(57)【要約】  発酵ブロスから有機酸塩を生産する方法  本発明は、酪酸、乳酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸、グリコール酸、ソルビン酸、フマル酸、ギ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、前記有機酸の誘導体およびそれらの混合物の塩を生産する方法であって、ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、ｉｉ）前記発酵ブロスの少なくとも清澄化、前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、有機酸を含有する揮発性画分の凝縮（ＣＶＡＦ）とを含む、前記発酵ブロスを前処理する工程と、ｖ）前記ＣＶＡＦに無機塩基を添加する工程と、ｖｉｉ）前記ＣＶＡＦの残りの水を除去し、前記有機酸塩を回収する工程と、の少なくとも連続的な工程を含む方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の少なくとも連続的な工程を含む、有機酸塩を生成する方法であって、
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
ａ．前記発酵ブロスの清澄化と、
ｂ．任意選択で、前記清澄化発酵ブロスのｐＨの調節と、
ｃ．前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、前記有機酸を含有する揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）とを含む工程と、
ｉｉｉ）任意選択で、アンモニウム陽イオンに結合できる陽イオン交換体に前記ＣＶＡＦを通過させる工程と、
ｉｖ）任意選択で、前記有機酸の共役塩基に結合できる陰イオン交換体に前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分を通過させる工程と、
ｖ）結合された共役塩基を溶出するために、前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分、または前記陰イオン交換体に無機塩基を添加する工程と、
ｖｉ）前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分または前記溶出液の残りの水を除去し、前記形成された有機酸塩を回収する工程と、を含み、
前記有機酸塩が、酪酸、乳酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸、グリコール酸、ソルビン酸、フマル酸、ギ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、前記有機酸の誘導体およびそれらの混合物の塩からなる群から選択される、方法。
【請求項２】
前記微生物が細菌であり、好ましくは大腸菌、枯草菌、コリネバクテリウム・グルタミクム、クロストリジウム・アセトブチリクム、クロストリジウム・パストゥリアヌム、およびユウバクテリウム・リモサムからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記微生物がクロストリジウム・アセトブチリクム菌である、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記微生物が酵母であり、好ましくは、出芽酵母、ピキア・クドリアブゼビおよびクルイベロミセス・ラクチスからなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前処理の工程（ｉｉ）が、蒸留および／または逆浸透の１つ以上の副工程を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
工程（ｖ）において、添加された前記無機塩基が、ナトリウム、カルシウム、カリウム、マグネシウム、およびそれらの混合物の塩からなる群から選択される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
工程（ｖ）において、添加された前記無機塩基が水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび酸化ナトリウムから選択される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
添加された前記無機塩基が水酸化ナトリウムである、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
乾燥する工程（ｖｉ）が、蒸発、噴霧化、造粒化、凝集、結晶化、液体／固体分離、ろ過、および遠心分離からなる群から選択される１つ以上の副工程を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法により得られるものなど、少なくとも２つの有機酸塩の混合物。
【請求項１１】
酪酸塩およびその誘導体が混合物の主要成分である、請求項１０に記載の有機酸塩の混合物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発酵ブロスからの高純度の有機酸塩を発酵生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機酸は、炭素骨格上に築かれる化合物と定義され、酸性の官能基を含み、通常は鉱酸よりも弱い。
【０００３】
有機酸は、微生物、植物、または動物の体組織の正常な成分として自然界に広く分布している。これらは、微生物発酵を通して炭水化物の代謝中に、またアミノ酸および他の有機化合物の分解中に生産される。
【０００４】
いくつかの産業用途が特定されているため、有機酸およびその誘導体の利用可能性には大きな経済的利益がある。
【０００５】
コハク酸および乳酸などの有機酸は、生分解性ポリマーを生成するために使用されうる。グリコール酸は、ポリグリコール酸および他の生体適合性共重合体（例えば、ＰＬＧＡ）の調製に使用される。
【０００６】
有機酸は、その抗菌活性のため食品保存に使用されている。
【０００７】
さらに、有機酸は、抗生物質の代わりに、また同様の健康上の懸念はなく、家畜飼養に問題なく使用されている。２００６年に欧州で成長促進抗生物質が禁止された後、家畜栄養における有機酸の使用は飼料業界において大きな重要性を持つようになった。有機酸の中では、病原性細菌の定着を低減させる大きな能力から酪酸が特に重要である。
【０００８】
有機酸は、天然源から分離する、化学合成によって生産する、または微生物発酵によって得ることができる。
【０００９】
有利なことに、微生物発酵は、微生物の遺伝子操作後の有機酸（ＬまたはＤ）の特定の鏡像異性体の生産を可能にすることができ、これらの分離された異性体（ＬまたはＤ）はそれぞれ、例えば、異性体Ｌ−乳酸およびＤ−乳酸などの特異的な特性を示す。
【００１０】
有機酸の生産収率を改善するために、微生物の遺伝子改変も使用されてきた。
【００１１】
また、例えば、グリコール酸の生産のための発酵培地のｐＨの制御など、培養過程の改善も行われてきた（国際公開第２０１１／０３６２１３号）。
【００１２】
生産された有機酸の回収を最適化する目的で、これらの有機酸の精製および回収についてさまざまな技術が開発されてきた。
【００１３】
欧州特許第１０９４０５４号および欧州特許出願公開第０３５０３５５号はそれぞれ、発酵により生産された乳酸および酪酸の分離および精製の方法を開示している。
【００１４】
米国特許第４，４９０，２９５号は、ストレプトマイセス・クラブリゲルスの発酵ブロスからクラブラン酸およびそのリチウム塩を生産する過程を開示している。クラブラン酸の塩であり不純物の共沈がほとんどなく沈殿できるリチウムクラブラン酸塩に前もって変換された場合に、クラブラン酸の分離が大きく促進されることが観察されている。
【００１５】
有機酸塩は、有機酸の共役塩基と電気的に中性の１つ以上の陽イオンとが結合された形態である。
【００１６】
有機酸塩は対応するその有機酸よりも回収が容易であり、家畜飼料の添加剤などとしても使用可能である。
【００１７】
米国特許第２００４／００４８３４４号は、以下の工程を含む、Ｄ−パントテン酸塩の生産過程に関連する。
・特定の微生物（好ましくはバシラス属）を発酵させる工程と、
・陽イオン交換体に発酵ブロスを通過させ、陽イオンによる分離により遊離パントテン酸を形成する工程と、
