通过连续色谱制备天然L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法技术

本公开涉及制备L‑半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法，以及通过该方法制备的L‑半胱氨酸盐酸盐水合物晶体。通过本公开的制备L‑半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法，可以从天然L‑半胱氨酸发酵液中无需化学反应或使用人工合成的化合物以高回收率和/或纯度获得L‑半胱氨酸盐酸盐水合物晶体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过连续色谱制备天然L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法
本公开涉及一种制备L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法，以及通过该方法制备的L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体。
技术介绍
L-半胱氨酸通常通过电化学还原反应分解动物来源的L-胱氨酸或发酵来源的L-胱氨酸成为L-半胱氨酸生产，所述动物来源的L-胱氨酸使用鸭毛或人发作为源材料，所述发酵来源的L-胱氨酸使用微生物代谢液作为源材料。相比之下，作为使用微生物生产L-半胱氨酸的方法，已公开了通过在含有硫化物的培养基中使用具有修饰的O-乙酰基转移酶的菌株通过发酵生产天然L-半胱氨酸的方法(US8802399B、US6946268B)，以及通过将微生物培养方法生产的O-磷酸高丝氨酸与硫化物混合并使用O-磷酸丝氨酸硫化氢解酶诱导酶催化反应来生产天然L-半胱氨酸的方法(WO2013/089478、WO2012/053794)。尽管已经公开了可以通过离子交换和其他已知方法分离通过微生物培养方法生产的L-半胱氨酸，但是未给出关于具体程序、产率、纯度等的信息(EP1645623A1、EP1298200B1、US20050221453A1、EP1234874A1、EP1571223A2和EP1650296A)。同时，已知使用离子交换从L-半胱氨酸发酵液生产L-半胱氨酸盐酸盐一水合物的方法。例如，已经公开了以90％或以上的产率纯化L-半胱氨酸的方法，这通过将含有L-半胱氨酸的发酵液的pH降低至5或更低的pH，然后使其与酸性溶液或强酸性阳离子交换剂接触使L-半胱氨酸与离子交换剂结合，并用盐酸水溶液洗脱结合的L-半胱氨酸。因此，可以使用L-半胱氨酸盐酸盐洗脱液来生产L-半胱氨酸盐酸盐一水合物(US8088949B)。另外，已经公开了以85％或更高的产率纯化L-半胱氨酸的方法，这通过使pH为6至9的含L-半胱氨酸的发酵液与碱性阴离子交换剂接触使L-半胱氨酸与阴离子交换剂结合，用盐酸水溶液洗脱结合的L-半胱氨酸，然后使洗脱物与pH为4或更低的酸性阳离子交换剂接触使L-半胱氨酸与阳离子交换剂结合，并用盐酸水溶液洗脱结合的L-半胱氨酸。同样，可以使用L-半胱氨酸盐酸盐洗脱液生产L-半胱氨酸盐酸盐一水合物(US9120729B)。然而，上述方法因为涉及化学反应而具有劣势，因为所述化学反应通过重复离子交换步骤来执行，由于大量的洗脱液被重复用作离子吸附过程的后续步骤它们需要大量的过程用水，并且必须执行额外的纯化步骤。因此，持续需要具有较高产率和纯度的分离L-半胱氨酸并生产L-半胱氨酸盐酸盐水合物的方法。在这种情况下，本专利技术人为提高L-半胱氨酸盐酸盐水合物的纯度和产率做出了巨大的努力，并且完成了生产L-半胱氨酸盐酸盐水合物的方法，其包括具有提高的有效生产率和减少的水消耗以及具有高产率和纯度的优点。公开内容技术问题本公开的一个目的是提供制备L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法。本公开的另一个目的是提供通过制备L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法制备的L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体。解决方案在下文中，将详细描述本公开。同时，本文公开的每个解释和示例性实施方式可以适用于其他解释和示例性实施方式。即，本文公开的各种因素的所有组合均属于本公开的范围。此外，本公开的范围不应由下文提供的具体公开限制。另外，本领域技术人员仅使用常规实验就可以识别和鉴定本文公开的本专利技术的特定实施方式的许多等同物，并且所有这些等同物都被认为在本专利技术的范围内。在本公开的一个方面，为了克服上述目的，提供了一种制备L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法，包括：(a)在将含有L-半胱氨酸的pH范围为3.0至9.0的发酵液引入具有以强酸性阳离子交换树脂作为固定相的连续色谱装置中之后，获得分离的液体；(b)向分离的液体中加入盐酸，使得盐酸与L-半胱氨酸的当量比([HCl]/[L-半胱氨酸])为0.9至3.0；(c)浓缩向其加入盐酸的分离的液体；和(d)从浓缩液中回收L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体。如本文所用，术语“L-半胱氨酸”是组成氨基酸之一，并且是L-氨基酸中仅有的具有硫氢基(R-SH)的含硫氨基酸。L-半胱氨酸可以通过化学合成或通过微生物发酵的生物合成等获得，但不限于此。