KR20140050314A - Preparation method of quercetin or isoquecitrin using b-glucosidase - Google Patents

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전효곤
정동민
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한국생명공학연구원
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    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12PFERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
    • C12P17/00Preparation of heterocyclic carbon compounds with only O, N, S, Se or Te as ring hetero atoms
    • C12P17/02Oxygen as only ring hetero atoms
    • C12P17/06Oxygen as only ring hetero atoms containing a six-membered hetero ring, e.g. fluorescein

Abstract

The present invention relates to a production method of quercetin or isoquercitrin from quercetin glucoside using β-glucosidase (EC 3.2.1.21) derived from Aspergillus niger (deposition number KCTC 6906): which is simple without complex processes compare to existing methods of biologically converting into quercetin or isoquercitrin using a chemical technique or enzymes or increasing the content of flavonoid of the quercetin, etc. using infrared rays; and uses onion, which can be easily obtained from the market, as a raw material for an enzyme reaction of the quercetin glucoside abundantly contained in the onion, thereby economically producing the quercetin or isoquercitrin. [Reference numerals] (AA) Reaction time : 0 hour; (BB) Formula 2; (CC) Reaction time : 2 hours; (DD) Quercetin

Description

베타-글루코시데이즈를 이용한 퀘세틴 또는 이소퀘시트린의 제조방법{preparation method of quercetin or isoquecitrin using β-glucosidase}Preparation method of quercetin or isoquecitrine using beta-glucosidase {preparation method of quercetin or isoquecitrin using β-glucosidase}

본 발명은 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger , 기탁번호:KCTC 6906)에서 유래된 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21)를 이용하여 퀘세틴(quercetin) 배당체를 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 제조하는 제조방법에 관한 것이다.
The present invention is Aspergillus Niger ( Aspergillus) Quercetin glycosides are prepared from quercetin or isoquercitrin using beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) derived from niger , Accession No .: KCTC 6906. It relates to a manufacturing method.

양파는 백합과에 속하는 2년초로, 인경은 직경이 10cm에 달하며 편구형 또는 구형이다. 9월에 화경 끝에서 큰 화서가 자라고, 자루가 있는 많은 꽃이 산형으로 달리며 인경은 식용으로 사용한다. 또한, 양파는 2008년 농림수산식품부의 통계자료(2008 시설채소 온실현황 및 채소류 생산 실적)에 따르면 조미 채소류 중 국내 생산량이 1위(약 100만 톤)로 파(약 50만 톤)의 두 배에 달하는 매우 중요한 농산물이다.
Onion is a genus of two years belonging to the family Liliaceae, the diameter of the diameter reaches 10cm and is spherical or spherical. In September, a large inflorescence grows at the end of the flower garden, and many flowers with sack run in the form of mountain, and the inflorescence is used for food. In addition, according to the statistics of the Ministry of Food, Agriculture, Forestry and Fisheries in 2008 (2008 Facility Vegetable Greenhouse Status and Vegetable Production Performance), onion has the highest domestic production of seasoned vegetables (about 1 million tons), which is double the onion (about 500,000 tons). Are very important agricultural products.

양파의 성분으로는 주로 퀘세틴(quercetin) 배당체인 퀘세틴-3-O-글루코사이드(quercetin-3-O-glucoside), 퀘세틴-3,4'-O-글루코사이드(quercetin-3,4'-O-glucoside), 퀘세틴-4'-O-글루코사이드(quercetin-4'-O-glucoside) 등이 알려져 있으며, 매운맛을 내는 프로필 알릴다이설파이드(propylallyldisulfide) 등 황화 알릴 계통의 화합물이 다수 함유되어 있는 것으로 나타났다.
Onions are mainly composed of quercetin glycosides, quercetin-3-O-glucoside, and quercetin-3,4'-O-glucoside. O-glucoside, quercetin-4'-O-glucoside, etc. are known and contain a large number of allyl sulfide compounds such as propylallyldisulfide, which has a pungent taste. Appeared.

퀘세틴(quercetin)은 식용 부위에는 거의 함유되어 있지 않다. 갈색의 겉껍질에 다량 함유되어 있어(건조 g당 약 8.3mg) 그 함량은 식용부위의 수십 내지 수백배에 달하는 것으로 알려져 있으며, 상기 퀘세틴(qeurcetin)은 항염증 작용, 뇌세포 보호활성, 항암작용, 항당뇨, 항비만, 항고혈압 등 각종 생리활성을 나타내는 것으로 보고되어 있는 화합물이다.
Quercetin is rarely contained in the edible site. It is known to contain a large amount of brown husk (about 8.3 mg per gram of dry matter), and its content reaches tens to hundreds of times of the edible portion, and the quercetin has anti-inflammatory action, protective effect on brain cells, and anticancer. It is a compound reported to exhibit various physiological activities such as action, anti-diabetic, anti-obesity and antihypertensive.

이소퀘시트린(Isoquercitrin)은 퀘세틴-3-O-β-D-글루코사이드로서, 이소퀘세틴(isoquercetin)으로도 불리어진다. 이소퀘시트린(isoquercetin)은 항산화성(antioxidative), 색 바램(anti-fading)과 맛 변화(flavor change-inhibiting)에 대한 방지, UV 차단(UV-blocking), 메탈 킬레이트화(metal chelating actions) 등의 속성을 가지고 있으며, 이노제(diuretic), 항염증(anti-inflammatory), 모세혈관 강화(capillary strengthening), 항바이러스(anti-virus) 효과와 같은 약리적인 활성을 지는 것으로 알려져 있다. 또한, 퀘세틴(quercetin)의 불용해성과는 달리 용해성이 높으며, 퀘세틴(quercetin)이나 루틴(rutin)보다 체내 흡수율(bioavailability)가 좋은 것으로 알려져 있다. 이러한 특성 때문에, 종래에는 이를 이용한 색소 음료의 색바램 방지제(anti-fading agent, 식품의 맛 변화 저해제(flavor change-inhibitor) 뿐만 아니라, 화장품이나 건강식품의 재료로 사용되고 있다. Isoquercitrin is quercetin-3-O-β-D-glucoside, also called isoquercetin. Isoquercetin can be used for antioxidative, anti-fading and flavor change-inhibiting, UV-blocking, metal chelating actions, etc. It is known to have pharmacological activities such as diuretic, anti-inflammatory, capillary strengthening, and anti-virus effects. In addition, unlike the insolubility of quercetin (quercetin) is high solubility, it is known that the bioavailability of the body (quercetin) or rutin (rutin) better. Because of these characteristics, it is conventionally used as a material of cosmetics and health foods, as well as anti-fading agents (flavor change-inhibitor) of the color beverage using the same.