・ｐＨを３〜１０に調節するためにカルシウム塩基および／またはマグネシウム塩基を添加し、それによってカルシウムおよび／またはマグネシウムのパントテン酸塩を得る工程と、
・溶液を乾燥および／または製剤化する工程。
【００１８】
米国特許第２００４／００７７０５７号は、以下の工程を含む、Ｄ−パントテン酸塩の生産過程を開示している。
・特定の微生物（好ましくはバシラス属）を発酵させる工程と、
・陰イオン交換体に発酵ブロスを通過させる工程と、
・塩（カルシウムおよび／またはマグネシウム）含有溶液またはＨＣＬ溶液を使用して、陰イオン交換体に結合されたＤ−パントテン酸塩を溶出する工程と、
・溶出液を乾燥および／または製剤化する工程。
【００１９】
これらの技術はすべて、発酵ブロスの直接的な処理を伴う。しかしながら、有機酸は発酵培地で希釈される、すなわち有機酸は約０．１％〜約１０％の濃度で存在し、したがって過程の終了時に回収される有機酸塩の収率は低い。
【００２０】
例えば、限外ろ過によって、発酵ブロスを清澄化する工程を含む過程が過去に報告されてきた。
【００２１】
米国特許第３，７２０，５８４号は、カルボン酸塩、特に乳酸塩を、アルスロバクター属、アルカリゲネス属またはフザリウム属の微生物の清澄化発酵ブロスから生産する過程に関する。それにもかかわらず、この過程には清澄化発酵ブロスの蒸発工程は含まれず、したがって有機酸は処理された培地中で引き続き高度に希釈されている。
【００２２】
さらに、中国特許出願第１０１４７５４６４号および国際公開第２０１３／１６９４４７号は、発酵ブロスを清澄化する工程を含む、発酵ブロスからコハク酸塩を生産する過程を開示している。それにもかかわらず、これらの過程は、酪酸、乳酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸、グリコール酸、ソルビン酸、フマル酸、ギ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、それらの誘導体および混合物の塩からなる群から選択される有機酸塩の生産には関連しない。
【００２３】
最後に、既知の過程では、未処理発酵培地内の不純物および副産物のレベルが重要であるため、回収される有機酸塩の純度は不良である。
【００２４】
本出願は、発酵ブロスから回収される、酪酸、乳酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸、グリコール酸、ソルビン酸、フマル酸、ギ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、前記有機酸の誘導体およびそれらの混合物の塩から選択される有機酸塩の収率および純度を改善することを目的としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】欧州特許第１０９４０５４号
【特許文献２】欧州特許出願公開第０３５０３５５号
【特許文献３】米国特許第４，４９０，２９５号
【特許文献４】米国特許第２００４／００４８３４４号
【特許文献５】米国特許第２００４／００７７０５７号
【特許文献６】米国特許第３，７２０，５８４号
【特許文献７】中国特許出願第１０１４７５４６４号
【特許文献８】国際公開第２０１３／１６９４４７号
【非特許文献】
【００２６】
【非特許文献１】Ａｎｄｅｒｓｏｎ，１９４６，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ３２：１２０−１２８．
【非特許文献２】Ｍｉｌｌｅｒ，１９９２，Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｍａｎｕａｌ  ａｎｄ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｆｏｒ  Ｅｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ  ｃｏｌｉ  ａｎｄ  Ｒｅｌａｔｅｄ  Ｂａｃｔｅｒｉａ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ｐｒｅｓｓ，Ｃｏｌｄ  Ｓｐｒｉｎｇ  Ｈａｒｂｏｒ，  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ
【非特許文献３】Ｓｃｈａｅｆｅｒ  ｅｔ  ａｌ．１９９９，Ａｎａｌ．Ｂｉｏｃｈｅｍ．２７０：８８−９６．
【非特許文献４】Ｚｈａｏ  Ｘ，Ｃｏｎｄｒｕｚ  Ｓ，Ｃｈｅｎ  Ｊ，Ｊｏｌｉｃｏｅｕｒ  Ｍ．Ａ  ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｍｅｔａｂｏｌｏｍｉｃｓ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ｈｉｇｈ  ｓｏｄｉｕｍ  ｒｅｓｐｏｎｓｅ  ｉｎ  Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ  ａｃｅｔｏｂｕｔｙｌｉｃｕｍ  ＡＴＣＣ  ８２４  ａｃｅｔｏｎｅ−ｂｕｔａｎｏｌ−ｅｔｈａｎｏｌ（ＡＢＥ）ｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ．Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｒｅｐｏｒｔ．２０１６  Ｊｕｎ  ２０；６：２８３０７
【非特許文献５】Ｓ  Ｐａｃａｕｄ，Ｐ  Ｌｏｕｂｉｅｒｅ，Ｇ  Ｇｏｍａ．Ｍｅｔｈａｎｏｌ  ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ  ｂｙ  Ｅｕｂａｃｔｅｒｉｕｍ  ｌｉｍｏｓｕｍ  Ｂ２：Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  ｐＨ  ａｎｄ  ｃａｒｂｏｎ  ｄｉｏｘｉｄｅ  ｏｎ  ｇｒｏｗｔｈ  ａｎｄ  ｏｒｇａｎｉｃ  ａｃｉｄ  ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ．Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ  １２，１９８５．
【発明の概要】
【００２７】
本発明は、少なくとも以下の連続的な工程を含む、有機酸塩の生産方法であって、
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
ａ．前記発酵ブロスの清澄化と、
ｂ．任意選択で、前記清澄化発酵ブロスのｐＨの調節と、
ｃ．前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、前記有機酸を含有する揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）と、を含む工程と、
ｉｉｉ）任意選択で、アンモニウム陽イオンに結合できる陽イオン交換体に前記ＣＶＡＦを通過させる工程と、
ｉｖ）任意選択で、前記有機酸の共役塩基に結合できる陰イオン交換体に前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分を通過させる工程と、
ｖ）結合された共役塩基を溶出するために、前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分、または前記陰イオン交換体に無機塩基を添加する工程と、
ｖｉ）前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分または前記溶出液の残りの水を除去し、前記形成された有機酸塩を回収する工程と、を含み、
前記有機酸塩が、酪酸、乳酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸、グリコール酸、ソルビン酸、フマル酸、ギ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、前記有機酸の誘導体およびそれらの混合物の塩からなる群から選択される、方法に関する。
【００２８】
発酵ブロスから有機酸塩を回収するための本明細書で開示された過程は、興味深いことに発酵ブロスの前処理の工程（ｉｉ）を含み、前処理中、発酵ブロスは、（ａ）清澄化、（ｂ）任意でのｐＨ調節、（ｃ）揮発性有機酸の分離および廃棄物の除去、特に塩および重い化合物（無機塩、糖類等）の除去を可能にする蒸発／凝縮の工程を受ける。
