(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アスパラギン酸アンモニウム水溶液と硫酸または塩酸を混合し、アスパラギン酸を晶析する方法において晶析系内に０．５ｇ／ｌ以上のリンゴ酸を共存させることを特徴とするアスパラギン酸α型柱状結晶の晶析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、アスパラギン酸アンモニウム水溶液からアスパラギン酸α型柱状結晶を晶析する方法に関する。アスパラギン酸は甘味料の原料として有用である。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来、アスパラギン酸アンモニウム水溶液からアスパラギン酸を晶析する方法としては、硫酸、塩酸など無機の強酸をアンモニウムイオンに対して当量添加し、晶析する方法が一般的である。
しかし、この方法で得られたアスパラギン酸結晶は、板状結晶であるが、結晶の洗浄工程で充分な洗浄効果が得られず、結晶に母液が付着残留し、最終的に得られるアスパラギン酸の純度は低かった。
【０００３】
一般に板状結晶は、柱状結晶に比べ、固液分離した際に結晶に付着残留する母液量が多いため、結晶への不純物の取り込みが多く、高純度の結晶を得ることができない。従って、晶析時の結晶形としては、板状結晶よりも柱状結晶が望まれている。
アスパラギン酸の柱状結晶を製造する方法としては、食塩およびフェニルアラニン存在下に、アスパラギン酸水溶液からアスパラギン酸を晶析する方法（特開平１−９３５６４号公報）が知られている。しかしながら、この方法で得られるアスパラギン酸の柱状結晶は、新規なβ型結晶であり、従来型の結晶の柱状結晶を晶析する方法の開発が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、種々の晶析条件を検討した結果、リンゴ酸共存下に、アスパラギン酸アンモニウム水溶液に硫酸または塩酸を添加し、アスパラギン酸を晶析させることにより、アスパラギン酸のα型柱状結晶を得ることを見いだし、本発明を完成するに至った。
【０００５】
即ち、本発明の要旨は、リンゴ酸共存下に、アスパラギン酸アンモニウム水溶液と硫酸または塩酸を混合し、アスパラギン酸を晶析する方法において、晶析系内に０．５ｇ／ｌ以上のリンゴ酸を共存させることを特徴とするアスパラギン酸α型柱状結晶の晶析方法に存する。以下、本発明について詳細に説明する。本発明で使用されるアスパラギン酸アンモニウム水溶液は、その由来はとくに限定されないが、例えばフマル酸とアンモニアより酵素反応でアスパラギン酸を製造する公知の方法（特公昭６１−２９７１８号公報、米国特許第３３１０４７５号等）、マレイン酸とアンモニアより酵素反応でアスパラギン酸を製造する公知の方法（特公昭４２−１１９９３号公報、米国特許第３３９１０５９号等）で得られたものが使用できる。要するに、本発明ではアスパラギン酸アンモニウムのＬ−体、Ｄ−体又はＤ，Ｌ−体から各々、対応するアスパラギン酸を製造する方法に適用することができるが、特に、Ｌ−アスパラギン酸アンモニウムからＬ−アスパラギン酸α型柱状結晶を得る場合に適用すると改善効果が著しい。
【０００６】
アスパラギン酸アンモニウム濃度は、５０〜８００ｇ／ｌ、好ましくは１００〜５００ｇ／ｌである。濃度が低すぎるとアスパラギン酸のα型柱状結晶回収率が低く、また高すぎると晶析時のスラリー濃度が上がり操作に支障をきたし好ましくない。晶析系内に共存するリンゴ酸は、通常市販されるリンゴ酸が使用でき、Ｌ体、Ｄ体、ＤＬ体何れでもよいが、Ｌ−リンゴ酸が望ましい。晶析系内におけるリンゴ酸の濃度は０．５ｇ／ｌ以上、特に２．０〜５０ｇ／ｌが好ましい。また、リンゴ酸の添加方法は通常、晶析系内に直接添加してもよいが、アスパラギン酸アンモニウム水溶液に必要量添加するのが好ましい。なお、フマル酸アンモニウムまたはマレイン酸アンモニウム水溶液からアスパラギン酸アンモニウム水溶液を得るときに、反応条件によってリンゴ酸が副生することがあるが、通常の晶析法では系内のリンゴ酸の共存量は上記範囲に達することはない。しかし、この副生リンゴ酸量を調節したり、また、副生リンゴ酸を濃縮したりして晶析系内のリンゴ酸濃度を調節してもよい。