따라서, 다양한 생리활성을 가진 퀘세틴(quercetin) 및 이소퀘시트린(isoquercetin)에 대한 다양한 연구들이 진행되고 있으며, 지속적인 관심 또한 높아지고 있는 추세이다.
Therefore, various studies are being conducted on quercetin and isoquercetin having various physiological activities, and continuous interest is also increasing.

현재까지, 퀘세틴(quercetin) 및 이소퀘시트린(isoquercetin)의 다양한 제조방법들이 개발되었으며, 그 제조방법은 다음과 같다.To date, various manufacturing methods of quercetin and isoquercetin have been developed.

먼저, 루틴(rutin)으로부터 하이드로라아제인 나린긴나아제 또는 람노오시데이즈 등의 효소를 처리하여 생물전환 방법을 통한 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법이 알려져 있다(특허문헌 1 내지 특허문헌 2).First, a method for producing isoquercitrin through a bioconversion method by treating an enzyme such as hydrolase naringinase or rhamnosidase from rutin is known (Patent Documents 1 to Patent Documents). 2).

다음으로, 양파 내에 존재하는 퀘세틴(quercetin)의 함량을 높이는 방법들로, 양파 추출물에 메주균을 처리하여 발효함으로써, 퀘세틴(quercetin)의 함량을 높이는 방법이 공지된 바 있고, 양파에 원적외선을 조사하여 퀘세틴(quercetin)의 함량을 높이는 방법이 알려져 있다(특허문헌 3 내지 특허문헌 4).
Next, as a method of increasing the content of quercetin present in onions, the method of increasing the content of quercetin (quercetin) by the treatment of fermented meju bacteria in onion extract has been known, far infrared to onion It is known to increase the content of quercetin by investigating (Patent Documents 3 to 4).

하지만, 상기의 방법들은 고가의 장비 또는 화학물질이 필요하거나 장시간의 제조 시간을 필요로 한다는 문제가 있다. 따라서, 새로운 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법의 개발이 절실한 실정이다.
However, these methods have the problem of requiring expensive equipment or chemicals or long manufacturing time. Therefore, the development of a new method of producing quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) is urgently needed.

이에, 본 발명자들은 대량생산에 필요한 시간 및 비용의 절감을 위한 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 새로운 제조방법을 연구하던 중에, 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger, 기탁번호: KCTC 6906) 유래의 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소가 양파에 존재하는 퀘세틴(quercetin) 배당체를 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 생물 전환함으로써, 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 생산성이 높음을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
Thus, the present inventors have found that the new method of studying the Quebec paroxetine (quercetin) or iso Quebec Citrine (isoquercitrin) for reducing the time and cost required for mass production, Aspergillus and this (Aspergillus niger , Accession No .: KCTC 6906), β-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme from the quercetin glycosides present in onion quercetin or isoquercitrin By bioconversion, the productivity of quercetin or isoquercitrin was confirmed to be high, and the present invention was completed.

미국 공개특허 제7691425호United States Patent Application Publication No. 7691425 대한민국 공개특허 제2008-0061997호Republic of Korea Patent Publication No. 2008-0061997 대한민국 공개특허 제2010-0011945호Republic of Korea Patent Publication No. 2010-0011945 대한민국 공개특허 제2011-00037469호Republic of Korea Patent Publication No. 2011-00037469

본 발명의 목적은 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법을 제공하는데 있다.
It is an object of the present invention to provide a process for preparing quercetin or isoquercitrin.

상기 목적을 달성하기 위하여, In order to achieve the above object,

본 발명은 퀘세틴(quercetin) 배당체를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시키는 단계(단계 1);The present invention comprises the steps of reacting a quercetin glycoside with beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme (step 1);

상기 단계 1에서 제조된 생성물로부터 효소를 제거하는 단계(단계 2); 및Removing the enzyme from the product prepared in step 1 (step 2); And

상기 단계 2에서 효소가 제거된 생성물을 고성능 액체크로마토그래피를 수행하여 정제하는 단계(단계 2)를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법을 제공한다.It provides a method of producing a quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) represented by the formula (1) comprising the step of purifying the product from which the enzyme is removed in step 2 by performing high performance liquid chromatography (step 2) do.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

(상기 화학식 1에서 R은 수소 또는 글루코사이드(glucoside)기이다)
(In Formula 1, R is hydrogen or a glucoside group.)

본 발명에 따른 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법은 종래의 화학적인 합성 기법, 효소를 이용하여 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 생물전환하는 방법 또는 적외선 등을 이용한 퀘세틴(quercetin) 등의 플라보노이드의 함량을 증가시키는 방법에 비해 공정이 복잡한 과정없이 간단하고, 시중에 쉽게 구입할 수 있는 양파를 원료로 이용하여, 양파에 다량 함유되어 있는 퀘세틴(quercetin) 배당체를 효소반응시킴으로써, 경제적으로 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소의 선택적 위치특이성을 이용함으로써 단시간에 고효율로 대량 생산이 용이하므로, 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 포함하는 약학적 조성물, 식품, 향미제, 음료, 생약제제, 건강보조식품에서 유용하게 사용될 수 있다.
Quercetin (quercetin) or isoquercitrin manufacturing method according to the present invention is a conventional chemical synthesis technique, a method for bioconversion to quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) by using an enzyme or infrared Compared to the method of increasing the content of flavonoids such as quercetin using a simple process, the process uses a simple and commercially available onion as a raw material, and contains a large amount of quercetin in onions. By enzymatically reacting glycosides, it is possible not only to economically prepare quercetin or isoquercitrin, but also to utilize the selective position specificity of the beta-glucosidase (β 3.2glucosidase, EC 3.2.1.21) enzyme. Since it is easy to mass-produce in a short time with high efficiency, the pharmaceutical composition containing quercetin or isoquercitrin, It can be usefully used in products, flavors, beverages, herbal medicines, and dietary supplements.

