專利名稱：L-天冬氨酸的制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及L-天冬氨酸的制造方法，具體地說，涉及以馬來酸或馬來酐為原料、可用于利用酶作用制造L-天冬氨酸的工業(yè)上有利的工藝。
背景技術：
L-天冬氨酸作為醫(yī)藥、食品添加劑的需要日益增加。雖然也有人在探討新用途的開發(fā)，但迄今為止還沒有確立經(jīng)濟上有利的工業(yè)工藝。因此，如果使以低廉制造成本大量生產(chǎn)成為可能，則可以預期對L-天冬氨酸的需求會急劇增加。
以前，作為L-天冬氨酸的制造法，已知有以富馬酸為原料、在氨的存在下、借助于天冬氨酸酶或能產(chǎn)生此種酶的微生物的作用以酶法得到天冬氨酸這樣的方法。
然而，先有方法由于用硫酸或鹽酸使酶反應得到的L-天冬氨酸銨酸析，因而大量副產(chǎn)經(jīng)濟價值低的無機酸銨鹽，結果，提高了L-天冬氨酸的制造成本。
另一方面，有人提出了用馬來酸或馬來酐使酶反應得到的L-天冬氨酸銨酸析并在回收L-天冬氨酸結晶之后把含有馬來酸銨的母液作為原料利用的方法(EP 127,940)。按照這種方法，由于使用容易大量得到而且廉價的馬來酐作為原料，因而如果能以穩(wěn)定的連續(xù)操作得到所希望的L-天冬氨酸，則能成為工業(yè)上非常有希望的方法。
但在上述專利方法的情況下，當進行L-天冬氨酸銨的晶析時若不添加大量馬來酸就不能提高L-天冬氨酸結晶的回收率。因此，晶析步驟添加的馬來酸量便成為超過要晶析的L-天冬氨酸數(shù)量的條件。由于這一原因，晶析后含有馬來酸銨的母液若再循環(huán)即添加到反應體系中使用，則會使體系內(nèi)的L-天冬氨酸濃度逐漸提高，因而不能繼續(xù)進行穩(wěn)定的連續(xù)操作?？偠灾?，用上述專利方法，是難以進行工業(yè)上的連續(xù)操作的。
發(fā)明公開本發(fā)明的目的是提供一種以馬來酸為原料的L-天冬氨酸制造工藝，其中所生成的L-天冬氨酸銨水溶液通常用恒定量馬來酸進行高效率酸析，酸析后含馬來酸銨的母液即使添加到反應體系中再循環(huán)，也有可能進行十分均衡而穩(wěn)定的連續(xù)操作。
本發(fā)明者等人鑒于上述實際情況而進行深入研究的結果，發(fā)現(xiàn)L-天冬氨酸銨晶析所生成的馬來酸銨是單銨鹽，另一方面，以此為原料得到的L-天冬氨酸銨則是單銨鹽和二銨鹽的混合物。扼要地說，為了中和反應后的L-天冬氨酸銨，需要與L-天冬氨酸銨等摩爾以上的馬來酸，并生成與此對應量的馬來酸單銨鹽。因此，如果以此為原料制造L-天冬氨酸銨，則還需要與此等摩爾以上的馬來酸作為酸析劑。
因此，在本發(fā)明中，想到了將酶反應后的L-天冬氨酸銨水溶液蒸餾或吹脫，使銨鹽實質上完全變成單銨鹽，然后用馬來酸使其酸析，從而有可能長期十分穩(wěn)定地進行L-天冬氨酸的連續(xù)制造，終于完成了本發(fā)明。
即，本發(fā)明的要旨存在于包含下列步驟的L-天冬氨酸制造方法之中。
以馬來酸和/或馬來酐為原料制造L-天冬氨酸的工藝包括(1)從含有馬來酸單銨的水溶液通過異構化反應和在氨存在下由天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應生成L-天冬氨酸銨的反應步驟(2)將步驟(1)得到的反應液蒸餾或吹脫，使所生成的L-天冬氨酸銨實質上完全轉變成單銨鹽的脫氨步驟；(3)步驟(2)得到的溶液用馬來酸和/或馬來酐作為酸析劑使L-天冬氨酸晶析并生成馬來酸單銨的晶析步驟；(4)使步驟(3)析出的L-天冬氨酸結晶與含馬來酸單銨的母液分離的固液分離步驟；和(5)將步驟(4)得到的含馬來酸單銨的母液作為反應原料供給上述步驟(1)的再循環(huán)步驟。
以下詳細說明本發(fā)明。
本發(fā)明的方法是以馬來酸和/或馬來酐為原料制造L-天冬氨酸的工藝，可以重復進行上述步驟(1)-(5)的各步驟。以下說明各步驟。
