KR100375161B1 - 고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의제조방법 - Google Patents

고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 글루코스 및 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제를 이용하여 알킬글루코시드를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법은, 글루코스 및 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제를, 친수성 조용매, 물 및 알콜이 50:20:30 내지 75:20:5(%, v/v/v)으로 혼합된 용매에 첨가하여 30 내지 50℃에서 반응시키는 공정을 포함한다. 본 발명에 의하면, 친수성 조용매를 사용하여 물과 소수성 알콜의 혼합을 용이하게 함으로써 반응조건을 안정화시키고, β-글루코시다제를 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정화시켜서 자연상태의 β-글루코시다제보다 효소로서의 활성도를 증진시키며, 반응에 의하여 소모된 글루코스의 양보다 더 많은 양의 글루코스를 추가로 첨가하여 반응시키는 공정을 반복하여 충분한 량의 기질을 공급함으로써, 결과적으로 알킬글루코시드의 제조수율을 증진시킬 수 있다.

Description

고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법{Process for Preparing Alkylglucoside Using Immobilized β-Glucosidase}
본 발명은 고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 글루코스 및폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제를 친수성 조용매, 물 및 알콜이 혼합된 용매에 첨가하고 반응시켜 알킬글루코시드를 제조하는 방법에 관한 것이다.
화학, 식품, 화장품, 약학 및 의학분야에서 알킬글루코시드의 필요성이 증대되면서, 수율을 증대시킬 수 있는 알킬글루코시드의 제조방법에 대한 관심이 증가하고 있다. 현재, 알킬글루코시드는 화학적인 방법으로 제조되고 있으나, 다량의 하이드록시기의 존재때문에 공정이 복잡해진다는 단점이 있으므로, 좀 더 간단한 방법으로 알킬글루코시드를 제조하거나 또는 유사한 공정으로 수율을 높이려는 노력이 계속되었다(참조: Nilssonet al., α-D-Galactosidase-catalysed Synthesis of Partially Protected α-linked Digalactopyranosides,Biotechnol. Lett.,13:715-720, 1991).
한편, 알킬글루코시드는 막단백질을 효과적으로 용해시키며, 투석에 의해 쉽게 제거된다는 장점을 가지고 있고(참조: Rosevear P.et al.,A Simpler Synthesis and Their Effects on Kinetic and Physical Properties of Cytochrome C Oxidase,J. Biochem.,19:4108-4115, 1980), 생물학적 계면활성제(biosurfactant)와 항균제(anti-bacterial agent)로도 사용될 수 있다는 연구결과에 의거하여, 효소 등을 이용하여 알킬글루코시드를 합성하려는 연구가 계속되었는 바(참조: Larouteet al., Glucoside Synthesis by Glucoamylase or β-glucosidase in Organic Solvents,Biotechnol. Lett.,14:795-800, 1992; Dintingeret al.,Synthesis of β-mercaptoethyl-glycosides by EnzymaticReverse Hydrolysis and Tansglycosylation,Biotechnol. Lett.,16:689-692, 1994; Chahidet al., Biocatalyzed Octylglycoside Synthesis from a Disaccaride,Biotechnol. Lett.,16:795-800, 1994), β-글루코시다제를 사용하여 글루코스와 알콜로부터 알킬글루코시드를 제조할 수 있음이 보고되었다(참조: Wulfsonet al., Glycosidases in Organic Solvents: Ⅰ. Alkyl-β-glucoside Synthesis in a Water-organic Two-phase System,Enzyme Microbiol. Tech., 12:950-954, 1990).
한편, 효소를 사용할 경우 효소의 활성도에 따라 알킬글루코시드의 수율이 달라지므로, 효소의 활성도를 지속적으로 유지하려는 연구가 계속되어, 미세한 캡슐로 싸여진 β-글루코시다제(microencapsulated β-glucosidase)는 알킬글루코시드를 제조한 후에도 촉매적 활성도를 계속 유지함이 알려지게 되었으나(참조: Yiet al., A Novel Approach to Biotransformations in Aqueous-organic Two-phase Systems: Enzymatic Synthesis of Alkyl β-[D]-glucosides Using Microencapsulated β-glucosidase,Biotechnol. Bioeng., 60:385-390, 1998), 미세한 캡슐로 싸여진 β-글루코시다제를 제조하는 공정이 너무 복잡하고, 제조공정 중에 효소활성의 감소가 발생하였으므로 산업적으로 이용될 수 없었다. 뿐만 아니라, 전기 생산 방법은 효소의 활성에 기초한 방법이므로, 다량의 효소를 첨가하면 제조수율이 높을 것이나, 제조 단가가 높아지게 되므로 동일한 양의 효소로 제조수율을 높이려는 연구가 계속되었다. 그러나, 효소의 반응조건을 고려해야 하므로, 온도조건 또는 기질의 농도 등을 쉽게 변화시킬 수 없었기 때문에, 제조수율을 증가시키려는 노력은 많은 어려움을 겪고 있다.
따라서, 당업계에서는 간단한 방법으로 다량의 알킬글루코시드를 제조할 수 있는 기술을 개발하여야 할 필요성이 끊임없이 대두되었다.
이에, 본 발명자들은 간단한 방법으로 다량의 알킬글루코시드를 제조할 수 있는 기술을 확립하고자 예의 연구노력한 결과, 글루코스 및 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제를, 친수성 조용매, 물 및 알콜이 혼합된 용매에 첨가하여 알킬글루코시드를 제조할 경우, 다량의 알킬글루코시드를 간단히 제조할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하게 되었다.
결국, 본 발명의 주된 목적은 고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법을 제공하는 것이다.
도 1은 친수성 조용매의 종류에 따른 헥실글루코시드의 수율을 나타내는 그래프이다.
도 2는 헥실글루코시드의 제조에 있어서, 고정되지 않은 β-글루코시다제와 담체에 고정된 β-글루코시다제의 효과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 헥실글루코시드의 제조에 있어서, 글루코스의 첨가효과를 나타내는 그래프이다.
도 4는 옥틸-, 데실- 및 도데실글루코시드의 제조에 있어서, 글루코스의 첨가 효과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법은, 글루코스 및 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제를, 친수성 조용매, 물 및 알콜이 50:20:30 내지 75:20:5(%, v/v/v)으로 혼합된 용매에 첨가하여 30 내지 50℃에서 반응시키는 공정을 포함한다: 이때, 글루코스는 용매에 대하여 0.08 내지 0.2mol/l, 바람직하게는 0.12 내지 0.16mol/l의 농도로 첨가된다. 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카는 다공성 실리카와 폴리에틸렌이민을, 폴리에틸렌이민으로 싸여진 폴리스티렌은 폴리스티렌 라텍스 폴리머(polystyrene latex polymer)와 폴리에틸렌이민을, 각각 붕산완충용액(pH 8.0)에 용해시키고, 이들을 혼합하여 상온에서 반응시켜, 이를 전기 붕산완충용액으로 세척한 다음, 인산완충용액(pH 7.0)에 가하고, 글루타르알데하이드(glutaraldehyde) 및 트리에틸아민(triethylamine)을 첨가하여 반응시킨 후, 여과하고, 이를 다시 전기 인산완충용액으로 세척하여 제조한다. 한편, 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제는 솔비톨이 용해된 초산완충용액(pH 5.0)에 β-글루코시다제를 첨가하여 용액상태로 제조하고, 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌를 첨가시켜 반응시킨 다음, 이를 여과하고 전기 초산완충용액으로 세척하여 제조한다. 친수성 조용매는 모노글림(monoglyme), 디글림(diglyme), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol) 또는 1,4-디옥산(1,4-dioxane)을 사용할 수 있으나, 가장 바람직하게는 모노글림을 사용하고, 알콜은 헥사놀, 옥타놀, 데카놀 또는 도데카놀을 사용할 수 있다. 또한, 알킬글루코시드의 제조반응이 진행되며, 글루코스가 소모될 때, 용매의 상분리가 발생하지 않는 범위에서, 용매에 글루코스가 포화되도록 반복적으로 글루코스를 첨가하여, 알킬글루코시드의 제조수율을 증진시킬 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1: 친수성 조용매를 이용한 헥실글루코시드의 제조
어떠한 친수성 조용매(cosolvent)를 이용했을 때 헥실글루코시드의 제조수율을 증대시킬 수 있는지 알아보기 위하여, 높은 효소활성도(enzyme activity) 및 낮은 수화도(water activity)를 가지는 친수성 조용매인 모노글림(monoglyme, ethyleneglycoldimethylether, Sigma Chemical Co., U.S.A.), 디글림(diglyme, diethyleneglycoldimethylether, Sigma Chemical Co., U.S.A.), 2-메톡시에탄올(2-methoxyethanol, Sigma Chemical Co., U.S.A.) 및 1,4-디옥산(1,4-dioxane, Sigma Chemical Co., U.S.A.)을 사용하여 헥실글루코시드를 제조하였다: 먼저, 친수성 조용매, 물 및 헥사놀(hexanol, Junsei Chemical Co., Japan)을 60:20:20(v/v)으로 혼합한 용액 30ml에 글루코스를 0.139mol/l로 용해시킨 다음, 1mg/ml의 β-글루코시다제(β-glucosidase, EC 3.2.1.21, 141U/㎎)를 첨가하여 40℃로 유지된 50ml의 밀폐된 반응기에서 25시간 동안 반응시켰다. 반응 후, 헥실글루코시드의 수율을 분석하기 위해서, 0.5ml의 반응혼합물을 대상으로, 아세토나이트릴/메탄올/물(80:17:3(%, v/v/v))을 이동상으로 이용하고, 탄수화물컬럼(carbohydrate column, 250X 4.6mm, Waters, U.S.A.)을 고정상으로 사용하며, 1.4ml/min의 유속으로 HPLC(600E Pump Controller, R401 RI detector, M746 integrater, Waters, U.S.A.)를 수행하였다(참조: 도 1). 도 1에서 보듯이, 친수성 조용매, 즉 모노글림(), 디글림(), 2-메톡시에탄올() 및 1,4-디옥산() 중, 끓는 점이 가장 낮아 반응혼합물로부터 쉽게 제거되는 모노글림을 친수성 조용매로서 사용했을 경우에 헥실글루코시드를 가장 많이 제조할 수 있음을 알 수 있었으며, 이후의 모든 실시예들에서 모노글림을 친수성 조용매로 사용하였다.
실시예 2: 고정화 β-글루코시다제를 이용한 헥실글루코시드의 제조
β-글루코시다제를 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카, 폴리에틸렌이민으로 싸여진 폴리스티렌 및 실란화된 다공성 실리카(SPS, silanized porous silica)에 고정시켜 헥실글루코시드의 제조에 미치는 영향을 알아보았다.
폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카를 만들기 위해서는 1ml의 폴리에틸렌이민과 0.5g의 다공성 실리카를 8ml의 붕산완충용액(pH 8.0)에 용해시켜 상온에서 1시간동안 반응시키고, 폴리에틸렌이민으로 싸여진 폴리스티렌을 만들기 위해서는 폴리스티렌 라텍스 폴리머(polystyrene latex polymer)와 1ml의 폴리에틸렌이민을 8ml의 전기 붕산완충용액에 용해시켜 상온에서 1시간동안 반응시켰다. 반응 후, 상기 반응물들을 전기 붕산완충용액으로 세척하여 준비된 담체에 36ml의 인산완충용액(pH 7.0)을 첨가하고, 이에 4ml의 글루타르알데하이드(glutaraldehyde,Merck, Germany)와 40㎕의 트리에틸아민(triethylamine, Tokyo Chemical Industry Co., Japan)을 2시간동안 천천히 첨가하였다. SPS를 만들기 위해서는 36ml의 전기 인산완충용액에 0.5g의 SPS, 4ml의 글루타르알데하이드 및 40㎕의 트리에틸아민을 첨가하여 2시간동안 교반하며 반응시키고, 여과한 후, 전기 인산완충용액으로 세척하여 담체를 수득하였다. 그런 다음, 솔비톨(sorbitol 2%(w/v))이 용해된 초산완충용액(pH 5.0) 1ml에 3mg의 β-글루코시다제를 첨가한 용액 20ml을 제조하고, 3mg/ml의 농도가 되도록 전기 수득한 담체를 첨가한 후, 4℃에서 3시간동안 교반하며 반응시켰다. 이어, 이를 여과시키고 전기 초산완충용액으로 세척하여 고정화 β-글루코시다제를 제조하고, 이를 0℃에서 보관하였다.
모노글림, 물 및 헥사놀을 60:20:20(%, v/v/v)으로 혼합한 용액 1L에 25g의 글루코스(0.139mol/l)와 1g의 고정화 β-글루코시다제를 첨가하여, 25시간동안 40℃에서 반응시킨 후, 0.5ml의 반응물만을 가지고 헥실글루코시드의 수율을 HPLC를 이용해 분석하였다(참조: 도 2). 도 2에서 보듯이, 고정화되지 않은 β-글루코시다제(A), SPS에 고정된 β-글루코시다제(B), 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카에 고정된 β-글루코시다제(C) 및 폴리에틸렌이민으로 싸여진 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제(D)를 이용하여 헥실글루코시드를 제조한 결과, 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카에 고정된 β-글루코시다제와 폴리에틸렌이민으로 싸여진 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제를 이용한 경우에 다량의 헥실글루코시드를 수득할 수 있었다. 이처럼 β-글루코시다제를 고정시킨 이유는, 고정되지 않은 β-글루코시다제는 완전히 용해되지 못해 작은 미세소립자들을 형성하여 β-글루코시다제소립자들의 표면에서만 반응이 일어나지만, 고정화된 β-글루코시다제인 경우에는 효소입자가 담체 표면에 고르게 분포하여 단분자층을 형성하므로, 효소의 활성부위가 효과적으로 작용할 뿐만 아니라 친수성(hydrophilicity)을 가져 상대적으로 낮은 친수성을 갖는 헥실글루코시드의 가수분해반응을 억제하기 때문으로 분석된다.
실시예 3: 헥실글루코시드 제조에 대한 글루코스의 첨가 효과
첨가되는 글루코스양의 점차적인 증가가 헥실글루코시드의 제조에 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여, 모노글림, 물 및 헥사놀을 60:20:20(%, v/v/v)로 혼합한 용액 1L에 25g의 글루코스와 담체에 고정된 β-글루코시다제 2g을 첨가하여 12시간동안 40℃에서 반응시켰다(참조: 도 3). 도 3에서 보듯이, 0.5ml의 반응물을 대상으로 HPLC를 이용하여, 헥실글루코시드의 농도와 잔여 글루코스의 양을 측정한 결과(A), 헥실글루코시드의 농도는 7.1g/l이고, 잔여 글루코스의 농도는 20.2g/l임을 알 수 있었다. 이어, 나머지 반응물의 글루코스의 농도가 30g/l가 되도록 글루코스를 첨가하고 6시간동안 반응시킨 다음, 0.5ml의 반응물을 대상으로 HPLC를 이용하여 헥실글루코시드의 농도를 측정한 결과(B), 헥실글루코시드의 농도는 13g/l로 증가함을 알 수 있었다. 계속하여 2시간동안 반응시켜 헥실글루코시드의 농도가 더 이상 증가하지 않을 때(C), 잔여 글루코스의 농도는 27.3g/l이며, 반응물의 글루코스의 농도가 30g/l가 되도록 글루코스를 다시 첨가하고, 10시간 동안반응시켜 더 이상 헥실글루코스의 농도가 증가하지 않을 때(D), 헥실글루코시드의 농도는 13.1g/l임을 알 수 있었다.
이로부터, 헥실글루코시드의 제조에 있어서, 용매의 상분리가 발생하지 않는 범위에서 용매에 글루코스가 포화되도록 반복적으로 글루코스를 첨가하면, 헥실글루코시드의 수율이 증가함을 알 수 있었다.
실시예 4: 알킬글루코시드 제조에 대한 글루코스의 첨가 효과
첨가되는 글루코스양의 첨가 효과가 다른 알킬글루코시드(옥틸-, 데실- 및 도데실글루코시드)의 제조수율에는 어떠한 영향을 미치는지 알아보기 위하여, 실시예 3의 방법을 응용하여 각각의 알킬글루코시드를 제조하였다(참조: 도 4).
도 4에서 보듯이, 헥실글루코시드()의 경우는 실시예 3과 동일한 방법으로 실행하고, 옥틸글루코시드의 경우()는 모노글림, 물 및 옥탄올을 70/20/10(%, v/v/v)로 혼합한 용액 1L에 25g의 글루코스와 고정화 β-글루코시다제 2g을 첨가하여 40℃에서 12시간동안 반응시킨 후, 0.5ml의 반응물로서 옥틸글루코시드의 수율과 잔여 글루코스의 양을 측정한 결과, 옥틸글루코시드의 농도는 3.9g/l이고, 잔여 글루코스의 농도는 22.7g/l임을 알 수 있었다. 이어, 나머지 반응물의 글루코스의 농도가 27g/l가 되도록 글루코스를 첨가하여 6시간동안 반응시킨 다음, 0.5ml의 반응물을 대상으로 옥틸글루코시드의 농도를 측정한 결과, 옥틸글루코시드의 농도는 5.7g/l로 증가함을 알 수 있었다. 계속하여 2시간동안 반응시켜 옥틸글루코시드의농도가 더 이상 증가하지 않을 때, 잔여 글루코스의 농도는 25.9g/l이며, 반응물의 글루코스의 농도가 27g/l가 되도록 글루코스를 다시 첨가하고, 10시간 동안 반응시켜 더 이상 헥실글루코스의 농도가 증가하지 않을 때, 옥틸글루코시드의 농도는 6.64g/l임을 알 수 있었다.
데실글루코시드의 경우()에는 모노글림, 물 및 데카놀을 72/20/8(%, v/v/v)로 혼합한 용액 1L에 글루코스 20g과 고정화 β-글루코시다제 2g을 첨가하여 40℃에서 12시간동안 반응시킨 후, 0.5ml의 반응물로서 데실글루코시드의 수율과 잔여 글루코스의 양을 측정한 결과, 데실글루코시드의 농도는 3.0g/l이고, 잔여 글루코스의 농도는 18.4g/l임을 알 수 있었다. 이어, 나머지 반응물의 글루코스의 농도가 20g/l가 되도록 글루코스를 첨가하여 6시간동안 반응시킨 다음, 0.5ml의 반응물을 대상으로 옥틸글루코시드의 농도를 측정한 결과, 데실글루코시드의 농도는 4.9g/l로 증가함을 알 수 있었다. 계속하여 2시간동안 반응시켜 데실글루코시드의 농도가 더 이상 증가하지 않을 때, 잔여 글루코스의 농도는 18.9g/l이며, 반응물의 글루코스의 농도가 20g/l가 되도록 글루코스를 다시 첨가하고, 10시간 동안 반응시켜 더 이상 데실글루코스의 농도가 증가하지 않을 때, 데실글루코시드의 농도는 5.3g/l임을 알 수 있었다.
도데실글루코시드의 경우()는 모노글림, 물 및 도데카놀을 72/20/8(%, v/v/v)로 혼합한 용액 1L에 글루코스 12.5g와 고정화 β-글루코시다제 2g을 첨가하여 40℃에서 12시간동안 반응시킨 후, 0.5ml의 반응물로서 알킬글루코시드의 수율과 잔여 글루코스의 양을 측정한 결과, 도데실글루코시드의 농도는 2.7g/l이고, 잔여 글루코스의 농도는 10.8g/l임을 알 수 있었다. 이어, 나머지 반응물의 글루코스의 농도가 12g/l가 되도록 글루코스를 첨가하여 6시간동안 반응시킨 다음, 0.5ml의 반응물을 대상으로 도데실글루코시드의 농도를 측정한 결과, 도데실글루코시드의 농도는 2.9g/l로 증가함을 알 수 있었다. 계속하여 2시간동안 반응시켜 도데실글루코시드의 농도가 더 이상 증가하지 않을 때, 잔여 글루코스의 농도는 11.2g/l이며, 반응물의 글루코스의 농도가 12g/l이 되도록 글루코스를 다시 첨가하고, 10시간 동안 반응시켜 더 이상 도데실글루코스의 농도가 증가하지 않을 때, 도데실글루코시드의 농도는 4.48g/l임을 알 수 있었다.
상기 결과에서 보듯이, 첨가되는 글루코스의 양을 점차적으로 증가시키면 알킬글루코시드의 수율도 증가되는 현상을 보여, 실시예 3의 결과와 동일한 결과를 나타내므로, 다른 알킬글루코시드의 제조에 있어서도 글루코스의 첨가방법을 적용할 수 있음을 알게 되었다.
한편, 동일한 양의 글루코스를 사용했는데도 옥틸글루코시드는 헥실글루코사이에 비해 50%정도만 수득되었는데, 이는 글루코스와 알콜의 몰비(molar ratio)가 다르기 때문으로 분석되었다. 즉, 헥실글루코시드 제조의 경우 헥사놀과 글루코스의 몰비는 11.5:1인데 비해, 옥틸글루코시드 제조의 경우 옥탄올과 글루코스의 몰비가 4.6:1이다. 이렇한 분석은 다량의 알콜이 생성물질의 양을 증가시킨다는 보고에 의해 설명될 수 있다(참조: Trincone Aet al.,Enzyme-catalyzed Synthesis of Alkyl β-D-glucosides with Crude Homogenate of Sulfolobus Solfataricus,Biotechnol. Lett.,13:235-240, 1991).
또한, 데실글루코시드 제조의 경우는 데카놀과 글루코스의 몰비가 3.8:1이고, 도데실글루코시드 제조의 경우에는 도데카놀과 글루코스의 몰비가 5.3:1로서, 도데실글루코시드 제조에 사용된 알콜량이 많은데도 도데실글루코시드의 수율이 데실글루코시드의 수율보다 적은 이유는 도데카놀의 많은 탄소수로 인한 것으로, 알킬알콜의 탄소수가 많아질수록 반응배양물이 소수성을 가지게 되고 효소활성도가 감소하게 되기 때문으로 분석되었다.
