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본 논문에서는 Penicillium decumbens β-­glucosidase를 이용한 진세노사이드 Rb1의 compound K(C­-­K)로의 전환과 Lactobacillus plantarum β-­glucosidase를 이용한 스테비오사이드의 루부소사이드로의 전환을 시도하였다. C-­K는 다른 진세노사이드에 비해 장 흡수율이 높다고 알려져 있으나 인삼에는 그 함량이 낮거나 거의 존재하지 않는다. 따라서 인삼 내 함유량이 가장 높은 진세노사이드 Rb1을 효소전환을 통해 C-­K로 전환하고자 하였다. 진세노사이드 Rb1을 C-­K로 전환시키는 효소를 탐색하기 위하여 10 종의 상업용 효소를 스크리닝하였고, 그 결과 P. decumbens 유래의 naringinase를 선발하였다. 이 효소는 pH 4.0, 60°C에서 최대의 활성을 보였고, 진세노사이드 Rb1에 대한 기질특이성을 조사한 결과는 다음과 같았다: (1) C-­3-­β-­(1→2)glucoside, (2) C­-20-­β-­(1→6)glucoside, (3) C-­3-­β-­glucose. 그 결과, 진세노사이드 Rb1의 주된 ...

본 논문에서는 Penicillium decumbens β-­glucosidase를 이용한 진세노사이드 Rb1의 compound K(C­-­K)로의 전환과 Lactobacillus plantarum β-­glucosidase를 이용한 스테비오사이드의 루부소사이드로의 전환을 시도하였다. C-­K는 다른 진세노사이드에 비해 장 흡수율이 높다고 알려져 있으나 인삼에는 그 함량이 낮거나 거의 존재하지 않는다. 따라서 인삼 내 함유량이 가장 높은 진세노사이드 Rb1을 효소전환을 통해 C-­K로 전환하고자 하였다. 진세노사이드 Rb1을 C-­K로 전환시키는 효소를 탐색하기 위하여 10 종의 상업용 효소를 스크리닝하였고, 그 결과 P. decumbens 유래의 naringinase를 선발하였다. 이 효소는 pH 4.0, 60°C에서 최대의 활성을 보였고, 진세노사이드 Rb1에 대한 기질특이성을 조사한 결과는 다음과 같았다: (1) C-­3-­β-­(1→2)glucoside, (2) C­-20-­β-­(1→6)glucoside, (3) C-­3-­β-­glucose. 그 결과, 진세노사이드 Rb1의 주된 가수분해 경로는 Rb1→Gyp-­XVII→F2→C­-K로 나타났다. 이 효소를 기존 홍삼농축액의 C-K 함량을 증진시키고자 시판하는 홍삼농축액에 적용한 결과 C-­K의 함량뿐만 아니라 진세노사이드 F1의 함량도 증진된 홍삼농축액을 얻을 수 있었다.
루부소사이드의 생산은 Rubus suavissimus S. Lee를 추출하거나 컬럼 크로마토그래피와 같은 전통적인 정제 방법을 사용하여 얻는데 여기에는 다양한 성분들이 포함되어 있어 고순도의 루부소사이드를 얻는데 어려움이 있다. 따라서 비교적 저렴한 스테비오사이드를 루부소사이드로 전환시키기 위하여 김치로부터 분리된 13 종의 균주를 스크리닝하였고, 그 결과 Lactobacillus plantarum을 선발하였다. L. plantarum의 β-­glucosidase는 pH 6.0, 40°C에서 최적 활성을 나타내었고, 60% 수율로 루부소사이드를 생산하였다. 또한, 기질특이성을 조사한 결과 스테비오사이드의 13­hydroxyl기에 결합된 sophorose의 β-­glucoside 결합에 대해 높은 가수분해 활성을 보였다. 최종적으로 이 효소를 rubusoside­-producing β-glucosidase(RPGase)라고 명명하였으며, Response surface methodology(RSM)을 이용하여 루부소사이드 최적 생산 조건을 도출하였다. 최종적으로 스테비오사이드 190 mM, L. plantarum β-­glucosidase 70 U/L를 51°C에서 12 시간 동안 반응한 결과 69.03 mM의 루부소사이드를 생산하였다.
결론적으로 P. decumbens 또는 L. plantarum 유래의 β­-glucosidase에 의한 생물전환은 C-­K의 함량을 증진시킨 홍삼농축액 또는 고수율의 루부소사이드 생산에 널리 활용될 수 있을 것으로 사료된다.