【０００７】
アスパラギン酸アンモニウム水溶液に添加される硫酸または塩酸量は、アスパラギン酸アンモニウム量に対し、ほぼ当量加えればよい。アスパラギン酸α型柱状結晶の晶析操作は、回分操作、連続操作のいずれでもα型柱状結晶が得られる。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例により限定されるものではない。
尚、アスパラギン酸およびマレイン酸、フマル酸の分析は、高速液体クロマトグラフィーにより分析した。結晶中のアンモニアについてはイオンクロマトグラフィーによって定量した。
【０００９】
実施例１
Ｌ−アスパラギン酸アンモニウム濃度が２２５ｇ／ｌ（アスパラギン酸：２００ｇ／ｌ）であり、Ｌ−リンゴ酸ジアンモニウム濃度が３．１ｇ／ｌ（リンゴ酸：２．５ｇ／ｌ）であるアンモニウム水溶液３ｌを、攪拌機、邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ１）に仕込み、ジャケットに温水を流し７０℃で保温した。液がフラスコ１内を循環するように攪拌しながら、アスパラギン酸ジアンモニウムおよびリンゴ酸ジアンモニウム水溶液を３０００ｍｌ／ｈｒで連続的に、またフラスコ１内をｐＨ２．８に維持するために９７％濃硫酸を連続的に添加すると共に、フラスコ１からスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。
【００１０】
抜きだしたスラリーは、予め３ｌの水を仕込んだ邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ２）に連続添加した。フラスコ２は、冷水を流すことにより２０℃で保温し、またスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。  約７時間連続運転を続け、その後フラスコ２からスラリーを約１５分抜きだしサンプリングした。抜きだしたスラリーはヌッチェで固液分離し、さらに水４００ｍｌで洗浄し、１５９ｇのウェットケーキを得た。ウェットケーキの一部を顕微鏡で観察するとα型柱状結晶であった。得られたウェットケーキを減圧下、６０℃で乾燥したところ、１４０ｇの白色固体が得られ、ウェットケーキ含水率は１１．９重量％であった。得られた固体はアスパラギン酸であり、硫酸アンモニウム０．０９重量％含んでいた。
【００１１】
また得られた結晶の粉末Ｘ線回折（２θ、ＣｕＫα線）の回折パターンは、
Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｅ  ＡｌｐｈａｂｅｔｉｃａｌＩｎｄｅｘ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈａｓｅｓ  １９８９（ＩＮＴＥＮＡＴ−ＩＯＮＡＬ  ＣＥＮＴＲＥ  ＦＯＲ  ＤＩＦＦＲＡＣＴＩＯＮ  ＤＡＴＡ発行）のカードＮｏ．２３−１５１９のＬ−アスパラギン酸と同様であった。
【００１２】
実施例２
Ｌ−アスパラギン酸アンモニウム濃度が２２５ｇ／ｌ（アスパラギン酸：２００ｇ／ｌ）であり、Ｌ−リンゴ酸ジアンモニウム濃度が３．１ｇ／ｌ（リンゴ酸：２．５ｇ／ｌ）であるアンモニウム水溶液３ｌを、攪拌機、邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ１）に仕込み、ジャケットに温水を流し７０℃で保温した。液がフラスコ１内を循環するように攪拌しながら、アスパラギン酸ジアンモニウムおよびリンゴ酸ジアンモニウム水溶液を３０００ｍｌ／ｈｒで連続的に、またフラスコ１内をｐＨ２．８に維持するために３６％濃塩酸を連続的に添加すると共に、フラスコ１からスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。
【００１３】