具体地，在本公开中，L-半胱氨酸可以是通过微生物发酵生物学生产的L-半胱氨酸，或者可以是通过诱导O-磷酸高丝氨酸在磷酸丝氨酸硫化氢解酶存在下与硫化物的酶催化反应而获得的天然L-半胱氨酸，所述O-磷酸高丝氨酸是通过微生物发酵制备的前体。就制备方法而言，天然L-半胱氨酸可以是未经化学反应、化学吸附或洗脱而获得的L-半胱氨酸。如本文所用，术语“天然”表示一些物质不依赖于化学反应。根据EUFlavoringsRegulation1334/2008，仅将通过物理、酶促或微生物方法获得的物质定义为“天然”调味剂。从以上观点，无论其是源自动物还是微生物发酵，都不能将通过L-胱氨酸的电化学还原反应生产的L-半胱氨酸称为完全天然的。如本文所用，术语“发酵液”是指通过培养产L-半胱氨酸的微生物获得的培养基、含有与该培养基一起培养的微生物的培养物或含有能够产生L-半胱氨酸的前体和酶的酶转化溶液。具体地，含有L-半胱氨酸的发酵液可以是含有天然L-半胱氨酸的培养基或酶转化溶液。更具体地，它可以是通过发酵具有产L-半胱氨酸能力的微生物而生物学制备的L-半胱氨酸培养物或培养基，或者是通过诱导O-磷酸高丝氨酸在磷酸丝氨酸硫化氢解酶存在下与硫化物的酶催化反应而获得的天然L-半胱氨酸酶转化溶液，所述O-磷酸高丝氨酸是通过微生物发酵制备的前体。通过使用发酵液作为源液体制备的L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体不依赖于化学反应，因而可以暗示为源自天然。在本公开中，发酵液可用作连续色谱法的源液体。即，可以将其引入步骤(a)的连续色谱装置中。引入到连续色谱装置中的发酵液的pH可以根据制备方法而变化，但是可以在2.5至9.5、2.5至9.0、3.0至9.0、3.5至8.5、3.5至7.5、4.5至7.0或5.0-6.0的范围内。发酵液本身可以用作连续色谱的源液体，并且可以进一步包括将含有L-半胱氨酸的发酵液调节至2.5至9.5、2.5至9.0或3.0至9.0，具体地3.5至8.5或3.5至7.5，更具体地4.5至7.0或5.0至6.0的pH的步骤。例如，可以通过添加酸例如硫酸或盐酸，或碱例如氢氧化钠(苛性钠)、氨、氢氧化锂或氢氧化钾等来调节pH，但不限于此。pH调节剂可以被本领域技术人员适当地选择和使用，只要可以获得L-半胱氨酸盐酸盐水合物的晶体而不影响L-半胱氨酸的结构。随着L-半胱氨酸的发酵液的pH降低，L-半胱氨酸具有强烈的阳离子化趋势。由于本文使用的连续色谱的固定相是强酸性阳离子交换树脂，因此它倾向于吸附阳离子，因此当L-半胱氨酸被阳离子化时，它可能会部分吸附到固定相上，从而降低连续色谱法的回收率。另外，L-半胱氨酸在较高的pH值下具有强烈趋势被氧化和转化为L-胱氨酸，这可能会降低连续色本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法，包括：/n(a)在将含有L-半胱氨酸的pH范围为3.0至9.0的发酵液引入具有以强酸性阳离子交换树脂作为固定相的连续色谱装置中之后，获得分离的液体；/n(b)向所述分离的液体中加入盐酸，使盐酸与L-半胱氨酸的当量比([HCl]/[L-半胱氨酸])为0.9至3.0；/n(c)浓缩向其加入盐酸的所述分离的液体；和/n(d)从所述浓缩物中回收L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180131 KR 10-2018-00122901.一种制备L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体的方法，包括：
(a)在将含有L-半胱氨酸的pH范围为3.0至9.0的发酵液引入具有以强酸性阳离子交换树脂作为固定相的连续色谱装置中之后，获得分离的液体；
(b)向所述分离的液体中加入盐酸，使盐酸与L-半胱氨酸的当量比([HCl]/[L-半胱氨酸])为0.9至3.0；
(c)浓缩向其加入盐酸的所述分离的液体；和
(d)从所述浓缩物中回收L-半胱氨酸盐酸盐水合物晶体。


2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在步骤(a)之前将含有L-半胱氨酸的所述发酵液调节至3.5至7.5的pH。


3.根据权利要求1或2所述的方法，进一步包括在步骤(a)之前将含有L-半胱氨酸的pH范围为3.0至9.0的所述发酵液浓缩。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中步骤(a)中的所述强酸性阳离子交换树脂具有硫酸官能团。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中步骤(a)中的所述强酸性阳离子交换树脂为苯乙烯-二乙烯基苯共聚物。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中步骤(a)中的所述连续色谱装置是模拟移动床(SMB)色谱装置。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中步骤(a)中的所述分离的液体具有85％(w/w)或更高的排除水分的L-半胱氨酸的固体含量。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：金俊宇，李贞敏，赵世熙，金日出，李寅诚，郑准泳，
申请(专利权)人：CJ第一制糖株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR