(57)【要約】大きな平板柱状である、母液から比較的容易に分離可能な２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶。この結晶は、比較的低温で晶析を行う新規な方法により得られる。
2007514642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、
ａ）約−１０℃〜約３５℃の温度でリジン溶液を硫酸と混合して前記結晶を形成させ、
ｂ）前記結晶を回収する
ことを含む前記方法。
【請求項２】
前記温度が約０℃〜約２０℃である請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記温度が約１０℃である請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記結晶が濾過により回収される請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記濾過が、吸引濾過、遠心濾過、遠心分離及び加圧濾過からなる群から選択される請求項４記載の方法。
【請求項６】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶が、粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
２Ｌ−リジン硫酸塩の製造方法であって、
ａ）約−１０℃〜約３５℃の温度でリジン溶液を硫酸と混合して結晶を形成させ、
ｂ）前記結晶を回収し、
ｃ）前記結晶を乾燥して結晶水を除去し、
ｄ）前記２Ｌ−リジン硫酸塩を回収する
ことをすることを含む前記方法。
【請求項８】
前記温度が約０℃〜約２０℃である請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記温度が約１０℃である請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記結晶が濾過により回収される請求項１０記載の方法。
【請求項１１】
前記濾過が、吸引濾過、遠心濾過、遠心分離及び加圧濾過からなる群から選択される請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、
ａ）約４０℃超の温度でリジン溶液を硫酸と混合して結晶を形成させ、
ｂ）約−１０℃〜約３５℃まで温度を低下させて結晶を形成させ、
ｃ）前記２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を回収する
ことを含む前記方法。
【請求項１３】
工程（ｂ）の前記温度が約０℃〜約２０℃である請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
工程（ｂ）の前記温度が約１０℃である請求項２記載の方法。
【請求項１５】
前記結晶が濾過により回収される請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記濾過が、吸引濾過、遠心濾過、遠心分離及び加圧濾過からなる群から選択される請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶が、粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶。
【請求項１９】
粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする請求項１８記載の結晶。
【請求項２０】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶であって、
ａ）約−１０℃〜約３５℃の温度でリジン溶液を硫酸と混合して前記結晶を形成させ、
ｂ）前記２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を回収する
ことを含む方法で得られる前記結晶。
【請求項２１】
前記温度が約０℃〜約２０℃である請求項２０記載の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶。
【請求項２２】
前記温度が約１０℃である請求項２１記載の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶。
【請求項２３】
前記結晶が濾過により回収される請求項２０記載の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶。
【請求項２４】
前記濾過が、吸引濾過、遠心濾過、遠心分離及び加圧濾過からなる群から選択される請求項２３記載の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶。
【請求項２５】
請求項１記載の方法、及び、その後の乾燥工程により製造されるＬ−リジンを含む組成物。
【請求項２６】
請求項７記載の方法により製造されるＬ−リジンを含む組成物。
【請求項２７】
請求項１２記載の方法、及び、その後の乾燥工程により製造されるＬ−リジンを含む組成物。
【請求項２８】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、
ａ）２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を蒸発により濃縮して結晶を形成させ、
ｂ）前記結晶を回収する
ことを含む前記方法。
【請求項２９】
前記蒸発が、減圧下のものである請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記２Ｌ−リジン硫酸塩・水和物結晶が、粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３１】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、
