Amino Acids Produced from Marine Wastes

High-temperature high-pressure Water Reaction
Proteins

Amino acids

H
N C CO nHRH
H2N C COOH
RHydrolysis(Non-Catalytic)

Organic acids
H
R' C COOH
RDecomposition

Ammonia
NH3

Value added
リボビタン チボビタンD
チボビタンD
リボビタン
タウリン
1000kg
配合

ウリン
ケイン君

FUGIELAB

for Medicine, Fine Chemicals,Industrial Materials

CompostMarine Wastes(Entrails, Bones, etc.)
the Treaty of London ( since 1996 )For Agriculture高温高圧水反応によるタンパク質廃棄物からのアミノ酸回収

廃棄物の再資源化〇循環型社会形成基本法
食品リサイクル法容器包装リサイクル法など〇処分場不足、海洋投棄の禁止（ロンドン条約）

魚内臓や廃魚肉等・・・水産加工業
皮革屑・・・皮革製造業
シルク屑・・・絹織物製造業など

コンポスト化タンパク質含有廃棄物

農耕地肥料
畜産肥料など再資源化技術の開発

水熱反応
アミノ酸タンパク質H
N C COHRn加水分解（無触媒）H
H2N C COOH
R

医療品原料
化学原料などAmino acid recovery from protein wasteby high-temperature and high-pressure water reaction

Recycling of waste〇The Basic Law for Establishing the Recycling-based Society
food recycling law, packing recycling law, etc.
〇Lack of landfill , prohibit dumping wastes into sea（London convention 1972）

Meat and organ scraps・・・Fisheries
Leather scraps・・・Leather industry
Silk scraps・・・Silk industry

compostingWastes contain proteins
Development of recycle technology

CompostLivestock feedetc.

Hydrothemal reaction
Protein
HN C COHRHydrolysisn（Uncatalyst）

Amino-acidH
H2N C COOH Medical and chemical
ingredients, etc.
Rコラーゲンの反応に伴う炭素・窒素収支
260℃、4.7MPa
窒素収支

炭素収支

200
100010タンパク質(ペプチド）不明分 (アミン類等)
アンモニア

160

300

0

遊離アミノ酸不明分 (アミン類等)
有機酸

窒素濃度 [mg-N/g-dry]

炭素濃度 [mg-C/g-dry]

遊離アミノ酸タンパク質(ペプチド)400

306012080400

反応時間 [min]0103060

Carbon and nitrogen balance by reaction of collagen
260℃、4.7MPa
Nitrogen balance

Carbon balanceProtein(Peptide)

Unknown(Amines, etc.)
Organic acid

400300200
10000103060

Free amino acids

Nitrogen concentration[mg-N/g-dry]

Carbon concentration[mg-C/g-dry]

Free amino acids

Protein(Peptide)

Unknown(Amines, etc.)
Ammonia

160
120
80
400

Reaction time[min]0103060

30分における各試料の反応状態
260℃、4.7MPa

700

タンパク質(ペプチド)

各成分量 [mg/g-dry]

600

遊離アミノ酸

500
400

300
200
1000
コラーゲン

魚腸骨

豆乳

牛肉

卵白

Reaction state of each sample in 30 minutes
260℃、4.7MPa

The quantity of each ingredient [mg/g-dry]

700

Protein (peptide)
600Free amino acid

500400300
200
1000Collagen

Fish ileum

Soy milk

Beef

Egg albumen

水熱合成反応によって得られるアミノ酸
OO
HO+
OHO
ピルビン酸

NH2OH+2－ケト酪酸

OOOH

グルタミン酸OOOO

NH 2OH+HOアラニン
OOH

NH 2グリシンO

OH
NH 22－アミノ酪酸

OOH

オキソグルタル酸+

O
OH

O
グリオキシル酸

オキソ酸とアミノ酸であれば、アミノ酸の生成が可能
アミノ基転移反応に似た反応○高温高圧水を用いたアミノ酸の合成方法〇高温高圧水を用いたグルタミン酸からのγ―アミノ酪酸の合成方法

Amino acids obtained by Hydrothermal synthesis
OOO

HO+
OHO
Pyruvic acid

NH2OH+NH 2OHAlanineOOH

NH 22-ketobutyric acid GlycineOOHGlutaminic acidOOOOOHO+HOO

OH

Oxoglutaric acid+OOH

NH 2O
2-aminobutyric acid Glyoxylic acid

It is possible to produce an amino acid from an oxoacid and anotheramino acid
The reaction is similar to transamination○Method for synthesizing amino acid using high temperature-high pressure water〇Method for synthesis of gamma-aminobutyric acid from glutamic acid using high temperature-high pressure water水熱反応中におけるＧｌｙＧｌｙの分解経路
グリシルグリシン

脱水縮合？

NH 2 CH 2 CO -NH CH2 COOH

脱水反応
加水分解反応グリシンNH 2CH 2COOH

グリシン無水物

NHCH2CO［ OCCH］
2HN

脱炭酸反応

メチルアミンNH 2 CH 3脱アミノ反応
OHCO 2NH 3

HO CH 2COOH

HCOOH

グリコール酸ギ酸

CH 3 COOH
酢酸分解？

環状ジペプチドの合成○高温高圧水を用いた環状ペプチドの合成方法 特開2003-252896

Degradation pathway of Gly-Gly in Hydrothermal reaction
Glycylglycine (Gly-Gly)

Dehydration synthesis？

NH 2 CH 2 CO -NH CH2 COOH

Dehydration reaction
Glycine anhydride

Hydrolysis
reaction
Glycine

NH 2CH 2COOH

NHCH2CO［ OCCH］
2HN
Decarbonation

Methylamine

NH 2 CH 3Deamination
OHCO 2NH 3
HO CH 2COOH
GlycolCH 3 COOH
Acetic acidDegradation？

Synthesis ofCyclic dipeptidesHCOOH
Formic acid
○ Synthetic method of cyclic dipeptide
by using high-temperature high-pressure water
Patent publication 2003-252896