• 식품산업과 영양
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• 제2권1호
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• pp.31-41
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• 1997

Stevioside 는 남미 파라과이 원산의 국화와 식물인 Ste-via rebaudiana Bertoni 유래의 천연대체감미료서 식품, 의약품, 주류 산업에 널리 활용되고 있다. 이와 같은 stevio-side 의 구조와 특성, 제조방법, 그리고 사용현황 등을 기술하였으며, 당전이 stevioside의 종류 제조방법을 정리하였다. 본 연구실에서 개발한 생전분을 당공여체로 히용하는 분쇄마찰매체 효소반응계와 팽윤 extrusion 전분을 당공여체로 이용하는 불균일상 효소반응계에서의 stevioside 당전이반응의 특성과 산업적 활용 가능성을 검토하였다. 상기 두 종류의 불균일상 효소반응계는 높은 수율, 반응속도, 낮은 maltooligo 당의 축적, 용이한 당전이 stevioside 의 분리정제 등 기존의 액화 전분을 당공여체로 이용하는 반응계에 비하여 많은 장점이 예상되는 산업적 활용 가능성이 높고 고효율 반응계임을 알 수 있었다. 끝으로 stevioside 감미료의 장래 전망에 관하여 예측하였다.

• KSBB Journal
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• 제9권2호
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• pp.108-114
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• 1994

분쇄마찰매치 함유 불균일상 효소반응계에서 생전분을 당공여체로 한 stevioside의 당전이 반응의 kinetics에 관한 연구를 수행하였다. 생전분으로부터 CD를 생서하는 과정과 생성된 CD와 stevioside가 random sequenrial bireactant ,echanism으로 반응하여 당전이 equation을 유도하였다. 또한 유도된 반응식의 각종 kinetic constants을 평가하였다. 유도된 반응식을 Runge-Kutta integration법으로 계산하였으며, 계산 결과를 실험치와 비교하여 유도식의 효용성을 검토하였다. 유도된 kinetic equations는 당공여체인 생전분의 농도, stevioside의 농도, 그리고 중간산물인 CD의 농도 변화를 비교적 정획히 표시할 수 있었으며, 고효율 당전이 효소반응기 개발에 활용될 것이다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제29권5호
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• pp.802-806
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• 2000

Cellobiose에 당전이 효소인 dextransucrase를 여러 가지 조건별로 반응시켜 올리고당의 생성경향을 알아보았다. Cellobiose에 대한 acceptor 반응의 최적조건은 cellobiose와 surcose의 비율은 3:1, 효소의 양은 2 U/mL, buffer의 이온강도는 25 mM, pH는 5, 반응온도는 $25^{\circ}C$로 나타났다. Cellobiose의 acceptor products는 종합도 6까지 생성되었으며, 구조는 2-O-isomaltodextrinyl cellobiose로 추정하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제29권2호
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• pp.249-254
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• 1997

식품에의 사용이 확대되고 있는 고감미 천연 감미료인 스테비오시드의 단맛을 개선하기 위하여 CGTase를 이용한 당전이 반응 조건을 연구하였다. 당전이율을 높이기 위한 당전이 반응의 최적조건을 구하기 위하여 $L_{18}\;(2^{1}{\times}3^{7})$ 직교배열표로부터 18개 실험구를 선정하여 실험하였고 그 실험 결과를 분간 분석하였다. 그 결과 전이율에 가장 큰 영향을 주는 인자는 온도, 스테비오시드에 대한 말토덱스트린의 비, pH, 당공여체의 DE 값, 스테비오시드 농도 순이었으며, 각각의 조건이 $80^{\circ}C$, 말토덱스트린/스테비오시드=1.0, pH 6.0, 그리고 말토덱스트린의 DE가 15 일 때 최적 반응조건임을 확인하였다. 선정된 최적조건이 통계적으로 유의한지를 확인하기 위하여 3회의 반복 확인 실험을 한 결과 재현성이 있었고, 3회의 전이율이 모두 95% 신뢰 구간 안에 포함되어 통계적으로 유의함을 확인하였다. 그리고 최적조건에서의 효소 첨가량 및 당전이 시간은 각각 0.2%와 40시간이 적합한 것으로 나타났고, 이러한 조건에서 스테비오시드의 당전이를 실시한 결과 전이율 68%의 단맛이 우수한 당전이 스테비오시드를 제조할 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제41권10호
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• pp.1417-1422
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• 2012

