초록 ▼

debranching 효소 또는 전이효소와 같은 탄수화물 효소의 생전분 입자(쌀, 옥수수, 감자)들에 대한 kinetics와 반응산물의 분석을 이용하여 생전분, 물리적 처리 전분, 화학적 처리 전분에 대한 탄수화물효소의 반응메커니즘을 규명하고 생전분 입자에 대한 반응을 최적화하고자 하였다. debranching 효소의 생전분 반응에 있어서 반응온도가 증가하더라도 생전분에 대한 K_m 값은 일정하게 나타나 기질의 물리적 변화는 없는 것으로 판단되며, 생전분 종류에 따른 효소 반응에서는 전분입자의 크기가 커질수록 K<

debranching 효소 또는 전이효소와 같은 탄수화물 효소의 생전분 입자(쌀, 옥수수, 감자)들에 대한 kinetics와 반응산물의 분석을 이용하여 생전분, 물리적 처리 전분, 화학적 처리 전분에 대한 탄수화물효소의 반응메커니즘을 규명하고 생전분 입자에 대한 반응을 최적화하고자 하였다. debranching 효소의 생전분 반응에 있어서 반응온도가 증가하더라도 생전분에 대한 K_m 값은 일정하게 나타나 기질의 물리적 변화는 없는 것으로 판단되며, 생전분 종류에 따른 효소 반응에서는 전분입자의 크기가 커질수록 K_m 값이 증가하였으나 V_max 값은 일정하게 나타나 전분입자의 표면적이 가수분해반응의 중요한 인자임을 확인하였다. 초고압처리에 따른 효소반응에 있어서 전분의 종류에 상관없이 초고압처리가 증가함에 따라서 V_max 값의 변화는 없었으나 K_m 값의 감소하는 경향을 나타내며, 이는 초고압 처리에 따른 생전분 구조의 변화에 따른 표면적의 변화에서 기인하는 것으로 판단된다. 화학처리 옥수수 전분과 옥수수 생전분의 반응에서 K_m 값은 차이가 없었으나 화학처리 전분에 대한 V_max 값이 옥수수전분보다 크게 나타났으며, 화학처리에 따른 hydroxyethyl group이 결합하게 되어 turnover number에 직접적으로 영향을 미치는 것으로 판단되며, 화학처리전분의 경우 표면부근에 한정되어 화학처리가 일어나기 때문에 호화시킬 경우에는 화학처리의 효과가 상쇄되어 호화시킨 후의 효소 반응에서 K_m 값과 V_max 값이 차이가 나타나지 않았다. 그리고, 효소처리 전분의 경우는 생전분에 비해 K_m은 작아지고 V_max의 값은 크지만 그 차이는 크지 않은 것으로 판단된다. 효소반응 전후의 amylose의 함량은 전반적으로 큰 변화는 나타나지 않았으나 초고압처리 전분에 있어서 함량의 증가가 높게 나타났다. 효소반응 산물은 대체로 중합도 10 이상의 큰 분자가 주로 생산되었으며, 또한 효소처리에 따른 전분의 표면구조를 전자현미경으로 관찰한 결과 표면에 작은 구멍 및 peeling 현상이 관찰되었으며, 물리적 및 화학적 처리 전분에 있어서는 crack현상이 두드러지게 관찰되었다. 효소반응에 따른 전분의 물성변화는 생전분의 종류 및 전분처리 조건에 따라 상이한 결과를 나타내었으며, 특히 옥수수 생전분, 초고압 처리의 경우에 있어서 효소처리에 따라 전분 gel의 노화가 지연되는 현상이 나타났다.
기대효과
생전분의 분해반응을 수식화하여 모사(simulation)함으로 인해 산업적 적용에 절대적으로 필요한 최적화와 표준화가 가능하게 된다. 호화되지 않은 생전분입자를 직접 가수분해하여 전부분해물을 얻을 수 있으면, 에너지효율성과 분해와 분리공정의 간편성으로 인해 여러 측면에서 이점이 있다. 또한 이러한 사실들은 축산분야의 곡물사료 효율성을 높이는데 있어서 중요한 이론적 근거가 되고 있다. 현재 산업적으로 연료용 알코올(biofuel)을 생산하기 위한 전단계로서 생전분상태에서 가수분해가 이루어져 당을 얻는 공정에도 적용하여 효율성을 높일 수 있을 것으로 기대한다. 여러 효소들의 분해반응을 단계적으로 조합하여 유용한 기능성 전분분해물을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 독특한 물리화학적 성질을 가지는 다양한 변성 전분도 만들어 낼 수 있을 것으로 예상한다.

목차 Contents

• 일반연구자지원사업 최종(결과)보고서 ... 1
• 목차 ... 2
• I. 연구결과 요약문 ... 3
• II. 연구내용 및 결과 ... 4
• 1. 연구과제의 개요 ... 4
• 2. 국내외 기술개발 현황 ... 6
• 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 113
• 5. 연구결과의 활용계획 ... 117
• 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 117
• III. 연구성과 ... 118