KR20050061007A - Enzymatic transglycosylation of l-ascorbic acid in a heterogeneous enzyme reaction system using insoluble starch as the glycosyl donor - Google Patents

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KR20050061007A KR1020030092754A KR20030092754A KR20050061007A KR 20050061007 A KR20050061007 A KR 20050061007A KR 1020030092754 A KR1020030092754 A KR 1020030092754A KR 20030092754 A KR20030092754 A KR 20030092754A KR 20050061007 A KR20050061007 A KR 20050061007A
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Abstract

본 발명은 L-아스코르브산 (L-ascorbic acid)를 각종 당전이 효소를 이용하여 안정성과 용해도가 향상된 당전이 유도체인 L-아스코르브산-α-글리코사이드 (L-ascorbic acid-α-glycoside)를 제조하는 생물전환공정에 관한 것이다. 본 발명에 특징은 기존 제조방법에서 당공여체로 사용하는 가용성 액화전분 또는 덱스트린과 같은 가용성 전분 대신 생전분(질)을 압출 또는 폭쇄하여 전분입자 구조를 변형시킨 불용성 팽윤전분(질)을 당공여체로 사용하거나 또는 생전분(질)를 사용할 경우에는 분쇄마찰매체와 혼합, 교반하여 반응시키는 불균일상 효소반응계를 사용함에 있다. In the present invention, L-ascorbic acid (L-ascorbic acid) using L-ascorbic acid (L-ascorbic acid-α-glycoside) which is a sugar transfer derivative with improved stability and solubility using various sugar transfer enzymes It relates to a bioconversion process to produce. The present invention is characterized in that the insoluble swelling starch (vaginal) modified by modifying the starch particle structure by extruding or amplifying the raw starch (quality) instead of the soluble starch such as soluble liquefied starch or dextrin used as a sugar donor in the conventional manufacturing method as a sugar donor. When used or raw starch (vaginal) is to use a heterogeneous enzymatic reaction system that is mixed with the crushed friction medium, stirred to react.

이와 같은 불용성 전분(질)을 당공여체로 사용할 경우에는 L-아스코르브산의 당전이 수율이 크게 향상되며, 또한 가용성 당공여체에 비하여 점도가 낮아 고농도로 첨가할 수 있어 고농도 당전이 반응이 가능하여 고농도의 당전이 아스코르브산을 얻을 수 있다. 또한 당전이 반응부산물로 생성되는 수용성 말토올리고당의 생성이 크게 억제될 뿐만 아니라 반응종료 후 잔류하는 당공여체는 불용성임으로 여과, 원심분리와 같은 간단한 단위조작으로 제거할 수 있어 분리?정제공정이 크게 단축된다. When the insoluble starch (quality) is used as a sugar donor, the sugar transition yield of L-ascorbic acid is greatly improved, and since the viscosity is lower than that of the soluble sugar donor, it can be added at a high concentration, so that a high concentration sugar transfer reaction is possible. You can get ascorbic acid before. In addition, the production of water-soluble maltooligosaccharides produced as a by-product of the sugar transition is greatly suppressed, and the remaining sugar donor after the completion of the reaction is insoluble, and can be removed by simple unit operations such as filtration and centrifugation. do.

이와 같은 불용성 전분(질)을 당공여체로 사용하는 불균일상 효소반응계를 이용하는 당전이 아스코르브산 제조법은 반응수율, 반응속도, 생성물의 농도, 그리고 분리?정제공정의 간편화 등 장점을 갖는 새로운 고효율 당전이 아스코르브산 제조법이라고 할 수 있다.Sugar transition using heterogeneous enzymatic reaction system using such insoluble starch (quality) as sugar donor Ascorbic acid production method is a new high-efficiency sugar transition with advantages such as reaction yield, reaction rate, product concentration, and simplification of separation and purification process. It can be said ascorbic acid manufacturing method.

Description

불용성 전분(질)을 당공여체로 하는 불균일상 효소반응계를 이용한 당전이 아스코르브산의 효소적 제조법 {Enzymatic transglycosylation of L-ascorbic acid in a heterogeneous enzyme reaction system using insoluble starch as the glycosyl donor}{Enzymatic transglycosylation of L-ascorbic acid in a heterogeneous enzyme reaction system using insoluble starch as the glycosyl donor} using a heterogeneous enzymatic reaction system using insoluble starch as a sugar donor

본 발명은 원료인 L-아스코르브산 (L-ascorbic acid)보다 안정성과 용해도가 향상된 L-아스코르브산의 유도체인 L-아스코르브산-2-O-α-글루코사이드 (L-ascorbic acid-2-O-α- glucoside)를 주성분으로 하는 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 각종 당전이 효소를 이용하여 고수율로 생물전환시켜 제조하는 새로운 방법에 관한 것이다. 상세하게 설명하면 화학식Ⅰ과 같은 구조의 (L)-아스코르브산 2번 탄소위치에 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈, 알파-글리코실트랜스퍼레이즈, 알파-글루코시데이즈, 또는 알파-아밀레이즈와 같은 당전이 효소를 이용하여 당공여체 중의 포도당을 한 분자이상 전이시킴으로써 화학식Ⅱ와 같은 구조를 갖는 (L)-아스코르브산의 당전이 유도체들인 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조할 수 있다. 생성된 당전이 유도체 중 화학식Ⅲ과 같은 구조를 갖는 포도당이 한 분자가 전이된 L-아스코르브산-2-O-α-글루코사이드가 주로 생성된다.The present invention is L- ascorbic acid-2-O-α-glucoside (L-ascorbic acid-2-O-) derivative of L- ascorbic acid with improved stability and solubility than the raw material L- ascorbic acid (L-ascorbic acid) The present invention relates to a new method of bioconverting L-ascorbic acid-α-glycoside containing α-glucoside as a main component in high yield using various sugar transfer enzymes. In detail, a sugar transition such as cyclodextrin glucanotransferase, alpha-glycosyltransferase, alpha-glucosidase, or alpha-amylase at the carbon position (L) -ascorbic acid 2 of the structure of formula (I ) L-ascorbic acid-α-glycoside, which is a sugar transition derivative of (L) -ascorbic acid having a structure as shown in formula (II ), can be prepared by transferring glucose in a sugar donor by one or more molecules. Among the resulting sugar transfer derivatives, L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside in which one molecule of glucose having a structure as shown in Formula III is transferred is mainly produced.