ａ）約４０℃超の温度で２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を調製し、
ｂ）約−１０℃〜約３５℃まで温度を低下させて結晶を形成させ、
ｃ）前記２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を回収する
ことを含む前記方法。
【請求項３２】
前記溶液が飽和溶液である請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記２Ｌ−リジン硫酸塩・水和物結晶が、粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、
ａ）２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液に貧溶剤を添加して結晶を形成させ、
ｂ）前記結晶を回収する
ことを含む前記方法。
【請求項３５】
前記貧溶剤がメタノール、エタノール又は２−イソプロピルアルコールである請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
前記２Ｌ−リジン硫酸塩・水和物結晶が、粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物柱状結晶の製造方法であって、
ａ）約４０℃超の温度で２Ｌ−リジン硫酸塩板状結晶のスラリーを調製し、
ｂ）約−１０℃〜約３５℃まで温度を低下させて結晶を形成させ、
ｃ）前記結晶を回収する
ことを含む前記方法。
【請求項３８】
前記２Ｌ−リジン硫酸塩・水和物柱状結晶が、粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする請求項３７記載の方法。
【請求項３９】
２Ｌ−リジン硫酸塩の製造方法であって、
ａ）２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を蒸発により濃縮して結晶を形成させ、
ｂ）前記結晶を回収し、
ｃ）前記結晶を乾燥して結晶水を除去し、
ｄ）前記２Ｌ−リジン硫酸塩を回収する
ことを含む前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｌ−リジン硫酸塩結晶及びその結晶の製造法に関する。より詳しくは、その構造に結晶水を含む２Ｌ−リジン硫酸塩結晶、及び、母液から容易に分離できるこれらの結晶を大量に製造する方法に関する。さらに、本発明は上記新規方法により製造されたＬ−リジンを含む製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｌ−リジンは必須アミノ酸の一つであり、栄養調整剤、飼料添加物などとして製薬及び農芸その他の用途において広範囲に利用されている。Ｌ−リジンは、主としてＬ−リジン塩酸塩として流通している(http://www.ajinomoto.co.jp/ajinomoto/A-Life/aminoscience/siryou/lijin.html)。Ｌ−リジンは、２Ｌ−リジン硫酸塩の形でもＬ−リジン塩酸塩と同等の飼料効果が得られることが明らかとなっている(Roth et al, 1994: Biological Efficiency of L-Lysine Base and L-Lysine Sulphate Compared with L-Lysine HCl in Piglets; Agribio. Res. 47(2): 177-186 (1994))。
【０００３】
２Ｌ−リジン硫酸塩の結晶には２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物の存在が知られている(Aketa et al., Stereo chemical studies XL A biomimetic conversion of L-lysine into
optically active 2-substituted; Chem. Pharm. Bull. 24(4): 623-31(1976))。このため、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶の製造のために、２Ｌ−リジン硫酸塩水溶液にアルコール類を添加することが多い。添加されたアルコールは、生じた結晶から除かなくてはならないため、製造方法に付加的な精製工程が必要になり、結晶の収率も低下する。Aketa et al.参照。
【０００４】
２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶は、水に対する溶解度が高いことが知られており、晶析収率が低くなる原因となっている。この結果、母液における高濃度の結晶は、晶析速度の低下をもたらす。最終的に得られる少量の結晶は微細となり、母液からの分離が困難であり、さらに、低収率の問題が大きくなる。
【０００５】
そのため、純度がよく分離が容易なＬ−リジン結晶を得る改良された方法が求められている。Ｌ−リジンは、種々の産業における製品において重要な構成成分であるため、Ｌ−リジンを晶析し精製する効率のよい方法が求められている。
【０００６】
本発明は、効率がよく、有意に収率が向上し、母液から生成結晶が容易にかつ効率よく分離される、Ｌ−リジンの晶析及び精製の方法に開示する。本発明は、また、Ｌ−リジン硫酸の新規な結晶形を開示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、２Ｌ−リジン硫酸・３水和物を晶析する技術、及び、それにより得られる、分離性に優れ、高収率であり、その他の優れた性質を有する結晶を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様として、溶液からの２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、約−１０℃〜約３５℃の温度でリジン溶液を硫酸と混合して結晶を形成させ、該結晶を回収することを含む方法が記載される。
【０００９】
本発明の他の態様として、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、約
−１０℃〜約３５℃の温度でリジン溶液を硫酸と混合して結晶を形成させ、該結晶を回収し、結晶を乾燥して結晶水を除去し、２Ｌ−リジン硫酸酸塩を回収することをすることを含む方法が記載される。
【００１０】
本発明のさらに他の態様として、粉末Ｘ線回折において回折角２θが１６．６°および１７．０°にピークを持つことを特徴とする２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶が記載される。
【００１１】
本発明のさらにまた他の態様として、溶液からの２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、約４０℃超の温度でリジン溶液を硫酸と混合して結晶を形成させ、次いで、約−１０℃〜約３５℃まで温度を低下させて結晶を形成させ、該結晶を回収することを含む方法が記載される。
【００１２】
本発明のさらにまた他の態様として、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を蒸発により濃縮して結晶を形成させ、該結晶を回収することを含む方法が記載される。
【００１３】
本発明のさらにまた他の態様として、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、約４０℃超の温度で２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を調製し、約−１０℃〜約３５℃まで温度を低下させて結晶を形成させ、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を回収することを含む方法が記載される。
【００１４】
本発明のさらにまた他の態様として、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の製造方法であって、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液に貧溶剤を添加して結晶を形成させ、該結晶を回収することを含む方法が記載される。
【００１５】
本発明のさらにまた他の態様として、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物柱状結晶の製造方法であって、約４０℃超の温度で２Ｌ−リジン硫酸塩板状(plate)結晶のスラリーを調製し、約−１０℃〜約３５℃まで温度を低下させて結晶を形成させ、該結晶を回収することを含む方法が記載される。
【００１６】
本発明のさらにまた他の態様として、２Ｌ−リジン硫酸塩の製造方法であって、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を蒸発により濃縮して結晶を形成させ、該結晶を回収し、該結晶を乾燥して結晶水を除去し、該２Ｌ−リジン硫酸塩を回収することを含む方法が記載される。
【００１７】
本発明のさらにまた他の態様として、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶が記載される。
【００１８】
本発明のさらにまた他の態様として、上述の方法により製造される２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶が記載される。
【００１９】
本発明のさらにまた他の態様として、上述の方法及びその後の乾燥工程により製造されるＬ−リジンを含む組成物が記載される。
【００２０】
本発明の他の目的、特徴、及び、それらの効果は、以下の実施の態様に関する詳細な説明を添付の図面を参照して読めば当業者に明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明は、新規な晶析技術及び精製方法、並びに、飼料添加剤や栄養補助剤などのＬ−
リジンが現在使用されている用途用のＬ−リジン硫酸塩の新規な結晶について記載する。より詳しくは、本発明は、新規な精製方法による新規な２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の形成について記載する。本発明は、晶析を行う時に晶析温度を変化させること、特に低下させることにより、２Ｌ−リジン硫酸塩無水和物結晶に加えて新規な２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の析出を生じさせる方法について記載する。
【００２２】
新規な２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶は、２Ｌ−リジン硫酸塩無水和物結晶と比べて、結晶がより大きく、母液から分離が容易であるため、有利である。さらに、水に対する溶解度が低いため、結晶収率が高く、また、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶は、水を結晶水として取り込んでいるので、晶析に必要な溶媒の量の減少を通じて晶析収率の改善が期待され得る。
【００２３】
本発明の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶は、母液から容易に分離できるように改善されたサイズ及び全体的形状を有する。図１は、大きな平板状(tabular)結晶の形態である新規な２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を示す。図１に示されるように、これらの結晶はより大きく、平板柱状である。これらのより大きな結晶は、晶析の後の分離工程で母液からより容易に分離できる。図２は、比較のために、２Ｌ−リジン硫酸塩無水和物結晶を示す。これらは、明らかに小さく、凝集形態（板状結晶）であり、母液からの分離が難しく、低収率を招く。
【００２４】