〔步驟(1)〕步驟(1)包含馬來酸單銨的異構化反應(以下也稱“第一反應”)和在氨存在下由天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應(以下也稱“第二反應”)。
在步驟(1)中，上述異構化反應可以在天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應之前進行(二段反應法)，也可以同時進行異構化反應和由天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應(一段反應法)。
按照本發(fā)明的L-天冬氨酸制造可通過重復上述步驟來進行，并將步驟(4)得到的馬來酸單銨再循環(huán)到步驟(1)(步驟(5))。制造開始時，也可以用馬來酸單銨作為原料，但也可以同先有的以馬來酸或馬來酐為原料的L-天冬氨酸制造一樣用馬來酸或馬來酐作為起始原料。而且，制造開始時，也可以用富馬酸或富馬酸銨作為原料，而省略異構化反應。但是，一旦制造工藝開始后，就可以將步驟(4)得到的馬來酸單銨再循環(huán)到步驟(1)。
馬來酸銨異構化成富馬酸銨的反應和天冬氨酸酶使富馬酸銨轉化成L-天冬氨酸銨的反應是眾所周知的，本發(fā)明可以按照本身已知的方法實施這些反應。而且，異構化反應也可以是化學反應，但在本發(fā)明的情況下較好的是用酶進行異構化反應。
在用酶進行異構化反應的情況下，使用馬來酸異構酶，或能產(chǎn)生馬來酸異構酶的微生物。作為有馬來酸異構酶活性的微生物，只要是具有使馬來酸異構化生成富馬酸的能力的微生物就沒有特別限制，例如，可以列舉產(chǎn)堿桿菌屬(Alcaligenes)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、黃單胞菌屬(Xanthomonas )、芽胞桿菌屬(Bacillus)等微生物。具體地說，可以列舉糞產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes faecalis)、富營養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌(Alcaligenes eutrophus)、螢光假單胞菌(Pseudomonas fluorescens)、marutomonasu黃單胞菌(Xanthomonas marutomonasu)。作為更具體的菌株，可以列舉糞產(chǎn)堿桿菌IFO12669、IFO13111、IAM1473、富營養(yǎng)產(chǎn)堿桿菌IAM12305、螢光假單胞菌ATCC23728、marutomonasu黃單胞菌ATCC3270等。
另一方面，為了使富馬酸銨轉化成L-天冬氨酸銨，使用了天冬氨酸酶或能產(chǎn)生天冬氨酸酶的微生物，從而能借助于天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應進行轉化反應。這個反應可以用通常已知的方法進行。作為能產(chǎn)生天冬氨酸酶的微生物，只要是有能力從富馬酸和氨生成L-天冬氨酸的微生物就沒有特別限制，可以列舉例如短桿菌屬(Brevibacterium)、埃希氏桿菌屬(Escherichia)、假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽胞桿菌屬(Bacillus)等微生物。具體地說，可以列舉黃素短桿菌(Brevibacterium flayum)、產(chǎn)氨短桿菌(Brevibacteriumammoniagenes)、大腸桿菌(Escherichia coli)等。作為更具體的菌株，可以列舉黃素短桿菌MJ-233(FERM BP-1497)、MJ-233-AB-41(FERM BP-1498)、產(chǎn)氨短桿菌ATCC6872、大腸桿菌ATCC11303、ATCC27325等。
