분쇄마찰매체 불균일상 효소반응계를 활용한 생전분을 당공여체로 하는 Cyclodextrin Glucanotransferase의 당전이 반응 = Transglycosylation Reaction of Cyclodextrin Glucanotransferase in the Attrition Coupled Reaction System using Raw Starch as a Donor

국문 초록 (Abstract)

생전분을 당공여체로 하는 분쇄마찰매체 함유 불균일상 효소반응계를 활용한 cyclodextrin glucanotransferase를 이용한 당전이 반응에 관한 연구를 수행하였다. 당수용체로는 단당류, 이당류, 그리고 배당체를 대상으로 하였으며, 각종 당수용체에 대해서 높은 당전이 수율을 얻을 수 있었다. Stevioside를 당수용체로 한 당전이 반응을 검토한 결과, 높은 반응속도 및 수율, 그리고 낮은 maltooligo당의 축적이 관찰되었다. 뿐만 아니라 잔류 생전분의 분리가 용이하여 전이된 stevioside의 분리 정제가 매우 용이하였다. 적정 전이 반응 조건을 검토하였으며, 생전분에 대한 당전이효소의 사용량은 15∼30 unit/g raw starch, stevioside와 생전분의 혼합비는 1.0∼1.5 mM/g raw starch, 그리고 반응 혼합물의 첨가농도는 생전분 기준 200 g/ℓ였다. 또한 당전이 반응기작을 반응 중간물인 cyclodextrin 생성의 관점에서 살펴보았다. 생전분을 당공여체로 하는 불균일상 효소반응계를 이용한 당전이 반응은 액화전분을 공여체로 하는 기존의 방법에 비하여 많은 장점이 있어 산업적 활용이 기대된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Transglycosylation reaction of cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) was analyzed in the attrition coupled heterogeneous reaction system using raw starch as a donor; and mono-, di-saccharide, and glycoside as acceptors. For transglycosylation reactin of stevioside, the transglycosylation rate was similar and the transglycosylation yield was increased compare with conventional process using liquefied starch as the donor. Also the accumulation of maltooligosaccharides in reaction mixture was minimized. The residual raw starch can be easily separated out from reaction mixture, that will facilitate the purification of transglycosylated stevioside. Optimal conditions were determined to be 200 g of raw starch/ℓ, mixing ratio of CGTase to raw starch of 15∼30 unit/g of starch, ratio of stevioside to raw starch of 1 mM of stevioside/g of starch, 400 g of glass bead/ℓ, and agitation of 200 rpm. The role of intermediate cyclodextrin on transglycosylation of stevioside were also investigated. Transglycosylation reaction in the bioattritor using raw starch as a donor seems to have many potential advantages over conventional methods. Hence the attrition coupled reaction system is expected to be utilized for industrial production of coupling sugar and transglycosylated stevioside.