KR0136363B1 - Preparation process of cyclodextrin - Google Patents

Preparation process of cyclodextrin

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KR0136363B1
KR0136363B1 KR1019930026531A KR930026531A KR0136363B1 KR 0136363 B1 KR0136363 B1 KR 0136363B1 KR 1019930026531 A KR1019930026531 A KR 1019930026531A KR 930026531 A KR930026531 A KR 930026531A KR 0136363 B1 KR0136363 B1 KR 0136363B1
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김경환
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08BPOLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof

Abstract

본 발명은 입자상을 갖는 변성전분 또는 일반 전분에서 선택된 기질을 녹인 전분액을 기질 전분액의 전처리없이 기질로 선택된 전분액의 호화 개시온도보다 30℃ 낮은 온도에서 호화 개시온도보다 10℃ 높은 온도 범위를 유지하면서, 사이클 로덱스트린 글루카노트란스퍼라제(Cyclodextrin glucanotransferase)와 작용시켜 사이클로덱스트린 혼합액을 생성하고, 생성된 사이클로덱스트린 혼합액을 원심분리, 여과등의 물리적 방법으로 미반응 전분을 제거시킴을 특징으로 하는 고함량 사이클로덱스트린의 제조방법에 관한 것이다.The present invention has a temperature range of 10 ℃ higher than the gelatinization initiation temperature at 30 ℃ lower than the gelatinization initiation temperature of the starch selected as a substrate without pretreatment of the substrate starch in the modified starch having a particulate starch or ordinary starch While maintaining, the cyclodextrin glucanotransferase (Cyclodextrin glucanotransferase) is reacted to produce a cyclodextrin mixture, and the resulting cyclodextrin mixture is centrifuged, filtered or the like to remove unreacted starch. A method for producing a high content cyclodextrin.

Description

사이클로덱스트린의 제조방법Method for preparing cyclodextrin

본 발명은 사이클로덱스트린(Cyclodextrin, CD)을 제조함에 있어서, 전분의 전처리없이 선택된 기질전분의 호화개시온도보다 30℃ 낮은 온도에서 호화개시온도 보다 10℃ 높은 반응온동서 효소와 반응시켜 사이클로덱스트린을 생산함으로서 단위효소 역가당 생산된 사이클로덱스트린의 양을 크게 증대시키며, 미반응 전분을 제거함으로서 고순도의 제품의 사이클로덱스트린의 제조방법에 관한 것이다.In the present invention, cyclodextrin (Cd) is produced in a cyclodextrin by producing a cyclodextrin by reacting it with a reaction temperature of 10 ° C. higher than the initiation temperature at 30 ° C. below the initiation temperature of the selected substrate starch without pretreatment. By greatly increasing the amount of cyclodextrin produced per unit enzyme titer, and by removing the unreacted starch relates to a method for producing cyclodextrin of high purity products.