도 1은 본 발명에 따른 실험예 2에서 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21)효소에 의한 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드에서 퀘세틴(quercetin)으로의 전환을 나타내는 고성능 액체크로마토그래피 분석 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따른 실험예 2에서 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소에 의한 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드에서 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로의 전환을 나타내는 고성능 액체크로마토그래피 분석 그래프이다.
1 is a quercetin in Quecetin-4'-O-β-D-glucoside represented by Formula 2 by the beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme in Experimental Example 2 according to the present invention. It is a high performance liquid chromatography analysis graph showing the conversion to (quercetin).
Figure 2 is in the quercetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by the formula (3) by the beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme in Experimental Example 2 according to the present invention A high performance liquid chromatography analysis graph showing the conversion to isoquercitrin.

이하에서, 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소를 이용한 퀘세틴(quercetin) 배당체를 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법을 상세히 설명한다.
Hereinafter, a method of preparing quercetin glycoside using quercetin glycoside using beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme or quercetin or isoquercitrin will be described in detail.

본 발명은 퀘세틴(quercetin) 배당체를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시키는 단계(단계 1);The present invention comprises the steps of reacting a quercetin glycoside with beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme (step 1);

상기 단계 1에서 제조된 생성물로부터 효소를 제거하는 단계(단계 2); 및Removing the enzyme from the product prepared in step 1 (step 2); And

상기 단계 2에서 효소가 제거된 생성물을 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 수행하여 정제하는 단계(단계 2)를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법을 제공한다.Preparation of quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 including the step of purifying the product from which enzyme is removed in step 2 by performing high performance liquid chromatography (HPLC) (step 2) Provide a method.

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 화학식 1에서In Formula 1,

R은 수소 또는 글루코사이드(glucoside)기이다.
R is hydrogen or a glucoside group.

이하에서, 상기 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
Hereinafter, the manufacturing method will be described in detail for each step.

먼저, 본 발명에 따른 상기 단계 1는 퀘세틴(quercetin) 배당체를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시키는 단계이다. First, step 1 according to the present invention is a step of reacting a quercetin glycoside with beta-glucosidase (β 3.2glucosidase, EC 3.2.1.21) enzyme.

보다 구체적으로, 퀘세틴(quercetin) 배당체를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시켜 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 전환하는 단계이다. 상기 퀘세틴(quercetin) 배당체는 메밀, 양파 등의 다양한 원료로부터 제공받을 수 있으며, 바람직하게는 양파에서 제공받을 수 있다.
More specifically, the quercetin glycoside is reacted with a beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme to be converted to quercetin or isoquercitrin represented by Formula 1 Step. The quercetin glycoside may be provided from various raw materials such as buckwheat and onion, and preferably, may be provided from onion.

본 발명에 따른 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger, 기탁번호: KCTC 6906) 균주로부터 유래된 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소는 퀘세틴(quercetin) 배당체의 아글리콘의 4' 위치에 결합되어 있는 글루코오스를 위치 특이적으로 제거하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 표시되는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 고효율로 제조할 수 있다.
Aspergillus niger according to the present invention beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme derived from the strain niger , Accessory No .: KCTC 6906) is site specific for glucose bound to the 4 'position of the aglycone of the quercetin glycoside. Quenchintin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) represented by the formula (1) can be removed with high efficiency.

본 발명에 따른 상기 단계 1의 퀘세틴(quercetin) 배당체는 하기 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드이다. The quercetin glycoside of step 1 according to the present invention is a quercetin-4'-O-β-D-glucoside represented by the following Chemical Formula 2 or a quercetin-3,4'-O- represented by Chemical Formula 3 β-D-glucoside.

[화학식 2](2)

Figure pat00003
Figure pat00003

[화학식 3](3)

Figure pat00004
Figure pat00004

상기 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드는 효소반응을 통하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin)으로, 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드는 효소반응을 통하여 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 전환된다.
Quercetin-4'-O-β-D-glucoside represented by Chemical Formula 2 is a quercetin represented by Chemical Formula 1 through an enzymatic reaction, quercetin-3,4'-O represented by Chemical Formula 3 -β-D-glucoside is converted to isoquercitrin through enzymatic reaction.

본 발명에 따른 상기 단계 1은 100 rpm 내지 200 rpm의 교반조건으로 반응을 수행하는 것이 바람직하다. 교반조건이 100 rpm 미만인 경우, 반응속도가 느리므로 반응이 종료되는데 많은 시간이 소요된다는 문제점이 있으며, 200 rpm을 초과하는 경우에는 고속회전으로 인한 분쇄 현상이 일어나, 효소반응이 충분히 일어나지 않는 문제점이 있다. Step 1 according to the present invention is preferably carried out under a stirring condition of 100 rpm to 200 rpm. If the stirring condition is less than 100 rpm, the reaction rate is slow, the problem is that it takes a lot of time to complete the reaction, if it exceeds 200 rpm, the grinding phenomenon occurs due to the high-speed rotation, the enzyme reaction does not occur sufficiently have.

또한, 상기 단계 1은 25℃ 내지 40℃의 온도범위에서 수행되는 것이 바람직하며, 27℃ 내지 35℃의 온도범위에서 수행되는 것이 더욱 바람직하다. 온도가 27℃ 미만인 경우, 효소가 활성을 가지기 위한 충분한 온도에 도달하지 못하여, 반응속도가 떨어지는 문제점이 있으며, 35℃를 초과하는 경우, 효소의 변성이 일어나 효소반응이 일어나지 않는 문제점이 있다.
In addition, the step 1 is preferably performed in a temperature range of 25 ℃ to 40 ℃, more preferably carried out in a temperature range of 27 ℃ to 35 ℃. If the temperature is less than 27 ℃, the enzyme does not reach a sufficient temperature to have the activity, there is a problem that the reaction rate is lowered, if it exceeds 35 ℃, there is a problem that the enzyme reaction does not occur due to denaturation of the enzyme.

