KR20220088563A - Agent and method for preparing peracetic acid-type composition using enzyme - Google Patents
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Abstract
본 발명은 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 글루코오스를 포함하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제 및 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a preparation and method for preparing a peracetic acid-based composition comprising glucose oxidase, acetic acid and glucose.
Description
본 발명은 최적화 효소(특히, 글루코오스 옥시다아제)를 이용한 과아세트산계 조성물의 제조용 제제 및 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a preparation and method for preparing a peracetic acid-based composition using an optimization enzyme (particularly, glucose oxidase).
과아세트산계 조성물은 과아세트산 및/또는 과산화수소를 포함하는 조성물을 의미하는 것으로, 살균 또는 소독 용도로 사용될 수 있다. 이러한 과아세트산계 조성물을 제조하기 위해서는 아세트산과 과산화수소 및 인산 또는 황산을 이용하게 된다. 그렇지만, 과산화수소는 휘발성 또는 폭발의 위험이 있어, 취급 및 보관에 용이하지 못하다는 문제점이 있고, 인산 또는 황산은 금속 부식성을 유도하게 되는 문제점이 있다. 더욱이, 과산화수소 및 인산 또는 황산은 모두 환경 및 인체에 유해한 물질로 취급된다. The peracetic acid-based composition refers to a composition containing peracetic acid and/or hydrogen peroxide, and may be used for sterilization or disinfection purposes. In order to prepare such a peracetic acid-based composition, acetic acid, hydrogen peroxide, and phosphoric acid or sulfuric acid are used. However, hydrogen peroxide has a problem that it is not easy to handle and store because there is a risk of volatility or explosion, and phosphoric acid or sulfuric acid has a problem inducing corrosion of metals. Moreover, both hydrogen peroxide and phosphoric acid or sulfuric acid are treated as substances harmful to the environment and human body.
한편, 효소를 이용하여 과아세트산계 조성물을 제조하는 방법에 대한 연구가 진행된바 있지만, 반응물질로서 과산화수소의 사용을 배제한 조성에 대한 연구는 진행된바 없다. On the other hand, although research on a method for preparing a peracetic acid-based composition using an enzyme has been conducted, research on a composition excluding the use of hydrogen peroxide as a reactant has not been conducted.
본 발명은 반응물질로서 과산화수소 및 인산 또는 황산의 사용을 완전히 배제하여 안전성을 확보하면서 과아세트산계 조성물을 제조하기 위한 것으로, 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 글루코오스를 포함하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제 등을 제공하고자 한다. The present invention is to prepare a peracetic acid-based composition while ensuring safety by completely excluding the use of hydrogen peroxide and phosphoric acid or sulfuric acid as a reactant, comprising glucose oxidase, acetic acid and glucose, a preparation for preparing a peracetic acid-based composition, etc. would like to provide
그러나, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명은 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 글루코오스를 포함하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제를 제공한다. The present invention provides a formulation for preparing a peracetic acid-based composition comprising glucose oxidase, acetic acid and glucose.
상기 제제는 상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스가 서로 분리된 상태로 존재하는 2제형이거나, 상기 글루코오스 옥시다아제, 상기 아세트산 및 상기 글루코오스가 모두 혼합된 상태로 존재하는 1제형일 수 있다. The formulation may be a two-part formulation in which the glucose oxidase and the glucose are separated from each other, or a single formulation in which the glucose oxidase, the acetic acid and the glucose are all mixed.
상기 제제는 과산화수소 및 인산 또는 황산이 배제될 수 있다. The formulation may be free of hydrogen peroxide and phosphoric or sulfuric acid.
상기 아세트산 및 상기 글루코오스의 중량비는 1:1 내지 1:100일 수 있다. The weight ratio of the acetic acid and the glucose may be 1:1 to 1:100.
상기 제제 내 글루코오스 옥시다아제의 농도는 0.1 kU/mL 내지 10.0 kU/mL이고, 상기 제제 내 아세트산의 농도는 0.1 w/v% 내지 10.0 w/v% 이며, 상기 제제 내 글루코오스의 농도는 0.01 w/v% 내지 99.9 w/v% 일 수 있다. The concentration of glucose oxidase in the formulation is 0.1 kU/mL to 10.0 kU/mL, the concentration of acetic acid in the formulation is 0.1 w/v% to 10.0 w/v%, and the concentration of glucose in the formulation is 0.01 w/v % to 99.9 w/v%.
상기 제제는 에티드론산(etidronic acid)을 0.01 w/v% 내지 1.0 w/v% 의 농도로 추가로 포함할 수 있다. The formulation may further include etidronic acid in a concentration of 0.01 w/v% to 1.0 w/v%.