Alkyl-glucoside의 생산을 위하여 상용화 cellulase인 Celluclast의 당전이 반응을 사용하였다. 5가지 종류의 알코올을 acceptor molecule로 하여 반응을 살펴본 결과 methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropanol 그리고 butanol에서 당전이 반응이 일어남을 확인하였다. 반응 수율이 높았던, methyl alcohol과 ethyl alcohol의 반응산물을 MALDI-TOF MS와 효소적인 방법을 사용하여 각각의 산물이 methyl ${\beta}$-D-glucopyranoside와 ethyl ${\beta}$-D-glucopyranoside임을 확인하였다. 시간대별 methyl-glucoside와 ethyl-glucoside의 생산량을 비교하여 본 결과 9시간에서 최대 생산 수율 65% (mol/mol)와 59%(mol/mol)를 각각 보였으며, 이후 반응은 진행되지 않았다. Cellulose의 당전이 반응으로 생성된 부산물인 glucose를 제거하기 위하여 고정화 효모 system을 도입하였고, 그 결과 glucose를 모두 제거할 수 있었다. 이상의 결과에서 Celluclast를 이용한 alkyl-glucoside의 생산을 성공적으로 수행하였고, 고정화 효모 system을 도입하여 친환경적으로 부산물을 제거하여 고순도의 ethyl-glucoside를 생산하였다.

• 미생물학회지
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• 제35권1호
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• pp.1-6
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• 1999

$\alpha$-Amylase 의 당전이반응에 의해 가용성전분으로부터 benzylalcohol-$\alpha$-glucoside(BG)를 합성하였다. 이 때 glycosyl 기의 공여체인 가용성전분 1%, glycosyl 기의 수용체인 benzylalcohol 90%, pH 5.0의 0.1M citrate 완충액 10%, Aspergillus oryzae 유래의 $\alpha$-amylase 10 unit를 함유하는 이상계(water-organic two phase )에서 당전이반응이 가장 효율적으로 일어났으며, $40^{\circ}C$, 80시간 정도의 반응에서 전문 10mg 으로부터 약 4mg 의 BG가 합성되었다. 합성초기에는 benzylalcohol-$\alpha$-maltoside(BM) 가 주로 생산되었다가 반응시간이 경과함에 따라 이는 가수분해되고 최종적으로는 BG 만이 생성되었다. 합성물질은 모두 환원력이 없고 $\alpha$-glucosidase 에 의해 가수분해되었드며 ESI-Mass 에 의해 분자량이 각각 270, 432로 측정되어 그 구조가 BG, BM 임을 확인하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.29-36
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• 2004

토양으로부터 CGTase를 생산하는 새로운 호열성 세균을 분리하였으며, 형태 및 생리적 특성과 16S ribosomal DNA의 염기서열을 분석한 결과 Geobacillus thermosacchalytycus 로 동정하였다. 호열성 G. thermosacchalytycus가 분비하는 CGTase를 한외여과, 소수성 Phenyl Sephadex CL-4B 클로마토그래피 , 그리고 gel filtration의 순서로 분리 정제하여 정제도 28.2배, 정제수율 12.2%, 그리고 specific activity가 4952.5 units/mg인 CGTase를 얻을 수 있었다. 정제된 CGTase의 분자량은 69,000 dalton이었고, terminal amino sequence는 Asn-Leu-Asn-Lys-Val-Asn-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Val-Tyr-Gln-Ile이었다. 최적 pH 및 온도는 각각 pH 6와$ 50^{\circ}C$였고, pH 6-8과 $60^{\circ}C$에서 장기간 보존할 수 있는 중성 pH의 내열성 효소임을 알 수 있었다. 내열성 CCTase의 cyclization과 coupling 반응의 특정을 검토한 결과 G. thermosacchalytycus가 생산하는 내열성 효소는 $\alpha$-type CGTase이었고, cyclization 반응보다는 coupling반응에 적합한 당전이성이 높은 효소임을 알 수 있었다. 당전이 반응에서 기질 특이성을 검토한 결과 당공여체로는 가용성 전분 그리고 당수용체로는 배당체인 stevioside에 대해 높은 기질 특이성을 보였다. 당전이 반응은 당수용체와 당공여체가 효소와 무작위로 결합하여 진행되는 random ternary complex mechanism으로 반응이 수행되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권5호
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• pp.442-449
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• 1998

