선행연구에서 얻은 alkalophilic Bacillus I-5 유래의 CGTase wild-type과 가수분해능이 강화된 mutant 효소를 활용하여 waxy rice starch로부터 아밀로펙틴 클러스터를 제조하였다. SEC-MALLS-RI 분석법으로 CGTase wild-type과 mutant 효소가 처리된 시료의 평균 분자량을 확인한 결과 10분가량의 효소반응으로 두 반응 모두 평균 분자량은 $10^4{\sim}10^5Da$으로 급격히 감소하였음을 확인하였으며, 일정 반응 시간이 경과한 이후에는 더 이상 분자량의 감소가 일어나지 않음으로 미루어 시료가 아밀로펙틴 클러스터 단위로 분해되었으며 그 분자량은 $10^4{\sim}10^5Da$ 정도임을 알 수 있다. 또한 MALDI-TOF/MS 분석을 통하여 CGTase wild-type은 다양한 종류의 cyclic 형태의 maltodextrin을 생성하고 있으며 mutant 효소는 주로 소량의 maltooligosaccharide 들을 생산함을 확인하였다.
A digestion trial in vitro was conducted to study effects of supplementation of NSP (non-starch polysaccharides) degrading enzyme (feed grade) on cell wall degradation and digestibility of nutrients in barley. The slices of barley were soaked in distilled water with or without 0.15% non-starch polysaccharides degrading enzyme. Microscopic examination of the slices showed that the endosperm cell wall of barley was completely degraded by the non-starch polysaccharides degrading enzyme. The residues and supernatant of digesta in vitro were separated by filtration with 0.1 mm nylon fabric. The residues were used for measurement of crude protein, crude fat, crude fiber, and moisture. The supernatant was used for determination of viscosity, as well as amino-nitrogen and glucose content. The results showed that compared with the control, the amino-nitrogen and glucose content of the supernatant increased by 17.58% (p<0.05) and 10.26% (p<0.05), respectively, while viscosity did not change. Enzyme supplementation increased the digestibilities of dry matter, crude protein, nitrogen-free extract, crude fat and crude fiber of barley by 18.1% (p<0.05), 20.3% (p<0.05), 16.4% (p<0.05), 26.9% (p<0.05) and 30.0% (p<0.05), respectively. The present study suggests that cell wall hydrolysis may contribute to improved nutrient digestion in vivo when non-starch polysaccharides degrading enzymes are fed to swine.
The starch-filled waterborne acrylate (SWAC) films were prepared. The structures and properties of SWAC films were investigated by infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, and strength test. The biodegradability of SWAC film was also studied by determination of reduced sugar products after enzymatic hydrolysis. The surface morphology of the SWAC film was investigated by scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the tensile strength and elongation of SWAC film decreased with the increase of starch content. The SWAC film showed significantly higher water absorbed content than waterbonre acrylate film. The biodegradability of SWAC film increased as the content of starch increased. The biodegradation of starch in SWAC film by ${\alpha}-amylase\;was\;about\;77{\%}$ of that of pure starch.
LEE, SO-YOUNG;JIN-HA LEE;JOHN F. ROBYT;EUN-SEONG SEO;HYEN-JOUNG PARK;DOMAN KIM
Journal of Microbiology and Biotechnology
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제13권2호
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pp.313-316
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2003
Lipomyces starkeyi KSM 22 elaborates an enzyme that has both dextranase and amylase activities in a single protein of 100 kDa. Competition studies, using different amounts of dextran and starch as substrates, gave a competition plot consistent with the hypothesis that the hydrolysis of dextran and starch occurs at two independent active sites, each specific for starch and dextran, respectively.