本発明の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶は、結晶に取り込まれた水を有し、これにより、好ましい形状、サイズが可能となり、より容易に分離可能になる。好ましくは、結晶は、結晶格子に３モルの水をとりこみ、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を生じる。
【００２５】
新規な晶析方法の原料は、リジン溶液（Ｌ−リジンを溶質として含む溶液）であり、好ましくは２Ｌ−リジン硫酸塩の水溶液である。該溶液は、２Ｌ−リジン硫酸塩で過飽和していることが好ましく、これにより晶析が開始する。原料としての２Ｌ−リジン硫酸塩溶液は、当業者に知られている任意の方法で調製できる。出発溶液を得る好ましい方法は、培養の結果として培養液中に２Ｌ−リジン硫酸塩を蓄積させることである。特開平５−３０９８５及び特開平５−２４４９６９は、培養により培養液２Ｌ−リジン硫酸塩を蓄積する方法の例を教示する。晶析は、蒸発、次いで冷却によりこの培養液から直接開始してもよい。あるいは、出発溶液を得るための他の方法には、２Ｌ−リジン及び硫酸を市販品として入手し、水溶液でそれらを混合することがある。
【００２６】
出発溶液としての２Ｌ−リジン硫酸塩溶液の濃度は、本技術分野で知られた方法による晶析に合わせて調整し得る。典型的には、溶液を過飽和にする。濃度、温度、溶解度などのパラメーターも含めて出発溶液の組成を決定する方法は本技術分野で知られている。指針としては、濃度は、２Ｌ−リジン硫酸塩の溶解度を超えていればよい。一つの態様では、晶析温度が２０℃の場合、該温度における２Ｌ−リジン硫酸塩の溶解度は、102.9 g/100 g水である。従って、晶析原料溶液における２Ｌ−リジンの濃度は、102.9 g/100 g水以上に調整される。
【００２７】
より大きく、より容易に分離可能な本発明の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を得るために、本発明の新規な晶析方法を使用できる。本発明の方法は、−１０℃〜３５℃の温度で晶析を開始するか、又は、より高い温度で晶析を開始し次いで温度をこの望ましい範囲に低下させることを含む。これらの温度は、おおよそのものであり、プラスマイナス５℃の範囲で変わり得る。原料の温度を低下させることにより、水溶液からの２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の析出が、より大きな結晶形で得られることが判明した。図３は、温度を５℃〜６０℃の範囲で５℃刻みに変化させて析出させた場合の結晶の形状を示す。温度範囲全体から、３５℃以下で形成する２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶がより大き
く、より平板柱状である。４０℃以上では、形成する２Ｌ−リジン硫酸塩結晶は板状（小さくて凝集）である。従って、本発明の方法は、温度が好ましくは約３５℃以下、より好ましくは約３０℃未満、さらに好ましくは約２５℃未満、さらにまた好ましくは約２０℃未満である晶析工程を含む。さらに好ましくは、晶析温度は約１０℃である。この工程の実施の際には、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の種晶を原料溶液に添加してもよい。
【００２８】
具体的には、晶析は、下記のいずれかの工程により実施することができる。
約−１０℃〜約３５℃の温度でリジン溶液を硫酸と混合して前記結晶を形成させる。
約４０℃超の温度でリジン溶液を硫酸と混合して結晶を形成させる。
約４０℃超の温度で２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を調製する。
【００２９】
さらに、他の態様では、４０℃超の温度で、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物として結晶を析出させ、次いで、温度を３５℃以下に低下させる。このようにして、本発明の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶への変換を通じて得ることができる。この方法は、転位により不純物が除去される点で有利である。
【００３０】
さらに、晶析は以下の態様により実施することができる。
【００３１】
結晶は、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液を蒸発により濃縮することにより析出させることができる。２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液は、２Ｌ−リジン硫酸液を水に溶解するか、又は、硫酸塩以外のＬ−リジン塩の水溶液に硫酸を添加することにより調製することができる。２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の濃度は特に限定されないが、飽和溶液が好ましい。溶液のｐＨは、結晶が析出する限り特に限定されないが、通常には5.0〜7.0である。蒸発は、通常の方法により実施できる。圧力は、常圧又は減圧（通常には2640〜4000 Pa）でよい。温度は、常温であるか又は加熱できる（通常には40.0〜60.0℃）。蒸発は、好ましくは、減圧で実施される。
【００３２】
結晶は、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液に貧溶剤を添加することにより析出させることができる。２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水溶液は、上述したとおりである。貧溶剤は、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の溶解度を減少させる限り限定されず、例えば、メタノール、エタノール、又は、２−イソプロピルアルコールである。貧溶剤の添加量は、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を形成させるのに十分な量であり、通常には、５〜30 vol%である。温度は、通常には、−１０〜３５℃である。