나아가, 단계 1은 18시간 이상 반응을 수행하는 것이 바람직하고, 24시간 동안 반응을 수행하는 것이 더욱 바람직하다. 18시간 미만으로 반응을 수행할 경우, 퀘세틴(quercetin) 배당체에서 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로의 전환이 완전히 이루어지지 않아 제조 수율이 떨어지는 문제가 있다. 한편, 48시간 동안 반응을 수행하였을 경우에는 24시간 동안 반응을 수행하였을 경우와 그 결과를 비교하여 보면 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 이로부터 24시간을 초과되는 시간만큼의 제조효율 증가는 기대하기 어렵다는 것을 알 수 있다(실험예 1 참조). 따라서, 24시간 이상이면 퀘세틴(quercetin) 배당체에서 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로의 전환율의 차이가 없는 바, 24시간 동안 반응을 수행하는 것이 바람직하다.
Furthermore, in step 1, the reaction is preferably carried out for 18 hours or more, more preferably for 24 hours. When the reaction is performed for less than 18 hours, the conversion of the quercetin glycoside to the quercetin (quercetin) or isoquercitrin represented by the formula (1) is not completely achieved, resulting in a poor production yield. On the other hand, when the reaction was carried out for 48 hours compared with the results when the reaction was carried out for 24 hours it was found that there is no significant difference. From this, it can be seen that it is difficult to expect an increase in manufacturing efficiency by a time exceeding 24 hours (see Experimental Example 1). Therefore, if there is no difference in the conversion rate from the quercetin glycoside to the quercetin or isoquercitrin represented by the formula (1) when 24 hours or more, the reaction is preferably performed for 24 hours.

다음으로, 본 발명에 따른 상기 단계 2는 상기 단계 1에서 효소반응을 통해 제조된 생성물로부터 효소를 제거하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 혼합물로 구성된 생성물을 얻는 단계이다. 보다 구체적으로, 반응 생성물 내에 존재하는 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 추출을 용이하게 하기 위하여 먼저, 반응 생성물을 초음파 분쇄기로 5분 내지 10분 동안 분쇄를 수행한다. 그 후, 분쇄된 생성물을 4000 rpm 내지 5000 rpm으로 약 5분 동안 원심분리하고, 상등액을 분취한 다음, 분취액을 여과하여 효소가 제거된 생성물을 얻는 단계이다.
Next, step 2 according to the present invention removes the enzyme from the product prepared by the enzymatic reaction in step 1 to form a product consisting of a mixture of quercetin (quercetin) or isoquercitrin represented by the formula (1) It is a step to get. More specifically, in order to facilitate the extraction of quercetin or isoquercitrin represented by Formula 1 present in the reaction product, first, the reaction product is pulverized for 5 to 10 minutes by an ultrasonic mill. do. Thereafter, the milled product is centrifuged at 4000 rpm to 5000 rpm for about 5 minutes, the supernatant is separated, and the aliquot is filtered to obtain a product free of enzyme.

다음으로, 본 발명에 따른 상기 단계 3은 단계 2에서 효소가 제거된 생성물을 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 수행하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 정제하는 단계이다.Next, step 3 according to the present invention performs high performance liquid chromatography (HPLC) on which the enzyme is removed in step 2 to purify quercetin (quercetin) or isoquercitrin represented by Formula 1 Step.

정제하기 위한 상기 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)는 C18 컬럼(5 ㎛, 4.6 mm × 250 mm)을 사용할 수 있으나, 이에 제한하는 것은 아니다. The high performance liquid chromatography (HPLC) for purification may use a C18 column (5 μm, 4.6 mm × 250 mm), but is not limited thereto.

이때, 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)의 용출용매 및 용매의 농도기울기는 분리하는 분획물의 양 또는 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)의 컬럼 크기 및 종류에 따라 조절하여 사용할 수 있다. 바람직하게는, 용출용매는 0.1% 포름산(formic acid)가 용해된 증류수와 메탄올을 사용할 수 있으며, 용매의 농도기울기는 메탄올의 농도를 일정시간 동안, 다음과 같이 유지 또는 변화시키면서 용출시킬 수 있다: At this time, the concentration gradient of the eluting solvent and the solvent of the high performance liquid chromatography (HPLC) can be used according to the amount of the fraction to separate or the column size and type of the high performance liquid chromatography (HPLC). Preferably, the eluting solvent may be distilled water and methanol in which 0.1% formic acid is dissolved, and the concentration gradient of the solvent may be eluted while maintaining or changing the concentration of methanol for a predetermined time as follows:

5%(0분→5분), 5%→80%(5분→25분), 80%(25분→30분). 5% (0 minutes → 5 minutes), 5% → 80% (5 minutes → 25 minutes), 80% (25 minutes → 30 minutes).

또한, 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 통하여 정제된 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 확인은 320nm의 파장에서 측정하는 것이 바람직하다.
In addition, the identification of quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 purified through high performance liquid chromatography (HPLC) is preferably measured at a wavelength of 320 nm.

본 발명에 따른 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger, 기탁번호: KCTC 6906) 균주로부터 유래된 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소를 이용한 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법은 시중에 쉽게 구입할 수 있는 양파를 이용하여, 양파에 다량 함유되어 있는 퀘세틴(quercetin) 배당체를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시킴으로써, 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 단시간에 대량으로 생산할 수 있다(실험예 1 참조). Aspergillus niger according to the present invention niger , Accession No .: Method for preparing quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 using beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme derived from strain KCTC 6906 Silver is reacted with a beta-glucosidase (β 3.2-glucosidase, EC 3.2.1.21) enzyme, which is a large amount of onion, using a commercially available onion. Quercetin or isoquercitrin can be produced in large quantities in a short time (see Experimental Example 1).

또한, 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소는 퀘세틴(quercetin) 배당체의 아글리콘의 4' 위치에 결합되어 있는 글루코오스를 위치 특이적으로 제거하는 선택적 위치 특이성을 가지고 있어, 퀘세틴(quercetin) 배당체로부터 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 고효율로 제조할 수 있다(실험예 2 참조).In addition, the beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme has a selective position specificity that specifically removes glucose bound to the 4 'position of the aglycone of quercetin glycosides. From quercetin glycosides, quercetin or isoquercitrin represented by Formula 1 can be prepared with high efficiency (see Experimental Example 2).