사이클로덱스트린은 1891년 빌리어(Villier)에 의해 처음 발견된 포도당의 중합체로서 6개 이상의 포도당이 알파-1,4-글루코사이드 결합(α-Glucoside linkage)을 이룬 환상의 올리고당이다. 특히 6, 7, 8개의 포도당으로 이루어진 것을 각각 알파-사이클로덱스트린(α-Cyclodextrin), 베타-사이클로덱스트린(β-Cyclodextrin), 감마-사이클로덱스트린(γ-Cyclodextrin)이라고 한다. 사이클로덱스트린은 소수성 물질을 포접할수 있는 동공을 가지고 있어서 식품, 의약, 농약, 향료등에서 휘발성물질의 안정화, 고미의 제거, 불용성 물질의 가용화, 색깡의 안정화 등의 목적으로 이용되는 유용한 물질이다. 사이클로덱스트린의 생산방법은 전분에 사이클로덱스트린 생성효소인 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제(Cyclodextrin glucanotransferase, EC 2.4.1.19)나 그의 생성미생물을 반응시켜 제조한다. 통상의 사이클로덱스트린 제조방법은 전분액을 액화효소와 고온의 열을 이용하여 액화시킨후 사이클로덱스트린 생성효소인 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제를 작용시켜 사이클로덱스트린을 생산한다. 그러나 이 방법은 사이클로덱스트린 이외에 포도당, 맥아당, 올리고당등의 부산물이 다량생성되어 다음과 같은 단점을 갖게 된다. 첫째, 사이클로덱스트린의 생성 비율이 낮아진다. 둘째, 고순도의 사이클로덱스트린을 제조하기 위해서 반응생성물을 정제하여야 한다. 셋째, 수용액중에 사이클로덱스트린 이외의 카보닐(알데히드기 또는 케톤기)를 갖는 덱스트린이 존재하면 이들 성분이 후에 아미노 카보닐 반응을 일으켜 최종제품의 품질을 손상시킨다. 넷째, 사이클로덱스트린 이외의 부산물이 단맛을 내므로 사용이 제한된다. 따라서 사이클로덱스트린 이외의 부산물이 적은 제품을 효율적으로 생산하는 방법이 요구된다. 일본국특허공보 소46-2380호에서는 기질전분의 D.E.를 15이하로 처리하는 방법이 제안되었으며, 일본국특허공개 소52-25043호에서는 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제를 액화효소로 이용하는 방법으로 사이클로덱스트린의 생성비율을 높이는 방법이 제안되었다. 이같은 방법은 부산물의 생성을 최소한으로 하는 범위내에서 기질을 액화시키는 것이 주된 내용이나, 사이클로덱스트린 생성 반응전에 일부 부산물이 생성되며, 액화효소로 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제를 이용하는 경우 단위 효소당 사이클로덱스트린의 생산량이 매우 낮아지게 된다. 따라서, 기질인 전분액을 분해시키지 않는 물리적방법에 의해 전분을 처리하여 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제와 반응할 수 있는 형태로 전환시키는 방법들이 제안되고 있다. 대한민국 특허공개 제92-937호 에서는 액화방법대신에 분쇄마찰을 이용하여, 일본국특허공개 평1-168295호에서는 전분의 압출성형방법을 이용하여 기질인 전분액을 효소가 이용할 수 있는 형태로 전환시키는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법들은 전분을 전처리하는 시간이 필요하며 새로운 장치의 도입이 필요하다. 일본국특허공개 평2-227088호에서는 이상의 방법들의 문제점을 극복하기 위하여 증기나 열수로 전분을 팽윤시켜 사이클로덱스트린을 생산하는 방법이 제안되었다. 그러나 이 방법은 사이클로덱스트린을 제조하기 전에 전분을 열처리 함으로서 기질인 전분의 점도가 높아져 고농도의 전분을 이용할 수 없으며 단순한 열처리방법에 의해 사이클로덱스트린의 생산시간을 단축시켰을 뿐이었다. 일본국 특허공개 평3-160896호는 이와같은 문제점을 해결하기 위하여 생전분은 60 ∼ 80%의 알코올 수용액에 첨가하여 고온 고압하에서 처리한 후 다시 용해하여 반응시켰으나 전처리를 별도로 실시하여 제조공정이 복잡하고 별도의 설비가 필요한 방법이다.Cyclodextrin is a polymer of glucose first discovered by Billier in 1891 and is a cyclic oligosaccharide in which at least six glucose forms alpha-1,4-glucoside linkage. Particularly, those consisting of 6, 7, and 8 glucose are called alpha-cyclodextrin (α-Cyclodextrin), beta-cyclodextrin (β-Cyclodextrin), and gamma-cyclodextrin (γ-Cyclodextrin), respectively. Cyclodextrin is a useful material used for the purpose of stabilizing volatiles, eliminating bitumen, solubilizing insoluble substances, stabilizing color cans, etc., because it has a pupil that can contain hydrophobic substances. Cyclodextrin production method is prepared by reacting the cyclodextrin glucanotransferase (EC 2.4.1.19) or its producing microorganisms with the starch cyclodextrin synthase. In the conventional cyclodextrin production method, the starch solution is liquefied using liquefied enzyme and high temperature heat, and then cyclodextrin-glucanotransferase, which is a cyclodextrin generating enzyme, is used to produce cyclodextrin. However, this method produces a large amount of by-products such as glucose, maltose and oligosaccharides in addition to cyclodextrin, and has the following disadvantages. First, the production rate of cyclodextrin is lowered. Second, the reaction product should be purified to produce high purity cyclodextrin. Third, if dextrins with carbonyls (aldehyde groups or ketone groups) other than cyclodextrins are present in the aqueous solution, these components later cause amino carbonyl reactions and impair the quality of the final product. Fourth, its use is limited because by-products other than cyclodextrins have a sweet taste. Therefore, there is a need for a method of efficiently producing a product with less by-products other than cyclodextrin. In Japanese Patent Laid-Open No. 46-2380, a method of treating substrate starch DE under 15 has been proposed. In Japanese Patent Laid-Open No. 52-25043, cyclodextrin glucanotransferase is used as a liquefied enzyme. A method of increasing the production rate of dextrin has been proposed. The main method is to liquefy the substrate within the range of minimizing the production of by-products, but some by-products are generated before the cyclodextrin production reaction, and when using cyclodextrin glucanotransferase as a liquefied enzyme, Dextrin production is very low. Therefore, methods for converting starch into a form capable of reacting with cyclodextrin glucanotransferase have been proposed by physical methods that do not degrade starch liquor, which is a substrate. Korean Patent Publication No. 92-937 uses crushing friction instead of liquefaction, and Japanese Patent Publication No. Hei 1-6829595 uses starch extrusion to convert the starch liquor into a form that the enzyme can use. Has been proposed. However, these methods require time to pretreat the starch and require the introduction of a new device. In Japanese Patent Laid-Open No. 2-227088, a method of producing cyclodextrin by swelling starch with steam or hot water has been proposed to overcome the problems of the above methods. However, this method heats the starch prior to preparing the cyclodextrin, which increases the viscosity of the starch, which is a substrate, so that high concentration of starch cannot be used, and the production time of the cyclodextrin was shortened by a simple heat treatment method. In order to solve this problem, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 3-160896 adds raw starch to an aqueous alcohol solution of 60 to 80%, and then dissolves and reacts again at high temperature and high pressure. And a separate facility is required.