<화학식Ⅰ><Formula I>

(L)-아스코르브산       (L) -ascorbic acid

<화학식Ⅱ><Formula II>

L-아스코르브산-α-글리코사이드     L-ascorbic acid-α-glycoside

<화학식Ⅲ><Formula III>

L-아스코르브산-2-O-α-글루코사이드     L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside

L-아스코르브산은 비타민 C로도 알려져 있으며 강한 항산화작용을 갖고 있다. 뿐만 아니라 콜라겐 합성 촉진, 피부 미백작용 등 각종 생리적 기능도 갖고 있다. 또한 치아, 잇몸, 뼈의 필요성분이며, 감염에 대한 저항성과 면역성을 제공하고, 괴혈병과 감기를 예방하며, 철분 흡수에도 도움을 주어 빈혈을 예방한다고 보고 되어 있다. 현재 L-아스코르브산은 필수 영양소인 비타민 C 강화제로 뿐만 아니라 각종 화공약품과 식품의 산미제, 환원제, 산화 방지제, 표백제 및 안정제로 사용되고 있으며, 의약 분야에서는 바이러스성 질환, 세균성 질환 및 악성 종양 등과 같은 감수성 질환의 예방 및 치료제로 사용된다. 또한 피부 정화제 및 피부 미백제 등의 화장품에 있어서 환원제, 자외선 (UV) 흡수제 및 멜라닌 생성 억제제로 상용되고 있다.L-ascorbic acid, also known as vitamin C, has strong antioxidant activity. In addition, it has various physiological functions such as promoting collagen synthesis and skin whitening. It is also reported that it is a necessary ingredient of teeth, gums and bones, provides resistance and immunity to infections, prevents scurvy and cold, and helps to absorb iron to prevent anemia. Currently, L-ascorbic acid is used as an essential nutrient, vitamin C fortifying agent, as an acid, reducing agent, antioxidant, bleach and stabilizer in various chemicals and foods, and in medicine, susceptibility such as viral disease, bacterial disease and malignant tumor Used as a prophylactic and therapeutic agent for diseases. In addition, cosmetics such as skin cleansing agents and skin whitening agents are commonly used as reducing agents, ultraviolet (UV) absorbers, and melanogenesis inhibitors.

그러나 L-아스코르브산은 산소, 열과 금속이온의 존재 하에서는 쉽게 산화, 분해 되는 등 안정성이 매우 낮아 생리학적 활성을 쉽사리 상실하게 된다는 문제점이 있다. 따라서 L-아스코르브산의 안정성을 향상시키기 위한 여러 방법들이 고안되었다. 그 결과 마그네슘 아스코빌 포스페이트 (magnesium-L-ascorbyl phosphate), 에틸아스코빌 에테르(ethyl-L-ascorbyl ether), L-아스코르브산-2-O-포스페이트 (L-ascorbic acid-2-O-phosphate)와 같은 각종 L-아스코르브산의 화학 유도체가 개발되었다. 또한 L-아스코르브산-α-1,6-글루코사이드 (L-ascorbic acid-α-1,6- glucoside) 및 L-아스코르브산- 2-O-α-글루코사이드 (L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside)와 같은 L-아스코르브산의 당전이 유도체가 개발되어 있다. 그리고 최근에는 당전이성 아밀레이즈를 이용하여 α-1,6-말토실-L-아스코르베이트(α-1,6-maltosyl- L-ascorbate)를 개발되었다 (대한민국특허 출원번호 제1020010051171호). However, there is a problem that L-ascorbic acid is easily oxidized and decomposed in the presence of oxygen, heat and metal ions, so that the physiological activity is easily lost. Therefore, several methods have been devised to improve the stability of L-ascorbic acid. The result is magnesium-L-ascorbyl phosphate, ethyl-L-ascorbyl ether, and L-ascorbic acid-2-O-phosphate. Various chemical derivatives of L-ascorbic acid have been developed. In addition, L-ascorbic acid-α-1,6-glucoside (L-ascorbic acid-α-1,6-glucoside) and L-ascorbic acid- 2-O-α-glucoside (L-ascorbic acid-2-O- A sugar transfer derivative of L-ascorbic acid, such as α-glucoside), has been developed. Recently, α-1,6-maltosyl-L-ascorbate has been developed using sugar transfer amylases (Korean Patent Application No. 1020010051171).

이중에서도 당전이 유도체인 L-아스코르브산-2-O-α-글루코사이드가 안정성이 높고 생체 내에서 생리활성도 양호하게 유지되는 것으로 알려져 있다 (Chem. Pharm. Bull. (Tokyo). 1990, 38(11):3020-3023, Int. J. Vitam. Nutr. Res. 1992, 62(4):318-323, J. Nutr. Sci. Vitaminol. (Tokyo). 1992, Special volume:161-164). L-아스코르브산-2-O-α-글루코사이드는 일본 하야시바라사에 의해 상용화되었으며, 그 제조방법은 일본국 특허공보 제 127,072/89호 또는 대한민국특허 제1001624950000호에 기재되어 있다. 또한 상기 물질의 고순도 분리정제에 관한 기술은 대한민국특허 제1001584550000호, 제1002449100000호, 그리고 특허출원번호 제 1020010032124호에 기재되어 있다.Among them, L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside, which is a sugar transfer derivative, is known to have high stability and good physiological activity in vivo ( Chem. Pharm. Bull. (Tokyo). 1990, 38 (11) ): 3020-3023, Int. J. Vitam. Nutr. Res. 1992, 62 (4): 318-323, J. Nutr. Sci. Vitaminol. (Tokyo). 1992, Special volume: 161-164). L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside has been commercialized by Hayashibara Co., Japan, and its production method is described in Japanese Patent Publication No. 127,072 / 89 or Korean Patent No. 1001624950000. In addition, a technique for separating and purifying high purity of the material is described in Korean Patent Nos. 1001584550000, 1002449100000, and Patent Application No. 1020010032124.

당전이 반응에는 각종 당전이 효소인 α-글루코시다제, α-아밀라제, α-글루코실트랜스퍼레이즈 또는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼라아제등을 이용하게 되며 원료이며 당수용체인 L-아스코르브산에 전분 중의 포도당을 전이시킴으로써 합성된다. 이때 당공여체로는 각종 말토올리고당, 덱스트린, 사이클로덱스트린, 아밀로오스, 액화 전분, 젤라틴화 전분 및 가용성 전분 등이 사용될 수 있다.For the sugar transfer reaction, various glycotransferases such as α-glucosidase, α-amylase, α-glucosyltransferase or cyclodextrin glucanotransferase, etc., are used as raw materials and sugar receptors in starch in L-ascorbic acid. It is synthesized by transferring glucose. In this case, as the sugar donor, various maltooligosaccharides, dextrins, cyclodextrins, amylose, liquefied starch, gelatinized starch and soluble starch may be used.

