DE1266265B

DE1266265B - Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsaeure aus zellfreien Gaerloesungen

Info

Publication number: DE1266265B
Application number: DEA32926A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Motozaki; Mei Ohno; Kotaro Fujiwara
Original assignee: Ajinomoto Co Inc
Current assignee: Ajinomoto Co Inc
Priority date: 1959-03-18
Filing date: 1959-09-25
Publication date: 1968-04-18

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

Deutsche Kl.:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C12d

C 07 c

6b-16/02

12 q-6/01

1 266 265
A 32926 IV a/6 b
25. September 1959
18. April 1968

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure aus zellfreien Gärlösungen.

Es ist bereits bekannt, das Zellmaterial aus Glutaminsäure enthaltenden Gärflüssigkeiten vor dem Auskristallisieren der Glutaminsäure bei pH 3,0 bis 3,5 abzutrennen.

Außerdem ist es bekannt, Glutaminsäure aus Glutaminsäure und Pyrrolydoncarbonsäure enthaltender Melasseschlempe zu gewinnen, indem man die Schlempe zur Umwandlung der Pyrrolydoncarbonsäure in Glutaminsäure, mit Salzsäure hydrolysiert, nach Neutralisation die gebildeten Huminstoffe und kolloidalen Bestandteile entfernt und anschließend die Glutaminsäure bei pH 3,0 bis 3,5 auskristallisiert und abfiltriert.

Schließlich ist es auch bekannt, daß Glutamin bereits bei pH 6,5 und einer Temperatur von 100° C in 2 Stunden in Glutaminsäure überführbar ist.

Man hat also schon bei der Abtrennung der Glutaminsäure aus Glutaminsäure enthaltenden Gärflüssigkeiten die Zellen entfernt.

Es wurde aber festgestellt, daß die normalerweise in der Gärflüssigkeit enthaltenen restlichen Kohlenhydrate der Kristallisation und dem Kristallwachstum entgegenwirken. Es bilden sich nämlich, hervorgerufen durch die restlichen Kohlenhydrate, kleine Glutaminsäurekristalle von minderwertiger Kristalleigenschaft, so daß die Trennung der Kristalle im technischen Umfang schwierig wird. Bei Nichtausschaltung der restlichen Kohlenhydrate werden Kristalle von so kleinen Nadel-, Spindel- oder dünnen Tafelformen mit einem geringeren Durchmesser als 10 μ oder auch unter amorphen Abscheidungen gebildet.

Wenn außer der bekannten Abtrennung der Mikroorganismenzellen nun auch die restlichen Kohlenhydrate bei der Auskristallisation der Glutaminsäure ausgeschaltet werden, gelingt die Kristallisation in verbessertem Maße und in guter Ausbeute.

Ausgehend vom Stand der Technik, der Gewinnung von Glutaminsäure aus Glutaminsäure enthaltenden zellfreien Gärlösungen durch Ansäuerung auf einem pH-Wert von 3,0 bis 3,5 ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß man

Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure
aus zellfreien Gärlösungen

Anmelder:

Ajinomoto Co., Inc., Tokio

Vertreter:

Dr. O. Faust, Patentanwalt,

3400 Göttingen, Am Goldgraben 26

Als Erfinder benannt:

Shinichi Motozaki,

Mei Ohno, Tokio;

Kotaro Fujiwara, Kamakura-shi (Japan)

Beanspruchte Priorität:
Japan vom 18. März 1959

zur Ansäuerung der Gärlösung einen Teil der aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge einsetzt.

Da diese Mutterlauge nun keine Kohlenhydrate, aber einen gewissen Gehalt von aus Pyrrolydoncarbonsäure, Glutamin und löslichem Protein gebildeter Glutaminsäure enthält, wird das Verhältnis von Glutaminsäure zu Kohlenhydrat zugunsten der Glutaminsäure verschoben, wodurch die Kristallisation der Glutaminsäure "aus der zellfreien Gärlösung verbessert wird.

Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über die Kristallisation von Glutaminsäure bei verschiedenen Glutaminsäure-Kohlenhydrat-Verhältnissen.

Verhältnis von Glukose zu Glutaminsäure
15:100 25:100 I 35:100 45:100

60:100

Kristallwachsgeschwindigkeit

Verhältnis der ausgeschiedenen Kristallmenge zur anhaftenden Mutterlauge

90

28

65
35

50
48

20

55

809 539/352

An Hand der Beispiele wird die Erfindung erläutert.

