일반기술

레반수크라제를 이용한 알킬베타-디-프럭토시드의 생산방법

라넬라 아쿠아틸리스 유래의 레반수크라제를 이용하여 설탕과 알콜로부터 알킬베타-디-프럭토시드를 생산하는 방법으로서, 높은 알콜농도를 유지하는 수용액상에 레반수크라제를 도입하여 가수분해 반응을 억제함으로써 알킬베타-디-프럭토시드의 생산수율을 향상시키는 것이며, 아울러 수용액상의 알콜 종류를 다양화하여 여러 종류의 알킬베타-디-프럭토시드를 생산하는 방법을 제공한다. 상술하면 일정량의 설탕을 용해한 메스(4-모폴린에탄설포닉산) 완충용액에 라넬라 아쿠아틸리스(Rahnella aquatilis)로부터 유래된 레반수크라제와 여러 알콜을 첨가하여 알킬베타-디-프럭토시드의 양을 측정하고, 알콜농도를 높인 후 저온에서 반응을 실시하여 얻은 알킬베타-디-프럭토시드의 양을 측정,비교하여 생산수율을 향상시키는 방법이다.본 기술에 따르면 메탄올, 에탄올, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등과 같은 여러 가지 알콜을 사용하여 알킬베타-디-프럭토시드를 제조할 수 있으며 , 알콜농도는 높이고 반응 온도는 저온으로 유지하여 베타-디-프럭토시드를 고수율로 생산할 수 있다베타-디-프럭토시드는 알킬글루코시드의 대체제로 사용이 가능한데, 알킬 글루코시드는 의약품, 식품, 화장품 등에 사용되고 있는 당 계면활성제의 일종인 알킬 글루코시드 지방산에스테르의 원료물질로 이용되고 있다. 특히 글루코오스에 비해 프럭토오스는 녹는점이 낮고, 수분 및 유기용매에 대한 용해도가 높기 때문에 알킬 프럭토시드 또한 알킬 글루코시드에 비해 기능성이 높을 것으로 예상되고 있다. 한편, 레반수크라제는 수용액상에서 설탕을 기질로 사용하여 높은 분자량의 수용성 프럭토오스 고분자 물질을 합성하는 효소이다. 본 기술에서는 레반수크라제에 의한 프럭토오스 유도체중 알킬베타-디-프럭토시드의 수율을 높이기 위해서, 반응온도를 낮추어 효소의 안정성을 크게 증가시킴으로써 고농도의 알콜에서도 효소활성이 유지되도록 하였다. 다양한 알콜을 사용하여 그 반응성을 조사한 결과, 히드록실기가 2개 이상인 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 글리세롤이 메탄올이나 에탄올에 비해 반응성이 훨씬 좋은 것으로 나타났으며, 또한 메틸 베타-디-프럭토시드의 생성수율을 높이기 위하여 메탄올의 농도를 높여 반응한 실험결과 반응속도는 저하되었으나 수율은 크게 증가하는 양상을 보였다.다양한 알콜을 고농도로 포함하는 수용액에 설탕을 첨가하고 레반수크라제와 저온에서 반응시킴으로써, 알킬베타-디-프럭토시드를 고수율로 생산할 수 있으므로 식품, 의약품 및 화장품 산업상 대단히 유용한 기술이다