CGTase를 이용한 당전이 xylitol의 합성과 당전이 xylitol의 비피더스균 생육증식 효과에 대한 연구를 수행하였다. 수종의 세균류가 분비하는 CGTase의 xylitol에 대한 당전이능을 비교하였으며, Thermoanaerobacter sp. 유래의 CGTase가 가장 우수한 당전이능을 보였다. 각종 당공여체를 검토한 결과 압출전분이 가장 우수한 결과를 보였으며, 당전이 효소반응의 최적 조건을 검토하였다. 생성된 당전이 xylitol을 활성탄-셀라이트 칼럼 크로마토그래피를 이용하여 분리하여 두 개의 fraction인 F-I, F-II를 얻었다. 이들의 당쇄결합 양상을 FAB mass spectrometer와 $^{13}$C-NMR spectrometer, 그리고 glucoamylase을 이용한 효소소화법을 이용하여 분석한 결과 xylitol에 glucose와 maltose 분자가 $\alpha$-1,4 결합되어 있는 것으로 유추되었다. 얻어진 당전이 xylitol은 xylitol과는 달리 Bifidobacterium breve에 대한 생육촉진효과를 보였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권2호
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• pp.187-194
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• 1998

수계에서 전분 가수분해효소의 transglycosylation반응을 이용하여 배당체(glycoside)를 합성하였다. Glycosyl donor인 starch와 glycosyl acceptor인 benzylalcohol을 반응기질로 선택하였다. 시판되는 9종의 당가수분해효소의 transglycosylation활성을 조사한 결과 glucose와 한 종류의 glycoside만을 생산하는 amyloglucosidase(from Rhizopus sp.)를 반응효소로 선정하였다. Amyloglucosidase에 의해 합성된 배당체는 여러 가지 분석을 통해 glucose의 1번 OH기에 benzylalcohol이 ${alpha}$형태로 결합된 benzylalcohol-${alpha}$-glucoside(BG)임을 확인하였다. 수계에서 이 효소에 의한 transglycosylation 반응의 최적조건은 starch 50mg/$m\ell$, benzylalcohol 50 mg/ml, 온도 45$^{\circ}C$, 효소량 10 unit/ml, pH 5.0, 반응시간 32시간이었으며 합성된 BG는 amyloglucosidase에 의해서는 분해되지 않았고 ${alpha}$-glucosidase에 의해 glucose와 benzylalcohol로 가수분해되었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제40권2호
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• pp.104-110
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• 2012

Glycosynthase는 친핵성 아미노산을 비친핵성 아미노산으로 치환하여 당전이 산물의 가수분해를 막아서 당전이 효율을 증가시킬 수 있다. 이전 연구에서 본 실험실은 열에 안정하고 산에 강한 Thermoplasma acidophilum 유래의 ${alpha}$-glucosidase (AglA)가 당전이 활성이 있음을 입증하였으나 시간이 지남에 따라 당전이 산물이 가수분해 되었다. 이러한 AglA의 당전이 효율을 개선하기 위하여 친핵성 아미노산인 아스파라긴산을 글리신으로 치환하였다. 이 치환된 glycosynthase는 니켈 친화력 크로마토그래피를 통하여 정제되었으며, 정제된 돌연변이 단백질의 배당체를 합성하는 능력이 말토오스를 공여체로 그리고 p-nitrophenyl-${alpha}$-D-glucopyranoside($pNP{\alpha}G$)를 수용체로, 그리고 $pNP{\alpha}G$가 당공여체 및 수용체로 이용될 수 있는지 검사하였다. Glycosynthase를 이용한 당전이 산물의 수율은 약 42.5%를 보였으며 시간이 지남에 따라서 가수분해되지 않았다. 박막 크로마토그래피법을 이용한 반응산물의 분석은 수용체의 높은 농도에서 기존의 효소보다 많은 양의 배당체를 합성할 수 있음을 보여주었고, 특히 중성보다 낮은 pH 영역에서 가장 높은 활성을 보여줌을 확인하였다. 이러한 결과는 glycosynthase가 산업적으로 배당체를 합성하는데 유용성이 크다는 것을 나타낸다.