第一反應和第二反應的原料水溶液濃度通常決定于從后述晶析步驟回收的馬來酸單銨水溶液的濃度。即，使馬來酸銨變成富馬酸銨，然后變成天冬氨酸銨，但其水溶液濃度是大致恒定的。上述原料水溶液的濃度，以馬來酸銨計，通常是45-700g/l，較好是90-450g/l。
第二反應可在氨的存在下進行。此時反應體系內(nèi)的pH通常是7.0-11、較好是7.5-10，氨的使用量相對于原料馬來酸單銨而言是1.05-1.7倍(摩爾)、較好是1.1-1.6(摩爾)。第一反應中氨不是必需的，但若以酶反應方式進行第一反應，則較好在氨存在下進行。
第一反應和第二反應的溫度是10-100℃、較好是20-80℃，要選擇能高效率進行酶反應的溫度。
作為酶反應的反應方式，通?？梢粤信e將原料水溶液通入固定了菌體的填料層的方法，或在一個懸浮了菌體本身或固定化菌體的反應器中一方面供給原料水溶液，另一方面抽出反應液，此反應液用分離膜或離心分離機分離出菌體再返回反應器的方法。此外，在用酶的情況下也是一樣。
再者，在借助于酶反應同時進行第一反應和第二反應的情況下，可并用能產(chǎn)生各自酶的微生物，選擇適合于兩反應的條件進行。而且，若是兼?zhèn)溥@兩種酶的微生物，則此微生物可單獨使用，不一定必需并用兩種微生物。
第二反應得到的反應液主要含有L-天冬氨酸銨，但這種銨鹽是單銨鹽和二銨鹽的混合物，二銨鹽占銨鹽總量的比例通常是5-70％(摩爾)、較好是10-60％(摩爾)。而且，這種反應液中有時還含有未反應的富馬酸銨和馬來酸銨，但這種含有量希望能控制在2g/l以下，較好在1g/l以下。這種含有量的控制可通過優(yōu)化上述反應條件來進行。
〔步驟(2)〕本發(fā)明中，對步驟(1)得到的反應液進行蒸餾或吹脫(以下將蒸餾操作或吹脫操作稱為脫氨操作)，從而使步驟(1)得到的L-天冬氨酸銨實質上全部、較好在95％(摩爾)以上、更好地在97％(摩爾)以上成為單銨鹽。
通過這個脫氨操作，可以控制后述晶析步驟所用的馬來酸或馬來酐的使用量，從而實現(xiàn)十分均衡的工業(yè)工藝。
脫氨操作可以在常壓下也可以在減壓下、在30-100℃的范圍、較好在40-90℃進行。若在低溫下進行脫氨操作，則不得不提高減壓度，從而增大操作上的制約。另一方面，在高溫下，會造成液體組成的熱惡化，因而不好。在構成本發(fā)明的所有步驟中必然成為在最高溫度處理的本步驟的溫度條件、尤其上限溫度，從這種觀點來看應做如上所述規(guī)定。在用蒸餾法進行脫氨操作的情況下，較好用蒸餾塔，但這種形式可以是板式塔或填料塔。
由酶處理得到的L-天冬氨酸銨水溶液用上述方法進行脫氨操作，在蒸餾釜中可以得到氨與L-天冬氨酸的摩爾比約1.0的殘液。
在脫氨操作中以蒸氣形式分離的只是氨和水，如果用冷卻管等將這種蒸氣以液體形式回收，則可以得到氨水。這樣得到的氨水的濃度受脫氨操作的溫度、壓力和蒸氣回收溫度等因素影響。
上述操作后的水溶液送到后述的步驟(3)，使L-天冬氨酸晶析以回收L-天冬氨酸結晶，但供給這個步驟的水溶液中的L-天冬氨酸銨濃度通常是50-800g/l、較好是100-500g/l。這個濃度若太低則結晶回收率就偏低，反之若太高則回收漿狀物的濃度就過高，對操作不好。
〔步驟(3)〕上述脫氨步驟得到的液體中添加馬來酐和/或馬來酸作為酸析劑，使L-天冬氨酸晶析。添加的馬來酸、馬來酐可以是粉末、可以是熔融液、可以是水溶液、還可以是漿狀物。也可以將這兩種酸以任意比例混合，不受任何限制。