【００２９】
これらの前処理工程により、有機酸塩の生成工程（ｖ）および（ｖｉ）を実施する前に、溶液中での有機酸の濃縮化が可能となる。
【００３０】
発酵ブロスのこれらの前処理工程の使用は、回収された有機酸塩の収率および純度を著しく増加させた。さらに、この過程では、他の発酵過程の収益性を増加させることができ、本発明による有機酸塩の生産方法では、他の過程を起源とする廃水の使用が可能となり、これらの廃水が貴重な産物となる。
【００３１】
本発明はまた、上述の方法によって得られるものなどの少なくとも２つの有機酸塩の混合物にも関連する。
【００３２】
少なくとも２つの有機酸塩のこの混合物は、特に酪酸塩およびその誘導体が前記混合物の主要成分であるという事実によって特徴付けられうる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図１は、スキーム１による過程に含まれる工程の概略図である。
【図２】図２は、スキーム２による過程に含まれる工程の概略図である。
【図３】図３は、スキーム３による過程に含まれる工程の概略図である。
【図４】図４は、スキーム４による過程に含まれる工程の概略図である。
【図５】図５は、スキーム５による過程に含まれる工程の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明を詳細に説明する前に、本発明の実施については、別段の指示がない限り、当業者の技量の範囲である、従来の微生物学的技術および化学精製技術を採用することが理解されるべきである。こうした技術は当業者には周知であり、文献に完全に説明されている。
【００３５】
さらに、特許請求の範囲および本発明の説明では、明示的な文言または必要な含意があるという理由で文脈上別途説明が必要となる場合を除き、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」、「含む（ｃｏｎｔａｉｎ）」、「関与する（ｉｎｖｏｌｖｅ）」、または「含む（ｉｎｃｌｕｄｅ）」またはその変形は、包含的に使用される、すなわち、述べられた特徴が存在することを明記するが、本発明のさまざまな実施形態のさらなる特徴の存在や追加を除外するものではない。
【００３６】
特許請求の範囲および説明では、「過程」および「方法」という用語は互換的に使用される。
【００３７】
本発明は、少なくとも以下の連続的な工程を含む、有機酸塩の生産方法であって、
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
ａ．前記発酵ブロスの清澄化と、
ｂ．任意選択で、前記清澄化発酵ブロスのｐＨの調節と、
ｃ．前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、前記有機酸を含有する揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）とを含む工程と、
ｉｉｉ）任意選択で、アンモニウム陽イオンに結合できる陽イオン交換体に前記ＣＶＡＦを通過させる工程と、
ｉｖ）任意選択で、前記有機酸の共役塩基に結合できる陰イオン交換体に前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分を通過させる工程と、
ｖ）結合された共役塩基を溶出するために、前記ＣＶＡＦまたは前記陽イオン樹脂処理画分、または前記陰イオン交換体に無機塩基を添加する工程と、
ｖｉ）前記ＣＶＡＦ（凝縮揮発性酸画分）または前記陽イオン樹脂処理画分または前記溶出液の残りの水を除去し、形成された有機酸塩を回収する工程と、を含み、
前記有機酸塩が、酪酸、乳酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸、グリコール酸、ソルビン酸、フマル酸、ギ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、前記有機酸の誘導体およびそれらの混合物の塩からなる群から選択される、方法に関する。
【００３８】
有機酸
「有機酸」という用語は一般的に、酸性の有機化合物を指定する。この用語は、特に−ＳＯ２ＯＨ基を含むカルボン酸およびスルホン酸を含む。
【００３９】
最も一般的な有機酸は、カルボン酸であり、カルボニル基（Ｃ＝Ｏ）に結合されたヒドロキシル基（−ＯＨ）という２つの官能基から構成されるカルボキシル基（−ＣＯＯＨ）の存在により特徴付けられる。有機酸は、凝縮した形態のＲ−ＣＯＯＨで記述される。カルボン酸は、炭素骨格（Ｒ）の構造に応じて、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸および脂環式カルボン酸を含む。
【００４０】
発酵ブロスに一般的に見られる有機酸は、乳酸、酢酸、コハク酸、プロピオン酸、酪酸、メチル酪酸、ヒドロキシ酪酸、アミノ酪酸（特にＧＡＢＡ、ガンマ−アミノ酪酸）、吉草酸、ギ酸、アスパラギン酸、フマル酸、シュウ酸、オロチン酸、ケトグルタル酸、クエン酸、グルタミン酸、グリオキシル酸、グリコール酸、ピルビン酸、リンゴ酸、ソルビン酸、および酒石酸である。
【００４１】
有機酸は、２つの化学的形態下で水溶液中に存在する：ＡＨおよびＡ−。このＡ−形態は、酸ＡＨの「共役塩基」と呼ばれる。例えば、酢酸ＡＨについては、共役塩基Ａ−が酢酸塩と指定される。
【００４２】
本出願で有機酸が「酸」と指定される場合は、水溶液中の平衡状態にあるＡＨおよびＡ−の両方の形態の組み合わせを指定するものと理解される。ＡＨ形態は、酸の「会合またはプロトン化された形態」と指定され、Ａ−形態は酸の共役塩基または「解離または脱プロトン化された形態」と指定される。ＡＨ形態とＡ−形態の比率は、溶液のｐＨ値と有機酸ＡのｐＫａに依存する。
【００４３】
負の電荷を持つ共役塩基は、ナトリウムイオン（Ｎａ＋）、アンモニウムイオン（ＮＨ４＋）、カルシウムイオン（Ｃａ２＋）、カリウムイオン（Ｋ＋）およびマグネシウムイオン（Ｍｇ２＋）などの正の電荷を持つイオン（陽イオン）と会合する傾向がある。
【００４４】
有機酸の塩は、有機酸の共役塩基および１つ以上の陽イオンの電気的に中性な組み合わせと定義される。
【００４５】
本出願の一実施形態では、有機酸塩を生産する方法は、カルボン酸塩を生産する方法である。
【００４６】
本出願の別の実施形態では、方法は、乳酸、酢酸、コハク酸、プロピオン酸、酪酸、メチル酪酸、ヒドロキシ酪酸、アミノ酪酸（特にＧＡＢＡ、ガンマ‐アミノ酪酸）、吉草酸、ギ酸、アスパラギン酸、フマル酸、シュウ酸、オロチン酸、ケトグルタル酸、クエン酸、グルタミン酸、グリオキシル酸、グリコール酸、ピルビン酸、リンゴ酸、ソルビン酸、酒石酸、前記有機酸の誘導体およびその混合物の塩からなる群から選択される有機酸塩を生産する方法である。
【００４７】
本発明の方法は、酪酸、乳酸、プロピオン酸、吉草酸、酢酸、グリコール酸、ソルビン酸、フマル酸、ギ酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸、前記有機酸の誘導体およびそれらの混合物の塩からなる群から選択される有機酸塩の生産を特に意図している。
【００４８】
酪酸（ＣＡＳ番号１０７−９２−６）は、野生型または組み換え型のいずれかの偏性嫌気性菌によってのみ実施された発酵過程の最終産物として生産される。酪酸塩を生産する細菌種の例は以下のとおりである：
クロストリジウム・アセトブチリクム
クロストリジウム・ブチリカム
クロストリジウム・クライベリ
クロストリジウム・パストゥリアヌム
フィーカリバクテリウム・プラウスニッツイ
フソバクテリウム・ヌクレアタム
ブチリビブリオ・フィブリソルベンス
ユウバクテリウム・リモサム
【００４９】
乳酸は、異性体Ｌ（＋）、ＣＡＳ番号７９−３３−４、および異性体Ｄ（−）、ＣＡＳ番号１０３２６−４１−７という２つの異性体の形態で、ならびにＤＬ−乳酸、ＣＡＳ番号５０−２１−５のラセミ混合物として発生する。乳酸を生産する細菌は、次の２つのタイプに幅広く分類される：
・乳酸以外の他の産物を生産するヘテロ発酵型菌、および
・ラクトバチルス属などの、乳酸の排他的生産に特化したホモ発酵型菌。
【００５０】
プロピオン酸（ＣＡＳ番号７９−０９−４）およびその塩であるプロピオン酸塩またはプロパン酸塩は天然の化合物である。産業上は、プロピオン酸は、主にエチレンのヒドロカルボキシル化によって、またはプロピオンアルデヒドの好気的酸化によって化学的に生産される。プロピオン酸はまた、補酵素Ａエステル、プロピオニル−ＣｏＡの形態に基づき、一定の脂肪酸の代謝破壊から、また一部のアミノ酸の分解から、生物学的に生産される。プロピオニバクテリウム属の細菌は、嫌気性代謝の最終産物としてプロピオン酸を生産する。
