Mathematical Model for the Production of High-purity Fructo-oligosaccharides by the Mixed-enzyme System of Fructosyltransferase and Glucose Oxidase

Fructosyltransferase와 Glucose oxidase 혼합효소계를 이용한 고순도 Fructo-oligosaccharides 생산에서 반응 메카너즘에 대한 수학적 모델

A simplified mathematical model for the production of high-purity fructo-oligosaccharides by the mixed-enzyme system of fructosyl transferees and glucose oxidase was proposed and compared with the experimental results. The kinetic parameters including $K_m,\;V_{max}\;and\;K_{iG}$ were estimated at $40^{\circ}C$, in which $K_m$, values decreased and $K_{iG}$ and $V_{max}$ values increased compared with those of fructosyl transferees alone. The kinetics of the mixed-enzyme system was successfully described in the form of Michaelis-Menten equations. At the reasonable sucrose concentrations tested, the simulated sugar profiles were of good agreement with the experimental ones.

Fructosyltransferase와 glucose oxidase의 혼합효소계를 이용한 고순도 fructo-oligosaccharides 생산반응에서의 수학적 모델을 제안하고 실험적으로 검증한 결과 실험치와 모델 값이 서로 잘 일치하였다. 혼합 효소계에서 두 효소의 kinetic parameters를 구한 결과, fructosyltransferase 단일 효소계에서의 값들에 비해 $K_m$ 값들은 감소하였고, $K_m,\;V_{max}$값들은 증가하였다. 혼합 효소계의 반응메카니즘은 전체적으로 Michaelis-Menten kinetics로 표현할 수 있었고, 제안된 모델을 이용하여 고순도 fructo-oligosaccharides 생산에 이상적인 설탕농도를 예측할 수 있었다.