【００３３】
晶析工程の後、Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶を、吸引ろ過、遠心ろ過、遠心分離、加圧ろ過等を含むが、これらに限定されない通常の分離方法により母液から分離する。分離後、結晶は、本技術分野で知られる通常の方法により乾燥し、工業用に回収することができる。
【００３４】
＜転移晶析＞
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の板状結晶の柱状晶への転移は、２Ｌ−リジン硫酸塩板状結晶のスラリーを約４０℃超の温度で調製し、温度を−１０〜３５℃に低下させて結晶を形成させ、該結晶を回収することにより実施できる。
【００３５】
板状結晶のスラリーは、水への溶解量を超える量の２Ｌ−リジン硫酸塩を水に添加し、４０℃超の温度で一夜撹拌・熟成させることで調製できる。スラリーのｐＨは、スラリー状態が維持される限り限定されないが、通常には、5.0〜7.0である。
【００３６】
＜２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水に対する溶解度＞
２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物は35℃以下で、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物は40℃以
上で析出する。通常、水に対する溶解度は温度が低くなると連続的に低下する傾向にある。しかし、驚くべきことに図４に示すように２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の溶解度曲線と２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物のそれは非連続的になっていた。つまり、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物が析出する温度領域では、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物の溶解度曲線から予想される溶解度より、さらに溶解度が低くなっている。このため、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物で晶析した方が、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物で晶析するより晶析収率が向上することが判明した。これは、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶では、水自体が結晶格子に保持され、これにより、晶析が進むときに上澄み中の有効な遊離水が減少し、リジン硫酸塩の溶解を促進する上澄み水が減少するためであろう。このことは、高収率、すなわち、より多量の結晶の晶析に寄与する。
【００３７】
＜２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の特徴＞
本発明の２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の特徴をさらに明らかにするために、粉末Ｘ線回折、熱分析、Ｌ−リジン含量分析を行った。図５に２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の粉末Ｘ線回折パターンを、図６に２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶の粉末Ｘ線回折パターンを示す。
【００３８】
図５及び図６に示すように、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶は回折角２θ＝１６．６°および１７．０°に回折ピークを有し、これらの回折ピークは２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶には認められない。一方、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶は回折角２θ＝１３．８°に回折ピークを有するが、本回折ピークは２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶には認められない。２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶と２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶とで粉末Ｘ線回折パターンが異なることから、両者は異なった結晶形を有するものと判断される。
【００３９】
２Ｌ−リジン硫酸塩結晶の性質を明らかにするために熱分析を行った。図７に２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の熱分析結果を、図８に２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶の熱分析結果を示す。図７および図８を比較すると、これら２つの結晶は共通して２１５℃付近と３００℃付近に吸熱ピークが認められた。これは、２Ｌ−リジン硫酸塩の融解あるいは分解に伴う吸熱ピークと考えられる。
【００４０】
一方、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶では、特異的に４５〜６０℃に吸熱ピークが認められた。これは２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶が水和水を失う際の吸熱ピークと推定される。このように２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の水和水は非常に低温で失われることから、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶は乾燥工程により容易に結晶水を失うため、工業的に２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物を製造する場合極めて有利である。通常には、４０℃以上で一夜乾燥し、結晶水を除去できる。温度が４０℃未満である場合、結晶は水和物のままであることがある。乾燥温度の上限は、結晶が分解しない限り限定されないが、通常には、費用の点から決定される。