덱스트란수크라제는 sucrose를 이용하여 덱스트란의 합성을 촉진하는데 sucrose이외에 다른 탄수화물이 효소 반응기 중에 존재하는 경우에는 sucrose의 glucose기를 이 탄수화물에 전달하는 반응을 촉진하여 새로운 구조의 산물을 생산한다. Leuconostoc mesenteroides B-742CB로 부터 얻은 덱스트란수크라제를 이용하여 입자 전분과 호화 전분에 sucrose의 glucose를 수식함으로써 변형을 시도하였다. 사용한 전분의 종류(Small starch 또는 Potato starch)에 따라 그리고 전분의 상태(입자 혹은 호화된 상태)에 따라 이론적 수율의 46-72%(s.d.<${pm}$5)를 얻었다. 변형 전분을 ${alpha}$-amylase, isoamylase, pullulanase 그리고 endo-dextranase로 처리하여 변형 전의 전분과 가수분해 상태를 비교한 결과 변형전의 산물에 비해 이들 가수분해효소에 대해 저항성을 보였다. 변형에서 얻어진 산물들의 methylation결과 입자 전분을 이용한 변형 반응의 산물의 변형 정도가 더 컸으며, 변형입자를 SEM으로 관찰하면 불규칙한 크기의 작은 조각의 산물을 확인할 수 있었다. 변형 반응으로 sucrose의 glucose가 전분 glucose의 C3, C4, 그리고 C6 위치의 free-OH group에 수식된 새로운 구조의 변형 산물을 생산하였고 이는 iodine에 의한 염색 정도를 크게 감소시켰으며 용해성을 증가시켰다.
This study determined the effects of added buckwheat extract on the rate of corn starch hydrolysis in vitro as well as blood glucose responses through its supplementation in healthy subjects. The rate of corn starch hydrolysis in the presence or absence of various buckwheat extracts was determined in an in vitro enzyme/dialysis system for 2 hr. The buckwheat was extracted by water, ethanol(40%, 70%, 100%) and methanol(40%, 70%, 100%), respectively. Twenty percent(w/w) additions of the ethanol, methanol and water buckwheat extract to corn starch solution significantly reduced the starch hydrolysis at every minute for 2 hr(p<0.05). The calculated hydrolysis indices of the buckwheat extracts were in the order of 100% ethanol extract(50), 100% methanol(54), 40% ethanol(58), 40% methanol(62), 70% methanol(64), 70% ethanol(68), water (82). For the blood glucose response study, groups of 12 volunteers were given 50 g of boiled rice with or without buckwheat extract(10% and 20% of starch weight) using the 100%, 70%, and 40% ethanol extracts, respectively. The addition of each buckwheat ethanol extract significantly reduced blood glucose concentrations at three or more points during 2 hr and also reduced the mean peak rise and area under the blood glucose curve(p<0.05). The calculated glycemic index(GI) values for all ethanol buckwheat extract groups were significantly decreased compared to the control(rice). At the concentrations of 20%, the buckwheat 100% ethanol extracts lowered the GI by 68%. The 100% ethanol extract was more effective than the 70% and 40% extracts for reducing GI. Therefore, the 100% ethanol buckwheat extract would be the most therapeutically useful in modifying postprandial hyperglycemia.
Based on its α-amylase activity at pH 5.0 and optimal pH of the crude enzyme, a strain (named B-5) with acid α-amylase production was screened. The B-5 strain was identified as Bacillus amyloliquefaciens through morphological, physiological, and biochemical characteristics analysis, as well as 16S rDNA phylogenetic analysis. Its α-amylase gene of GenBank Accession No. GU318401 was cloned and expressed in Escherichia coli. The purified recombinant α-amylase AMY-Ba showed the optimal pH of 5.0, and was stable at a pH range of 4.0-6.0. When hydrolyzing soluble starch, amylose, and amylopectin, AMY-Ba released glucose and maltose as major end products. The α-amylase AMY-Ba in this work was different from the well-investigated J01542-type α-amylase which also came from B. amyloliquefaciens. AMY-Ba exhibited notable adsorption and hydrolysis ability towards various raw starches. Structure analysis of AMY-Ba suggested the presence of a new starch-binding domain at its C-terminal region.