햐야시바라사의 L-아스코르브산-2-O-α-글루코사이드제조법은 당공여체로 액화전분, 젤라틴화 전분, 덱스트린, 사이클로덱스트린 그리고 각종 말토올리고당을 사용하고 있으며 (일본국 특허공보 제 127,072/89호, 대한민국특허 제1001624950000호), 이와 같은 당공여체들은 물에 용해되는 가용성 전분으로, 원료인 L-아스코르브산, 당공여체인 전분질, 그리고 효소가 모두 물에 녹아 있는 균일상 효소반응계에서 당전이가 진행되는 특징을 가지고 있다. 이와 같은 제조법은 L-아스코르브산, L-아스코르브산-2-O-α-글루코사이드는 물론이고 반응 후 잔류하는 전분(질), 그리고 부산물로 남는 말토올리고당이 모두 가용상태로 용해되어 혼재한다. 따라서 L-아스코르브산- 2-O-α-글루코사이드를 고순도로 제조하기 위해서는 멤브레인 분리법, 겔 여과 크로마토그래피법, 칼럼 크로마토그래피법, 이온 교환 크로마토그래피법 등 여러 방법을 사용하여 분리-정제하여야 한다. L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside preparation method of YAYASHIBARA uses sugar starch, liquefied starch, gelatinized starch, dextrin, cyclodextrin and various maltooligosaccharides (Japanese Patent Publication No. 127,072 / 89) , Korean Patent No. 1001624950000), These sugar donors are soluble starch dissolved in water, the sugar transition proceeds in a homogeneous enzymatic reaction system in which the raw material L- ascorbic acid, sugar donor starch, and enzyme are all dissolved in water It has the characteristic of becoming. In this method, L-ascorbic acid, L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside, as well as starch (vaginal) remaining after the reaction, and maltooligosaccharides remaining as by-products are dissolved and mixed in an soluble state. Therefore, in order to prepare L-ascorbic acid-2-O-α-glucoside with high purity, separation-purification must be carried out using various methods such as membrane separation, gel filtration chromatography, column chromatography, and ion exchange chromatography.

이와 같은 가용성 전분 및 전분질을 당공여체로 사용하는 기존의 제조방법은 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 첫째는 당공여체인 가용성 전분 또는 덱스트린 등은 점도가 높아 고농도 첨가가 어려워 당전이 아스코르브산을 고농도로 얻기가 어렵다. 또한 당전이 반응 중 다량의 수용성 말토올리고당이 부산물로 생성되어 이를 제거하기 위하여 복잡한 분리?정제과정을 거쳐야 한다. 무엇보다도 당공여체인 가용성 전분이 다른 반응산물들과 균일상으로 혼재되어 있어 이를 분리?제거하기 위해서는 복잡한 과정을 거쳐야 한다. 따라서 위와 같은 문제점을 해결할 수 있는 새로운 고효율 당전이 아스코르브산 생산공정의 개발이 요망된다.Conventional manufacturing methods using such soluble starch and starch as a sugar donor have the following problems. First, soluble starch or dextrin, which is a sugar donor, has a high viscosity, making it difficult to add high concentrations, making it difficult to obtain ascorbic acid in high concentrations. In addition, a large amount of water-soluble maltooligosaccharides are generated as by-products during the sugar transfer reaction and must be subjected to a complex separation and purification process to remove them. Above all, the soluble starch, a sugar donor, is mixed in a homogeneous phase with other reaction products, so it has to go through a complicated process to separate and remove it. Therefore, the development of a new high-efficiency Ascorbic acid production process that can solve the above problems is desired.

본 발명자들은 생전분(질)을 압출 또는 폭쇄하여 제조한 팽윤전분, 또는 가열 건조시킨 알파전분과 같이 물에 첨가할 때 녹지 않고 입자구조를 유지하면서 불용상태로 현탁되는 팽윤전분(질)을 당공여체로 이용한 불균일상 효소반응계에서의 사이클로덱스트린 제조방법 (대한민국특허 제1000648520000호, 일본국 특허 제2047572호), 당전이 감미료 제조방법 (대한민국특허 제1000792490000호), 그리고 글루코실 자일리톨 제조방법 (대한민국특허 제1003477890000호)을 발명한 바 있다.The present inventors have swelled starch prepared by extruding or crushing raw starch (vaginal), or swelled starch (quality) suspended in an insoluble state while maintaining a particle structure without melting when added to water, such as alpha starch heated or dried. Method for preparing cyclodextrin in heterogeneous enzymatic reaction system using donor (Korean Patent No. 1000648520000, Japanese Patent No. 2047572), Sugar Transfer Sweetener Production Method (Korea Patent No. 1000792490000), and Glucosyl Xylitol Production Method (Korea Patent No. 1003477890000) has been invented.

또한 본 발명자들은 생전분을 당공여체로 사용하는 각종 효소반응 시 유리구와 같은 고형상의 분쇄마찰매체를 첨가하여 교반시켜줌으로써 효소반응 속도와 수율을 현저히 증가시키는 불균일상 효소반응계인 분쇄마찰매체함유 효소반응계를 이용한 생전분의 무증자 당화법 (대한민국특허 제1000273230000호), 맥아당 제조법(대한민국특허 제1000583290000호), 그리고 당전이 감미료 제조방법 (대한민국특허 제1000827290000호)을 발명한 바 있다.       In addition, the present inventors added and agitated solid grinding media such as glass spheres in various enzyme reactions using raw starch as sugar donor, and then stirring the grinding friction medium-containing enzyme, which is a heterogeneous enzyme reaction system that significantly increased the rate and yield of the enzyme reaction. The steamless glycosylation method (Korean Patent No. 1000273230000), maltose preparation method (Korean Patent No. 1000583290000), and the sugar transition sweetener manufacturing method (Korean Patent No. 1000827290000) of raw starch using a reaction system have been invented.

최근 당전이 효소를 이용한 L-아스코르브산-α-글리코사이드의 제조에 관련된 연구를 수행하던 중 구조 변형시킨 불용성 팽윤전분(질)을 사용하거나 또는 생전분(질)과 분쇄마찰매체를 혼합하여 사용하는 불균일상 효소반응계가 당전이 아스코르브산 제조에도 매우 적합하게 이용될 수 있음을 알아 본 발명을 완성하였다. 본 발명의 방법에 따라 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하면 당전이 수율이 현저히 향상되었을 뿐만 아니라, 당전이 반응 후 잔류하는 잔류전분질이 불용상태임으로 원심분리나 여과와 같은 간단한 방법으로 분리할 수 있어 분리?정제가 용이하였고, 부산물인 말토올리고당의 생성을 최소화할 수 있었으며, 또한 당공여체와 L-아스코르브산을 고농도로 첨가할 수 있어 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 고농도 및 고순도로 제조할 수 있는 많은 장점이 있었다.      Recently, a study on the preparation of L-ascorbic acid-α-glycoside using a sugar transfer enzyme was carried out using a structurally modified insoluble swelled starch (vaginal) or a mixture of raw starch (vaginal) and ground friction media. The heterogeneous enzyme reaction system was found to be able to be used very well for the production of ascorbic acid was completed the present invention. The production of L-ascorbic acid-α-glycoside in accordance with the method of the present invention not only significantly improved the sugar transfer yield, but also the residual starch remaining after the sugar transfer reaction was insoluble, and thus separated by a simple method such as centrifugation or filtration. It was easy to separate and purify, minimize the production of by-product malto oligosaccharides, and can add high concentration and high purity of L-ascorbic acid-α-glycoside by adding high concentration of sugar donor and L-ascorbic acid. There were many advantages that could be produced.