【００４１】
実施例１の方法で得られる２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶のＬ−リジン含量は好ましくは約６５％である。Ｌ−リジンは、ＨＰＬＣなどの、この技術分野で知られる方法により定量できる。好ましくは、結晶水を約４６℃で除去し、結晶を無水物に転換することによりＬ−リジン含量を７５％超に向上させることができる。特開平5-192089には、発酵液を直接乾燥させることにより、すなわち、精製工程を用いずに得られた２Ｌ−リジン硫酸塩を含む物質の例が記載されている。この方法により得られる結晶は、典型的には、Ｌ−リジン含量が５０％未満である。これに較べ本発明にかかる結晶ではＬ−リジン含量が高いという優位点がある。
【００４２】
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、実施例は例示であり、添付の請
求の範囲により特定される本発明の範囲を制限するものではない。
【００４３】
＜実施例＞
本明細書で開示したデータは以下の分析条件で得られた。
【００４４】
ａ．Ｌ−リジン含量：日立アミノ酸アナライザーL-8800（タンパク質加水分解分析法）
ｂ．粉末Ｘ線回折：フィリップスX'Pert TYPE PW3040/00（Ｘ線：CuKα、波長：1.5418Å）
ｃ．熱分析：島津製作所  示差走査熱量計DSC-60
ｄ．元素分析：元素分析装置vario EL3による炭素、水素及び窒素の分析（元素）、有機元素分析装置CHN-O-Rapidによる酸素の分析（元素）、イオンクロマトアナライザーによる硫黄の分析（酸素との燃焼により生成した硫酸として硫黄を分析）、全分析は東レリサーチセンターにより行われた。
【実施例１】
【００４５】
市販の５０％Ｌ−リジン水溶液（第１ファインケミカル(株)製 製造番号A2882）584 gを500 mlガラスビーカーに入れ水浴中で10℃に保温した。引き続き98%硫酸(試薬特級、純正化学 Lot.1L8102)102 gを添加し、L-リジンを２Ｌ−リジン硫酸塩に転換した。その結果、図１に示すように柱状晶が析出した。
【００４６】
得られたスラリーは一夜、５℃で攪拌・熟成させた後、ろ紙を使った吸引ろ過で母液と結晶に分離した。
元素分析の結果を表１に示す。粉末X線回折チャートを図９に示す。
【００４７】
【表１】
2007514642.tif 000003
【００４８】
熱分析結果を図７に示す。分析条件は以下の通りである。
【００４９】
【表２】
2007514642.tif 000004
【００５０】
表１に示すように実施例１より得られた結晶の元素分析結果は２L-リジン硫酸塩・３水和物の理論元素組成に近似していた。従って、実施例１より得られた結晶は２L-リジン硫酸塩・３水和物であると判断された。
【００５１】
図９に示すように、実施例１より得られた結晶は粉末Ｘ線回折において回折角２θ＝１６．６°および１７．０°に回折ピークを有し、１３．６°に回折ピークを有さなった。このことから２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物であると判断された。
【実施例２】
【００５２】
比較の目的で、実施例１と同様の方法で、晶析温度のみを４５℃として２Ｌ−リジン硫酸塩晶析を行った。母液を分離して得られた結晶について直ちに粉末Ｘ線パターンを取得した。さらに分離した結晶は105℃で乾燥し、元素分析を行った。
粉末Ｘ線パターンを図１０に示す。元素分析の結果を表３に示す。
【００５３】
【表３】
2007514642.tif 000005
【００５４】
熱分析結果を図８に示す。分析条件は以下の通りである。
【００５５】
【表４】
2007514642.tif 000006
【００５６】
表３に示すように実施例２より得られた結晶の元素分析結果は２L-リジン硫酸塩・無水和物の理論元素組成に近似していた。従って、実施例２より得られた結晶は２L-リジン硫酸塩・無水和物であると判断された。
【００５７】
図１０に示すように、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶は回折角２θ＝１３．８°に特異的な回折ピークを持っていた。一方、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶に特異的な２θ＝１６．６°、１７．０°のピークは認められなかった。従って、実施例２により得られた結晶は２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物であると判断された。
【実施例３】
【００５８】
１．濃縮晶析
ｐＨを7.0に調整したＬ−リジン濃度34.5%の２Ｌ−リジン硫酸塩水溶液320 gを原料として用い、ロータリーエバポレーターを使用し（減圧度:30 mmHg,水浴温度40℃）、濃縮倍率が約1.5倍まで濃縮した。この結果、柱状晶の結晶が析出することが確認された。
【００５９】
２．冷却晶析
ｐＨを7.0に調整した２Ｌ−リジン硫酸塩スラリーを一夜、60℃で攪拌・熟成させた。次いで、ろ紙を使った吸引濾過で、２Ｌ−リジン硫酸塩飽和溶液と結晶に分離した。この２Ｌ−リジン硫酸塩飽和溶液を原料として用い、60℃から10℃まで冷却した。この結果、柱状晶の結晶が析出することが確認された。
【００６０】
３．溶剤添加晶析
ｐＨを7.0に調整したＬ−リジン濃度34.5%の２Ｌ−リジン硫酸塩水溶液320 gを原料として用い、それぞれメタノール、エタノール、２−イソプロピルアルコールを溶液に対して20%[v/v]添加した。この結果、柱状晶の結晶が析出することが確認された。