이상에서 상세히 설명하고 입증하였듯이, 본 발명은 친수성 조용매, 물 및 알콜로 구성된 용매에 글루코스 및 담체에 고정된 β-글루코시다제를 첨가하여, 알킬글루코시드를 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 친수성 조용매를 사용하여 물과 소수성 알콜의 혼합을 용이하게 함으로써 반응조건을 안정화시키고, β-글루코시다제를 폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정화시켜서 고정되지 않은 β-글루코시다제보다 효소의 활성도를 증진시키며, 반응에 의하여 소모된 글루코스의 양보다 더 많은 양의 글루코스를 추가로 첨가하여 반응시키는 공정을 반복하여 충분한 량의 기질을 공급함으로써, 결과적으로 알킬글루코시드의 제조수율을 증진시킬 수 있다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시태양일뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. 글루코스 및 폴리에틸렌이민(polyethyleneimine)으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된 β-글루코시다제를, 모노글림(monoglyme); 물; 및, 헥사놀, 옥타놀, 데카놀 및 도데카놀로 구성된 그룹으로 부터 선택되는 1종인 알콜이 50:20:30 내지 75:20:5(%, v/v/v)으로 혼합된 용매에 첨가하여 30 내지 50℃에서 반응시키는 공정을 포함하는, 고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    글루코스의 농도는 용매에 대하여 0.08 내지 0.2mol/l인 것을
    특징으로 하는
    고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카는 다공성 실리카와 폴리에
    틸렌이민을 각각 붕산완충용액(pH 8.0)에 용해시키고, 이들을 혼합하
    여 상온에서 반응시켜, 이를 전기 붕산완충용액으로 세척한 다음, 인
    산완충용액(pH 7.0)에 가하고, 글루타르알데하이드(glutaraldehyde)
    및 트리에틸아민(triethylamine)을 첨가하여 반응시킨 후, 여과하고,
    이를 다시 전기 인산완충용액으로 세척하여 제조한 것을 특징으로
    하는
    고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    폴리에틸렌이민으로 싸여진 폴리스티렌은 폴리에틸렌이민과 폴리스티
    렌 라텍스 폴리머(polystyrene latex polymer)를 각각 붕산완충용액
    (pH 8.0)에 용해시키고, 이들을 혼합하여 상온에서 반응시켜, 이를 전
    기 붕산완충용액으로 세척한 다음, 인산완충용액(pH 7.0)에 가하고,
    글루타르알데하이드(glutaraldehyde) 및 트리에틸아민(triethylamine)
    을 첨가하여 반응시킨 후, 여과하고, 이를 다시 전기 인산완충용액으
    로 세척하여 제조한 것을 특징으로 하는
    담체에 고정된 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    폴리에틸렌이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌에 고정된
    β-글루코시다제는 솔비톨이 용해된 초산완충용액(pH 5.0)에 β-글
    루코시다제를 첨가하여 β-글루코시다제용액을 제조하고, 폴리에틸렌
    이민으로 싸여진 다공성 실리카 또는 폴리스티렌를 첨가시켜 반응시킨
    다음, 이를 여과하고 전기 초산완충용액으로 세척하여 제조되는
    것을 특징으로 하는
    고정화 β-글루코시다제를 이용한 알킬글루코시드의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS637787A (ja) * 1986-06-26 1988-01-13 Agency Of Ind Science & Technol 固定化β−グルコシダ−ゼの製造法
JPH09313196A (ja) * 1996-03-27 1997-12-09 Cci Corp 固定化酵素による配糖体の製造方法
JPH10313196A (ja) * 1997-05-09 1998-11-24 Matsushita Electric Works Ltd 基板供給装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS637787A (ja) * 1986-06-26 1988-01-13 Agency Of Ind Science & Technol 固定化β−グルコシダ−ゼの製造法
JPH09313196A (ja) * 1996-03-27 1997-12-09 Cci Corp 固定化酵素による配糖体の製造方法
JPH10313196A (ja) * 1997-05-09 1998-11-24 Matsushita Electric Works Ltd 基板供給装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Appl Biochem Biotechnol 1998 Spring ; 70-72:383-94 *
Biotechnol Bioeng 1998 Nov 5;60(3):385-90 *
ENZYME AND MICROBIAL TECHNOLOGY 19:601-605, 1996 *

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