본 발명을 보다 구체적으로 설명하여 보면, 당공여체로 사용되는 불용성 생전분(질)로는 옥수수, 감자, 고구마, 쌀, 밀, 수수, 그리고 타피오카전분과 같은 어떤 종류의 전분(질)도 사용할 수 있다. 팽윤전분(질)을 제조하는 방법으로는, (1) 생전분(질)의 수분함량을 15-30%의 낮은 수준으로 평형화시키고, 압출성형기 (extruder)로 고압 하에서 압출 분사하여 팽윤, 알파화시키는 방법, (2) 전분(질)을 낮은 수분함량 수준으로 평형화하고 가열한 후 급속히 감압, 폭쇄시키는 방법, 또는 (3) 전분(질)을 물에 침지하고 가열 알파전분으로 구조를 변형시킨 후 건조, 분쇄하여 팽윤전분(질)을 얻는 방법이 있다. 이와 같이 압출, 폭쇄 또는 가열 알파화시켜 구조를 팽윤시킨 전분질 입자는 생전분(질)에 비하여 효소작용을 받을 수 있는 가용표면적이 수십 배 증가되며 (Enzyme and Microbial Technology 22: 217-222, 1998), 따라서 당전이 효소와의 접촉, 흡착, 그리고 효소작용이 매우 용이하게 된다.Referring to the present invention in more detail, any kind of starch (quality) such as corn, potato, sweet potato, rice, wheat, sorghum, and tapioca starch may be used as insoluble raw starch (quality) used as a sugar donor. . As a method for producing swollen starch (vaginal), (1) equilibrate the water content of raw starch (vaginal) to a low level of 15-30%, and swelling and alphalating by extruding by extruder under high pressure with an extruder. Method: (2) equilibrate the starch (vaginal) to a low water content level and rapidly depressurize and detonate it after heating, or (3) immerse the starch (vaginal) in water, deform the structure with heated alpha starch, and dry. And swelling starch (vaginal) by grinding. The starch particles extruded, exploded, or heated and alpha-swelled to swell the structure have several times the available surface area for enzymatic activity compared to raw starch (enzyme) ( Enzyme and Microbial Technology 22: 217-222, 1998). Therefore, the contact, adsorption, and enzymatic action of the sugar transfer enzyme are very easy.

또한 생전분(질)을 당공여체로 사용할 경우에는 낮은 당전이 반응속도를 극복하기 위하여 분쇄마찰매체를 혼합하여 교반하게 되는데 이때 분쇄마찰과 효소의 상호작용으로 생전분의 구조가 급속히 단편화되어 효소반응이 원할히 수행된다 (Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 21: 461-467, 1994, Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 22: 252-258, 1994). 고형상의 분쇄마찰매체로는 유리구, 테프론, 세라믹, 신소재 등과 같은 구형, 타원형, 무정형 등 여러 형태의 고형매체를 사용하며 크기는 0.1∼2.0cm 정도가 적절하다. 분쇄마찰매체를 포함한 반응액의 교반 및 혼합에는 회전축과 회전익을 이용한 기계적 교반, 반응기 자체를 교반시키는 회전통 교반기, 유체를 활용한 유동층 반응기 등 반응액을 원할히 분쇄마찰시킬 수 있는 구조를 지닌 반응기이면 된다. 교반강도는 원할히 효소반응을 촉진시킬 수 있도록 전분의 구조를 변화시키는데 적절한 교반속도를 이용하여야 하며 과다한 교반은 효소를 실활시켜 역효과를 주게 된다.In addition, when raw starch (quality) is used as a sugar donor, the ground friction medium is mixed and stirred to overcome the low sugar transfer reaction rate. At this time, the structure of the raw starch is rapidly fragmented due to the interaction of the ground friction with the enzyme, thereby enzymatic reaction. This is done smoothly ( Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 21: 461-467, 1994, Kor. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. 22: 252-258, 1994). As a solid grinding friction medium, various types of solid media such as spherical, elliptical, amorphous, such as glass spheres, Teflon, ceramics, and new materials are used, and sizes of about 0.1 to 2.0 cm are appropriate. For the stirring and mixing of the reaction liquid including the grinding friction medium, if the reactor has a structure capable of smoothly crushing the reaction liquid, such as mechanical stirring using a rotating shaft and a rotor blade, a rotating agitator stirring the reactor itself, and a fluidized bed reactor using a fluid, do. Stirring strength should be used to change the structure of the starch so as to facilitate the enzymatic reaction, and excessive stirring will adversely affect the enzyme.

사용효소는 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈, 알파-글리코실트랜스퍼레이즈, 알파-글루코시데이즈, 알파-아밀레이즈 등 잘 알려져 있는 각종 같은 당전이능을 가진 효소는 어느 것이나 가능하다. 또한 보조적으로 풀루라네이즈, 덱스트란슈크레이즈, 아밀로슈크레이즈, 덱스트린덱스트라네이즈와 같은 전분분해 효소를 미량 첨가하여 줌으로써 반응수율을 증가 시킬 수도 있다.      The enzyme used may be any of various well-known enzymes such as cyclodextrin glucanotransferase, alpha-glycosyltransferase, alpha-glucosidase, and alpha-amylase. In addition, the reaction yield may be increased by adding a small amount of starch degrading enzymes such as pullulanase, dextranschecraze, amyloshcraze and dextrindextranase.

L-아스코르브산-α-글리코사이드의 제조 원료인 L-아스코르브산의 첨가 농도는 20-600g/L가 적정하며, 구조 변형된 불용성 전분(질)의 농도는 일반적으로 당수용체인 L-아스코르브산 농도의 0.5-10배 정도로 첨가하는 것이 반응속도 및 수율 면에서 적절하다. 또한 불용성 전분을 400g/L이상 첨가 할 경우에는 점도 증가에 다른 수율 감소를 방지하기 위하여 당공여체를 나누어 유가식으로 첨가하는 것이 유리하다.      The concentration of L-ascorbic acid, which is a raw material for the production of L-ascorbic acid-α-glycoside, is 20-600 g / L, and the concentration of the structurally modified insoluble starch (quality) is generally L-ascorbic acid. Adding 0.5-10 times the concentration is appropriate in terms of reaction rate and yield. In addition, when insoluble starch is added more than 400g / L, it is advantageous to add the sugar donor in a cost-effective manner in order to prevent other yield decrease in viscosity increase.

