발효의 책 24 결정으로 하여 불순물을 제거

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24. 정석(晶析)에 의한 발표 생산물의 정제

발효에 의한 물질 생산에서는, 미생물의 배양이 끝난 단계의 배양에서는, 예를 들어 아미노산 등의 생산물이 고농도로 함유되어 있는데, 말할 것도 없이, 미생물, 부생물, 배지의 잔존 성분 등도 남아 있고, 그 상태로서는 제품으로서 판매하는 것은 불가하다. 배양액부터 물질을 단리 정제하는 것이 필요하다. 대다수의 경우, 정석(晶析)에 의한 정제가 행해진다. 정석이란 목적 물질을 결정으로 하여 불순물과 분리하는 것으로, 원리는 식염수로부터 물을 증발시켜 식염의 결정을 얻는 것과 동일하다. 우선, 미생물을 여과 등으로 제거하고, 거기에 물을 증발시키는 등을 하여 농도를 높게 하면, 결정이 석출된다. 결정으로 될 때에는 분자가 규칙적으로 배열되어, 불순물을 결정에 흡수시키지 않도록 배제하기 때문에, 정석에 의해 물질의 순도를 높이는 것이 가능하다. 결정이 얻어지지 않으면 여과 등에 의해 결정만을 회수한다. 또한 순도를 높일 필요가 있는 때에는, 얻어진 결정을 다시, 물 등의 용매에 녹여, 또 한번 정석을 행한다. 아미노산의 결정의 배열을 사진에 나타내었다.

아미노산 중에는 용해도가 낮은 물질도 있다. 이러한 물질을 생산할 때, 배양하고 있는 과정에서 결정이 석출되는 경우가 있다. 이 경우, 배양이 끝난 단계에서 균체와 결정을 분리하면, 그것 만의 공정에서 어느 정도의 순도의 제품을 얻는 것이 가능하다.

물질의 순도를 높이기 위해, 정석 이외에, chromatography라고 불리는 수법도 사용된다. 이 수법에서는, 물질의 성질의 차이(어떤 종의 수지에 대한 친화성의 차이 등)를 이용하여, 불순물과 분리한다. 다시 원통 안에 beads상의 수지를 채워 놓고, 이것에 2가지의 물질의 혼합액을 흘려 넣으면, 그 수지에 대한 친화성이 낮은 것이 먼저, 친화성이 높은 물질이 나중에 용출된다. 통상 이 수법과 정석을 조합하는 것에 의해, 꽤 순도가 높은 물질을 얻는 것이 가능하다.

요점 BOX
배양액으로부터 생산물의 결정을 취한다.
Chromatography와의 조합 기술도

아미노산(ornithine) 결정의 사진