抜きだしたスラリーは、予め３ｌの水を仕込んだ邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ２）に連続添加した。フラスコ２は、冷水を流すことにより２０℃で保温し、またスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。  約７時間連続運転を続け、その後フラスコ２からスラリーを約１５分抜きだしサンプリングした。抜きだしたスラリーはヌッチェで固液分離し、さらに水４００ｍｌで洗浄し、１６０ｇのウェットケーキを得た。ウェットケーキの一部を顕微鏡で観察するとα型柱状結晶であった。得られたウェットケーキを減圧下、６０℃で乾燥したところ、１３８ｇの白色固体が得られ、ウェットケーキ含水率は１３．８重量％であった。得られた固体はアスパラギン酸であり、塩化アンモニウム０．０９重量％含んでいた。
【００１４】
また得られた結晶の粉末Ｘ線回折（２θ、ＣｕＫα線）の回折パターンは、  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｅ  ＡｌｐｈａｂｅｔｉｃａｌＩｎｄｅｘ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈａｓｅｓ  １９８９（ＩＮＴＥＮＡＴ−ＩＯＮＡＬ  ＣＥＮＴＲＥ  ＦＯＲ  ＤＩＦＦＲＡＣＴＩＯＮ  ＤＡＴＡ発行）のカードＮｏ．２３−１５１９のＬ−アスパラギン酸と同様であった。
【００１５】
実施例３
Ｌ−アスパラギン酸アンモニウム濃度が２２５ｇ／ｌ（アスパラギン酸：２００ｇ／ｌ）であり、Ｌ−リンゴ酸ジアンモニウム濃度が０．８７ｇ／ｌ（リンゴ酸：０．７ｇ／ｌ）であるアンモニウム水溶液３ｌを、攪拌機、邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ１）に仕込み、ジャケットに温水を流し７０℃で保温した。液がフラスコ１内を循環するように攪拌しながら、アスパラギン酸ジアンモニウムおよびリンゴ酸ジアンモニウム水溶液を３０００ｍｌ／ｈｒで連続的に、またフラスコ１内をｐＨ２．８に維持するために９７％濃硫酸を連続的に添加すると共に、フラスコ１からスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。
【００１６】
抜きだしたスラリーは、予め３ｌの水を仕込んだ邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ２）に連続添加した。フラスコ２は、冷水を流すことにより２０℃で保温し、またスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。  約７時間連続運転を続け、その後フラスコ２からスラリーを約１５分抜きだしサンプリングした。抜きだしたスラリーはヌッチェで固液分離し、さらに水４００ｍｌで洗浄し、１６０ｇのウェットケーキを得た。ウェットケーキの一部を顕微鏡で観察するとα型柱状結晶であった。得られたウェットケーキを減圧下、６０℃で乾燥したところ、１４１ｇの白色固体が得られ、ウェットケーキ含水率は１２．０重量％であった。得られた固体はアスパラギン酸であり、硫酸アンモニウム０．１０重量％含んでいた。
【００１７】
また得られた結晶の粉末Ｘ線回折（２θ、ＣｕＫα線）の回折パターンは、  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｅ  ＡｌｐｈａｂｅｔｉｃａｌＩｎｄｅｘ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈａｓｅｓ  １９８９（ＩＮＴＥＮＡＴ−ＩＯＮＡＬ  ＣＥＮＴＲＥ  ＦＯＲ  ＤＩＦＦＲＡＣＴＩＯＮ  ＤＡＴＡ発行）のカードＮｏ．２３−１５１９のＬ−アスパラギン酸と同様であった。
【００１８】
実施例４
Ｌ−アスパラギン酸アンモニウム濃度が２２５ｇ／ｌ（アスパラギン酸：２００ｇ／ｌ）であり、Ｌ−リンゴ酸ジアンモニウム濃度が２５ｇ／ｌ（リンゴ酸：２０ｇ／ｌ）であるアンモニウム水溶液３ｌを、攪拌機、邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ１）に仕込み、ジャケットに温水を流し７０℃で保温した。液がフラスコ１内を循環するように攪拌しながら、アスパラギン酸ジアンモニウムおよびリンゴ酸ジアンモニウム水溶液を３０００ｍｌ／ｈｒで連続的に、またフラスコ１内をｐＨ２．８に維持するために９７％濃硫酸を連続的に添加すると共に、フラスコ１からスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。