전분기질당 적정 당전이효소의 첨가비율은, 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈의 경우 전분 1 그램당 10∼1,500 단위 정도가 적절하다. 생전분(질)을 당공여체로 사용할 경우 첨가하는 분쇄마찰매체로 첨가하는 유리구의 양은 첨가 전분(질)량의 약 2-10배 정도의 무게가 적합하며 크기는 0.1∼2.0cm가 좋다. 반응온도는 효소작용 최적온도인 45∼55℃ 정도가 적합하나 불용성 전분의 용해가 일어나지 않는 80℃ 이내의 어떤 온도에도 적용할 수 있다. 반응액의 pH는 당전이 효소의 종류 및 기원에 따라 다르나 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈의 경우 pH4.0∼11.0 부근이 적절하다. 반응 시 교반속도는 100∼500 rpm의 속도로 교반하면서 반응시킨다.      In the case of cyclodextrin glucanotransferase, an appropriate ratio of the appropriate glycotransferase per starch quality is about 10 to 1500 units per gram of starch. When raw starch (quality) is used as a sugar donor, the amount of glass spheres added to the crushed friction medium is preferably about 2-10 times the weight of the added starch (quality) and the size is preferably 0.1 to 2.0 cm. The reaction temperature is suitable at about 45-55 ° C., which is the optimum temperature for enzymatic reaction, but can be applied at any temperature within 80 ° C. where no insoluble starch is dissolved. The pH of the reaction solution depends on the type and origin of the sugar transfer enzyme, but in the case of cyclodextrin glucanotransferase, a pH of about 4.0 to 11.0 is appropriate. During the reaction, the stirring speed is reacted while stirring at a speed of 100 to 500 rpm.

이하 본 발명을 실시 예에 의해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by examples.

단, 아래 실시 예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 아래 실시 예에 한정되는 것은 아니다.However, the following examples are merely to illustrate the invention, but the content of the present invention is not limited to the following examples.

<실시예 1> 당전이 효소인 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서, 본 발명의 방법에 따라 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용하는 경우와 기존의 제조법과 같이 가용성 증자액화전분이나 덱스트린을 사용한 경우의 당전이 아스코르브산 생산수율 비교Example 1 In the process of preparing L-ascorbic acid-α-glycoside using the cyclodextrin glucanotransferase which is a sugar transfer enzyme, insoluble swelling starch was used as a sugar donor according to the method of the present invention. Comparison of Ascorbic Acid Production Yields with Soluble Potassium Liquefied Starch or Dextrin as in the Previous Production Process

본 발명의 방법에 따라 제조한 불용성 팽윤전분을 50 mM 인산-NaCl 완충용액 (pH 7.0)에 10 %(w/v)되게 현탁시키고, 비교를 목적으로 기존 제조법에서 사용하고 있는 가용성 증자액화전분과 덱스트린을 각각 동일한 농도로 상기 완충용액에 녹인 후, 당수용체인 L-아스코르브산을 10 %(w/v) 되게 용해시켰다. 그리고 당전이 효소인 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 전분 1 그램당 200 단위에 해당하는 양을 첨가하여 50 ℃에서 200 rpm의 속도로 교반하면서 48시간동안 당전이 효소반응을 수행하였다. The insoluble swelling starch prepared according to the method of the present invention was suspended in 50 mM phosphate-NaCl buffer (pH 7.0) at 10% (w / v), and the soluble steamed liquefied starch used in the conventional method for comparison purposes. Dextrins were dissolved in the buffer solution at the same concentration, respectively, and the sugar receptor, L-ascorbic acid, was dissolved to 10% (w / v). The sugar transfer enzyme cyclodextrin glucanotransferase was added to an amount corresponding to 200 units per gram of starch, and the sugar transfer enzyme reaction was performed for 48 hours while stirring at 50 rpm at 200 rpm.

그 결과 도 1에 나타낸 바와 같이, 구조 변형시킨 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용한 경우 L-아스코르브산에 포도당이 한 분자 이상 전이된 L-아스코르브산-α-글리코사이드 생산수율이 L-아스코르브산 첨가량 대비 53%에 이르렀으며, 기존의 제조법에 따라 가용성 액화전분 및 덱스트린을 사용한 경우의 생산수율인 38%와 42%에 비해 크게 향상되었다. 이와 같이 본 발명에 따라 구조 변형시킨 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용하여 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 것은 생산수율에서 11%이상 증대 되는 효과를 얻을 수 있었다.As a result, as shown in Fig . 1 , when the structurally modified insoluble swelling starch was used as a sugar donor, the yield of L-ascorbic acid-α-glycoside in which glucose was transferred to L-ascorbic acid by one or more molecules was L-ascorbic acid. It is up to 53% compared to 38% and 42% of the production yields using soluble liquefied starch and dextrin according to the existing manufacturing method. Thus, the production of L-ascorbic acid-α-glycoside using the insoluble swelling starch modified in accordance with the present invention as a sugar donor was able to obtain an effect of more than 11% increase in the production yield.

<실시예 2> 당전이 효소인 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서, 본 발명의 방법에 따라 생전분에 분쇄마찰매체를 혼합하여 교반하는 경우와 기존의 제조법에서 사용하고 있는 가용성 증자액화전분이나 덱스트린을 사용한 경우의 당전이 아스코르브산 생산수율Example 2 In the process of preparing L-ascorbic acid-α-glycoside using the cyclodextrin glucanotransferase which is a sugar transfer enzyme, the mixed friction medium was mixed with raw starch according to the method of the present invention and stirred. Ascorbic acid yield in case of using soluble cooked liquefied starch or dextrin used in the conventional method 비교compare

당공여체로 본 발명의 방법에 따라 생전분을 50 mM 인산-NaCl 완충용액 (pH 7.0)에 10 %(w/v)되게 현탁시키고 분쇄마찰매체로 직경 3 mm 유리구를 반응액 1 리터당 400 그램을 첨가하였다. 비교를 목적으로 기존 제조법에서 사용하고 있는 가용성 증자액화전분과 덱스트린을 각각 동일한 농도로 상기 완충용액에 녹인 후, 당수용체인 L-아스코르브산을 10 %(w/v) 되게 용해시켰다. 그리고 당전이 효소인 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 전분 1 g당 200 단위에 해당하는 양을 각각 첨가하여 50 ℃에서 200 rpm의 속도로 교반하면서 48시간동안 당전이 효소반응을 수행하였다. As a donor, raw starch was suspended in 50 mM phosphate-NaCl buffer (pH 7.0) to 10% (w / v) according to the method of the present invention, and 3 mm diameter glass spheres were pulverized with a friction medium of 400 grams per liter of reaction solution. Was added. For comparison purposes, the soluble cooked liquid starch and dextrin, which are used in the conventional manufacturing method, were dissolved in the buffer solution at the same concentration, respectively, and the sugar receptor L-ascorbic acid was dissolved to 10% (w / v). Then, the sugar transfer enzyme cyclodextrin glucanotransferase was added to the amount corresponding to 200 units per 1 g of starch, respectively, and the sugar transfer enzyme reaction was performed for 48 hours while stirring at a speed of 200 rpm at 50 ° C.

그 결과 도 2에 나타낸 바와 같이, L-아스코르브산-α-글리코사이드 생산수율은 L-아스코르브산 첨가량 대비 51%에 이르러 기존의 제조법에서 사용한 가용성 액화전분 및 덱스트린을 사용한 경우 생산수율인 38%와 42%에 비해 크게 향상되었다.As a result, as shown in FIG . 2 , the yield of L-ascorbic acid-α-glycoside reached 51% compared to the amount of L-ascorbic acid added, and the yield of 38% when the soluble liquefied starch and dextrin used in the conventional manufacturing method was used. A significant improvement over 42%.