【００５１】
吉草酸（ＣＡＳ番号１０９−５２−４、ペンタン酸とも呼ばれる）の化学式はＣ５Ｈ１０Ｏ２である。発酵により吉草酸を生産する可能性はあまり知られていないが、国際公開第２０１２／０３０８６０号は、その誘導体であるレブリン酸（４−オキソペンタン酸とも呼ばれる）の特定の酵素を用いた生合成を報告している。
【００５２】
酢酸（体系的な命名ではエタン酸、ＣＡＳ番号６４−１９−７）は、合成でも好気性窒素固定細菌を用いる発酵によっても生産できる。酢酸を生産できる多数の菌株の中でも、アセトバクター科に含まれるグラム陰性菌の群であるグルコノバクター、ユウバクテリウム・リモサムおよびアセトバクター（Ａ．ａｃｅｔｉ、Ａ．ｐｅｒｏｘｉｄａｎｓ、Ａ．ｐａｓｔｅｕｒｉａｎｕｓ）を引用してもよいだろう。
【００５３】
グリコール酸（ＣＡＳ番号７９−１４−１）は、化学合成によって生産されるか、天然源から精製されるか、または生物変換によって得られる。また、酵母の出芽酵母およびクルイベロミセス・ラクチスの発酵からも得られる。細菌（大腸菌、Ｃ．ｇｌｕｔａｍｉｃｕｍ）または酵母（出芽酵母）を使用した再生可能資源からの発酵によるグリコール酸の製造方法は、出願人からの特許出願において開示されている（国際公開第２００７／１４１３１６号、国際公開第２０１０／１０８９０９号、国際公開第２０１１／１５７７２８号、国際公開第２０１１／０３６２１３号、国際公開第２０１２／０２５７８０号）。
【００５４】
ソルビン酸（ＣＡＳ番号１１０−４４−１）、すなわち２，４−ヘキサジエン酸は、食品防腐剤として使用される。ソルビン酸は、ナナカマド（Ｓｏｒｂｕｓ  ａｕｃｕｐａｒｉａ）の未熟なベリーから初めて分離された。
【００５５】
フマル酸（ＣＡＳ番号１１０−１７−８）、すなわちトランス−ブテン二酸は、食品酸味料として使用される。また、自然界では、フマリア属（カラクサケマン）、イグチ科キノコ、地衣類およびアイスランドゴケに見られる。フマル酸は、クエン酸回路における中間体であり、コハク酸塩の酸化から形成され、次いでリンゴ酸塩に変換される。フマル酸はまた、尿素回路の産物でもある。したがって、多くの微生物がフマル酸を生産し、例えば、クモノスカビ種による発酵生産が現在検討されている。
【００５６】
ギ酸（ＣＡＳ番号６４−１８−６）は、体系的にはメタン酸と命名され、自然界ではその共役塩基であるギ酸塩として幅広く発生する。ギ酸は、バイオマス材料（グルコース、デンプンおよびセルロースなど）の水熱酸化によっても生産されうる。さらに、アセトバクテリウム・ウッディイの発酵により、二酸化炭素還元酵素を用いたＣＯ２の水素化によってギ酸塩を得ることができる。
【００５７】
リンゴ酸（ＣＡＳ番号６１７−４８−１および６９１５−１５−７）は現在、飲料・食品産業において主に酸味料および味覚増強剤として使用されている。食品に加えられた場合、リンゴ酸はＥ番号  Ｅ２９６と指定される。リンゴ酸は多くの果物における主な酸である。青りんごやルバーブの酸味に寄与する。リンゴ酸はすべての果物および多くの野菜に天然で発生し、果物の代謝で生産される。リンゴ酸は、カルヴィン回路およびクエン酸回路内での中間体である。補充反応により、ピルビン酸塩から形成することもできる。１９２４年、リンゴ酸は酵母発酵の産物として特定された。その後、幅広い微生物についてリンゴ酸生産が観察されてきた。リンゴ酸の発酵生産は、アスペルギルス・フラバス、出芽酵母、およびチゴサッカロミセス・ルキシーで最も成功を収めている。
【００５８】
酒石酸（ＣＡＳ番号５２６−８３−０）は、多くの植物、最も顕著にはブドウで天然に発生し、食品酸味料として使用されている。特にシュードモナス属、アグロバクテリウム属、またはリゾビウム属の微生物によって発酵生産されうる。
【００５９】
クエン酸（ＣＡＳ番号７７−９２−９）は、レモン果汁から初めて分離された。クエン酸は、その好ましい酸味と水への溶解性が高いため、主に食品産業で使用されている。クエン酸は、トン単位で生産される最も重要な有機酸であり、食品産業および医薬品産業で広く使用されている。これは、さまざまな炭水化物の源からのクロコウジカビ、サッカロミコプシス種またはカンジダ種を使って主に発酵生産される。また酵母のヤロウィア・リポリティカおよび関連する種によっても発酵生産されうる。
【００６０】
本発明の意味では、「有機酸の誘導体」という用語は、考慮の対象となっている有機酸と同じ数の炭素原子を示す炭素骨格と同じアシル官能基を有する化合物を指定するが、その化学式は以下によって修正される：
・ハロゲン原子、アルコキシル、およびアミノおよびアシルオキシ基などの置換基によるヒドロキシル基の置換、または
・ヒドロキシル基などの他の官能基の追加。
【００６１】
・有機酸の誘導体の一般的なクラスには、以下が含まれる：
・カルボン酸がカルボキシル基の隣接した炭素にヒドロキシル基を含む、アルファヒドロキシ酸（ＡＨＡ）、
・ヒドロキシルがハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、ＢｒまたはＩ）で置換されたハロゲン化アシル、
２つの有機酸が２つのアシル基の間の酸素原子と結合した無水物、
ヒドロキシル基がアルコキシル基で置換されたエステル、および
ヒドロキシル基がＮＨ２基またはＮＲ２基で置換されたアミドであって、Ｒが水素またはアルキルであるもの。
【００６２】
本発明の過程は、特定の有機酸塩の選択工程を含まないことが理解されよう。したがって、生産された有機酸塩は、少なくとも２つの異なる有機酸塩とその誘導体の混合物という形態で回収される。それでもなお、一般的には混合物中に１つまたは２つの主要な化合物が存在する。以下でこの点をより広範囲に説明する。
【００６３】
過程の工程（ｉ）：微生物の培養
「微生物」という用語が本明細書で使用される場合は、細菌、酵母または真菌を指す。微生物は、ユウバクテリウム科、腸内細菌科、バチルス科、クロストリジウム科またはコリネバクテリア科に属する細菌から選択されうる。あるいは、微生物はサッカロミケス科に属する酵母から選択されうる。あるいは、微生物は子嚢菌科に属する真菌から選択されうる。
【００６４】
一実施形態では、本発明の方法で培養される微生物は細菌であり、好ましくは以下からなる種の群から選択される：大腸菌、枯草菌、コリネバクテリウム・グルタミクム、クロストリジウム・アセトブチリクム、クロストリジウム・パストゥリアヌム、およびユウバクテリウム・リモサム。
【００６５】
本発明の方法で培養された微生物は、クロストリジウム・アセトブチリクム、ユウバクテリウム・リモサムまたは大腸菌種のいずれかから得られることが好ましい。
【００６６】
本発明の特定の実施形態では、培養される微生物は、クロストリジウム・アセトブチリクムである。
【００６７】
一実施形態では、本発明の方法で培養される微生物は酵母であり、好ましくは以下からなる種の群から選択される：出芽酵母、ピキア・クドリアブゼビおよびクルイベロミセス・ラクチス。
【００６８】
一実施形態では、本発明の方法で培養される微生物は真菌であり、好ましくはクロコウジカビ種である。
【００６９】
本発明によると、培養される微生物は、野生型微生物または遺伝子修飾組み換え微生物である。
【００７０】
本発明による方法の工程ｉ）で培養された微生物は、培養物中の唯一の微生物であることが好ましく、これは単一の微生物株が発酵されることを意味する。
【００７１】
本発明によると、「発酵生産」、「培養」または「発酵」という用語は、微生物の増殖を示すために互換的に使用される。この増殖は、一般的に微生物に適合された適切な培養培地を用いて発酵槽で行われ、少なくとも１つの炭素源および１つの窒素源を含有する。
【００７２】
「適切な培養培地」は、炭素源または炭素基質、窒素源、例えば、ペプトン、酵母エキス、肉エキス、麦芽エキス、尿素、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム、リン酸アンモニウム、リン原料、例えば、一カリウムリン酸塩、リン酸二カリウム、微量元素（例えば金属塩）、例えば、マグネシウム塩、コバルト塩および／またはマンガン塩、ならびにアミノ酸およびビタミンなどの成長因子など、細胞の維持および／または成長に必須または有益な栄養素を含む培地（例えば、滅菌、液体培地）を指定する。
【００７３】
本発明による「炭素源」または「炭素基質」または「炭素の源」という用語は、単糖類（例えば、グルコース、ガラクトース、キシロース、フルクトースまたはラクトース）、オリゴ糖、二糖類（例えば、スクロース、セロビオース、またはマルトース）、グリセロールまたはグリセリン、糖蜜、デンプンなどのポリオールまたはその誘導体、ヘミセルロース類、またはそれらの組み合わせを含め、微生物の正常な増殖を支えるために当業者であれば使用することのできる任意の炭素源を意味する。特に好ましい単純な炭素源は、グルコースである。別の好ましい単純な炭素源は、スクロースである。
【００７４】
炭素源は、再生可能な原料から得ることができる。再生可能な原料とは、望ましい産物への変換を許容するために短時間の遅れかつ十分な量で再生できる特定の工業過程に必要な原材料と定義される。一例として、植物性バイオマス（処理の有無は問わない）は、炭素源として使用できる再生可能な原料である。
【００７５】
「窒素源」という用語は、アンモニウム塩またはアンモニア気体のいずれかに対応する。窒素源は、アンモニウム、アンモニアックまたは尿素の形態で供給される。
【００７６】
本発明によると、「発酵培地」、「培地」、「発酵ブロス」、「ブロス」という用語は互換的に使用され、培養された微生物を含む発酵培地を指定する。これらの用語は、微生物を増殖させ有機酸を合成するために十分な時間にわたり微生物の培養が行われたことを意味する。
【００７７】
本発明によると、「有機酸を含む発酵ブロスを得るために十分な時間」という語句は、微生物が、特に自己複製しすべての発酵培地に定着するために大きく成長するのに十分な培養時間を指す。この時間は、微生物の性質、培養液量、およびその他の培養条件（温度、振盪およびｐＨ）に依存する。この十分な時間は、微生物培養分野の当業者によって決定されうる。例えば、培養液量が１０００リットルでは、十分な時間は、大腸菌の培養物の最適な条件下では一般に約２日間の培養であり、クロストリジウム・アセトブチリクムの培養物の最適な培養条件では一般に約７日間の培養である。
【００７８】
特に、微生物は２０℃〜５５℃、好ましくは２５℃〜４０℃、より具体的には、クロストリジウムは約３５℃、ユウバクテリウムは約３７℃、および大腸菌は約３７°Ｃで発酵される。熱誘導性株については、培養温度は、過程のある時点において有利なことに約３０℃である。
【００７９】
大腸菌に関しては、培養培地は、Ｍ９培地（Ａｎｄｅｒｓｏｎ、１９４６）、Ｍ６３培地（Ｍｉｌｌｅｒ、１９９２）、または（Ｓｃｈａｅｆｅｒ  ｅｔ  ａｌ．、１９９９）に定義される培地と同一または類似の組成物であってもよい。
【００８０】
クロストリジウム・アセトブチリクムに関しては、培養培地は、例えば（Ｚｈａｏ  ｅｔ  ａｌ．、２０１６）に定義された、ＣＧＭ（クロストリジウム増殖培地）またはＲＣＭ（補強クロストリジウム培地）と同一または類似の組成物であってもよい。
【００８１】
ユウバクテリウム・リモサムに関しては、培養培地は、（Ｐａｃａｕｄ  ｅｔ  ａｌ．１９８５）に記載される鉱物培地と同一または類似の組成物であってもよい。
【００８２】
発酵によって酸が生産されると、蓄積された酸により培地のｐＨはその中にある微生物が増殖しない点まで低下し、酸生産が最終的に停止する。この理由から、酸を少なくとも一部的に中和し、微生物の継続的な増殖を許容する十分なレベルでそのｐＨを維持する試薬を発酵反応に添加することが必要である。
【００８３】
一般的に使用される中和試薬は、アンモニアの塩基性溶液であり、その化学式はＮＨ３である。
【００８４】
有利なことに、この培養工程中、培養過程を妨げることなく、特に培養レシピエントからバイオマスを除去することなく、発酵ブロスが連続的に収集される。
【００８５】
あるいは、発酵ブロスは、再び培養過程を妨げることなく、特定の時点で収集されてもよい。
【００８６】
これらの実施形態によれば、培養工程は「連続的」である。
【００８７】
この実施からの産業的利益および経済的利益は、培養が開始段階にあるのは一度のみのため時間面と原材料面での利益であり、別の利益は微生物培養の汚染リスクが低いことである。
【００８８】
本発明の別の実施形態によると、有機酸塩を生産する過程は、バッチまたは流加培養条件で実現される。この場合、発酵ブロスは培養の終了時に収集される。
【００８９】
過程の工程（ｉｉ）：発酵ブロスの前処理
本発明による過程は、少なくとも以下の副工程を含む、発酵ブロスの前処理工程（ｉｉ）により特徴付けられる：
ａ．清澄化工程、
ｃ．清澄化発酵ブロスの蒸発、次いで前記有機酸を含む揮発性画分（ＣＶＡＦ）の凝縮による有機酸の分離、したがって不揮発性の固体不純物、主に塩の発酵ブロスからの除去。
【００９０】
発酵ブロスの清澄化工程（ａ）は、発酵培地を清澄化し、前記発酵培地から不溶性有機不純物を除去することを意味する。培地の清澄化は、当業者に周知の任意の方法によって実行されるが、この方法は、例えば、加熱、軟凝集、デカンテーション、膜技術（精密ろ過、限外ろ過、透析ろ過、ナノ濾過、および逆浸透など）ならびに遠心分離からなる群から選択される。
【００９１】
任意のｐＨ調節工程（ｂ）を実施することができ、この工程は、ブロスに含まれる回収が意図される有機酸のｐＫａよりもｐＨ値を低くするためにブロス中に鉱酸を添加することから構成される。
【００９２】
この任意選択の工程は、そのプロトン化された形態での有機酸の比率を最大化するため、したがって工程（ｃ）の凝縮揮発性画分での回収を最適化するために実施される。
【００９３】
このｐＨ（酸性化）の調節は、当業者に周知の任意の方法によって実施され、この方法は、例えば、硫酸、硝酸、リン酸および塩素酸からなる群から選択される鉱酸の添加によって実施される。
【００９４】
当業者であれば、回収が意図されるさまざまな有機酸のｐＫａを把握しており、回収が意図される有機酸のｐＫａよりも低い清澄化ブロスのｐＨを得るために、任意のｐＫａに従ってｐＨを調節することができる。
【００９５】
以下の表１は、複数の有機酸のｐＫａを示す。この表は、多くのアミノ酸を含む有機化合物の酸塩基解離定数を列挙している。すべてのデータは、水溶液を希釈するために適用され、酸解離定数Ｋａの負の対数であるｐＫａの形態で提示される。
【表１】
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【００９６】
工程（ｃ）は、蒸発および凝縮という２つの連続的な工程による分離工程である。
【００９７】
第一に、気体部分と固体部分を分離するために、清澄化発酵ブロスが蒸発ユニット内で加熱される。蒸発ユニットの操作パラメータは、それぞれの処理された清澄化ブロスについて最適化される。低圧（＜１バール）をかけることができ、温度は圧力値に依存する（例えば、５００ｍバールでは、特定のクロストリジウム発酵ブロスの濃縮物の温度は約１１０°Ｃ）。標的の有機酸に応じて、当業者であれば、揮発性画分における前記標的有機酸の蒸発を最大化するように条件を適合することができる。
【００９８】
第二に、水、アンモニウムおよび有機酸を含む気体の揮発性部分が収集され、一方で塩などの不純物を含む固体の不溶性部分が除去される。
【００９９】
収集された気体部分は次に、この部分の冷却によって凝縮され、その後に凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）として指定される液体部分が得られる。
【０１００】
一実施形態では、この分離工程は、ブロスの成分の揮発性の違いを利用して選択的蒸発および凝縮によって揮発性成分を発酵ブロスから分離する過程である蒸留によって実現されうる。この実施形態によると、回収された有機酸は、他の揮発性化合物の間で選択され、ＣＶＡＦは、有機酸、および有機酸と同じ揮発性を持つ化合物のみを含む。
【０１０１】
有機不純物の除去を改善するために、発酵ブロスの前処理に対して他の工程を適用することができる。これらの工程は任意のものである。発酵ブロスが高いアルコール量を含む場合に、これらの工程が特に重要でありうる。これらには、特に、有機酸の回収収率を改善するための蒸留（主に発酵ブロスがクロストリジウムブロスの場合に使用される）および／または水を除去し有機酸を濃縮させるための逆浸透の副工程を含む。
【０１０２】
任意選択の工程（ｉｉｉ）
本発明の方法は、少なくとも４つの連続的な工程のシーケンスで定義されるが、任意の補足的な工程を方法のシーケンスに統合できることが理解されよう。
【０１０３】