따라서, 본 발명에 따른 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소를 이용한 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법은 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소를 이용함으로써, 단시간에 고효율로 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조가 가능하여 대량 생산이 용이하므로, 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 포함하는 약학적 조성물, 식품, 향미제, 음료, 생약제제, 건강보조식품에서 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the method for preparing quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 using beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme according to the present invention is beta-glucosidase By using the enzyme (β-glucosidase, EC 3.2.1.21), it is possible to manufacture quercetin or isoquercitrin represented by the formula (1) with high efficiency in a short time, so that mass production is easy, quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) can be usefully used in pharmaceuticals, foods, flavors, beverages, herbal preparations, dietary supplements.

이하에서, 본 발명을 실시예 및 실험예에 의해 보다 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Experimental Examples.

단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 실험예에 한정되는 것은 아니다.
However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the present invention is not limited to the following Examples and Experimental Examples.

<< 실시예Example 1>  1> 퀘세틴Quercetin (( quercetinquercetin ) 또는 ) or 이소퀘시트린(isoquercitrin)의Of isoquercitrin 제조-1 Manufacturing-1

본 발명에 사용된 양파는 정읍시 소재의 농산물 시장에서 구입하여 사용하였다. 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger, 기탁번호: KCTC 6906)에서 유래된 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소(40 U/ml)는 메가짐사(Megazyme, Wicklow, Ireland)에서 구입하여 사용하였다. 물과 메탄올은 버딕&잭슨사(Burdick&Jackson, SK chemicals, Ulsan, ROK)의 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)용 용매를 사용하였고, 포름산(formic acid)은 시그마사(sigma)에서 구입하여 사용하였다.
Onions used in the present invention were purchased from the agricultural product market in Jeongeup-si. Aspergillus The beta-glucosidase (β 3.2-glucosidase, EC 3.2.1.21) enzyme (40 U / ml) derived from niger , Accession No .: KCTC 6906 was purchased from Megazyme (Wicklow, Ireland). Water and methanol were used as solvents for high performance liquid chromatography (HPLC) from Burdick & Jackson (SK chemicals, Ulsan, ROK), and formic acid was purchased from Sigma.

먼저, 효소액과 반응시킬 양파를 준비한 다음, 양파 껍질을 제거하고 물로 세척하였다. 세척된 양파는 믹서기를 이용하여 즙이 될 때까지 분쇄시키고, 분쇄된 양파를 10 g 정량하여 기질로 사용하였다. 준비된 기질(양파 10 g wet weight)에 0.1 ml의 베타-글루코시데이즈 효소액 (40 U/mL)을 첨가한 후, 30℃에서, 150 rpm으로 24시간 동안 반응하였다. 그 후, 상기 생성물로부터 1 g(wet weight)을 샘플링하여 100% 메탄올(10 mL)을 첨가함으로써 반응을 정지시켰다. 상기 혼합물(생성물/메탄올)은 퀘세틴 화합물의 추출을 위해 초음파 분쇄기로 5분간 충격을 가하고, 원심분리 과정(4,000 rpm, 5분)을 거친 다음, 상등액을 분취하여 여과(0.2 ㎛)하였다. 여과된 혼합물을 고성능 액체크로마토그래피(HPLC, Agilent, 1200 series)로 정제하였다. 이때, 칼럼은 YMC ODS-AM 칼럼(5 um, 4.6 mm × 250 mm)을 사용하였으며, 유속은 1.0 ml/min이고, 검출기는 DAD를 이용하여 320 nm 파장에서 측정하였다. 용출 용매로 사용되는 A 이동상 용매는 증류수(0.1% formic acid)를, B 이동상 용매는 메탄올을 사용하고, 용매 기울기는 아래와 같이 일정한 혼합비율로 용출시켰다: 5%B(0-5분), 5-80%B(5-25분), 80%B(25-30분). 시료 주입량은 10 ㎕로 하였으며, 상기 조건으로 정제하여 미반응한 퀘세틴(quercetin) 배당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드를 회수하고, 목적화합물인 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 얻었다.
First, onions were prepared to react with the enzyme solution, and then the onion skin was removed and washed with water. The washed onion was pulverized until a juice using a blender, 10 g of the crushed onion was used as a substrate. 0.1 ml of beta-glucosidase enzyme solution (40 U / mL) was added to the prepared substrate (10 g wet weight of onion), and then reacted at 30 ° C. for 24 hours at 150 rpm. The reaction was then stopped by sampling 1 g (wet weight) from the product and adding 100% methanol (10 mL). The mixture (product / methanol) was impacted with an ultrasonic mill for 5 minutes to extract the quercetin compound, subjected to centrifugation (4,000 rpm, 5 minutes), and then the supernatant was aliquoted and filtered (0.2 μm). The filtered mixture was purified by high performance liquid chromatography (HPLC, Agilent, 1200 series). At this time, the column was YMC ODS-AM column (5um, 4.6mm × 250mm), the flow rate is 1.0 ml / min, the detector was measured at 320 nm wavelength using DAD. The mobile phase solvent used as the elution solvent was distilled water (0.1% formic acid), the mobile phase solvent B was methanol, and the solvent gradient was eluted at a constant mixing ratio as follows: 5% B (0-5 minutes), 5 -80% B (5-25 minutes), 80% B (25-30 minutes). The injection amount of the sample was 10 μl, which was purified under the above conditions, and the quercetin-4′-O-β-D-glucoside represented by Formula 2, which is an unreacted quercetin glycoside, or the Quecetin- 3,4'-O-β-D-glucoside was recovered, and quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 as a target compound was obtained.

<< 실시예Example 2>  2> 퀘세틴Quercetin (( quercetinquercetin ) 또는 ) or 이소퀘시트린(isoquercitrin)의Of isoquercitrin 제조-2 Manufacturing-2

반응을 24시간 동안 수행하는 대신에, 48시간 동안 수행한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 미반응한 퀘세틴(quercetin) 배당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드를 회수하고, 목적화합물인 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 얻었다.
Instead of performing the reaction for 24 hours, except for 48 hours, the same method as in Example 1 was carried out in the same manner as Quecetin (Quercetin glycoside) represented by the formula (2) -O-β-D-glucoside or quercetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by formula (3) is recovered, and quercetin or isoquecitrin represented by formula (1) as the target compound (isoquercitrin) was obtained.