위와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 본 발명자들은 발명자들의 선 출원 발명 대한민국 특허출원 제93-20680호에서 반응기질인 전분액을 호화되지 않는 가능한 범위의 온도 즉, 기질전분의 호화개시온도보아 30℃ 낮은 온도에서 호화개시온도보다 10℃ 높은 온도에서 열처리한 후 일정반응온도에서 사이클로덱스트린을 생성한 후 원심분리나 여과등의 간단한 물리적 방법에 의해 미반응전분을 제거함으로서 단위효소 역가당 생산되는 사이클로덱스트린의 양을 크게 증대시켜 고수율, 고순도의 사이클로덱스트린의 제조방법을 개시한바 있다. 그런데 이 제조방법에서는 전분에 효소를 작용시키기 전에 미리 열처리를 하여야 하므로 그 처리시간이 필요하며 반응전에 전처리를 완료함으로 기질의 점도가 높아져서 15%이상의 기질 농도에서는 적용하기 어렵다. 따라서 본발명에서는 전분의 종류에 따라 완전히 호화되지 않으며 사이클로덱스트린 생성효소가 반응할 수 있는 형태로 전환될 수 있는 온도 즉 기질전분의 호화 개시온도보다 30℃ 낮은 온도에서 호화개시온도보다 10℃ 높은 반응온도에서 전처리 없이 전분에 직접 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제를 반응시킨후 생산된 반응액을 원심분리나 여과등의 간단한 물리적 방법으로 미반응전분을 제거함으로서 부산물의 함량이 적고 사이클로덱스트린의 함량이 높으며, 단위효소 역가당 사이클로덱스트린의 생산량이 많게 사이클로덱스트린을 얻으며 고농도의 기질에서 반응할 수 있는 보다 간단한 방법을 개량발명하였다. 따라서 본 발명의 목적은 입자상을 갖는 변성전분 또는 일반 전분에서 선택된 기질을 녹인 전분액을 기질 전분액의 전처리없이 기질로 선택된 전분액의 호화 개시온도보다 30℃ 낮은 온도에서 호화 개시온도보다 10℃ 높은 온도 범위를 유지하면서, 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제(Cycildextrin glucanotransferase)와 작용시켜 사이클로덱스트린 혼합액을 생성하고, 생성된 사이클로덱스트린 혼합액을 원심분이, 여과등의 물리적 방법으로 미반응 전분을 제거시킴을 특징으로 하는 고함량 사이클로덱스트린의 제조방법을 제공하는 것이다.In order to solve the above problems, the inventors of the present invention, the pre-applied invention Republic of Korea Patent Application No. 93-20680 the temperature of the range of possible non-gelatinized starch liquid, that is, the temperature lower than 30 ℃ lower than the start temperature of gelatinization starch The amount of cyclodextrin produced per unit enzyme titer by heat treatment at 10 ℃ higher than the initiation temperature at, followed by the production of cyclodextrin at a constant reaction temperature, followed by removal of unreacted starch by simple physical methods such as centrifugation or filtration. The method of producing cyclodextrin of high yield and high purity has been disclosed. However, in this preparation method, since the heat treatment must be performed before the enzyme acts on the starch, the processing time is required, and the viscosity of the substrate is increased by completing the pretreatment before the reaction, so that it is difficult to apply at a substrate concentration of 15% or more. Therefore, in the present invention, the reaction is not completely gelatinized depending on the type of starch and the temperature at which the cyclodextrin synthase can be converted into a form capable of reacting, i.e., 30 ° C lower than the initiation temperature of the substrate starch, and 10 ° C higher than the initiation temperature. By reacting cyclodextrin glucanotransferase directly with starch without pretreatment at temperature, the produced reaction solution is removed by simple physical methods such as centrifugation or filtration to remove unreacted starch, resulting in low by-product content and high cyclodextrin content. In addition, the present inventors have improved the simpler method of obtaining cyclodextrin with high yield of cyclodextrin per unit enzyme titer and reacting at high concentration of substrate. Accordingly, an object of the present invention is a starch solution in which the substrate selected from modified starch or ordinary starch having a particulate form is dissolved at a temperature lower than 30 ° C. below the gelatinization initiation temperature of the starch liquid selected as the substrate without pretreatment of the substrate starch. While maintaining the temperature range, the cyclodextrin glucanotransferase is reacted with a cyclodextrin mixture to produce a cyclodextrin mixture, and the resulting cyclodextrin mixture is centrifuged to remove unreacted starch by physical means such as filtration. It is to provide a method for producing a high content cyclodextrin.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명에서 사이클로덱스트린이라함은 알파-사이클로덱스트린, 베타-사이클로덱스트린, 감마-사이클로덱스트린 또는 그의 혼합물을 말한다.본 발명에서 부산물이라 함은 사이클로덱스트린을 제외한 전분으로부터 생산되는 기타 생성물은 포도당, 맥아당, 올리고당을 말한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail. Cyclodextrin in the present invention refers to alpha-cyclodextrin, beta-cyclodextrin, gamma-cyclodextrin or mixtures thereof. By-products in the present invention are other products produced from starch except cyclodextrin are glucose, maltose, Oligosaccharides.

본 발명에 의한 사이클로덱스트린 생산의 효과는 다음과 같다. 첫째, 전분의 전처리가 필요없으므로 간편하며 비용이 절감된다. 둘째, 전분을 전처리하지 않으므로 생산시간이 짧다. 셋째, 통상의 방법은 알파아밀라제인 액화효소를 사용하여 전분을 액화시킨후 사이클로덱스트린을 생성시키기 때문에 액화반응시 알파아밀라제에 의해 전분이 분해되어 분산물인 포도당, 맥아당, 올리고당이 많이 생성된다. 그러나 본 발명에서는 통상의 방법과 달리 알파아밀라제인 액화효소를 사용하지 않기 때문에 부산물의 생산을 적게한다. 넷째, 미반응 기질인 전분은 원심분리나, 여과등을 통해 쉽게 분리 가능하기 때문에 반응종료후의 반응액이 맑고 깨끗하여 정제공정이 간단한다. 넷째, 본 발명의 특징으로 이와같은 공정을 거치면 반응액중 사이클로덱스트린의 비율이 높아져 생성물중의 사이클로덱스트린의 비율을 높여 사이클로덱스트린의 함량을 높일수 있다. 다섯째, 분리된 미반응 전분은 열처리와 전분중 가용성부분이 제거되어 고부가가치의 새로운 용도의 전분과 전분당 제조에 이용할 수 있다. 여섯째, 통상의 방법은 생성물중의 사이클로덱스트린 함량비율을 높이기 위해 많은 양의 효소를 이용하지만 본 발명에서는 적은 양의 효소로도 높은 함량의 사이클로덱스트린이 제조되므로 단위효소당 사이클로덱스트린의 생산량이 매우 증대된다. 일곱째, 기존의 방법은 전처리후 기질의 점도가 높아져서 고농도의 기질농도에서는 적용하기 어려웠으나, 본 발명은 전처리과정에 없으므로 고농도의 기질에서 사이클로덱스트린을 생산할수 있다. 본 발명에서 이용하는 효소는 바실러스 마세란스(Bacillus macerans) 유래의 사이클로덱스트린 글루카로트란스퍼라제를 이용하였다. 바실러스 써쿨란스(Bacillus circulans) 유래의 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제를 이용하였다. 바실러스 마세란스(Bacillus macerans) 유래의 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제는 아마노(Amano Pharmaceutical Co.,LTD)사에서 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제(Cyclodexrin Glucanotr ansf erase)라는 이름으로 시판하고 있으며, 바실러스 써쿨란스(Bacillus circulans) 유래의 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제는 바실러스 써쿨란스(Bacillus circulans. ATTCC 21783)를 배양하여 균을 원심분리한후 상등액을 분말화하여 이용하였다. 본 발명에 이용가능한 효소는 선택된 전분의 호화개시온도에 따라 결정된 반응온도에서 활성을 유지하는 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제로서 어떠한 것도 가능하다.The effects of cyclodextrin production according to the present invention are as follows. First, it does not require pretreatment of starch, so it is simple and saves money. Second, production time is short because starch is not pretreated. Third, the conventional method is to liquefy the starch using the alpha amylase liquefied enzyme to produce cyclodextrin, so that during the liquefaction reaction starch is decomposed by alpha amylase to produce a lot of dispersions glucose, maltose, oligosaccharides. However, in the present invention, since the liquefied enzyme, alpha amylase, is not used unlike the conventional method, the production of by-products is reduced. Fourth, since the starch, which is an unreacted substrate, can be easily separated through centrifugation or filtration, the purification process is simple since the reaction solution is clear and clean. Fourth, as a feature of the present invention, the ratio of cyclodextrin in the reaction solution is increased by increasing the proportion of cyclodextrin in the product, thereby increasing the content of cyclodextrin. Fifth, the separated unreacted starch can be used to prepare starch and starch sugar for high value-added new applications by removing heat-soluble and soluble parts of starch. Sixth, the conventional method uses a large amount of enzyme to increase the ratio of cyclodextrin in the product, but in the present invention, a high amount of cyclodextrin is produced even with a small amount of enzyme, so that the amount of cyclodextrin per unit enzyme is greatly increased. do. Seventh, the conventional method is difficult to apply at a high concentration of the substrate concentration of the substrate after the pre-treatment of the viscosity of the substrate, but the present invention can be produced cyclodextrin in a high concentration of the substrate in the pre-treatment process. As the enzyme used in the present invention, a cyclodextrin glucarotransferase derived from Bacillus macerans was used. Cyclodextrin glucanotransferase from Bacillus circulans was used. Cyclodextrin glucanotransferases derived from Bacillus macerans are marketed under the name Cyclodexrin Glucanotr ansf erase by Amano Pharmaceutical Co., LTD. Cyclodextrin glucanotransferases derived from Lance (Bacillus circulans) were cultured by Bacillus circulans (Bacillus circulans. ATTCC 21783), centrifuged bacteria and used to powder the supernatant. The enzymes usable in the present invention may be any as cyclodextrin glucanotransferases that maintain activity at a reaction temperature determined according to the gelatinization start temperature of the selected starch.

본 발명에서의 가장 중요한 요인은 반응의 온도로서 여러전분중 기질로 선택된 전분의 호화개시온도보다 30℃ 낮은 온도에서 호화개시온도보다 10℃ 높은 온도까지, 바람직하기는 호화개시온도보다 25℃ 낮은 온도에서 호화개시온도까지의 온도에서 반응을 한다. 기질로 사용한 전분은 옥수수 전분, 찰옥수수 전분, 감자 전분, 고구마 전분, 밀 전분을 이용하였으며, 본 발명에서 전분은 변성전분과 일반전분등 모든 전분이 이용가능하다. 본 발명에서 미반응 기질을 분리하는 방법은 고형의 물질이 액상에 혼합되어 있을 때 이용할 수 있는 원심분리나 여과등을 이용할 수 있다. 본 발명에서 미반응 고형분을 분리하는데 이용한 방법은 4000g의 원심분리력(Centrifugal Force)으로 10분을 처리하거나, 폴리에스터(Polyester)재질의 여과포를 이용하였으며, 본 발명에 이용가능한 방법으로는 고형의 전분을 분리해 낼수 있는 원심분리력을 갖는 원심분리방법이나 공업적으로 이용가능한 여과포를 사용하는 여과등으로 고형의 미반응 전분과 액상의 산물을 쉽게 분리하는 방법이면 어떠한 것도 가능하다.The most important factor in the present invention is the temperature of the reaction from 30 ° C lower than the initiation temperature of the starch selected as the substrate among the various starches to 10 ° C higher than the initiation temperature, preferably 25 ° C Reacts at temperatures up to Starch used as a substrate was used as corn starch, waxy corn starch, potato starch, sweet potato starch, wheat starch. In the present invention, all starches such as modified starch and general starch are available. In the present invention, the method of separating the unreacted substrate may use centrifugation or filtration that can be used when the solid material is mixed in the liquid phase. In the present invention, the method used to separate the unreacted solids was treated with a centrifugal force of 4000 g for 10 minutes, or a filter cloth made of polyester material was used. Any method can be easily used if the solid unreacted starch and the liquid product are easily separated by a centrifugal separation method having a centrifugal force capable of separating the product or a filtration using an industrially available filter cloth.

[실시예 1]Example 1

pH 6.0의 완충용액으로 10%의 밀전분유 200mL을 만든다. pH를 확인한후 바실러스 마세란스(Bacillus macerans) 유래의 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제를 건조물 대비 0.25%(V/W,36.3U/g)의 양을 첨가한다. 55℃에서 24시간 반응후 아이 이 씨 모델 센트라-4 원심분리기(IEC Model Centra-4 Centrifuger)와 820로터(CAT 820 Rotor)를 이용하여 8000rpm으로 15분간 원심분리하여 미반응고형전분을 제거한다. 상등액중의 효소를 불활성화시키고 고속액체크로마토그래피법과 페놀프탈레인발색법으로 사이클로덱스트린의 함량을 정량한다. 이하, 효소1단위라함은 0.2%의 가용성전분과 반응시킨후 기질의 요오드흡광도를 분당 10% 감소시키는 효소의 양을 1단위(1Unit)라 한다. 이하 반응시키는 효소의 양을 나타내는 %는 기질의 무게당 부피(mL/100g)를 말한다.Make 200 mL of 10% whole milk powder with buffer pH 6.0. After checking the pH, cyclodextrin glucanotransferase derived from Bacillus macerans is added in an amount of 0.25% (V / W, 36.3 U / g) relative to the dry matter. After 24 hours of reaction at 55 ° C, unreacted solid starch is removed by centrifugation at 8000 rpm for 15 minutes using an IC Model Centra-4 Centrifuger and a 820 rotor (CAT 820 Rotor). The enzyme in the supernatant is inactivated and the content of cyclodextrin is quantified by high performance liquid chromatography and phenolphthalein coloring. Hereinafter, one unit of enzyme refers to the amount of enzyme that reacts with 0.2% soluble starch and decreases the iodine absorbance of the substrate by 10% per minute. %, Which indicates the amount of enzyme to be reacted, refers to a volume per mL of substrate (mL / 100 g).

[비교예 1]Comparative Example 1

아마노사에서 제안하는 사이클로덱스트린의 생산방법으로 10%의 감자전분유 200mL에 액화시에 1.67%, 사이클로덱트린의 생산시에 1.67%의 효소를 반응시켜 총 3.33%의 효소를 전분과 반응시켜 사이클로덱스트린을 생산한다. 반응온도는 60℃이며 그외의 반응조건은 실시예 1과 동일한 pH 6.0. 24시간반응이다. 하기 표 1에서 나타난 바와 같이 실시예 1의 경우 일반적인 사이클로덱스트린 생산 방법인 비교예 1 보다는 단위효소 역가당 생산량이 482%가 사이클로덱스트린의 순도는 1.1%나 향상되었다.Amanosa's proposed method of producing cyclodextrin is 1.67% of ethanol starch milk in 200mL of liquefaction and 1.67% of enzyme in liquefaction and 3.33% of enzymes reacts with starch to produce cyclodextrin. To produce. The reaction temperature is 60 ℃ and the other reaction conditions are the same pH 6.0 as in Example 1. It is a 24 hour reaction. As shown in Table 1, in the case of Example 1, the purity of the cyclodextrin was 482% higher than that of Comparative Example 1, which is a general cyclodextrin production method, and the purity of the cyclodextrin was 1.1% improved.

[표 1]TABLE 1

사이클로덱스트린 생산량 및 효소역가당 생산량 비교Comparison of cyclodextrin production and yield per enzyme titer

표 1에서 CD는 사이클로덱스트린을 나타낸다.In Table 1 CD represents cyclodextrin.

[실시예 2]Example 2

pH 6.0의 완충용액으로 10%의 밀, 감자 전분유 200mL을 만든다. pH를 확인한후 바실러스 마세란스(Bacillus macerans) 유래의 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제를 건조물 대비 0.833%(121U/g)의 양을 첨가한다. 60℃에서 24시간 반응후 아이 이 씨 모델 센트라-4 원심분리기(IEC Model Centra-4 Centrifuger)와 820로터(CAT 820 Rotor)를 이용하여 8000rpm으로 15분간 원심분리하여 미반응고형전분을 제거한다. 상등액중의 효소를 불활성화시키고 고속액체크로마토그래피법과 페놀프탈레인 발색법으로 사이클로덱스트린의 함량을 정량한다. 상세한 결과는 표 2에 나타내었다.Make 10% wheat and potato starch 200mL with buffer pH 6.0. After checking the pH, the amount of cyclodextrin glucanotransferase derived from Bacillus macerans is added in an amount of 0.833% (121 U / g) relative to the dry matter. After reaction at 60 ° C. for 24 hours, unreacted solid starch is removed by centrifugation at 8000 rpm for 15 minutes using an IC Model Centra-4 Centrifuger and a 820 rotor (CAT 820 Rotor). The enzyme in the supernatant is inactivated and the content of cyclodextrin is quantified by high performance liquid chromatography and phenolphthalein coloring. The detailed results are shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

사이클로덱스트린 생산량 및 효소역가당 생산량 비교Comparison of cyclodextrin production and yield per enzyme titer

표 2에서 CD는 사이클로덱스트린을 나타낸다.In Table 2 CD represents cyclodextrin.

[실시예 3]Example 3

실시예 2와 동일한 방법으로 옥수수전분에 효소처리하여 사이클로덱스트린 혼합액을 만들고 미반응 고형전분을 폴리에스터(Polyester) 재질의 여과포로 제거시킨후 생산된 사이클로덱스트린을 고속액체 크로마토그래피법과 페놀프탈레인발색법으로 정량한다. 상세한 결과는 표 3.에 명시하였다.In the same manner as in Example 2, the enzyme was treated with corn starch to form a cyclodextrin mixed solution, and the unreacted solid starch was removed with a filter cloth made of polyester, and the produced cyclodextrin was quantitated by high-performance liquid chromatography and phenolphthalein. do. The detailed results are shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

사이클로덱스트린 생산량 및 효소역가당 생산량 비교Comparison of cyclodextrin production and yield per enzyme titer

표 3에서 CD는 사이클로덱스트린을 나타낸다.In Table 3 CD represents cyclodextrin.

Claims (2)

입자상을 갖는 변성전분 또는 일반 전분에서 선택된 기질을 녹인 전분액을 기질 전분액의 전처리없이 기질로 선택되 전분액의 호화 개시온도보다 30℃ 낮은 온동서 호화 개시온도보다 10℃ 높은 온도 범위를 유지하면서, 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제(Cyclodextrin glucanotransferase)와 작용시켜 사이클로 덱스트린 혼합액을 생성하고, 생성된 사이클로덱스트린 혼합액을 원심분리, 여과등의 물리적 방법으로 미반응 전분을 제거시킴을 특징으로 하는 고함량 사이클로덱스트린의 제조방법The starch solution in which the substrate selected from denatured starch or ordinary starch having granular shape is dissolved is selected as a substrate without pretreatment of the substrate starch while maintaining a temperature range of 10 ° C. higher than the gelatinization start temperature of 30 ° C. below the gelatinization start temperature of the starch solution. And a cyclodextrin glucanotransferase to produce a cyclodextrin mixture, and the resulting cyclodextrin mixture to remove unreacted starch by physical methods such as centrifugation and filtration. Method for preparing dextrin 제 1항에 있어서, 기질로 선택된 전분액을 호화개시온도보다 25℃ 낮은 온도에서 호화개시온도까지의 온도 범위에서 사이클로덱스트린 글루카노트란스퍼라제와 작용시킴을 특징으로 하는 고함량 사이클로덱스트린의 제조 방법The method for producing a high content cyclodextrin according to claim 1, wherein the starch solution selected as a substrate is reacted with cyclodextrin glucanotransferase in a temperature range of 25 ° C lower than the initiation temperature to the initiation temperature.
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