特に、補足的な工程（複数可）は、発酵ブロスの前処理工程（ｉｉ）の直後に実施できる。
【０１０４】
これらの任意選択の工程は、発酵ブロスが高レベルの不純物またはアンモニアを呈する場合に回収された有機酸塩の収率および純度を増加させることを意図している。
【０１０５】
前述したように、発酵中、生産された有機酸は培地に蓄積してその中の微生物がもはや増殖しない地点までｐＨを低下させる。このため、微生物の継続的な増殖を許容するのに十分なレベルでｐＨを維持するために、アンモニアまたは尿素またはアンモニア気体の塩基性溶液が発酵中に連続的に添加される。
【０１０６】
結果として、発酵ブロスは、酸性溶液中でアンモニウム陽イオンＮＨ４＋に変換された高レベルのアンモニアを含みうる。
【０１０７】
本発明の実施形態では、方法は、ＣＶＡＦ中に存在するアンモニウム陽イオンの除去工程（ｉｉｉ）を含む。
【０１０８】
この工程は、アンモニウム陽イオン、好ましくは強力な陽イオン樹脂を結合できる陽イオン交換体にＣＶＡＦを通過させることによって、発酵ブロスの前処理工程（ｉｉ）の後に実施される。
【０１０９】
従って、「陽イオン樹脂処理画分」が得られる。
【０１１０】
任意選択の工程（ｉｖ）
本発明の一実施形態では、ＣＶＡＦまたは陽イオン樹脂処理画分に含まれる有機酸を精製するために任意選択の工程（ｉｖ）が実施される。
【０１１１】
この工程は、有機酸の共役塩基に結合できる陰イオン交換体、好ましくは強力な陰イオン樹脂に、任意選択の工程（ｉｉｉ）からのＣＶＡＦまたは陽イオン樹脂処理画分を通過させることからなる。
【０１１２】
陰イオン交換体は、有機酸の共役塩基（形態Ａ−）を固定化できるイオン交換体樹脂であり、これらの共役塩基の脱共役（溶出）は、前記陰イオン交換体に無機塩基を添加することによって達成される。無機塩基は、樹脂に結合する陰イオン（水酸化物など）、および溶出液画分中で共役塩基と錯体を形成する陽イオン（例えば、ナトリウム陽イオン）を含む。
【０１１３】
過程の工程（ｖ）：無機塩基の添加
発酵ブロスの前処理後、得られたＣＶＡＦは無機塩基の添加を受け、有機酸塩を生成する。
【０１１４】
任意選択の工程（ｉｉｉ）が実施されると、無機塩基が陽イオン交換体から陽イオン樹脂処理画分に添加される。
【０１１５】
任意選択の工程（ｉｖ）が実施されると、共役塩基が結合される陰イオン交換体に無機塩基が添加される。発酵ブロスが高いアルコール量を含む場合に、これらの工程が特に重要でありうる。
【０１１６】
有機酸塩を生成するために使用される無機塩基は、ヒトおよび／または動物への経口投与に適した無機塩基から有利に選択される。
【０１１７】
無機塩基は、ナトリウム、カルシウム、カリウム、マグネシウム、およびそれらの混合物の塩からなる群から選択されることが好ましい。
【０１１８】
有機酸塩を得るために使用される無機塩基は、水酸化ナトリウム、水酸化カルシウム、水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸カリウム、炭酸マグネシウム、酸化ナトリウム、酸化カルシウム、酸化カリウム、酸化マグネシウム、およびこれらの混合物からなる群から選択されることが好ましい。
【０１１９】
より好ましくは、添加された無機塩基は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウムおよび酸化ナトリウムから選択される。
【０１２０】
本発明の一実施形態では、少なくとも２つの異なる無機塩基（すなわち、混合物）が、ＣＶＡＦ、または陽イオン樹脂処理画分または陰イオン交換体に添加される。
【０１２１】
本発明の一実施形態では、上記に列挙した無機塩基から選択される１つの無機塩基のみが方法の工程（ｖ）で添加される。
【０１２２】
この実施形態によると、方法により得られるものなどの有機酸塩の混合物は、異なる有機酸から成り、単一の陽イオン、例えばマグネシウムイオン、カリウムイオン、またはカルシウムイオンと、好ましくはナトリウムイオンと組み合わせられる。
【０１２３】
本発明の好ましい実施形態では、添加された無機塩基は水酸化ナトリウムである（ナトリウム陽イオンＮａ＋と水酸化物陰イオンＯＨ−からなるＮａＯＨ）。
【０１２４】
これらの無機塩基は、効率的な量で、すなわち、存在する有機酸の量を有機酸塩に変換するのに必要な化学量論比で添加されることが理解されよう。
【０１２５】
当業者であれば、ＣＶＡＦまたは陽イオン樹脂処理画分または陰イオン交換体に添加するべき効率的な量の無機塩基を、体積分率の関数で決定することができる。この量はまた、無機塩のタイプおよび培養された微生物のタイプ、したがって生産される主な有機酸のタイプに依存する。添加される無機塩基の典型的な量は、ＣＶＡＦ  １キログラムあたり５グラム〜５００グラムである。
【０１２６】
過程の工程（ｖｉ）：ＣＶＡＦまたは陽イオン樹脂処理画分または溶出液の残りの水の除去、および形成された有機酸塩の回収
本発明による方法の最後の基本的工程は、ＣＶＡＦまたは陽イオン樹脂処理画分または溶出液から有機酸塩を回収することからなる。
【０１２７】
有機酸塩は溶液中にあるため、残りの水を除去する工程が必要である。
【０１２８】
残りの水の除去は、乾燥、蒸発、真空乾燥、または吸湿性化合物の使用など、当業者に知られている任意の技術によって実施されうる。
【０１２９】
この工程（ｖｉ）は、蒸発、噴霧化、造粒化、凝集、結晶化、液体／固体分離、ろ過、および遠心分離からなる群から選択される１つ以上の副工程を含みうる。
【０１３０】
蒸発は、蒸発ユニット内の水の除去を意味する。残りの水の一部を蒸留するために、圧力および温度が制御される。濃縮物は有機酸塩を含み、異なる有機酸塩の溶解性に関して濃度が最適化される。この工程はその次の工程にとって費用節約となる。
【０１３１】
噴霧化は、液体の多数の小液滴への変換を指定する。この変換過程は、液体の表面上へのかく乱の形成を通して、またその後の環境ガスからのエネルギーおよび運動量移動による増幅を通して進む。
【０１３２】
造粒化は、濃縮されたＣＶＡＦまたは画分または溶出液が噴霧ノズル内で粉末の流動層へと処理される過程を意味する。粉末は、噴霧化により、または噴霧式造粒機で直接的に取得することも、または以前の生産から回収することもできる。有機酸塩の溶液は粒子表面上に粉砕され、加熱された空気が水を排除し、その結果として有機酸塩は粒子上で直接結晶化する。粒子サイズは、供給流量、噴霧ノズルの空気圧、乾燥産物の再使用率、装置内での滞留時間の変動によって制御される。
【０１３３】
凝集とは、粉末粒子が接着して、より大きな多粒子構造体（顆粒と呼ばれる）を形成する過程を意味する。これは、粒子の間に結合を生むことによって粒子を集合させる過程である。結合は、結合剤、好ましくは有機酸塩溶液を用いて形成される。ＣＶＡＦまたは画分または溶出液中に含まれる塩の固体粒子は、有機酸塩の粒子を作るために凝集される。凝集は、乾燥工程の前または後に行われるかに依存して、湿式造粒化または乾式造粒化により実施されうる。
【０１３４】
結晶化工程は、固体の塩を回収するように有機塩を結晶化することからなる。この結晶化工程は、冷却による結晶化、蒸発結晶化による結晶化および断熱結晶化からなる群から選択される技術手段によって実施されうる。結晶化の後には通常、結晶化した有機塩を液体から分離するために、遠心分離またはろ過の工程が続く。
【０１３５】
液体／固体分離、ろ過、および遠心分離の技術は、例えば、結晶化の後に有機酸塩が固体粒子である場合に、ＣＶＡＦまたは画分または溶出液の残りの液体から有機酸塩を分離することを意図する。
【０１３６】
この最後の工程（ｖｉ）は、固体の乾燥形態での有機酸塩を回収するために当業者に知られている任意の方法に従って実施されうることが理解される。
【０１３７】
特定の実施形態
本発明の方法を例示する５つのスキームを以下に示す。これらのすべての工程のシーケンスは、必要な４つの工程を含み、そのシーケンスに一部の任意選択の工程を含んでもよい。
【０１３８】
スキーム１
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、次の連続的な工程を含む：
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
・前記発酵ブロスの清澄化と、
・前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、前記有機酸を含有する揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）とを含む工程と、
