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Aureobasidium pullulans IMS-822가 생산하는 ${\beta}-(1{\to}3)(1{\to}6)-Glucan$의 특성 분석
이석준,안극현,박찬선,윤병대,김민수,Lee, Seog-June,Ahn, Keug-Hyun,Park, Chan-Sun,Yoon, Byung-Dae,Kim, Min-Soo 한국미생물학회 2009 미생물학회지 Vol.45 No.1
국내 토양시료로부터 점액성 고분자물질을 생산하는 효모 균주를 분리 및 동정하여 Aureobasidium pullulans IMS-822라 명명하였다. A. pullulans IMS-822가 생산하는 외분비성 폴리머를 정제 및 동결 건조하여 구조분석을 수행하였다. HPLC를 이용한 구성당 성분분석에서 포도당 단일성분으로 구성되어 있음을 확인하였다. FT-IR을 이용한 구조분석에서는 890 $cm^{-1}$ 부근에서의 ${\beta}-configuration$을 확인하였으며, 3300 $cm^{-1}$ 부근으로 shift 된 완만한 -OH stretching은 폴리머를 구성하고 있는 분자 사이에 강한 수소결합이 작용하고 있는 것으로 추측되었다. $^{13}C-NMR$ 분석결과는 A. pullulans IMS-822가 생산하는 외분비형 다당류인 (1,3)-linked ${\beta}-D-glucosyl$ unit의 6개의 탄소, ${\delta}$ 105.05 ppm (C1), 75.82 ppm (C2), 86.62 ppm (C3), 70.61 ppm (C4), 78.13 ppm (C5), 63.22 ppm (C6) 및 ${\beta}-(1,3)D-glucosyl$ 잔기에 분기사슬 되어 있는 ${\delta}$ 72.11 ppm의 C-6의 signal을 확인할 수 있었다. A. pullulans IMS-822가 생산하는 ${\beta}-(1{\to}3)(1{\to}6)-glucan$의 알칼리 수용액(0.5%, w/v)에 24.0 ${\mu}M$의 Congo red 첨가하여 30분간 반응시킨 후 $400{\sim}700$ nm의 범위에서 최대흡수파장의 변화를 조사한 결과 NaOH의 농도가 증가함에 따라 최대흡수파장은 장파장으로 이동하여 498 nm에서 515 nm까지 이동하였다. 최대흡수파장은 0.4 M NaOH 농도에서 점차로 감소하여 506 nm 부근에서 안정화되는 것으로 나타남으로써 순차적 구조를 가지는 것으로 확인되었다. The exo-polysaccharide producing microorganism, Aureobasidium pullulans IMS-822, was isolated and identified from soil. The viscosity-average molecular weight of exo-polysaccharide was calculated as $8.9{\times}10^5$ by Mark-Houwink equation. The sugar component of exo-polysaccharide was determined as glucose by HPLC analysis. The IR spectra indicated that the exo-polysaccharide has an absorption peak at 890 $cm^{-1}$ for the ${\beta}-configuration$ of D-glucan. The $^{13}C$ NMR signal at ${\delta}$ 86.62 ppm arose from the substituted C-3 of glucose. The signal at ${\delta}$ 72.11 ppm was assigned to C-6 of branched ${\beta}-(1{\to}3)-D-glucosyl$ residues. Viscosity and Congo red reaction indicated that {\beta}-(1{\to}3)(1{\to}6)-glucan$ produced by A. pullulans IMS-822 has a highly ordered hydrogen-bond dependent conformation in aqueous solution, which collapses in strong alkaline solution.
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반응표면 분석법을 이용한 neohesperidin 생산 수율의 최적화
Hee-Jong Yang(양희종),Seong-Yeop Jeong(정성엽),Nack-Shick Choi(최낙식),Keug-Hyun Ahn(안극현),Chan-Sun Park(박찬선),Byoung-Dae Yoon(윤병대),Yeon-Woo Ryu(유연우),Soon-Cheol Ahn(안순철),Min-Soo Kim(김민수) 한국생명과학회 2010 생명과학회지 Vol.20 No.11
감귤류는 다양한 기능성과 약효로써의 효능이 입증되면서 소비가 증가하고 있으나, 감귤 가공 후 부산물인 감귤박은 폐기물로써 해양에 투기되고 있어 부산물의 처리가 시급한 실정이다. 따라서 폐감귤박을 이용한 고감도 감미료의 생산 원료인 neohesperidin을 추출하여 폐감귤박을 효율적 이용을 도모하였으나 상당히 미비한 추출수율로 효율성이 감소하였다. 이러한 추출 수율의 문제점을 해결하기 위하여 반응표면 분석법을 이용하여 감귤 가공부산물로부터 neohesperidin의 추출 수율 증진 위한 추출조건의 최적화 연구를 수행하였다. 추출 조건 중 초임계 유체 추출의 수율 증진에 영향을 주는 추출 압력(x₁), 추출 시간(x₂), 보조용매의 농도(x₃)를 주요 인자로 선정하였다. 선정한 인자를 반응표면 분석법에 적용하여 추출 수율의 최적조건을 탐색하였으며, 그 결과 추출 압력이 증가하면서 추출의 수율은 크게 향상되었고, 또한 추출 시간이 길어질수록 추출 수율 또한 증가함을 확인하였다. 또한 초임계 이산화탄소에 ethanol을 보조용매로 첨가할 경우 보조용매의 농도가 높을수록 수율은 급격하게 증가하여, 최종적으로 162.22%까지 neohesperidin의 추출 수율을 증진할 수 있었다. Neohesperidin is a natural new nutrition sweetener, widely existing in plants of dry citrus peel, which can be derived from extraction. Since the sweetness is 1,300-1,500 times greater than that of sugar, neohesperidin are widely used in fruit juices, wines, beverages, bakeries and pharmaceutical formulations, and are particularly suitable for consumption by diabetic patients. However, the yield of extraction from citrus peel waste is very low. In this study optimal yield conditions were determined using response surface methodology (RSM) in order to increase the neohesperidin extraction yield. The critical factors for maximum extraction yield were selected extraction pressure (x₁), extraction time (x₂), and concentration of ethanol (x₃). As a result, the extraction yield was improved when the extracting pressure increased. The extraction yield also increased in a time-dependent manner. When adding ethanol as an assistance solvent to the supercritical carbon dioxide, extraction yield was increased as more ethanol concentration was added. Finally, the extraction yield of neohesperidin was improved to about 162.22% compared to ethanol extraction as a conventional method.
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