Beispiel 1

Zu 100 Teilen Glutaminsäuregärlösung mit einem Gehalt an 5% Glutaminsäure (4% als Glutaminsäure oder deren Salze und 1% als Pyrrolydoncarbonsäure, Glutamin, lösliches Protein od. dgl.), 4% Zellmasse und 1,6% zurückgebliebener Kohlenhydrate wurden 4 Teile Kieselgur zugefügt und die Zellen abfiltriert. Dem Filtrat wurden stufenweise 15 Teile der aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen, konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge zugesetzt, wobei letztere 3,8 Teile Glutaminsäure und 3 Teile Salzsäure enthielten. Der pH-Wert wurde auf 3,0 eingestellt. Nach 2tägigem Stillstehen bei Zimmertemperatur wurde filtriert. Es ergaben sich 4,3 Teile gut kristallisierter Glutaminsäure. Der Reinheitsgrad betrug 97 %, berechnet auf Trockenkristalle.

Das Filtrat, die Mutterlauge, wurde auf 18 Teile konzentriert und 6,2 Teile konzentrierter Salzsäure zugefügt. Es wurde 3 Stunden lang auf 110° C erhitzt und die hierbei gebildete Huminsubstanz abfiltriert.

Der größte Teil des Mutterlaugenfiltrats wurde dem Filtrat der Gärlösung vor der Kristallisation zugefügt und der zurückbleibende Teil neutralisiert und der Kristallisation unterworfen.

Die Gesamtausbeute nach einer solchen Zirkulationsstufe stieg auf 96%, berechnet auf die gesamte, in der Gärlösung enthaltene Glutaminsäure, einschließlich der ursprünglich vorhanden gewesenen, in Glutaminsäure überführbaren Stoffe, wie Pyrrolydoncarbonsäure, Glutamin und lösliches Protein. Der Reinheitsgrad der Kristalle war außerordentlich gut.

Beispiel 2

Zu 100 Teilen Glutaminsäuregärlösung mit einem Gehalt an 5% Glutaminsäure, 5 % Zellsubstanz und 1 % zurückbleibendem Zucker wurden 5 Teile Huminsubstanz im nassen Zustand zugefügt, die nach der weiter unten beschriebenen Säurebehandlung von Mutterlauge aus einer vorhergehenden Charge abgetrennt worden war, und die Zellmasse wurde dann abfiltriert. Dem Filtrat wurden stufenweise 5 Teile der aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge zugefügt, wobei letztere 1 Teil Glutaminsäure und 1,3 Teile Salzsäure enthielt. Der pH-Wert wurde auf 3,0 eingestellt. Nach 2tägigem Stehen bei Zimmertemperatur wurde filtriert. Die Ausbeute ergab 4,2 Teile Glutaminsäure mit verbesserter Kristalleigenschaft. Der Reinheitsgrad betrug 97%, berechnet auf Trockenkristalle.

Das Filtrat, d. h. die Mutterlauge wurde auf 12 Teile konzentriert und 4 Teile konzentrierter Salzsäure zugefügt. Es wurde 3 Stunden lang auf HO⁰C

ίο erhitzt und die so gebildeten 5 Teile nasser Huminsubstanz abfiltriert.

Ein Teil des Mutterlaugenfiltrats wurde wieder, wie oben beschrieben, zur Ansäuerung eingesetzt und der zurückbleibende Teil neutralisiert und der Kristallisation unterworfen.

Die Gesamtausbeute nach dieser Zirkulationsarbeitsweise stieg auf 96%, berechnet auf den Gesamtgehalt Glutaminsäure in der Gärlösung, einschließlich der in Form von Pyrrolydoncarbonsäure, Glutamin, löslichem Protein vorhanden gewesenen, in Glutaminsäure überführbaren Stoffe. Der Reinheitsgrad der Kristalle war ebensogut wie gemäß Beispiel 1.
Wenn ein angemessener Teil einer aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge in die zellfreie Gärlösung vor der Kristallisation eingefuiut wird, wird also das Verhältnis der zurückbleibenden Menge Kohlenhydrate zu der Glutaminsäure auf die Hälfte bis ein Drittel des ursprünglichen Verhältnisses in der Gärlösung verringert und die Kristallisation der Glutaminsäure verbessert.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Gewinnung von Glutaminsäure aus zellfreien Gärlösungen durch Ansäuerung auf einen pH-Wert von 3,0 bis 3,5, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Ansäuerung der Gärlösung einen Teil der aus einer vorhergehenden Charge nach Abtrennung der präexistenten Glutaminsäure gewonnenen konzentrierten und in an sich bekannter Weise hydrolysierten, von Huminsubstanzen befreiten Mutterlauge einsetzt.

In Betracht gezogene Druckschriften:

USA.-Patentschrift Nr. 2 749 279;

Kretzschmar, »Hefe und Alkohol«, 1955, S. 520;

H. Rauen, »Biochem. Taschenbuch«, 1956, S. 186.

809 P39/352 4.68 © Bundesdruckerei Berlin