【００１９】
抜きだしたスラリーは、予め３ｌの水を仕込んだ邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ２）に連続添加した。フラスコ２は、冷水を流すことにより２０℃で保温し、またスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。約７時間連続運転を続け、その後フラスコ２からスラリーを約１５分抜きだしサンプリングした。抜きだしたスラリーはヌッチェで固液分離し、さらに水４００ｍｌで洗浄し、１５４ｇのウェットケーキを得た。ウェットケーキの一部を顕微鏡で観察するとα型柱状結晶であった。得られたウェットケーキを減圧下、６０℃で乾燥したところ、１４０ｇの白色固体が得られ、ウェットケーキ含水率は９．０重量％であった。得られた固体はアスパラギン酸であり、硫酸アンモニウム０．０７重量％含んでいた。
【００２０】
また得られた結晶の粉末Ｘ線回折（２θ、ＣｕＫα線）の回折パターンは、  Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｅ  ＡｌｐｈａｂｅｔｉｃａｌＩｎｄｅｘ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈａｓｅｓ  １９８９（ＩＮＴＥＮＡＴ−ＩＯＮＡＬ  ＣＥＮＴＲＥ  ＦＯＲ  ＤＩＦＦＲＡＣＴＩＯＮ  ＤＡＴＡ発行）のカードＮｏ．２３−１５１９のＬ−アスパラギン酸と同様であった。
【００２１】
比較例１
Ｌ−アスパラギン酸アンモニウム濃度が２２５ｇ／ｌ（アスパラギン酸：２００ｇ／ｌ）であるアンモニウム水溶液３ｌを、攪拌機、邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ１）に仕込み、ジャケットに温水を流し７０℃で保温した。液がフラスコ１内を循環するように攪拌しながら、アスパラギン酸アンモニウム水溶液を３０００ｍｌ／ｈｒで連続的に、またフラスコ１内をｐＨ２．８に維持するために９７％濃硫酸を連続的に添加すると共に、フラスコ１からスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。
【００２２】
抜きだしたスラリーは、予め３ｌの水を仕込んだ邪魔板およびドラフトチューブを持つ５ｌジャケット付セパラブルフラスコ（以下、フラスコ２）に連続添加した。フラスコ２は、冷水を流すことにより２０℃で保温し、またスラリーポンプを用い連続的にスラリーを抜きだし、内液量が３ｌの一定となるようにした。
約７時間連続運転を続け、その後フラスコ２からスラリーを約１５分抜きだしサンプリングした。抜きだしたスラリーはヌッチェで固液分離し、さらに水４００ｍｌで洗浄し、１７２ｇのウェットケーキを得た。ウェットケーキの一部を顕微鏡で観察すると板状結晶であった。得られたウェットケーキを減圧下、６０℃で乾燥したところ、１３８ｇの白色固体が得られ、ウェットケーキ含水率は１９．８重量％であった。得られた固体はアスパラギン酸であり、硫酸アンモニウム０．２５重量％含んでいた。
【００２３】
また得られた結晶の粉末Ｘ線回折（２θ、ＣｕＫα線）の回折パターンは、
Ｐｏｗｄｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｆｉｌｅ  ＡｌｐｈａｂｅｔｉｃａｌＩｎｄｅｘ  Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ  Ｐｈａｓｅｓ  １９８９（ＩＮＴＥＮＡＴ−ＩＯＮＡＬ  ＣＥＮＴＲＥ  ＦＯＲ  ＤＩＦＦＲＡＣＴＩＯＮ  ＤＡＴＡ発行）のカードＮｏ．２３−１５１９のＬ−アスパラギン酸と同様であった。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、リンゴ酸共存下に、アスパラギン酸アンモニウム水溶液に、硫酸または塩酸を添加し、アスパラギン酸を晶析すると、柱状の従来型アスパラギン酸結晶が得られ、洗浄工程での洗浄効果が改善され、高純度のアスパラギン酸結晶が効率よく得られる。