乾燥菌体重量％を含有するグル
タミン酸醗酵液を、第１図に示した晶析槽（１）に入れ
、硫酸を添加しｐＨ３．２で中和晶析を行った。晶析に
より得られたグルタミン酸晶泥は結晶容量で１０％、結
晶の粒径は約２〜３００μｍであった。このグルタミン
酸結晶含有液をポンプ（２）により液体サイクロン（３
）にフィードした。液体サイクロン（３）は、サイクロ
ンとしては一般的形状で、代表径である円筒部直径が２
０＋ｍのセラミック製液体サイクロンである。フイード
圧力を５　ｋｇ／ｎｆＧ、液体サイクロン１本当たりの
フイード量を０．　７　２　ｎ＋３／Ｈｒとする。液体
サイクロン下流口に背圧Ｑ，５ｋｇ／ｒｒｒＧをかけ、
上流口には背圧をかけなかった。この操作により、液体
サイクロン下流側には、グルタミン酸結晶が９０重量％
の濃厚結晶溶液として得られ、フィード液中の９０％以
上の菌体が淘汰できた。液体サイクロン下流側への結晶
の回収率は８０％であった。次に、得られた濃厚結晶溶
液をバネビスの水平ベルトフィルター（４）で処理を行
った。その結果、ケーク厚さ３０ｎｕにおいて平均濾過
比抵抗（車位：ｎ／ｋｇ）が１０９と濾過性が良好とな
り、また乾ケーク重量１　ｋｇ当り０．　５　ｋｇの洗
浄水を用いることにより、ケークに付着母液を２．５％
、フィード液に帯する菌体持泌みて２％のグルタミン酸
結晶が得られた。

一方、液体サイクロン（３）の上流側液は、ストック槽
（５）に一端貯えた後、ポンプ（６）により液体サイク
ロン（７）にフィードした。液体サイクロン（７）は液
体サイクロン（３）と同様の形状で、代表径である円筒
部直径が９ｍｍのセラミック製液体サイクロンである。

フィード圧力を５ｋｇ／ｒｄＧ、液体サイクロン１本当
りのフィード量を０．　２　４ｍ３／Ｈｒとした。

液体サイクロン下流口、上流口ともに背圧をかけなかっ
た。下流側には液体サイクロン（３）の上流側に漏れた
結晶が回収され、晶析槽（１）に循環することができた
。液体サイクロン（７）の上流側は次処理工程へ送った
。

このような系を組むことにより、グルタミン酸生産菌体
を含有するグルタミン酸結晶溶液からグルタミン酸結晶
を効率よく分離精製することができた。

実施例２ グアノシン濃度が２．５ｇ／ｄｉ’であるグアノシン醗
酵液では溶解度が非常に低いため、醗酵工程終了後のグ
アノシン醗酵液中には既にグアノシン結晶が析出してい
る。グアノシン結晶の粒径は約２〜２００μｍである。

このグアノシン生産菌体を含有するグアノシン醗酵液を
実施例１で用いた液体サイクロン（７）と同様の液体サ
イクロンにフィードした。フィード圧力を５ｋｇ／ｎ？
Ｇ，液体サイクロン１本当りのフィード量を０．２４鵬
３／Ｈｒとした．液体サイクロン下流口の背圧０．５ｋ
ｇ／ｒ＆Ｇをがけ、上流口には背圧をかけなかった。こ
の操作により、液体サイクロン下流側には、グアノシン
結晶が７０％回収され、フィード液中の８０％の菌体が
淘汰できた。得られた濃厚結晶溶液にその約３倍量の水
を加えて液体サイクロンにかける、いわゆる水洗工程を
２回行うことにより、菌体淘汰率を９９％以上、さらに
は溶液中の着色物質を始めとする不純物を十分淘汰した
グアノシン濃厚結晶溶液が５０％の回収率で得られた。

グアノシン醗酵中に析出する結晶への不純物の取り込み
は少ないので、本方法により得られた濃厚溶液は、この
まま分離、乾燥し、製品とするとこができる精製度であ
った。