ｖ）前記ＣＶＡＦに無機塩基、好ましくは水酸化ナトリウムを添加する工程と、
ｖｉ）噴霧化または造粒化または結晶化、ならびに形成された有機酸塩の乾燥および／または蒸発する工程。
【０１３９】
図１に提示したこのスキームでは、産物の最終的状態を最適化するために、水を除去する工程（ｖｉ）が調整される。本発明の一実施形態では、この工程は有機酸塩の噴霧化または造粒化を含む。
【０１４０】
有利なことに、水を除去する工程は、結晶化の技術によって実行され、その後に液体／固体分離、または遠心分離を最終乾燥の前に行ってもよい。
【０１４１】
結晶性物質を分離するために、遠心分離または液体／固体分離の代わりにろ過の副工程を過程に導入できることが理解される。
【０１４２】
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、スキーム１に列挙された連続的な工程からなる。
【０１４３】
スキーム２
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、次の連続的な工程を含む：
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
・前記発酵ブロスの清澄化と、
・前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）とを含む工程と、
ｉｖ）陰イオン交換体、好ましくは強力な陰イオン樹脂にＣＶＡＦを通過させる工程と、
ｖ）前記有機酸の結合された共役塩基を溶出して前記共役塩基を含む溶出液を得るために、陰イオン交換体に無機塩基を添加する工程と、
ｖｉ）溶出液の蒸発、その後に噴霧化または造粒化または結晶化を行い、次いで形成された有機酸塩を収集するために遠心分離および乾燥する工程。
【０１４４】
このスキームを図２に概略的に示す。
【０１４５】
陰イオン樹脂へ共役塩基の結合に干渉しうる高レベルのアンモニウム陽イオンのため、強力な陰イオン樹脂を使用することが好ましい。
【０１４６】
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、スキーム２に列挙された連続的な工程からなる。
スキーム３
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、次の連続的な工程を含む：
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
・前記発酵ブロスの清澄化と、
・前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）とを含む工程と、、
ｉｉｉ）陽イオン交換体にＣＶＡＦを通過させて、アンモニウム陽イオンを結合することによって、ＣＶＡＦ中に存在する陽イオンを除去する工程と、
ｉｖ）工程（ｉｉｉ）で得られた陽イオン樹脂処理画分を陰イオン交換体に通過させる工程と、
ｖ）陰イオン交換体に無機塩基を添加して、結合された共役塩基を溶出する工程と、
ｖｉ）溶出液の蒸発、その後に噴霧化または造粒化または結晶化を行い、次いで形成された有機酸塩を収集するために遠心分離および乾燥する工程。
【０１４７】
陽イオン交換体は、ＣＶＡＦ中に存在するアンモニウム陽イオン（ＮＨ４＋）を固定化できるイオン交換体樹脂であり、樹脂に通過させた後に得られた陽イオン樹脂処理画分は、有機酸の共役塩基を含む。陽イオン樹脂は、好ましくは強力な陽イオン樹脂である。
【０１４８】
工程（ｉｖ）では、有機酸の共役塩基（形態Ａ−）を固定化できる陰イオン交換体に陽イオン樹脂処理画分を通過させ、これらの共役塩基の脱共役（溶出）を、イオン交換体に固定化される陰イオン（例えば、水酸化物）および溶出液画分中の共役塩基と錯体を形成する陽イオン（例えば、ナトリウム陽イオン）を含む無機塩基の添加によって達成することができる。
【０１４９】
図３に示すこのスキームでは、アンモニウム陽イオンが以前に除去されているため、陰イオン交換体は強力な陰イオン性樹脂でも弱い陰イオン樹脂でも違いがない。
【０１５０】
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、スキーム３に列挙された連続的な工程で構成される。
スキーム４
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、次の連続的な工程を含む：
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
・前記発酵ブロスの清澄化と、
・前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）とを含む工程と、
ｉｉｉ）ｐＨ調節されたＣＶＡＦを陽イオン交換体に通過させることにより、ＣＶＡＦからアンモニウム陽イオンを除去する工程と、
ｖ）陽イオン樹脂処理画分に無機塩基を添加する工程と、
ｖｉ）陽イオン樹脂処理画分の残りの水を除去し、形成された有機酸塩を収集する工程。
【０１５１】
このスキームを図４に概略的に示す。
【０１５２】
陽イオン交換体は、ＣＶＡＦ中に存在するアンモニウム陽イオン（ＮＨ４＋）を固定化できるイオン交換体樹脂であり、樹脂に通過させた後に得られた陽イオン樹脂処理画分は、有機酸の共役塩基を含む。陽イオン樹脂は、好ましくは強力な陽イオン樹脂である。
【０１５３】
本発明の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、スキーム４に列挙された連続的な工程から成る。
【０１５４】
スキーム５
本発明の別の特定の実施形態によると、有機酸塩を生産する方法は、次の連続的な工程で構成される。
ｉ）有機酸を含む発酵ブロスを得るために、十分な期間にわたり炭素源および窒素源を含む適切な培養培地で微生物を培養する工程と、
ｉｉ）前記発酵ブロスを少なくとも以下の工程で前処理する工程であって、
・前記発酵ブロスの清澄化と、
・前記清澄化発酵ブロスの蒸発による有機酸の分離、次いで、揮発性画分の凝縮（以下、凝縮揮発性酸画分（ＣＶＡＦ）と指定）とを含む工程と、
・鉱酸を添加することによってＣＶＡＦからアンモニウム陽イオンを除去し、その後にｐＨ調節されたＣＶＡＦの蒸発結晶化を行い、凝縮蒸留物（二重凝縮揮発性酸画分はＤＣＶＡＦと呼ぶ）で有機酸を回収し、アンモニウムから形成された無機塩基を結晶の遠心分離／乾燥により回収することと、
ｖ）前記ＤＣＶＡＦに無機塩基を添加する工程と、
ｖｉ）ＤＣＶＡＦの残りの水を除去し、形成された有機酸塩を回収する工程。
【０１５５】
図５に示すスキーム５では、鉱（無機）酸を添加する任意の工程が、工程（ｉｉ）と（ｖ）の間で行われる。
【０１５６】
硝酸、硫酸、およびリン酸などの鉱酸の添加は、アンモニウム塩を生成するためにアンモニウム陽イオンを用いて化学量論的量で行われる。この工程では、ＣＶＡＦのｐＨの中和化が許容されるため、ｐＨは低く、有機酸はプロトンＡＨの形態である。
【０１５７】
本発明の好ましい実施形態では、鉱酸は硫酸である。
【０１５８】
気体部品内の揮発性有機酸（ＤＣＶＡＦ）を回収し、結晶性物質中に含まれるアンモニウム塩を分離するために、その後の蒸発結晶化の工程が実施される。前記結晶性物質は、廃水の代わりに、第一の蒸留工程で損失した有機酸から直接の貴重なアンモニウム塩を回収するために、ろ過および乾燥によって処理することができる。
【０１５９】
次にＤＣＶＡＦは工程（ｖ）および（ｖｉ）に従って前述するように処理される。
【０１６０】
特定の組み合わせ
第一の実施形態では、本発明による方法は、酪酸塩を生産する方法である。
【０１６１】
本発明の特定の実施形態によると、酪酸塩を生産する方法は、クロストリジウム科、好ましくはクロストリジウム・アセトブチリクム種の微生物を培養することを含む。
【０１６２】
本発明のより特定の実施形態によると、方法は酪酸ナトリウム塩を生産することを意図している。
【０１６３】
第二の実施形態では、本発明による方法は、酢酸塩、または酢酸塩および酪酸塩を生産する方法である。
【０１６４】
本発明の特定の実施形態によると、酢酸塩および酪酸塩を生産する方法は、ユウバクテリウム科、好ましくはユウバクテリウム・リモサム種の微生物を培養することを含む。
【０１６５】
第三の実施形態では、本発明による方法は、グリコール酸塩を生産する方法である。
【０１６６】
本発明の特定の実施形態によると、グリコール酸塩を生産する方法は、腸内細菌科、好ましくは大腸菌種の微生物を培養することを含む。