(馬來酸+馬來酐)/L-天冬氨酸單銨的摩爾比是0.5-1.1，較好是0.6-1.0。這個摩爾比若太小，則用后述的固液分離來回收L-天冬氨酸時的回收率便不充分，從而提高了再循環(huán)體系內(nèi)的天冬氨酸濃度，而若太大，則所添加的馬來酸和馬來酐的合計摩爾數(shù)超過了所回收的L-天冬氨酸的摩爾數(shù)，在使固液分離得到的母液異構化和再循環(huán)的情況下，要濃縮相當于這個摩爾數(shù)之差的L-天冬氨酸，從而無法穩(wěn)定地維持再循環(huán)系統(tǒng)的工藝。要注意的是，在這種晶析中，母液的pH通常是3-6。
晶析溫度通常是0-90℃、較好是10-80℃、尤其好的是20-50℃。在溫度太低的情況下，所得到的結晶太細，除給固液分離操作帶來麻煩外，也使漂洗效率惡化。即，固液分離得到的濕濾餅中母液夾帶量(含水液量)大，進而不能達到充分漂洗的效果，因而結晶純度降低，或出現(xiàn)因漂洗量增大而降低L-天冬氨酸回收率的情況。另一方面，若溫度太高，則不僅降低L-天冬氨酸的回收率，而且也有發(fā)生馬來酸和馬來酸銨熱惡化之虞，因而不好。
此外，晶析步驟的處理時間通常是0.5-5小時左右。
晶析通常用攪拌槽型的晶析槽實施。馬來酸和/或馬來酐的添加位置可以是晶析槽或通入該槽的進料配管，即兩者之中任何一個。而且，晶析步驟較好是將上述脫氨后的水溶液和馬來酸和/或馬來酐連續(xù)供給晶析系統(tǒng)，另一方面將生成的漿狀物連續(xù)抽出的連續(xù)式，但也可以有一部分進行間歇式操作或分批式操作。
〔步驟(4)〕所得到的漿狀物進行固液分離，必要時用水漂洗所得到的結晶，從而回收L-天冬氨酸結晶。所得到的結晶用常法干燥，可以回收純度95％以上的產(chǎn)品。
固液分離得到的母液的主成分是馬來酸單銨，也含有對應于其溶解度的L-天冬氨酸銨。這種母液再循環(huán)到上述步驟(1)。然后，通過異構化反應轉化成富馬酸銨，再進行酶反應使之轉化成L-天冬氨酸銨。
漿狀物的固液分離沒有特別限定，但可以在0-80℃的溫度范圍、較好在10-50℃進行。在低溫下漿狀物的粘度高，分離難以進行，而在高溫下L-天冬氨酸的溶解度增大，會使回收率下降。必要時進行的漂洗操作的用水量沒有特別限定，但要在濕濾餅重量的5倍以下、較好在3倍以下進行。若漂洗量太少則漂洗效果不充分，而若太多則L-天冬氨酸的回收率下降。漂洗水的溫度也沒有特別限度。
分離操作沒有限定，但可以用Nutsche漏斗、離心分離等常法進行。
〔步驟(5)〕固液分離得到的母液主要含有馬來酸單銨，是pH3-6左右的酸性水溶液。必要時利用濃縮步驟脫水，然后加氨并供給步驟(1)。
〔其它任選步驟〕(脫氨步驟的氨回收)在步驟(2)的脫氨操作中以蒸氣形式分離、用冷卻管等回收的氨水，必要時可添加到上述步驟(5)或步驟(1)中。進料溫度沒有特別限定，但考慮到各自的反應溫度，可以是5-80℃、較好是10-50℃。在高溫下，氨的蒸氣壓增大，因而不好。而即使在比反應溫度低的溫度進料，也是沒有任何問題的。
再循環(huán)的氨供給列本發(fā)明工藝中的方法沒有特別限定，但即使是適當分配到步驟(1)的異構化反應和酶反應這兩處反應中，且即使是全部供給到其中任何一個反應中，也不會有任何問題。而且，在第一反應和第二反應在同一反應器內(nèi)進行的情況下，也可以供給到步驟(5)所述的母液中。
(部分排液)本發(fā)明的L-天冬氨酸制造方法中，考慮到由于包含再循環(huán)步驟而會積累雜質或反應副產(chǎn)物，較好在必要時進行部分排液。
部分排液的位置沒有特別限制，但較好是從步驟(2)得到的釜殘水溶液排出，因為這樣從部分排液中以結晶形式回收L-天冬氨酸易于進行。
部分排液量以釜殘水溶液體積為基準通常是1-20％、較好是3-17％。若部分排液率低，則其效果小而無意義；若部分排液率高，則需要與主工藝大致相同的設備體積，從而使之成為經(jīng)濟上不利的工藝。部分排液方法，在滿足這種部分排液率范圍內(nèi)，既可以是連續(xù)式的也可以是間歇式的。
作為從部分排液中以結晶形式回收L-天冬氨酸的方法，通常較好是添加硫酸或鹽酸等無機酸來進行的。無機酸的添加量對于天冬氨酸銨是大致當量的。即，為了提高回收率，較好是向部分排液中添加無機酸，使之達到L-天冬氨酸的等電點2.8。要說明的是，這里有無機酸鹽副產(chǎn)物，但其數(shù)量從總體上來看是少量的。
晶析的方法與條件同上述主體工藝的晶析一樣，例如，晶析溫度是10-100℃、較好是20-80℃。
部分排液進行晶析處理得到的漿狀物也同主體工藝一樣進行固液分離，然后，所得到的結晶用水漂洗后干燥而成為產(chǎn)品。因此，固液分離后的結晶也可以在漂洗后與主體工藝得到的結晶混合，一起進行干燥處理。
本發(fā)明中，在部分排液的晶析處理時，較好在晶析系統(tǒng)內(nèi)有0.5g/l以上、更好的是有2.0-50g/lL-蘋果酸共存。扼要地說，添加無機酸進行L-天冬氨酸銨晶析時，析出的結晶是板狀結晶，可處理性差，但由于有特定量的L-蘋果酸存在，可以得到可處理性良好的柱狀結晶。
作為向結晶系統(tǒng)內(nèi)供給L-蘋果酸的方法，可以向晶析槽中添加L-蘋果酸，但較好是將所需量添加到天冬氨酸銨水溶液中。要說明的是，從富馬酸銨或馬來酸銨得到天冬氨酸銨水溶液時，因反應條件而異也會有L-蘋果酸副產(chǎn)物，但用通常的晶析法不能使系統(tǒng)內(nèi)L-蘋果酸的共存量達到上述范圍。然而，可以通過調節(jié)這種副產(chǎn)L-蘋果酸量，也可以通過濃縮副產(chǎn)L-蘋果酸，來調節(jié)晶析系統(tǒng)內(nèi)的L-蘋果酸濃度。
通過上述部分排液處理，部分排液中所含的L-天冬氨酸銨幾乎能完全回收，而且系統(tǒng)內(nèi)積累的雜質殘留在晶析母液中，要予以放棄。通過將本發(fā)明中步驟(1)-(5)的主體工藝和從脫氨步驟回收氨、部分排液處理的各步驟連結起來，可以維持一種十分均衡而穩(wěn)定的工業(yè)工藝，能以低成本制造恒定質量的L-天冬氨酸。
本發(fā)明的方法中，依次重復實施上述(1)-(5)各步驟的處理操作，(1)-(5)各步驟既可以用分批法進行，也可以用連續(xù)法進行。例如，即使在所有步驟都用分批法實施的情況下，按照本發(fā)明，甚至在重復進行反應時，各步驟也可以用同一處理量在同一條件下操作。
當然，在所有步驟都用連續(xù)法實施的情況下，便成為一種十分均衡而穩(wěn)定的工藝。
附圖簡單說明

圖1是一副說明本發(fā)明各步驟流程之一例的工藝流程圖。
本發(fā)明的最佳實施形態(tài)以下用實施例更具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明只要不超越其要旨，就不限于實施例的描述。
此外，L-天冬氨酸(以下簡稱ASP)、馬來酸(以下簡稱MA)和富馬酸(以下簡稱FA)的分析用高速液體色譜法進行，ASP結晶中的氨(以下簡稱NH3)含量分析是用離子色譜法定量的。
參考例ASP銨水溶液的配制用通常培養(yǎng)方法得到的、有天冬氨酸酶活性的黃素短桿菌MJ-233-AB-41(FERM BP-1498)經(jīng)超濾膜(旭化成公司制，ACV-3050)給出的濃縮菌體200g(濕菌體約50％(重量))，和用通常培養(yǎng)方法得到的、有MA異構酶活性的糞產(chǎn)堿桿菌IFO-12669經(jīng)超濾膜(旭化成公司制，ACV-3050)給出的濃縮菌體60g(濕菌體約50％(重量))，添加到原料液(向MA150g和25％NH3水220ml中加水配成總量為1000ml的水溶液，pH9)中，在30℃反應24小時。反應結束后，用超濾膜除去菌體，所得到的濾液分析時，結果是ASP 171g/l(理論產(chǎn)量的99％以上)，F(xiàn)A 1.0g/l，NH327.5g/l，NH3/ASP摩爾比為1.26(即ASP二銨與ASP銨的比例為26％)，pH為9。
實施例1L-天冬氨酸的制備(A)用參考例方法得到的酶反應液1L加入2L圓底燒瓶中，用實驗室用蒸發(fā)器在80℃在380mmHg條件下，蒸餾分離氨。為了回收所得到的蒸氣，安裝一根冷卻管，用含有50％(重量)乙二醇的冷卻水在0℃循環(huán)。15分鐘后回到常壓，結束脫氨操作。
圓底燒瓶中的殘液體積為825ml，其組成是ASP為207g/l，NH3為26.5g/l。向此殘液中加蒸餾水，補充到體積為850ml，使其組成為ASP200g/l、NH325.9g/l(NH3/ASP摩爾比為1.0，即全部為ASP單銨鹽)。
用冷卻管得到回收液是185ml含27g/lNH3的NH3水。
(B)(A)得到850mlASP單銨水溶液放在另一個帶夾套的1000ml燒瓶中，夾套內(nèi)通入溫水使之保溫在60℃，邊攪拌邊添加119gMA(MA/ASP摩爾比為0.80)，使ASP晶析。MA添加后，邊繼續(xù)攪拌邊在60℃保溫30分鐘后，用1小時時間冷卻到20℃，再保溫30分鐘。
(C)所得到的漿狀物用Nutsche漏斗進行固液分離，進而用400g蒸餾水漂洗，在減壓下于約60℃干燥時，得到138.5g白色固體。
所得到的固體含99.3％(重量)ASP，0.6％(重量)MA銨，0.1％(重量)FA銨。ASP的回收率為80.9％。另一方面，固液分離得到的母液組成為ASP27.1g/l、MA98.6g/l、氨18.6g/l，pH約4.5，體積1.2L。要注意的是，這里得到的MA銨，從其NH3平衡來看，實質上全部是單銨鹽。
(D)(C)得到的1.2L母液用與(A)同樣的方法在80℃、減壓(300-400mmHg)下脫水濃縮。向所得到的濃縮液中添加(A)回收的185mlNH3水、80ml25％NH3水和蒸餾水，配制成pH9.0、容積約1L的溶液，其組成為ASP32.9g/l、FA0.9g/l、MA119.6g/l、NH344.6g/l。
(E)(D)得到的反應液按照與參考例一樣的方法用黃素短桿菌菌體和糞產(chǎn)堿桿菌菌體進行酶處理時，其組成為ASP169g/l(理論產(chǎn)量的99％以上)、FA1.1g/l、MA0.7g/l、NH327.5g/l，NH3/ASP摩爾比為1.27(即ASP二銨與ASP銨的比例為27％)，pH為9。
(F)不改變條件，將與上述(A)-(E)同樣的操作進一步重復三次。第1表中列出了各周期中每個天冬氨酸酶反應的回收率、L-天冬氨酸的晶析回收率以及固液分離得到的結晶中L-天冬氨酸的純度。
第1表

實施例2脫氧操作對L-天冬氨酸制造的影響和MA添加量對晶析步驟的影響實施與實施例1同樣的操作(重復)，只是有或無脫NH3操作(實驗No.1-4有脫NH3操作，實驗No.5-6無脫NH3操作)，并改變晶析時的MA添加量。結果列于第2表中。
第2表

實施例3部分排液回收對于用與實施例1(A)同樣的操作得到的圓底燒瓶中的殘液的10％(重量)，用第3表中所示的無機酸，且在系統(tǒng)內(nèi)有表中所示量的L-蘋果酸的存在下，按照與實施例1(B)同樣的晶析操作進行處理。結果列于第3表中。
第3表

第3表(續(xù))

產(chǎn)業(yè)上利用的可能性按照本發(fā)明，可以利用容易大量得到而且廉價的馬來酐作為原料，借助穩(wěn)定的連續(xù)操作，以低廉的制造成本大量生產(chǎn)作為醫(yī)藥、食品添加劑的需求日益增加的L-天冬氨酸。
權利要求
1. L-天冬氨酸的制造方法，其特征在于在以馬來酸和/或馬來酐為原料的L-天冬氨酸制造工藝中包含(1)從含有馬來酸單銨的水溶液通過異構化反應和在氨存在下由天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應生成L-天冬氨酸銨的反應步驟(2)將步驟(1)得到的反應液蒸餾或吹脫，使所生成的L-天冬氨酸銨實質上完全轉變成單銨鹽的脫氨步驟；(3)步驟(2)得到的溶液用馬來酸和/或馬來酐作為酸析劑使L-天冬氨酸晶析并生成馬來酸單銨的晶析步驟；(4)使步驟(3)析出的L-天冬氨酸結晶與含馬來酸單銨的母液分離的固液分離步驟；和(5)將步驟(4)得到的含馬來酸單銨的母液作為反應原料供給上述步驟(1)的再循環(huán)步驟。