<< 실시예Example 3> 3> 퀘세틴Quercetin (( quercetinquercetin )의 제조)

퀘세틴 단당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드를 엑스트라신세스사(Extrasynthese, Genay, France)에서 구입하였으며, 이를 100 mM 포스페이트 완충용액(pH 7.0)에 녹인 후, 최종 농도가 100 ㎍/ml가 되도록 한다. 이 용액을 효소반응의 기질액으로 사용하였으며, 제조된 기질액(1 ml)에 효소액(1 ml, 40 U/ml)을 첨가하여 반응시켰다. 이때, 30 ℃에서 2시간 동안 반응시켰다. 그 후, 상기 생성물(1.1 ml)에서 퀘세틴(quercetin)을 추출하기 위하여 100% 메탄올(1.1 ml)을 첨가하고 초음파 분쇄기로 5분간 분쇄한 다음, 원심분리를 4000 rpm에서 5분 동안 수행하고, 여과(0.2 ㎛)하였다. 여과된 혼합물(생성물/메탄올)을 상기 실시예 1과 동일한 조건으로 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 수행하여 목적화합물인 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin)을 얻었다.
Quecetin-4'-O-β-D-glucoside represented by Formula 2, a quercetin monosaccharide, was purchased from Extrasynthese, Genay, France, and dissolved in 100 mM phosphate buffer (pH 7.0). The final concentration is 100 μg / ml. This solution was used as a substrate solution for enzyme reaction, and the reaction solution was added to the prepared substrate solution (1 ml) by adding an enzyme solution (1 ml, 40 U / ml). At this time, it was reacted for 2 hours at 30 ℃. Then, 100% methanol (1.1 ml) was added to extract quercetin from the product (1.1 ml) and ground for 5 minutes with an ultrasonic mill, followed by centrifugation at 4000 rpm for 5 minutes, Filtration (0.2 μm). The filtered mixture (product / methanol) was subjected to high performance liquid chromatography (HPLC) under the same conditions as in Example 1 to obtain quercetin represented by Chemical Formula 1 as a target compound.

<< 실시예Example 4>  4> 이소퀘시트린Isoquitoline (( isoquercitrinisoquercitrin )의 제조)

퀘세틴 단당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드를 사용하는 대신에 퀘세틴 이당체인 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드를 엑스트라신세스사(Extrasynthese, Genay, France)에서 구입하여 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 수행하여 목적화합물인 화학식 1로 표시되는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 얻었다.
Instead of using quercetin-4'-O-β-D-glucoside represented by formula (2) which is a quercetin monosaccharide, quercetin-3,4'-O-β-D- represented by formula (3), which is a quercetin disaccharide Except for purchasing and using glucoside from Extrasynthese, Genay, France, the same procedure as in Example 3 was carried out to obtain isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 as a target compound.

<< 비교예Comparative Example 1>  1> 퀘세틴Quercetin (( quercetinquercetin ) 또는 ) or 이소퀘시트린(isoquercitrin)의Of isoquercitrin 제조 Produce

반응을 24시간 동안 수행하는 대신에, 6시간 동안 수행한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 미반응한 퀘세틴(quercetin) 배당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드를 회수하고, 목적화합물인 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 얻었다.
Instead of performing the reaction for 24 hours, except that the reaction was performed for 6 hours, Quecetin-4 'represented by Formula 2, which is an unreacted quercetin glycoside, which was carried out in the same manner as in Example 1 above. -O-β-D-glucoside or quercetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by formula (3) is recovered, and quercetin or isoquecitrin represented by formula (1) as the target compound (isoquercitrin) was obtained.

<< 비교예Comparative Example 2>  2> 퀘세틴Quercetin (( quercetinquercetin ) 또는 ) or 이소퀘시트린(isoquercitrin)의Of isoquercitrin 제조 Produce

반응을 24시간 동안 수행하는 대신에, 12시간 동안 수행한 것을 제외하고는,상기 실시예 1과 동일한 방법으로 수행하여 미반응한 퀘세틴(quercetin) 배당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드를 회수하고, 목적화합물인 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 얻었다.
Instead of performing the reaction for 24 hours, except that the reaction was carried out for 12 hours, Quecetin-4 ′ represented by Formula 2, which is an unreacted quercetin glycoside by performing the same method as Example 1, was used. -O-β-D-glucoside or quercetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by formula (3) is recovered, and quercetin or isoquecitrin represented by formula (1) as the target compound (isoquercitrin) was obtained.

<< 실험예Experimental Example 1> 시간 경과에 따른  1> over time 퀘세틴Quercetin (( quercetinquercetin ) 또는) or 이소퀘시트린(Isoquecitrine ( isoquercitrin)의isoquercitrin 제조 효율 평가 Manufacturing efficiency evaluation

본 발명에 따른 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21)를 이용하여 퀘세틴(quercetin) 배당체를 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 제조하는 제조방법의 시간에 따른 제조 효율을 평가하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다.
Preparation to prepare quercetin glycosides with quercetin or isoquercitrin represented by Formula 1 using beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) according to the present invention. In order to evaluate the production efficiency over time of the method was carried out the following experiment.

본 발명에 사용되는 양파즙를 여과(0.2 ㎛)하여, 양파즙액을 제조하였다. 제조된 양파즙액을 고성능 액체크로마토그래피를 수행하여 양파즙액 내에 존재하는 퀘세틴(quercetin) 배당체의 함량을 정량하였으며, 이를 무처리군으로 사용하였다. 또한, 상기 실시예 1 내지 실시예 2 및 비교예 1 내지 비교예 2에서 제조된 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin) 수득량 및 반응시, 미반응하고 남은 퀘세틴(quercetin) 배당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드의 회수량을 비교하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Onion juice used in the present invention was filtered (0.2 μm) to prepare an onion juice solution. The prepared onion juice was subjected to high performance liquid chromatography to quantify the content of quercetin glycosides present in the onion juice, which was used as an untreated group. In addition, the amount of quercetin or isoquercitrin represented by Formula 1 prepared in Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 2 and isoquercitrin obtained during the reaction and unreacted quercetin The recovery amount of the quercetin-4'-O-β-D-glucoside represented by formula (2) or the quercetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by formula (3) was compared. The results are shown in Table 1 below.