【０１６７】
本発明の特定の実施形態によると、グリコール酸塩を生産する方法は、サッカロミセス属、好ましくはピキア・クドリアブゼビ種の微生物を培養することを含む。
【０１６８】
第四の実施形態では、本発明による方法は、少なくとも１つの、乳酸を生産する微生物を培養することを含む、乳酸塩を生産する方法である。
【０１６９】
第五の実施形態では、本発明による方法は、少なくとも１つの、プロピオン酸を生産する微生物を培養することを含む、プロピオン酸塩を生産する方法である。
【０１７０】
第六の実施形態では、本発明による方法は、少なくとも１つの、吉草酸を生産する微生物を培養することを含む、吉草酸塩を生産する方法である。
【０１７１】
第七の実施形態では、本発明による方法は、少なくとも１つの、酢酸を生産する微生物を培養することを含む、酢酸塩を生産する方法である。
【０１７２】
得られる有機酸塩
本発明の方法は、特定の有機酸塩の選択工程を含まない。したがって、生産された有機酸塩は、少なくとも２つの異なる有機酸塩の混合物という形態で回収される。
【０１７３】
本発明は、前述の方法によって得られるものなどの有機酸塩の混合物に関連する。
【０１７４】
これらの有機酸塩は、有機酸の共役塩基、ならびにナトリウム陽イオン、マグネシウム陽イオン、カリウム陽イオンまたはカルシウム陽イオンなどの無機陽イオンからなる。
【０１７５】
好ましい実施形態では、有機酸塩のこの混合物は、１つの単一タイプの陽イオン、好ましくはナトリウム陽イオンを含む塩のみから構成される。例えば、得られる混合物は、酪酸ナトリウム塩、および酢酸ナトリウム塩を含むものとする。
【０１７６】
別の好ましい実施形態では、有機酸塩のこの混合物は主要成分を含み、この前記主要成分の重量は混合物重量の５０％以上であることを意味する。
【０１７７】
別の好ましい実施形態では、有機酸塩のこの混合物は少なくとも２つの主要成分を含み、この前記主要成分の重量は、混合物重量の５０％以上であることを意味する。
【０１７８】
混合物の各成分の重量の評価は、混合物中に存在する各有機酸塩の分離後、ＨＬＰＣおよび質量分析法などの通常の技術によって当業者により実施されうる。
【０１７９】
回収された各有機酸の割合は、少なくとも、培養される微生物、および前記微生物の発酵時間に依存する。
【０１８０】
本発明の特定の実施形態では、混合物の主要成分は酪酸塩およびその誘導体である。
【０１８１】
好ましくは、これらの酪酸塩およびその誘導体は酪酸ナトリウム塩である。
【０１８２】
本発明の別の実施形態では、混合物の主要成分は、酪酸塩および酢酸塩、ならびにその誘導体であり、好ましくは酪酸ナトリウム塩および酢酸ナトリウム塩である。
【０１８３】
本発明の別の実施形態では、混合物の主要成分は、グリコール酸塩およびその誘導体であり、好ましくはグリコール酸ナトリウム塩である。
【実施例】
【０１８４】
本発明は以下の実施例でさらに定義される。これらの実施例は、本発明の好ましい実施形態を示すものの、例示目的でのみ提供されることが理解されるべきである。上記の開示およびこれらの実施例から、当業者であれば、本発明の本質的な手段を変更することなく、さまざまな使用および条件に適合させるために本発明のさまざまな変更を行うことができる。
【実施例１】
【０１８５】
クロストリジウム・アセトブチリクム株を用いた１，３−プロパンジオール生産の発酵ブロスからの有機酸塩の回収
クロストリジウム・アセトブチリクム組み換え型株は、連続的な発酵槽で発酵され、欧州特許出願第２４２７５６２号、同第２６３８１７２号、および未公開の欧州特許出願第１７３０５１８７．１号に記載されるように、１，３−プロパンジオールを生産する。
【０１８６】
発酵中に生産されるいくつかの有機酸は、例えば、酪酸、ギ酸、および酢酸としての副産物とみなされる。過程の発酵工程（ｉ）後の発酵ブロスの典型的な組成物を以下に示す。
【表２】
2020535826.tif 000003
【０１８７】
発酵ブロスの清澄化（工程ｉｉ．ａ．）後、バイオマスのみが発酵ブロスから除去されたため、組成物はほぼ変化していない。
【０１８８】
工程（ｉｉ．ｃ）を、蒸発および凝縮の２段階以上を用いて、また一部の凝縮物の逆浸透工程を用いて、揮発性有機酸を分離するために実施する。工程ｉｉ．ｃの終わりに得られたＣＶＡＦは、以下の組成物である。
【表３】
2020535826.tif 000004
【０１８９】
揮発性有機酸の純度は、発酵ブロスの組成物に関しておよそ４倍増加した。
【０１９０】
このＣＶＡＦでは、任意の工程（ｉｉｉとｉｖ）はいずれも行われない。
【０１９１】
無機酸の添加工程（ｖ）は、重曹（重炭酸ナトリウム）の添加によって実施される。化学量論比の重曹／有機酸を得るための重曹量はＣＶＡＦの１キログラムあたり３２ｇである。
【０１９２】
工程（ｖｉ）：次にこの溶液を蒸発によって濃縮した。流下膜式蒸発器を大気圧で使用し、最終濃縮物の温度は約１１２°Ｃであった。水およびアンモニアを蒸留物中で回収し、その一方で両方の有機酸ナトリウム塩を濃縮物中で回収した。濃縮物の組成物を以下の表に示す。
【表４】
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【０１９３】
アンモニウムをナトリウムで置換することにより、全体的な乾物含量が増加し、相対純度が低下した。この工程の後のナトリウム塩中の組成物を以下の
表５に示す。
【表５】
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【０１９４】
この濃縮物を、噴霧式造粒ノズルを使用して流動層乾燥機で処理した。使用した機器は、Ｇｌａｔｔ（登録商標）のＰｒｏｃｅｌｌ  Ｌａｂｓｙｓｔｅｍであった。有機酸ナトリウム塩溶液をチャンバー内に噴霧する間に、加熱された空気を使用して産物を乾燥させた。乾燥産物の粒度分布を最適化するために、装置の出口で分類システムを使用した。
【表６】
2020535826.tif 000007
【０１９５】
Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  ３０００（Ｍａｌｖｅｒｎ（登録商標））を使用して乾燥産物の粒度分布を測定したところ、産物は薄く、空気圧下で良好な機械的抵抗を持つことを示した。
【０１９６】
以下の表は、相対純度をブロスの組成物と比較できるように、有機酸濃度を使用して乾燥産物の組成物を提供している。
【表７】
2020535826.tif 000008
【０１９７】
本発明の主な工程を適用することにより、有機酸ナトリウム塩を含む乾燥産物が得られ、発酵ブロスの初期組成物に関して純度が約４倍増加した。
【実施例２】
【０１９８】
クロストリジウム・アセトブチリクム株を用いた１，３−プロパンジオール生産の発酵ブロスからの純粋な酪酸ナトリウム塩の回収
本発明による過程は、前記特定の有機酸、例えば酪酸などの純粋溶液からの特定の有機塩の生産を可能にする。
【０１９９】
クロストリジウム・アセトブチリクム株を用いた発酵ブロスは、工程（ｉｉ）に従って前処理される。次いで、ＣＶＡＦを精製過程に通し、純粋な酪酸を回収する。
【０２００】
次いで、過程の工程（ｖ）（無機塩基、特にナトリウム塩の添加）を行って純粋な酪酸ナトリウム溶液が得られるようにし、その後、実施例１に記載したのと同一の乾燥機を使用して工程（ｖｉ）で処理を行う。
【０２０１】
噴霧式造粒法によって得られた乾燥産物は、酪酸ナトリウム含有量が９８．５％である（１．５％水）。組成物を以下の表８に示す。
【表８】
2020535826.tif 000009
【０２０２】
得られた純粋な酪酸ナトリウムは、小円球からなる白色の粉末である。
【０２０３】
Ｍａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ  ３０００（Ｍａｌｖｅｒｎ（登録商標））を使用して乾燥産物の粒度分布を測定したところ、産物は薄く、空気圧下で良好な機械的抵抗を持つことを示した。
【０２０４】
本実施例は、本発明の過程が補足的な精製工程を含みうること、またその場合には産物の純度を同一の発酵ブロスから改善できることを示す。酪酸の純度は、液体ブロス中の初期純度に関して５倍以上増加した（実施例１では４倍）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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