2.權利要求1所述的方法，其中所述步驟(1)的異構化反應是在氨存在下由馬來酸異構酶發(fā)生的酶反應。
3.權利要求1所述的方法，其特征在于在所述步驟(1)中，在天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應之前進行異構化反應。
4.權利要求2所述的方法，其特征在于在所述步驟(1)中，由馬來酸異構酶發(fā)生的酶反應與由天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應同時進行。
5.權利要求1所述的方法，其特征在于供給所述步驟(1)的馬來酸銨水溶液的濃度是45-700g/l。
6.權利要求1所述的方法，其中所述步驟(1)生成的L-天冬氨酸銨含有單銨鹽和二銨鹽，相對于總銨鹽而言，二銨鹽的比例是10-60％(摩爾)。
7.權利要求1所述的方法，其中所述步驟(1)得到的反應液中未反應的富馬酸銨和馬來酸銨的含量在2g/l以下。
8.權利要求1所述的方法，其中所述步驟(2)的蒸餾處理用蒸餾塔在減壓下在30-100℃進行。
9.權利要求1或3所述的方法，其中所述步驟(2)得到的L-天冬氨酸銨鹽水溶液的濃度是50-800g/l。
10.權利要求1所述的方法，其中所述酸析劑的量相對于步驟(2)得到的L-天冬氨酸單銨而言是0.5-1.1倍(摩爾)。
11.權利要求1所述的方法，其中所述步驟(3)中的晶析溫度是10-80℃。
12.權利要求1或3所述的方法，其中所述步驟(3)中由固液分離得到的母液的pH為3-6。
13.權利要求1所述的方法，其中所述步驟(4)分離的L-天冬氨酸結晶水洗后干燥，得到純度95％以上的結晶。
14.權利要求1所述的方法，其特征在于使所述步驟(2)得到的溶液的1-20％(重量)部分排液。
15.權利要求14所述的方法，其中從所述步驟(2)部分排液的溶液用硫酸或鹽酸作為酸析劑使L-天冬氨酸結晶晶析，回收所析出的L-天冬氨酸結晶。
16.權利要求14或15所述的方法，其中當使所述部分排液的溶液中的L-天冬氨酸結晶晶析時，系統(tǒng)內(nèi)有0.5-50g/l的L-蘋果酸共存。
17.權利要求1或3所述的方法，其中使所述步驟(2)從反應液脫除的氨再循環(huán)到所述步驟(1)中。
18.權利要求1所述的方法，其中所述步驟(1)生成L-天冬氨酸銨的酶反應中使用的微生物選自短桿菌屬、埃希氏桿菌屬、假單胞菌屬或芽胞桿菌屬。
19.權利要求2所述的方法，其中所述步驟(1)的異構化反應中使用的微生物選自產(chǎn)堿桿菌屬、假單胞菌屬、黃單胞菌屬或芽胞桿菌屬。
20.權利要求1所述的方法，其中所述(1)-(5)各步驟是依次連續(xù)進行的。
全文摘要
通過重復如下各步驟生產(chǎn)L-天冬氨酸(1)從含有馬來酸單銨的水溶液通過異構化反應和在氨存在下由天冬氨酸酶發(fā)生的酶反應生成L-天冬氨酸銨的反應步驟(2)將步驟(1)得到的反應液蒸餾或吹脫，使所生成的L-天冬氨酸銨實質上完全轉變成單銨鹽的脫氨步驟；(3)步驟(2)得到的溶液用馬來酸和/或馬來酐作為酸析劑使L-天冬氨酸晶析并生成馬來酸單銨的晶析步驟；(4)使步驟(3)析出的L-天冬氨酸結晶與含馬來酸單銨的母液分離的固液分離步驟；和(5)將步驟(4)得到的含馬來酸單銨的母液作為反應原料供給上述步驟(1)的再循環(huán)步驟。
文檔編號C12P13/00GK1145639SQ95192499
公開日1997年3月19日 申請日期1995年12月8日 優(yōu)先權日1994年12月9日
發(fā)明者加藤尚樹, 森義昭, 三根法興, 渡邊尚之, 藤井靜司 申請人:三菱化學株式會社 被以下專利引用 (1),