また、液体サイクロンの多段化においては、向流多段洗
浄を行うことにより結晶回収率をさらに上げることがで
きた。

このように、グアノシン生産菌体および析出グアノシン
結晶を含有する醗酵液からグアノシン結晶を効率よく分
離精製することができた。

実施例３ トリプトファン濃度が２ｇ７ｄｌのトリプトファン醗酵
液を１５℃まで冷却し晶析を行った。トリプトファン結
晶の粒径は約２〜１５０ＩＪｍである。

このトリプトファン生産菌体を含有するトリブトファン
醗酵液を実施例１で用いた液体サイクロン（７）と同様
のサイクロンにフィードした。フィード圧力を５　ｋｇ
／ｍ”Ｇ　、液体サイクロン１本当りのフィード量を０
．　２　４ｎ＋３／Ｈｒとした。液体サイクロン下流口
に背圧１．　０　ｋｇ／ｍ”Ｇをかけ、上流口には背圧
をかけなかった。この操作により、液体サイクロン下流
側には、トリブトファン結晶が約６０％回収され、フィ
ード液中の約８０％の菌体が淘汰できた。得られた濃厚
結晶溶液に実施例２と同様の洗浄を２段加えることによ
り、菌体淘汰率を９９％以上、さらには溶液中の着色物
質を始めとする不純物を十分淘汰したトリブトファン濃
厚結晶溶液が４５％の回収率で得られた。トリブトファ
ン醗酵中に析出する結晶への不純物の取り込みは、実施
例２のグアノシン同様少ないので、本方法により得られ
た濃厚溶液は、このまま分離、乾燥し、製品とすること
ができる精製度であった。

このように、トリプトファン生産菌体および冷却により
析出させたトリプトファン結晶を効率よく分離精製する
ことができた。

衾班旦肱果 以上説明したように、本発明によれば、アミノ酸、核酸
およびその誘導体などの結晶と、その菌体とを含有する
液から結晶を低いコストで容易に効率よく分離、精製す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例（実施例１）を示した工程図で
ある。 （１）・・・・グルタミン酸晶析槽、（２）・・・・フ
ィードボンプＮ［Ｌ　１　、（３＋・・・・液体サイク
ロンｌ’ｈ　１　、（４）・・・・ベルトフィルター、
（５）・・・・ストック槽、（６）・・・・フィードボ
ンプ隘２、（７）・・・・液体サイクロン阻２。 特 許 出 願 人 味の素株式会社 上流側 箪 １ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）粒径５μｍ以下の菌体を１０乾燥菌体重量％以下
   、粒径１０〜２０００μｍ以下の結晶を５〜６０重量％
   含有する晶泥を、下流側の結晶濃度を十分高くできる代
   表径をもつ液体サイクロンで処理し、必要に応じて下流
   側に背圧をかけることにより、下流側に結晶濃度が３０
   〜９０重量％の濃厚結晶溶液を回収し、上流側に５０％
   以上の菌体を淘汰することを特徴とするアミノ酸・核酸
   およびその誘導体の精製方法。 （２）下流側の濃厚結晶溶液の結晶濃度が６０〜８０重
   量％である請求項１の精製方法。（３）晶泥が醗酵液ま
   たは酵素反応液に由来し、醗酵液ないし酵素反応液中に
   結晶が析出している晶泥である請求項１の精製方法。 （４）晶泥が醗酵液または酵素反応液に由来し、醗酵な
   いし酵素反応終了後、酸あるいは塩基を加え、結晶を晶
   析させた晶泥である請求項１の精製方法。 （５）晶泥が醗酵液または酵素反応液に由来し、醗酵な
   いし酵素反応終了後、濃縮あるいは冷却を行い、結晶を
   析出させた晶泥である請求項１の精製方法。 （６）粒径５μｍ以下の菌体を１０乾燥菌体重量％以下
   、粒径１０〜２０００μｍ以下の結晶５〜６０重量％含
   有する晶泥を、下流側の結晶濃度を十分高くできる代表
   径をもつ液体サイクロンで処理し、必要に応じて下流側
   に背圧をかけることにより、下流側に結晶濃度が３０〜
   ９０重量％の濃厚結晶溶液を回収し、上流側に５０％以
   上の菌体を淘汰し、回収された前記濃厚結晶溶液を濾過
   または遠心脱水することにより付着母液の少ない結晶を
   取得することを特徴とするアミノ酸・核酸およびその誘
   導体の精製方法。 （７）晶泥が醗酵液または酵素反応液に由来し、醗酵液
   ないし酵素反応液中に結晶が析出している晶泥である請
   求項６の精製方法。 （８）晶泥が醗酵液または酵素反応液に由来し、醗酵な
   いし酵素反応終了後、酸あるいは塩基を加え、結晶を晶
   析させた晶泥である請求項６の精製方法。 （９）晶泥が醗酵液または酵素反応液に由来し、醗酵な
   いし酵素反応終了後、濃縮あるいは冷却を行い、結晶を
   析出させた晶泥である請求項６の精製方法。