본 연구는 치커리추출물 첨가가 in vitro에서 전분가수분해율 및 정상성인에서의 혈당반응에 미치는 영향을 실험하였다. In vitro 실험에서 고형분량으로 계산된 5% (w/w) 건조치커리 및 볶은치커리추출물을 전분용액에 각각 첨가하고 2시간 동안 가수분해시킨 후 15, 30, 60, 90, 120분에 각각 유리된 당을 측정하여 전분가수분해율 및 전분가수분해지수를 구하였다. 정상 성인을 대상으로한 실험에서는 고형분량으로 계산된 2.5, 5, 10및 20% (w/w) 건조치커리 및 볶은치커리추출물을 각각 포도당용액(60 g/300 mL)에 첨가하여 섭취시킨 다음 공복시 혈당 및 실험용액 섭취후 15, 30, 60, 90, 120, 150분에 각각 혈당을 측정하고 혈당반응 면적 및 혈당지수를 구하였다. 본 실험결과, 전분에 5% 건조치커리 및 볶은치커리추출물 첨가는 2시간 동안의 전분가수분해율, 가수분해면적 및 가수분해지수를 유의하게 감소시켰으나(p<0.05), 건조치커리군과 볶은치커리군사이의 유의적인 차이는 없었다. 포도당 용액에 2.5, 5, 10, 20% 건조치커리 및 볶은치커리추출물을 첨가했을때 모든 실험군에서 혈당곡선면적 및 최고혈당값은 낮아졌으며 최고혈당값을 나타내는 시간이 지연되는 경향을 보였다. 포도당 섭취시와 비교하여 모든 건조치커리군과 5, 10 및 20% 볶은치커리군의 혈당지수는 유의하게 감소되었으며(p<0.05), 특히 5 및 10% 건조치커리군의 혈당지수는 36%씩 감소되었고 20% 볶은치커리군의 경우 39% 감소되었다. In vitro 및 in vivo 실험결과로 볼때 치커리추출물첨가는 식후 혈당증가를 낮출 것으로 사료된다.
아밀로오스 함량이 다른 옥수수 전분을 1 N HCl로 산처리하여 약산처리 전분의 특성과 효소저항전분의 수율 및 특성을 비교한 결과 아밀로오스 함량이 증가할수록 산가수분해율은 감소하였고 산처리가 진행됨에 따라 최대흡수파장$({\lambda}_{max})$와 요드친화력이 각각 감소하였다. 산처리 기간에 따른 효소저항전분 수율은 12시간 산처리했을 때까지 모든 시료에서 증가하였으나, 24시간 처리시켰을 때는 오히려 감소하였으며, 찰전분의 수율 증가정도는 12시간 처리시 8배로 다른 전분에 비해 높은 증가를 나타내었다. 약산처리된 효소저항전분 생성전분의 형태는 그물망과 같은 형태를 보였으며, 분리된 효소저항전분은 작은 알갱이와 막대모양의 입자를 관찰할 수 있었다. 효소저항전분 생성전분의 X-선 회절도는 Amioca의 경우 무정형이었으며, 다른 전분은 $20{\theta}=17^{\circ}$, $20^{\circ}$, $23^{\circ}$, 근처의 피크가 나타났고, 분리된 효소저항전분은 형성전분과는 다른 경향을 보여 완전한 결정구조를 나타내었다.
쌀의 생전분(生澱粉) 상태와 호화전분(糊化澱粉) 상태에 대한 전분분해효소의 작용특성과 이용방법(利用方法)을 조사하기 위하여 생전분과 호화전분에 세균성 ${\alpha}-amylase$ 및 glucoamylase를 처리하고, 생성되는 당의 종류를 정량하였다. 생전분에 ${\alpha}-amylase$를 작용시켰을 때에는 glucose(45%), maltese(33%), maltotriose(19%), maltotetrose 이상의 당류(3%) 등의 순서로 생성되었고, 호화전분에 작용(作用)했을 때에는 maltotriose(31%), maltose(31%), maltotetrose 이상의 고당류 (22%), glucose (15%)의 순서로 생성(生成)되었다. 한편 glucoamylase를 처리하였을 때에는 생전분과 호화전분에서 다같이 주로 glucose가 생성되었다. 전자현미경으로 분해된 상태를 확인한 결과, 생전분은 ${\alpha}-amylase$에 의하여 pinhole이 생성되고 전분입자의 표면침식이 잘되있고, 호화전분은 입자의 중앙부위에 공동(空洞)이 생성(生成)되었다. 이상의 결과(結果)로 보아 세균성 ${\alpha}-amylase$는 생전분 입자의 표면에 작용하여 말단기부터 glucose 및 maltose 단위로 분해하며 호화된 전분입자에는 임의의 장소에서 전분을 가수분해함을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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