(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｌ−グルタミン酸α晶を含むＬ−グルタミン酸粗結晶を、該Ｌ−グルタミン酸結晶の飽和溶液を調製するに足る量以下の水性溶媒中で、活性炭を共存させた状態で、５０℃以上でかつ水性溶媒の沸点以下の温度にＬ−グルタミン酸結晶の３０％以上がβ晶に転移するまで保つことを特徴とするＬ−グルタミン酸の転移再結晶による精製方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｌ−グルタミン酸α晶を含む粗製Ｌ−グルタミン酸結晶の転移再結晶による精製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、Ｌ−グルタミン酸結晶は、そのまま遊離態の結晶であるいはナトリウム塩などの塩の形態で調味料、医薬品、食品、飲料、合成繊維原料その他の用途のために日本、米国その他各国でいわゆる発酵法により生産されていることは周知の通りである。
【０００３】
ところで、いわゆる発酵法により生産されるＬ−グルタミン酸の第１次結晶は、すなわち、Ｌ−グルタミン酸を生成蓄積する能力を具えた微生物を培養し、培養液より分離したＬ−グルタミン酸結晶は、多くの場合種々の不純物を含有している。したがって、第１次結晶は、これをそのまま中和してＬ−グルタミン酸モノナトリウム塩（結晶）を製造しようとすると、Ｌ−グルタミン酸モノナトリウム塩製造工程における、濾過、脱色およびＬ−グルタミン酸モノナトリウム塩結晶晶出において大きな負担となる。
【０００４】
そのため、従来、この粗製Ｌ−グルタミン酸結晶（第１次結晶）を精製する方法として、粗製Ｌ−グルタミン酸結晶を水性溶媒中で加熱し、α晶（結晶の形が短桿状または粒状の結晶）からβ晶（結晶の形が針状または鱗片状の結晶）へ転移せしめ、その過程において粗製Ｌ−グルタミン酸結晶中の不純物を放出させ、生じた精製Ｌ−グルタミン酸結晶を母液から分取する方法が提案されている（特公昭４５−４７３０号公報、特公昭４５−１３８０６号公報など）。
【０００５】
しかしながら、この転移晶析方法には次の２つの問題が生じる。すなわち、（１）不純物による影響で転移に長時間を要する場合がある。そして、（２）長時間加熱することによりＬ−グルタミン酸の変質（Ｌ−グルタミン酸の脱水反応によるピロリドンカルボン酸（ＰＣＡ）の生成）ロスが生じる場合がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前項記載の従来技術の背景下に、本発明の目的は、この転移晶析方法を改善することによって、Ｌ−グルタミン酸α晶を含む粗製Ｌ−グルタミン酸結晶から短時間に高収率で精製Ｌ−グルタミン酸結晶を製造することを目的とする。換言すれば、本発明の目的は、従来一般に行われているＬ−グルタミン酸の精製方法である転移再結法（前掲特公昭４５−４７３０号公報や特公昭４５−１３８０６号公報）と比較して、著しく迅速かつ高収率で、精製グルタミン酸結晶を、極めて簡便かつ容易に工業的規模で取得することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前項記載の目的を達成すべく種々検討を重ねた結果、転移再結晶の際に活性炭を添加することにより転移を促進し、短時間に高収率でＬ−グルタミン酸β晶を取得できることを見出し、このような知見に基いて本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、Ｌ−グルタミン酸α晶を含むＬ−グルタミン酸粗結晶を、該Ｌ−グルタミン酸結晶の飽和溶液を調製するに足る量以下の水性溶媒中で、活性炭を共存させた状態で、５０℃以上でかつ水性溶媒の沸点以下の温度にＬ−グルタミン酸結晶の３０％以上がβ晶に転移するまで保つことを特徴とするＬ−グルタミン酸の転移再結晶による精製方法に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【００１０】