반응시간Reaction time 농도 (㎍/g 양파 wet weight)Concentration (㎍ / g onion wet weight) 화합물 1Compound 1 화합물 2Compound 2 화합물 3Compound 3 화합물 4Compound 4 실시예 1Example 1 24시간24 hours 8383 161161 1919 3030 실시예 2Example 2 48시간48 hours 8282 160160 1919 2828 비교예 1Comparative Example 1 6시간6 hours 2424 2222 9999 155155 비교예 2Comparative Example 2 12시간12 hours 7171 2626 7777 128128 무처리군Untreated group 0시간0 hours 00 00 135135 176176

상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법은 양파 내에 존재하는 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드의 생물전환을 통하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(quercitrin)을 제조하는 것을 알 수 있다. 또한, 반응시간이 24시간 경과한 경우, 제조량은 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin)는 83 ㎍/g, 이소퀘시트린(isoquercitrin)은 160㎍/g으로, 시간을 추가적으로 더 경과시켜도 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조량에는 더 이상의 큰 변화가 없는 것을 알 수 있다. 이로부터, 본 발명에 따른 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법은 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소는 양파 내에 존재하는 퀘세틴(quercetin) 배당체를 생물전환하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 제조하는 것을 알 수 있으며, 24시간 이상 반응을 수행했을 때, 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조 수율이 가장 높은 것을 알 수 있다.
As shown in Table 1, the method for preparing quercetin or isoquercitrin represented by Formula 1 according to the present invention is Quecetin-4'-O- represented by Formula 2 present in onions. Preparation of quercetin or isoquecitrin represented by Formula 1 through bioconversion of β-D-glucoside or Quecetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by Formula 3 I can see that. In addition, when the reaction time has elapsed for 24 hours, the amount of preparation is 83 μg / g of quercetin represented by Formula 1, and 160 μg / g of isoquercitrin, and even if time passes further, quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) can be seen that there is no big change any more. From this, the method for producing quercetin or isoquercitrin according to the present invention is a beta-glucosidase (β 3.2-glucosidase, EC 3.2.1.21) enzyme is a quercetin glycoside present in onion It can be seen that the bioconversion to produce a quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) represented by the formula (1), when the reaction is carried out for more than 24 hours, the quercetin (quercetin) or iso represented by the formula (1) It can be seen that the manufacturing yield of isoquercitrin is the highest.

따라서, 본 발명에 따른 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21)를 이용하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 제조하는 제조방법은 시중에 쉽게 구입할 수 있는 양파를 원료로 이용하여, 24시간 동안 양파에 다량 함유되어 있는 퀘세틴(quercetin) 배당체를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시킴으로써, 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 대량 생산이 용이하므로, 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 포함하는 약학적 조성물, 식품, 향미제, 음료, 생약제제, 건강보조식품에서 유용하게 사용될 수 있다.
Therefore, the preparation method of preparing quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 using beta-glucosidase according to the present invention (EC 3.2.1.21) is readily available on the market. Using a commercially available onion as a raw material, it is represented by Chemical Formula 1 by reacting quercetin glycosides contained in onions with beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme for 24 hours. Since it is easy to mass-produce quercetin or isoquercitrin that are quercetin, a pharmaceutical composition comprising a quercetin or isoquercitrin represented by Formula 1, a food, a flavor, a beverage It can be useful in herbal medicines and dietary supplements.

<< 실험예Experimental Example 2> 베타- 2> beta- 글루코시데이즈Glucosidase 효소의 생물전환반응  Enzyme Bioconversion

본 발명에 따른 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소가 퀘세틴(quercetin) 배당체를 생물전환하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 제조하는 것을 검증하기 위하여 하기와 같은 실험을 수행하였다. Beta-glucosidase (β-glucosidase, EC 3.2.1.21) enzyme according to the present invention bioqueries the quercetin (quercetin) glycosides prepared by quercetin (quercetin) or isoquercitrin represented by the formula (1) In order to verify that the following experiment was performed.

퀘세틴(quercetin) 배당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시킨 실시예 3 내지 실시예 4의 반응 전후 반응물을 분취하여, 분취한 반응물의 고성능 액체크로마토그래피를 측정하였다. 측정된 그래프를 표준물질의 고성능 액체크로마토그래피의 측정 그래프와 비교하여 퀘세틴(quercetin) 배당체, 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 및 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 검증하였다. 이때, 각 화합물의 표준물질 중 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin)은 시그마사(Sigma, St. Louis, MO, USA)에서 구입하여 사용하였으며, 퀘세틴(quercetin) 배당체인 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드와 화학식 1로 표시되는 이소퀘시트린(isoquercitrin)은 엑스라신세스(Extrasynthese, Genay, France)에서 구입하여 사용하였다. 검증한 결과를 도 1 내지 도 2에 나타내었다.
Beta-glucoside of quercetin-4'-O-β-D-glucoside represented by formula (2) which is a quercetin glycoside or quercetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by formula (3) The reaction products before and after the reaction of Example 3 to Example 4 reacted with a sidase (β-glucosidase, EC 3.2.1.21) enzyme were aliquoted, and high-performance liquid chromatography of the separated reactants was measured. The measured graph was compared with the measured graph of high performance liquid chromatography of the standard to verify the quercetin glycoside, quercetin and isoquercitrin represented by the formula (1). At this time, the quercetin represented by the formula (1) of the standard of each compound was purchased from Sigma (Sigma, St. Louis, MO, USA) and used, and is represented by the formula (2) which is a quercetin glycoside Quercetin-4'-O-β-D-glucoside or Quecetin-3,4'-O-β-D-glucoside represented by Formula 3 and isoquercitrin represented by Formula 1 are (Extrasynthese, Genay, France) was used. The verified results are shown in FIGS. 1 to 2.