<실시예 3> 본 발명에 따라 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용하거나 또는 생전분과 분쇄마찰매체를 혼합하여 교반하면서 반응시킨 후 얻어진 반응 상등액 중의 부산물로 생성된 말토올리고당을 고압액체크로마토그래피로 분석한 크로마토그램Example 3 According to the present invention, maltooligosaccharides produced as by-products in the reaction supernatant obtained by using an insoluble swelled starch as a sugar donor or by mixing and stirring raw starch and a ground friction medium were analyzed by high pressure liquid chromatography. Chromatogram

본 발명의 방법에 따라 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용한 경우, 생전분에 분쇄마찰매체를 첨가하여 교반하면서 당전이 아스코르브산을 제조하는 경우, 기존의 제조방법에 따라 가용성 덱스트린을 당공여체로 사용하여 당전이 아스코르브산을 제조하는 경우 부산물로 축적된 말토올리고당 함량을 비교하고자, 실시예 1과 2에서 얻은 당전이 반응액중의 부산물로 생성되어 축적된 말토올리고당의 함량을 고압액체크로마토그래피로 분석한 결과는 도 3과 같다.When the insoluble swelling starch is used as a sugar donor according to the method of the present invention, when the sugar starch is produced ascorbic acid while stirring by adding a ground friction medium to the raw starch, soluble dextrin is used as a sugar donor according to the conventional manufacturing method. In order to compare the content of maltooligosaccharides accumulated as by-products in the case of preparing ascorbic acid, the content of maltooligosaccharides generated as by-products in the sugar transition reaction solution obtained in Examples 1 and 2 was analyzed by high-pressure liquid chromatography. The results are shown in FIG. 3 .

기존 제조법에 따라 가용성 덱스트린을 당공여체로 사용한 경우 다량의 말토올리고당이 원하지 않는 부산물로 생성됨에 비하여 불용성 전분을 당공여체로 사용할 경우에는 매우 소량의 말토올리고당이 검출되었다. 이는 당전이 수율을 현저히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 생성된 말토올리고당을 제거하여야 하는 분리정제과정을 크게 단순화할 수 있음을 의미한다.      According to the conventional method, when a soluble dextrin was used as a sugar donor, a large amount of malto oligosaccharide was generated as an unwanted by-product, whereas a very small amount of malto oligosaccharide was detected when an insoluble starch was used as a sugar donor. This means that not only can the yield significantly improve, but also greatly simplify the separation and purification process that requires the removal of maltooligosaccharides.

<실시예 4> 본 발명의 방법에 따라 불용성 팽윤전분을 사용하거나 또는 생전분에 분쇄마찰매체를 혼합하여 교반하면서 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서, 기존의 제조법인 가용성 덱스트린을 사용하는 경우의 잔류 전분(질)의 분리 제거의 용이도를 비교하기 위하여 반응종료 후 얻어진 반응액을 원심분리하여 회수할 수 있는 잔류전분량과 상등액중에 잔류하는 말토올리고당 함량 분석Example 4 In the process of preparing L-ascorbic acid-α-glycoside while using insoluble swelled starch or mixing ground friction media with raw starch according to the method of the present invention, soluble dextrin Analysis of the amount of residual starch that can be recovered by centrifugation of the reaction solution obtained after the completion of the reaction and the content of maltooligosaccharides remaining in the supernatant

실시예 1과 2에서 얻은 당전이 효소반응액을 원심분리기로 10,000×g에서 5분간 처리하여 미 반응 잔류전분과 반응 상등액을 분리한 후 원심분리된 미 반응 잔류전분을 100 ℃에서 8시간 건조하여 건조중량을 측정하였다. 상등액중의 말토올리고당을 고압액체크로마토그래피로 측정하여 표 1에 나타내었다. The sugar transfer enzyme reaction solution obtained in Examples 1 and 2 was treated with a centrifuge at 10,000 × g for 5 minutes to separate the unreacted starch and the reaction supernatant, followed by drying the centrifuged unreacted starch at 100 ° C. for 8 hours. Dry weight was measured. Maltooligosaccharides in the supernatant were measured by high pressure liquid chromatography and shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

본 발명의 방법에 따라 불용성 전분을 당공여체로 사용하는 경우와 기존의 제조법에서와 같이 가용성 덱스트린을 사용하여 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈의 당전이 반응을 이용하여 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서 반응종료 후 반응혼합액에 혼재되어 있는 원심분리와 같은 단순한 단위조작으로 분리 제거할 수 있는 잔류전분 양과 반응액 중에 반응 부산물로 축적되어 분리정제가 필요한 말토올리고당 량의 비교 According to the method of the present invention, L-ascorbic acid-α-glycoside was prepared by using a sugar-transfer reaction of cyclodextrin glucanotransferase using insoluble starch as a sugar donor and using soluble dextrin as in the conventional method. Comparison of the amount of residual starch that can be separated and removed by simple unit operation such as centrifugation mixed in the reaction mixture after the completion of the reaction, and the maltooligosaccharide equivalent required for separation and purification as accumulated by reaction in the reaction solution

당공여체 종류Donor type 첨가한 전분 량(g/L)Starch amount added (g / L) 원심분리 가능한잔류 전분 량(g/L)Centrifugable residual starch (g / L) 반응액에 잔류하는 말토올리고당 량(g/L)Maltooligosaccharide residual in the reaction solution (g / L) 가용성 덱스트린Soluble Dextrin 100100 -- 10.010.0 불용성 팽윤전분Insoluble Swelling Starch 100100 42.842.8 1.2 1.2 불용성 생전분Insoluble Raw Starch 100100 44.644.6 0.80.8

기존 제조법에 따라 덱스트린을 당공여체로 사용한 경우 덱스트린이 가용상태로 존재함으로 원심분리기를 이용하여 미 반응 잔류 덱스트린을 회수할 수 없었다. 그러나 본 발명에 따라 당전이 반응을 수행한 경우 반응종료 후 미반응 잔류전분을 단순한 원심분리를 이용하여 42.8g/L과 44.6 g/L까지 분리제거 할 수 있었다. 이는 잔류전분의 95% 이상이 분리 제거된 것이다. 본 발명의 방법에 따라 불용성 전분을 당공여체로 사용할 경우 반응종료 후 잔류하는 미 반응 전분의 분리가 매우 용이하여, L-아스코르브산-α-글리코사이드의 분리 정제과정을 크게 단순화시킬 수 있음을 보여주고 있다.       When dextrin was used as a donor according to the conventional method, dextrin was present in an available state, and thus, unreacted residual dextrin could not be recovered using a centrifuge. However, when the sugar transfer reaction was carried out according to the present invention, the unreacted residual starch could be separated and removed to 42.8 g / L and 44.6 g / L by simple centrifugation after the completion of the reaction. This is more than 95% of the residual starch is separated off. When insoluble starch is used as a sugar donor according to the method of the present invention, the separation of unreacted starch remaining after the completion of the reaction is very easy, and it can be shown that greatly simplifying the separation and purification process of L-ascorbic acid-α-glycoside. Giving.