【００６１】
４．転移晶析
ｐＨを７に調整した２Ｌ−リジン硫酸塩スラリーを一夜、60℃で攪拌・熟成させ、微細な板状結晶（２Ｌ−リジン硫酸塩無水物結晶）のみを含有するスラリーを得た。次いで、スラリーを60℃から10℃まで冷却した。この結果、板状結晶は全て柱状結晶に転移した。
【００６２】
上記１〜４で得られた生成物は、ろ紙を使った吸引濾過で、母液と結晶に分離した。得られた結晶は室温で乾燥させた後、L-リジン含量、粉末X線回折、熱分析、元素分析を行った。
なお、本実施例で開示したデータは以下の分析条件で分析されたものである。
【００６３】
L-リジン含量：日立アミノ酸アナライザーL-8800(タンパク質加水分解分析法)
粉末X線回折：フィリップス  X’Pert TYPE PW3040/00（Ｘ線：CuKα、波長：1.5418Å）熱分析：セイコーインスツルメント  示差走査熱量計  TG/TDA220 SII
元素分析：分析を東レリサーチセンターに依頼（報告書番号P101976-01）
【００６４】
本実施例で種々の晶析方法により得られた結晶は全て厚みのある柱状晶であり、２Ｌ−リジン硫酸塩無水物の結晶形とは異なっていた。
表５にそれぞれの晶析により得られた結晶のL-リジン含量を示す。
【００６５】
【表５】
2007514642.tif 000007
【００６６】
表５に示すように、本実施例で得られた結晶のＬ−リジン含量は約66 wt%であり、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の理論Ｌ−リジン含量、65 wt%と一致した。
【００６７】
図１１〜１６にそれぞれの晶析方法により得られた結晶の粉末X線回折パターンを示す。図１１〜１６に示すように、本実施例でそれぞれの晶析方法により得られた結晶は、すべて回折角2θ=16.6°及び17.0°に特有の回折ピークを有した。従って、これらはすべて“Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物結晶であると判断された。
【００６８】
本実施例で得られた結晶の熱分析で、50〜60℃付近に特異的な吸熱ピークが確認された。これは、２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶が水和水を失う際の吸熱ピークと推定される。
表６にそれぞれの晶析方法により得られた結晶の元素分析結果を示す。
【００６９】
【表６】
2007514642.tif 000008
【００７０】
表６に示すように本実施例で得られた結晶は、すべて２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物の理論元素組成に近似していた。従って、本実施例で得られた結晶は、すべて2L-リジン硫酸塩・3水和物であると判断された。
【実施例４】
【００７１】
グルコース100 g/L、硫酸アンモニウム8.0 g/L、Yeast Extract（Basco製）1.05 g/L、KH2PO4 1.0 g/L、MgSO4・7H2O 0.4 g/L、FeSO4・7H2O 10 mg/L、MnSO4・4H2O 10 mg/L、ビタミンB1塩酸塩0.2 mg/L、ビオチン0.05 mg/L、界面活性剤GD-113（日本樹脂製）0.05 mg/Lを含有する培地（pH 7.2）にブレビバクテリウム・フラバム（Brevibacterium flavum）AJ 11275（NRRL B-11474）株を接種し、31.5℃で70時間攪拌培養を行い、L-リジン発酵ブロスを製造した。得られたブロスのリジン含量は3.46 wt%であった。
【００７２】
このブロスを冷却高速遠心分離機（KUBOTA model 7930）にて、25℃、4500 rpmの条件で20分間遠心分離を行い、上澄みを取って除菌液とした。この除菌液を原料に用い、ロータリーエバポレーターを使用し、濃縮倍率が約4倍まで、濃縮操作（減圧度：30 mmHg、水浴温度：60℃）を実施し、その後、更に濃縮倍率が合計で約10倍になるまで、濃縮操作（
減圧度：20 mmHg、水浴温度：40℃）を実施した。この結果、柱状晶が析出したことを確認した。
【００７３】
その後、得られたスラリーを10℃にて約40時間攪拌・熟成し、濾布を使用した振り切り分離にて、母液と結晶に分離した。
【００７４】
得られた結晶は室温で乾燥させた後、Ｌ−リジン飽和水溶液にて5回洗浄した後、エタノールを用いて洗浄した。得られた結晶は、厚みのある柱状晶であり、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物の結晶形とは異なっていた。得られた結晶のＬ−リジン含量は63 wt%であった（理論含量65 wt%）。以降、該結晶を結晶Ｉと呼ぶことにする。
【００７５】
図１７に得られた結晶Ｉ（２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物）の粉末X線回折パターンを示す。
【００７６】
図１７に示すように、本実施例で取得した結晶Ｉ（室温25℃乾燥）は、２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物の特徴である回折角2θ=16.6°及び17.0°に回折ピークを有していた。従って、２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物であると判断された。
表７に今回の晶析により得られた結晶Ｉの元素分析結果を示す。
【００７７】
【表７】
2007514642.tif 000009
【００７８】
表７に示すように本実施例で取得した結晶Ｉの元素分析結果は、２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物の理論元素組成に近似していた。従って、２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物であると判断された。
【００７９】