本発明の精製方法の適用されるべき粗製Ｌ−グルタミン酸結晶としては、例えば、中性ｐＨ条件下でＬ−グルタミン酸を生成蓄積する能力を具えた微生物を培養しＬ−グルタミン酸を生産させ、培養液に酸を添加し晶出せしめたＬ−グルタミン酸α晶を含む粗製Ｌ−グルタミン酸結晶（学会出版センタ−発行「アミノ酸発酵」１９５〜２１５頁、１９８６年）、低ｐＨ条件下でＬ−グルタミン酸を生成蓄積する能力を具えた微生物を培養し、培養液中に晶出せしめたＬ−グルタミン酸α晶を含む粗製Ｌ−グルタミン酸結晶（特願２０００−２４１２５３）等を挙げることができる。また、このような第１次結晶だけでなく、その後に得られる粗結晶であっても、また発酵法によらずに得られた粗結晶であっても、α晶を含む粗結晶であれば、本発明の精製方法の対象となる。
【００１１】
このような粗製Ｌ−グルタミン酸結晶はその全てまたは一部がα晶より成ることを要するが、本発明の精製方法による精製効果の奏される限りは、α晶の含量は特に限定されない。大部分がβ晶であって一部分のみがα晶である場合であっても（例えば、α晶が総グルタミン酸の１％というようなα晶の割合が低い場合）、大部分がα晶の場合と同様な精製効果を上げ得るのである。
【００１２】
因みに、大部分がα晶である粗製Ｌ−グルタミン酸結晶は、例えば、種晶としてα晶を添加した場合に取得され、そして大部分がβ晶である粗製Ｌ−グルタミン酸結晶は、例えば、種晶としてβ晶を添加した場合に取得される。
【００１３】
本発明の方法において使用する水性溶媒としては、例えば、水、グルタミン酸ナトリウム水溶液、グルタミン酸カリウム水溶液、グルタミン酸カルシウム水溶液、グルタミン酸アンモニウム水溶液およびグルタミン酸塩酸塩水溶液を挙げることができる。
【００１４】
その量は精製処理すべき粗結晶より飽和水溶液を調整するに足る量以下である。換言すれば、粗結晶を晶泥状（スラリー）に保ち得る量である。また、この範囲内では溶媒量は限定されない。一般に不純物が多い粗結晶を処理するときは晶泥濃度を低くした方が良い。しかしながら、希薄な晶泥状態で精製処理をするときは取扱い量が増大し、エネルギ−費その他の増加をみるため不経済である。一方、極端に高濃度の晶泥状態で精製処理をする際は撹拌時に構造粘性が生じ、エネルギ−費の増大をみることがある。
【００１５】
本発明の精製方法において使用する活性炭には特別の制限はなく、適宜市販の活性炭を使用することができる。このような活性炭として、例えば、「粉末活性炭ＳＩＷ」（味の素ファインテクノ株式会社製）などを挙げることができる。使用する活性炭の量は、精製処理する粗製Ｌ−グルタミン酸結晶に対してその０.１ｗｔ％でも効果が得られるが、一般に不純物が多い晶泥を処理するときは添加量を多くした方がいい。とはいうものの、経済的観点から考えて添加量は調整すべきであり、過剰量添加する必要はない。所与の場合における適当な活性炭の量は、当業者であれば事前の予備実験により極めて容易に定めることができる。
【００１６】
精製処理温度（転移再結晶温度）は、５０℃以上でかつ使用する水性溶媒の沸点（より正確には粗結晶−水性溶媒混合系の液相の沸点）以下の温度範囲内の一定温度または変化する温度が好ましい。混合系をその温度条件下で放置または撹拌することでＬ−グルタミン酸のα晶からβ晶への転移が進行する。
【００１７】
精製効果の奏されるＬ−グルタミン酸α晶のβ晶への転移率については、少しでも転移が進行すれば精製効果が得られるが、前出特公昭４５−１３８０６号公報に記載の場合と同様に当初のα晶の３０％以上がβ晶へ転移するまで上記温度範囲内で放置または撹拌するのが好ましい。
【００１８】
転移再結晶操作終了後精製Ｌ−グルタミン酸を母液と分離する際に、活性炭は必ずしも精製Ｌ−グルタミン酸結晶とは分離する必要はない。例えば、発酵法によるＬ−グルタミン酸モノナトリウム塩の製造工程においては、転移再結晶により得られた精製Ｌ−グルタミン酸結晶は水酸化ナトリウムで中和・溶解され、その後活性炭により脱色される（テクノシステム社発行「活性炭の応用技術  その維持と問題点」４４１〜４４１頁、２０００年）。したがって、この場合は、転移再結晶工程後に活性炭を精製Ｌ−グルタミン酸結晶から分離しなくとも、脱色工程後に活性炭を分離すればよい。因みに、本発明の精製方法において、転移再結晶処理に付されるべきスラリ−に添加された活性炭はこの段階においても脱色作用を奏するが、その後精製グルタミン酸結晶とともに分離され、次いで精製グルタミン酸を水酸化ナトリウム水溶液を加えて中和・溶解しても一旦吸着した不純物を脱着することがないのでそのまま新たに活性炭を追加することで脱色が行なわれる。