또한 원하지 않는 산물로 생성되는 말토올리고당도 매우 소량 검출되었다. 이는 당전이 수율을 현저히 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 생성된 말토올리고당을 제거하기 위한 분리정제과정을 크게 단순화할 수 있음을 의미한다.      In addition, very small amounts of maltooligosaccharides were produced as unwanted products. This means that not only can significantly improve the yield, but also greatly simplify the separation and purification process for removing maltooligosaccharides.

<실시예 5> 본 발명에 따라 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용하거나 또는 생전분과 분쇄마찰매체를 혼합하여 교반하면서 반응시켜 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서, 원료인 L-아스코르브산과 불용성 전분을 농도별로 고농도까지 첨가하여 반응시킬 경우의 생성된 L-아스코르브산-α-글리코사이드의 농도와 당전이 수율에 미치는 영향Example 5 In the process of preparing L-ascorbic acid-α-glycoside by using insoluble swelled starch as a sugar donor or by mixing and stirring raw starch and ground friction medium, L- as a raw material Effect of L-ascorbic acid-α-glycoside concentration and sugar transition on the yield of ascorbic acid and insoluble starch at high concentrations

당공여체로 불용성 팽윤전분(질) 또는 생전분(질)을 100, 200, 300, 400, 500, 그리고 600 g/L의 농도로 첨가하고 당수용체인 L-아스코르브산도 불용성 전분과 혼합비율이 1:1이 되도록 동일한 농도로 각각 첨가하여 완충용액에 현탁 시켰다. 그리고 본 발명에 따라 생전분을 당공여체로 사용할 경우에는 분쇄마찰매체로 직경 3 mm 유리구를 반응액 1 리터당 400 그램을 첨가하였다. 당전이 효소인 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈는 전분 1 g당 200 단위에 해당하는 양을 각각 첨가하여 50 ℃에서 200 rpm의 속도로 교반하면서 48시간동안 당전이 효소반응을 수행하였다.        As a sugar donor, insoluble swelling starch (vaginal) or raw starch (vaginal) is added at a concentration of 100, 200, 300, 400, 500, and 600 g / L, and the sugar acceptor L-ascorbic acid also has an insoluble starch and a mixing ratio of 1 Each was added at the same concentration so as to be 1: 1 and suspended in a buffer solution. In the case of using raw starch as a sugar donor according to the present invention, 400 grams of glass spheres with a diameter of 3 mm were added per liter of the reaction solution as a ground friction medium. Cyclodextrin glucanotransferase, a sugar transfer enzyme, was added to the unit corresponding to 200 units per 1 g of starch, and the sugar transfer enzyme reaction was performed for 48 hours while stirring at 50 rpm at 200 rpm.

도 4에서 보는 바와 같이 L-아스코르브산-α-글리코사이드의 농도도 당공여체인 불용성 전분의 농도가 증가함에 따라 200 g/L까지 증가하였다. 그리고 당전환 수율은 당공여체인 불용성 전분의 농도가 200g/L까지 상승하여 최대 55%와 53%였으나 그 이상의 농도에서는 다소 감소하는 경향을 보였다. 이는 반응액의 유동성이 낮아져 효소반응에 영향을 주기 때문인 것으로 추정된다. 그러나 이와 같은 문제점은 당공여체인 불용성 전분의 유가식 첨가 방법을 사용할 경우 쉽게 해결할 수 있는 것을 것이다.As shown in FIG. 4 , the concentration of L-ascorbic acid-α-glycoside was also increased to 200 g / L as the concentration of insoluble starch, a sugar donor, was increased. The sugar conversion yield was 55% and 53% at the concentration of insoluble starch, a sugar donor, up to 200g / L, but was decreased slightly at higher concentrations. This is presumably because the fluidity of the reaction solution is lowered and thus affects the enzyme reaction. However, this problem can be easily solved by using the fed-batch method of insoluble starch which is a sugar donor.

따라서 본 발명에 따라 불용성 전분을 당공여체로 사용하여 당전이 아스코르브산을 제조할 경우, 기존의 제조법에서 가용성 전분의 점도 때문에 고농도 첨가가 어려워 당전이 아스코르브산을 고농도로 생산하기 어려운 문제점을 획기적으로 개선하여 당전이 아스코르브산의 고농도생산이 가능함을 보여주는 것이라 할 수 있다.      Therefore, when preparing sugar ascorbic acid using insoluble starch as a sugar donor according to the present invention, it is difficult to add a high concentration due to the viscosity of the soluble starch in the conventional manufacturing method, significantly improving the problem of difficult to produce ascorbic acid in high concentration Thus, it can be said that the high concentration production of ascorbic acid is possible.

본 발명은 기존 제조방법에서 당공여체로 사용하는 가용성 액화전분 또는 덱스트린과 같은 가용성 전분 대신 생전분(질)을 압출 또는 폭쇄하여 전분입자 구조를 변형시킨 불용성 팽윤전분(질)을 당공여체로 사용하거나 또는 생전분(질)를 사용할 경우에는 분쇄마찰매체와 혼합, 교반하여 반응시키는 불균일상 효소반응계를 사용함에 있다. 이와 같은 불용성 전분(질)을 당공여체로 사용할 경우에는 L-아스코르브산의 당전이 수율이 크게 향상되며, 또한 가용성 당공여체에 비하여 점도가 낮아 고농도로 첨가할 수 있어 고농도 당전이 반응이 가능하여 고농도의 당전이 아스코르브산을 얻을 수 있다. 또한 당전이 반응부산물로 생성되는 수용성 말토올리고당의 생성이 크게 억제될 뿐만 아니라 반응종료 후 잔류하는 당공여체는 불용성임으로 여과, 원심분리와 같은 간단한 단위조작으로 제거할 수 있어 분리?정제공정이 크게 단축된다. 이와 같은 불용성 전분(질)을 당공여체로 사용하는 불균일상 효소반응계를 이용하는 당전이 아스코르브산 제조법은 반응수율, 반응속도, 생성물의 농도, 그리고 분리?정제공정의 간편화 등 장점을 갖는 새로운 고효율 당전이 아스코르브산 제조법이라고 할 수 있으며, 산업적인 활용이 기대된다.The present invention uses an insoluble swelling starch (quality) in which the starch particle is modified by extruding or amplifying the starch particle structure instead of a soluble starch such as soluble liquefied starch or dextrin used as a sugar donor in the conventional manufacturing method, or as a sugar donor. Alternatively, in the case of using raw starch (vaginal), a heterogeneous enzymatic reaction system in which the mixed friction medium is mixed and stirred is reacted. When the insoluble starch (quality) is used as a sugar donor, the sugar transition yield of L-ascorbic acid is greatly improved, and since the viscosity is lower than that of the soluble sugar donor, it can be added at a high concentration, so that a high concentration sugar transfer reaction is possible. You can get ascorbic acid before. In addition, the production of water-soluble maltooligosaccharides produced as a by-product of the sugar transition is greatly suppressed, and the remaining sugar donor after the completion of the reaction is insoluble, and can be removed by simple unit operations such as filtration and centrifugation. do. Sugar transition using heterogeneous enzymatic reaction system using such insoluble starch (quality) as sugar donor Ascorbic acid production method is a new high-efficiency sugar transition with advantages such as reaction yield, reaction rate, product concentration, and simplification of separation and purification process. It can be called ascorbic acid manufacturing method, and industrial use is expected.