次に、得られた２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物の結晶を105℃にて36時間乾燥させることにより、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物を得た。得られた２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物のＬ−リジン含量は74 wt%であった（理論含量74 wt%）。以降、該結晶を結晶IIと呼ぶことにする。
【００８０】
図１８に105℃乾燥によって得られた結晶II（２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物）の粉末Ｘ線回折パターンを示す。
【００８１】
図１８に示すように、本実施例にて105℃乾燥で取得した結晶IIは、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物の特徴である回折角2θ=13.8°に回折ピークを有していた。従って、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物であると判断された。
表８に結晶IIの元素分析結果を示す。
【００８２】
【表８】
2007514642.tif 000010
【００８３】
表８に示すように、本実施例で取得した結晶IIの分析値は、２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物の理論値に近似していた。従って、２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物を経由して得られた２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物であると判断された。
【００８４】
尚、本実施例で得られた結晶のL-リジン含量、粉末Ｘ線回折、元素分析の方法は実施例３と同様である。
【００８５】
以上の結果より、２Ｌ−リジン硫酸塩・3水和物結晶を経由した２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物を実際の発酵液から取得できることが判明した。
【００８６】
好ましい態様について、本発明を詳細に説明したが、当業者にとって、本発明の範囲内で様々な改変を行い、等価物を用いることができることは明らかである。上記の文献は、参照により全体を本明細書に含める。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
大きな平板状結晶であり、母液からの分離性が改善された２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物の結晶写真（顕微鏡写真）。
【図２】２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物の結晶写真（顕微鏡写真）。
【図３】各温度における２Ｌ−リジン硫酸塩水溶液からの析出結晶（顕微鏡写真）。
【図４】温度と２Ｌ−リジン硫酸塩の溶解度の関係。
【図５】２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図６】２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図７】２Ｌ−リジン硫酸塩・３水和物結晶の熱分析結果。
【図８】２Ｌ−リジン硫酸塩・無水和物結晶の熱分析結果。
【図９】実施例１で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１０】実施例２で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１１】実施例３（濃縮による晶析）で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１２】実施例３（冷却による晶析）で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１３】実施例３（転移による晶析）で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１４】実施例３（メタノール添加による晶析）で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１５】実施例３（エタノール添加による晶析）で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１６】実施例３（２−イソプロピルアルコール添加による晶析）で得られた結晶の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１７】実施例４で得られた結晶（結晶Ｉ）の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１８】実施例４で得られた結晶（結晶II）の粉末Ｘ線回折パターン。
【図１】
2007514642.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2007514642.tif 000017
【図８】
2007514642.tif 000018
【図９】
2007514642.tif 000019
【図１０】
2007514642.tif 000020
【図１１】
2007514642.tif 000021
【図１２】
2007514642.tif 000022
【図１３】
2007514642.tif 000023
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2007514642.tif 000027
【図１８】
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【国際調査報告】
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