[논문]창자파래로부터 환원당 생산을 위한 효소가수분해의 최적 반응조건

김아람; 김동현; 정귀택

doi:10.7841/ksbbj.2015.30.2.53

창자파래로부터 환원당 생산을 위한 효소가수분해의 최적 반응조건
Optimum Reaction Condition of Enzymatic Hydrolysis for Production of Reducing Sugar from Enteromorpha intestinalis 원문보기

KSBB Journal, v.30 no.2, 2015년, pp.53 - 57

김아람 (부경대학교 생물공학과) , 김동현 (부경대학교 생물공학과) , 정귀택 (부경대학교 생물공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, the production of total reducing sugar from macro green-algae Enteromorpha intestinalis by enzymatic hydrolysis was investigated. As a result of enzymatic hydrolysis using 13 kind commercial enzymes, the highest yield of 8.75% was obtained from Viscozyme L, which is multi-enzyme complex such as cellulase, arabanase, beta-glucanase, hemicellulase and xylanase. As a control, only 0.33% and 0.27% yield were obtained from 1% sulfuric acid and 0.05 M citrate buffer (pH 4.8), respectively. In the case of enzyme mixture, the mixture of $Viscozyme^{(R)}$ L and $Cellic^{(R)}$ CTec2 (1:1) was presented the highest yield of 10.67%. Finally, the 14.99% yield was obtained at 36 hr under the condition of 10% biomass and 30% enzyme mixture.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 해양 거대 녹조류인 창자파래로부터 상용 효소를 사용하여 환원당을 생산하기 위하여 가수분해에 미치는 인자들의 영향을 조사하였다. 실험에 적용한 인자들로는 효소 종류, 기질농도, 효소농도, 반응시간에 대하여 최적 반응 조건을 조사하였다.

제안 방법

기질 농도가 파래 가수분해에 미치는 영향을 알아보기 위하여 기질의 농도를 0.5%에서 12.5%로 조절하여 효소가수분해 반응을 진행하여 비교하였다 (Fig. 2). 10% 까지는 biomass 농도가 증가할수록 수율이 증가하였으며, 10% 이상에서는 큰 변화를 나타내지 않았다.
본 연구에서는 해양 거대 녹조류인 창자파래로부터 상용 효소를 사용하여 환원당을 생산하기 위하여 가수분해에 미치는 인자들의 영향을 조사하였다. 실험에 적용한 인자들로는 효소 종류, 기질농도, 효소농도, 반응시간에 대하여 최적 반응 조건을 조사하였다.
창자파래로부터 상용효소를 사용하여 환원당을 생산하기 위하여 가수분해에 미치는 인자들의 영향을 조사하였다. 실험에 적용한 인자들로는 효소의 종류, 기질농도, 효소농도, 반응시간을 대상으로 하였다.
효소 종류에 따라 파래 가수분해에 미치는 영향을 알아보기 위하여 13종의 효소를 이용하여 단일 효소와 복합효소 반응을 실시하였다. 1% sulfuric acid와 0.

대상 데이터

실험에 사용한 창자파래 (Enteromorpha intestinalis, 전남 진도, 2012년 수확)는 60^oC에서 2일간 건조한 후 분쇄 (200 um 이하)하여 실험에 사용하였다. 실험에 사용한 효소는 Novozyme 사 (Denmark)의 AMG 300L, Cellic^®CTec2, Celluclast 1.
C에서 2일간 건조한 후 분쇄 (200 um 이하)하여 실험에 사용하였다. 실험에 사용한 효소는 Novozyme 사 (Denmark)의 AMG 300L, Cellic^®CTec2, Celluclast 1.5 L, Citrozym Ultra L, Mannaway 4.0 T, Novoprime B 959, Pectinex 5XL, Pectinex Ultra SP-L, Termamyl 120L, Ultraflo Max, Viscoferm, Viscoflow MG, Viscozyme L을 사용하였다. Table 1에 실험에 사용한 효소의 특성을 나타내었다.

데이터처리

가수분해율 (yield, %) = (반응 후 시료의 환원당 농도) / (반응 전 기질의 농도) × 100

2-3회 반복실험을 통하여 얻은 결과는 평균±표준편차로 나타내었다.

이론/모형

시료 중의 환원당은 DNS법으로 580 nm에서 분광광도계를 이용하여 측정하였다. 표준시료로는 glucose를 사용하였다 [16].

성능/효과

67%의 높은 수율을 얻었다. 효소반응의 최적 반응조건을 탐색한 결과, 10%의 기질 농도에 효소 복합물 (Viscozyme L과 Cellic CTec2 혼합, 1:1)을 사용된 기질량의 30%가 되게 첨가하여 반응 36시간에 14.99%의 수율을 얻었다. 위의 결과로부터 해양자원인 창자파래를 이용하여 바이오연료 또는 화학물질을 생산하는데 필요한 당을 생산하기 위한 기초자료로 사용되리라 판단된다.
본 연구는 해양 바이오매스 자원의 하나인 해조류 중 녹조류인 창자파래를 대상으로 환원당을 생산하기 위하여 13종의 상용 효소를 사용하여 반응에 필요한 인자들의 영향을 조사하였다. Cellulase를 포함하는 복합효소인 Viscozyme L에서 8.75%의 가장 높은 수율을 보였다. 파래에 포함되어 있는 cellulose와 starch 등의 탄수화물을 분해할 수 있도록 2-3종의 효소를 혼합하여 실험한 결과, Viscozyme L과 Cellic CTec2를 1:1로 혼합한 결과 10.
99%의 수율을 얻었다. 위의 결과로부터 해양자원인 창자파래를 이용하여 바이오연료 또는 화학물질을 생산하는데 필요한 당을 생산하기 위한 기초자료로 사용되리라 판단된다.
75%의 가장 높은 수율을 보였다. 파래에 포함되어 있는 cellulose와 starch 등의 탄수화물을 분해할 수 있도록 2-3종의 효소를 혼합하여 실험한 결과, Viscozyme L과 Cellic CTec2를 1:1로 혼합한 결과 10.67%의 높은 수율을 얻었다. 효소반응의 최적 반응조건을 탐색한 결과, 10%의 기질 농도에 효소 복합물 (Viscozyme L과 Cellic CTec2 혼합, 1:1)을 사용된 기질량의 30%가 되게 첨가하여 반응 36시간에 14.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	바이오매스로서 해조류가 가지는 특징은 무엇인가?	해조류는 바다에 서식하는 조류로 미세조류와 거대조류로 나뉜다. 육상 식물에 비하여 단위면적당 생산성이 높고, 종 (species), 수확 장소 및 시기에 따라 탄수화물 및 지질의 함량이나 구성이 다양하다고 알려져 있다 [3,9,15,17,19].
	창자 파래의 활성에 관한 연구에는 어떤 것들이 있었는가?	파래는 다양한 영양소를 함유하고 있어 오래전부터 식품으로 이용되고 있다 [5,9,15]. 파래 중 창자 파래에 대한 다양한 항산화 활성, angiotensin-1 전환효소 저해활성, 저분자 peptide의 기능성, 항돌연변이 및 암성장 억제 등과 같은 연구가 보고되었다 [3,6,11-13].
	창자파래는 무엇인가?	본 연구에 사용한 창자파래 (Enteromorpha intestinalis)는녹조식물문 갈파래목 (Ulvales) 갈파래과 (Ulvaceae)에 속하는 해조류로서, 우리나라를 포함한 전세계의 해안의 바위에 부착 서식한다 [9]. 파래는 다양한 영양소를 함유하고 있어 오래전부터 식품으로 이용되고 있다 [5,9,15].

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