【００１９】
【実施例】
以下、実施例でもって本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
【００２０】
実施例１
低ｐＨ条件下でＬ−グルタミン酸を生成蓄積する能力を具えたエンテロバクタ−・アグロメランス（独立行政法人  産業技術総合研究所特許生物寄託センターＦＥＲＭ  ＢＰ−７２０７）を培養し、Ｌ−グルタミン酸α晶を種晶として添加することで培養液中に晶出せしめたＬ−グルタミン酸α晶粗結晶３０ｇ、水４５ｇおよび「粉末活性炭ＳＩＷ」（含水率３９ｗｔ％）（味の素ファインテクノ株式会社製）０ｇ、０.３ｇまたは３ｇを、攪拌機および冷却管を備えた２００ｍｌの三口フラスコに仕込んだ。オイルバスを用いて品温を９０℃に保って転移再結晶を行った。
【００２１】
転移再結晶処理の間、スラリ−を経時的にサンプリングし、光学顕微鏡で観察することにより、転移挙動を評価した。α晶が観察されなくなった時間を転移終了時間（転移所要時間）とした。
【００２２】
結果を後掲図１に示す。活性炭を添加しない場合には転移に５８８分要したが、活性炭をＬ−グルタミン酸に対して１ｗｔ％共存させた場合には７０分、そして１０ｗｔ％共存させた場合には３５分と短縮した。すなわち、活性炭を共存させることにより、転移を促進し、延いては転移時間を大幅に短縮することに成功した。
【００２３】
さらに、Ｌ−グルタミン酸の脱水反応によるピロリドンカルボン酸への転化率、すなわちＬ−グルタミン酸のロス率を比較した。結果を後掲図２に示す。
【００２４】
活性炭を添加しない場合にはピロリドンカルボン酸への転化率は２８ｍｏｌ％であったが、活性炭をＬ−グルタミン酸に対して１ｗｔ％共存させた場合には４ｍｏｌ％、そして１０ｗｔ％共存させた場合には２ｍｏｌ％となった。すなわち、活性炭を共存させることにより、Ｌ−グルタミン酸のピログルタミン酸への転化によるロスを大幅に削減できることがわかる。
【００２５】
実施例２
中性ｐＨ条件下でＬ−グルタミン酸を生成蓄積する能力を具えたブレビバクテリウム・ラクトファーメンタム（独立行政法人  産業技術総合研究所特許生物寄託センター  寄託番号ＦＥＲＭ  ＢＰ−５１８９）を培養しＬ−グルタミン酸を生産させ、培養後に酸を添加し晶出せしめたα型Ｌ−グルタミン酸粗結晶３０ｇ、水４５ｇおよび「粉末活性炭ＳＩＷ」（含水率３９ｗｔ％）（味の素ファインテクノ株式会社製）０または３ｇを、攪拌機および冷却管を備えた２００ｍｌの三口フラスコに仕込んだ。オイルバスを用いて品温を９０℃に保って転移再結晶を行った。
【００２６】
この間、前実施例におけると同様にスラリ−を経時的にサンプリングし、光学顕微鏡で観察することにより、転移挙動を評価した。α晶が観察されなくなった時間を転移終了時間とした。
【００２７】
結果は、活性炭を添加しない場合には７８０分後においてもβ晶への転移が全く観測されなかったが、活性炭をＬ−グルタミン酸に対して１０ｗｔ％共存させた場合には１７５分で全てβ晶へ転移した。すなわち、活性炭を共存させることにより、転移を促進し、転移時間を大幅に短縮することに成功した。
【００２８】
さらに、Ｌ−グルタミン酸の脱水反応によるピロリドンカルボン酸への転化率、すなわちＬ−グルタミン酸のロス率を比較した。
【００２９】
活性炭を添加しない場合にはピロリドンカルボン酸への転化率は７８０分後で３５ｍｏｌ％であったが、活性炭をＬ−グルタミン酸に対して１０ｗｔ％共存させた場合には転移終了時の１７５分後において９ｍｏｌ％となった。すなわち、活性炭を共存させることにより、Ｌ−グルタミン酸のピログルタミン酸への転化によるロスを大幅に削減できることがわかる。
【００３０】
【発明の効果】
以上、実施例を挙げて具体的に示したように、本発明の活性炭を共存させる転移晶析方法によれば、従来法と比較して非常に短時間かつ高収率で精製Ｌ−グルタミン酸結晶を製造できるため、これを安価で純度の高い結晶として市場に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】転移時間に及ぼす活性炭量の影響を示す（実施例１）。
【図２】ＰＣＡへの転化率に及ぼす活性炭量の影響を示す（実施例１）。
【図１】
0004614180.tif 000002
【図２】
0004614180.tif 000003