도 1 내지 도 2에 나타낸 바와 같이, 반응시간 2시간 후에 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드는 퀘세틴(quercetin)으로, 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 모두 전환되는 것을 알 수 있다. 이로부터, 본 발명에 따른 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger, 기탁번호: KCTC 6906)에서 유래된 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소는 퀘세틴(quercetin) 배당체의 아글리콘의 4' 위치에 결합되어 있는 글루코오스를 위치 특이적으로 제거하는 선택적 위치 특이성을 가진 것을 알 수 있다.
As shown in FIGS. 1 and 2, after 2 hours of reaction time, the quercetin-4′-O-β-D-glucoside represented by Formula 2 is a quercetin, and the quercetin-3 represented by Formula 3 It can be seen that the 4'-O-β-D-glucoside is all converted to isoquercitrin. From this, Aspergillus niger according to the present invention beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme derived from niger , Accession No .: KCTC 6906) site-specific glucose linked to the 4 'position of the aglycone of the quercetin glycoside It can be seen that it has a selective position specificity to remove.

따라서, 본 발명에 따른 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21)를 이용하여 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)으로 제조하는 제조방법은 시중에 쉽게 구입할 수 있는 양파를 원료로 이용하여, 24시간 동안 양파에 다량 함유되어 있는 퀘세틴(quercetin) 배당체를 효소반응시킴으로써, 경제적으로 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조가 가능할 뿐만 아니라, 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소의 선택적 위치 특이성을 이용함으로써 단시간에 고효율로 대량시료 생산이 용이하므로, 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)을 포함하는 약학적 조성물, 식품, 향미제, 음료, 생약제제, 건강보조식품에서 유용하게 사용될 수 있다.Therefore, the preparation method of preparing quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 using beta-glucosidase according to the present invention (EC 3.2.1.21) is readily available on the market. By using the commercially available onion as a raw material, the enzymatic reaction of quercetin glycosides contained in a large amount of onion in the onion for 24 hours, economically of the quercetin or isoquecitriline In addition to the preparation, the quercetin represented by the formula (1) can be easily produced in a short time with high efficiency by using the selective position specificity of the beta-glucosidase (β 3.2-glucosidase) enzyme. Or it may be usefully used in pharmaceutical compositions, foods, flavors, beverages, herbal preparations, dietary supplements containing isoquercitrin (isoquercitrin).

Claims (7)

퀘세틴(quercetin) 배당체를 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소와 반응시키는 단계(단계 1);
상기 단계 1에서 제조된 생성물로부터 효소를 제거하는 단계(단계 2); 및
상기 단계 2에서 효소가 제거된 생성물을 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)를 수행하여 정제하는 단계(단계 2)를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법:
[화학식 1]
Figure pat00005

(상기 화학식 1에서
R은 수소 또는 글루코사이드(glucoside)기이다).
Reacting the quercetin glycoside with beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme (step 1);
Removing the enzyme from the product prepared in step 1 (step 2); And
Preparation of quercetin or isoquercitrin represented by Chemical Formula 1 including the step of purifying the product from which enzyme is removed in step 2 by performing high performance liquid chromatography (HPLC) (step 2) Way:
[Chemical Formula 1]
Figure pat00005

(1)
R is hydrogen or a glucoside group).
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 베타-글루코시데이즈(β-glucosidase, EC 3.2.1.21) 효소는 아스퍼질러스 나이거(Aspergillus niger, 기탁번호:KCTC 6906)으로부터 유래되는 것을 특징으로 하는 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법.
The method of claim 1,
Beta-glucosidase (EC 3.2.1.21) enzyme of step 1 is Aspergillus niger , Accession No .: KCTC 6906) A method for producing a quercetin (quercetin) or isoquercitrin represented by the formula (1), characterized in that derived from.
제1항에 있어서,
상기 단계 1의 퀘세틴(quercetin) 배당체는 양파로부터 유래된 하기 화학식 2로 표시되는 퀘세틴-4'-O-β-D-글루코사이드 또는 화학식 3으로 표시되는 퀘세틴-3,4'-O-β-D-글루코사이드인 것을 특징으로 하는 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법:
[화학식 2]
Figure pat00006

[화학식 3]
Figure pat00007
.
The method of claim 1,
The quercetin glycoside of step 1 is a quercetin-4'-O-β-D-glucoside represented by the following formula (2) derived from onion or a quercetin-3,4'-O- represented by formula (3) Method for preparing quercetin (quercetin) or isoquercitrin represented by the formula (1) characterized in that β-D-glucoside:
(2)
Figure pat00006

(3)
Figure pat00007
.
제1항에 있어서,
상기 단계 1은 100 rpm 내지 200 rpm의 교반조건에서 수행되는 것을 특징으로 하는 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법.
The method of claim 1,
The step 1 is a method for producing a quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) represented by the formula (1), characterized in that carried out under a stirring condition of 100 rpm to 200 rpm.
제1항에 있어서,
상기 단계 1은 25℃ 내지 35℃의 온도범위에서 수행되는 것을 특징으로 하는 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법.
The method of claim 1,
Step 1 is a method for producing a quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) represented by the formula (1), characterized in that carried out in a temperature range of 25 ℃ to 35 ℃.
제1항에 있어서,
상기 단계 2는 반응 생성물을 초음파 분쇄 및 원심분리하는 것을 특징으로 하는 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법.
The method of claim 1,
Step 2 is a method for producing a quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) represented by the formula (1) characterized in that the reaction product by ultrasonic milling and centrifugation.
제1항에 있어서,
상기 단계 3의 고성능 액체크로마토그래피(HPLC)는 메탄올의 농도를 0분→5분 동안 5%, 5분→25분 동안 5%→80%, 25분→30분 동안 80%로 순차적으로 변화시켜 수행되는 것을 특징으로 하는 화학식 1로 표시되는 퀘세틴(quercetin) 또는 이소퀘시트린(isoquercitrin)의 제조방법.
The method of claim 1,
The high performance liquid chromatography (HPLC) of step 3 changes the concentration of methanol sequentially from 0% → 5 minutes for 5%, 5 minutes → 25 minutes for 5% → 80%, 25 minutes → 30 minutes for 80%. Method of producing a quercetin (quercetin) or isoquercitrin (isoquercitrin) represented by the formula (1) characterized in that it is carried out.
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