도 1은 당전이 효소인 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서, 본 발명의 방법에 따라 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용하는 경우와 기존의 제조법에서 사용하고 있는 가용성 증자액화전분이나 덱스트린을 사용한 경우의 당전이 아스코르브산 생산수율을 비교한 그래프이며, 1 is a process for preparing L-ascorbic acid-α-glycoside using the cyclodextrin glucanotransferase which is a sugar transfer enzyme, according to the method of the present invention and the case of using an insoluble swelling starch as a sugar donor The graph shows a comparison of ascorbic acid yield in the case of using soluble cooked liquefied starch and dextrin used in the manufacturing method.

도 2은 당전이 효소인 사이클로덱스트린 글루카노트랜스퍼레이즈를 이용하여 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서, 본 발명의 방법에 따라 당공여체로 불용성 생전분에 분쇄마찰매체를 첨가하여 교반하는 경우와 기존의 제조법에서 사용하고 있는 가용성 증자액화전분이나 덱스트린을 사용한 경우의 당전이 아스코르브산 생산수율을 비교한 그래프이며, 2 is a process for preparing L-ascorbic acid-α-glycoside using cyclodextrin glucanotransferase which is a sugar transfer enzyme, by adding a ground friction medium to an insoluble raw starch as a sugar donor according to the method of the present invention. In the case of stirring and when using the soluble cooked liquefied starch or dextrin used in the conventional manufacturing method is a graph comparing the yield of ascorbic acid,

도 3는 본 발명에 따라 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용하거나 또는 생전분과 분쇄마찰매체를 혼합하여 교반하면서 반응시킨 후 얻어진 반응 상등액 중의 부산물로 생성된 말토올리고당을 고압액체크로마토그래피로 분석한 크로마토그램이다. FIG. 3 is a chromatogram of maltooligosaccharides produced as a by-product of the reaction supernatant obtained by using insoluble swelled starch as a sugar donor or by mixing raw starch and ground friction medium with stirring. to be.

도 4는 본 발명에 따라 불용성 팽윤전분을 당공여체로 사용하거나 또는 생전분과 분쇄마찰매체를 혼합하여 교반하면서 반응시켜 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는 과정에서, 원료인 L-아스코르브산과 불용성 전분을 고농도까지 농도별로 첨가하여 반응시킬 경우의 생성된 당전이 L-아스코르브산-α-글리코사이드의 농도와 당전이 수율에 미치는 영향을 나타낸 그래프이다. Figure 4 according to the present invention using the insoluble swelling starch as a sugar donor or by mixing and stirring raw starch and crushed friction medium to react L- ascorbic acid-α-glycoside in the process of producing, L- ascorbic acid as a raw material It is a graph showing the effect of the resulting sugar in the reaction of the addition of insoluble starch to each concentration to a high concentration on the L- ascorbic acid-α-glycoside concentration and the yield.

Claims (4)

당전이 효소를 이용하여 전분분자에서 포도당분자들을 L-아스코르브산에 전이시켜 당전이 아스코르브산인 L-아스코르브산-α-글리코사이드을 제조하는 과정에서, 당공여체로 증자액화전분, 젤라틴전분, 덱스트린 및 말토올리고당과 같은 가용성 전분(질)를 사용하는 대신 생전분(질) 또는 팽윤전분(질)과 같은 불용성 전분(질)을 당공여체로 사용하는 불균일상 효소반응계를 이용한 당전이 L-아스코르브산-α-글리코사이드의 효소적 제조방법.In the process of transferring glucose molecules from the starch molecule to L-ascorbic acid by using a sugar transfer enzyme to prepare L-ascorbic acid-α-glycoside, which is sugar ascorbic acid, as a sugar donor L-ascorbic acid-α using a heterogeneous enzymatic reaction system that uses insoluble starch (vagina) such as live starch (vagina) or swelled starch (vagina) instead of using soluble starch (vagina) such as oligosaccharide. -Enzymatic preparation of glycosides. 제 1항에 있어서 불용성 전분질로 압출, 폭쇄, 또는 가열 알파화 시킨 불용성 팽윤전분(질)을 당공여체로 사용하는 불균일상 효소반응계를 이용한 당전이 L-아스코르브산-α-글리코사이드의 효소적 제조방법.The enzymatic preparation of sugar-transferred L-ascorbic acid-α-glycoside using a heterogeneous enzymatic reaction system according to claim 1, wherein the insoluble swelling starch (vaginal) extruded, pulverized, or heat alphaned with insoluble starch is used as a sugar donor. Way. 제1항에 있어서, L-아스코르브산과 불용성 전분(질)과의 혼합비율을 대략 1 : 0.1∼10의 중량비로 하고, 전분1g당 당전이 효소를 10∼1,500단위로 첨가하여 L-아스코르브산-α-글리코사이드를 제조하는, 불용성 전분(질)을 당공여체로 사용하는 불균일상 효소반응계를 이용한 당전이 아스코르브산의 효소적 제조방법.The method of claim 1, wherein the mixing ratio of L-ascorbic acid and insoluble starch (vaginal) is approximately 1: 0.1 to 10 by weight, and the sugar-transferase per 1 g of starch is added in an amount of 10 to 1,500 units so that L-ascorbic acid- Enzymatic preparation method of sugar-transferred ascorbic acid using a heterogeneous enzymatic reaction system using insoluble starch (vaginal) as a sugar donor to prepare α-glycoside. 제 1항에 있어서 당공여체로 생전분(질)을 사용하고 유리구, 테프론 또는 각종 세라믹소재와 같은 고형상의 분쇄마찰매체를 첨가하고 교반하면서 당전이 반응을 수행하는 불균일상 효소반응계를 이용한 당전이 L-아스코르브산-α-글리코사이드의 효소적 제조방법.The sugar sugar using a heterogeneous enzymatic reaction system according to claim 1, wherein raw starch (quality) is used as a sugar donor and solid sugar grinding media such as glass spheres, Teflon, or various ceramic materials are added and stirred to carry out the sugar transfer reaction. Enzymatic preparation of this L-ascorbic acid-α-glycoside.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102203086B1 (en) * 2020-06-11 2021-01-13 서울대학교산학협력단 Sweetening composition comprising transglycosylated neohesperidin dihydrochalcone and manufacturing method thereof

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