본 발명의 일 구현예로, 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 기질로서 글루코오스를 반응시켜 과아세트산을 생성시키는 단계를 포함하는, 과아세트산계 조성물의 제조방법을 제공한다. In one embodiment of the present invention, there is provided a method for preparing a peracetic acid-based composition, comprising the step of reacting glucose oxidase, acetic acid, and glucose as a substrate to produce peracetic acid.
상기 글루코오스는 상기 반응 중에 추가로 첨가가능할 수 있다. The glucose may be additionally added during the reaction.
상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스 간의 반응에 의해, 중간물질로서 과산화수소 및 글루콘산(gluconic acid)을 생성시킬 수 있다. By the reaction between the glucose oxidase and the glucose, hydrogen peroxide and gluconic acid may be produced as intermediates.
상기 생성된 과산화수소는 상기 아세트산과 반응하여 상기 과아세트산을 생성시키고, 상기 생성된 글루콘산은 pH를 낮추어 상기 과아세트산의 생성을 가속화시킬 수 있다. The produced hydrogen peroxide may react with the acetic acid to produce the peracetic acid, and the produced gluconic acid may accelerate the production of the peracetic acid by lowering the pH.
상기 반응은 1℃ 내지 60℃의 온도 및 pH 1.0 내지 9.0에서 수행될 수 있다.The reaction may be carried out at a temperature of 1°C to 60°C and a pH of 1.0 to 9.0.
본 발명에 따른 과아세트산계 조성물의 제조용 제제는 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 글루코오스를 포함하는 것을 특징으로 하는바, 반응물질로서 과산화수소의 사용을 완전히 배제하면서도, 안전하게 과아세트산을 충분히 생성시킬 수 있는 이점이 있다. The preparation for the preparation of the peracetic acid-based composition according to the present invention is characterized in that it contains glucose oxidase, acetic acid and glucose, completely excluding the use of hydrogen peroxide as a reactant, and there is an advantage in that peracetic acid can be safely produced sufficiently. .
특히, 본 발명에 따르면, 중간물질로서 생성된 글루콘산이 pH를 낮출 수 있기 때문에, 반응물질로서 인산 또는 황산의 사용을 완전히 배제하면서도, 과아세트산의 생성을 가속화시킬 수 있는 이점이 있다. In particular, according to the present invention, since gluconic acid produced as an intermediate can lower the pH, there is an advantage in that the production of peracetic acid can be accelerated while completely eliminating the use of phosphoric acid or sulfuric acid as a reactant.
본 발명자들은 반응물질로서 과산화수소 및 인산 또는 황산의 사용을 완전히 배제하여 안전성을 확보하면서 과아세트산계 조성물을 제조하기 위해 연구하던 중, 글루코오스 옥시다아제를 최적화 효소로 선택하면서, 기질로서 글루코오스를 적용하고, 아세트산을 첨가한 경우, 과아세트산을 충분히 생성시킬 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하였다. The present inventors studied to prepare a peracetic acid-based composition while ensuring safety by completely excluding the use of hydrogen peroxide and phosphoric acid or sulfuric acid as reactants, while selecting glucose oxidase as an optimization enzyme, applying glucose as a substrate, and acetic acid When added, it was confirmed that peracetic acid can be sufficiently produced, and the present invention was completed.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 명세서 내 "과아세트산계 조성물의 제제 또는 방법"은 과아세트산계 조성물을 제조하기 위한 것으로, 과아세트산계 조성물이라 함은 과아세트산을 필수적으로 포함하고, 과산화수소를 선택적으로 포함하는 조성물을 의미한다.As used herein, the term "preparation or method of a peracetic acid-based composition" is intended to prepare a peracetic acid-based composition, and the term "peracetic acid-based composition" refers to a composition that essentially contains peracetic acid and optionally contains hydrogen peroxide.
과아세트산계 조성물의 제조용 제제Formulations for the preparation of peracetic acid-based compositions
본 발명은 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 글루코오스를 포함하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제를 제공한다. The present invention provides a formulation for preparing a peracetic acid-based composition comprising glucose oxidase, acetic acid and glucose.
먼저, 본 발명에 따른 제제는 상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스가 서로 분리된 상태로 존재하는 2제형이거나, 상기 글루코오스 옥시다아제, 상기 아세트산 및 상기 글루코오스가 모두 혼합된 상태로 존재하는 1제형일 수 있다. First, the formulation according to the present invention may be a two-part formulation in which the glucose oxidase and the glucose are separated from each other, or a single formulation in which the glucose oxidase, the acetic acid and the glucose are all mixed.
구체적으로, 상기 제제는 구체적으로, 상기 제제가 2제형인 경우에는, 상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스가 서로 분리된 상태로 존재하기 때문에, 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응이 진행되지 않는 상태로 보관될 수 있다. 이후, 살균 또는 소독 등과 같이 필요시에 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응시켜 효과적으로 적용할 수 있는 이점이 있다. 상기 아세트산은 상기 글루코오스 옥시다아제에 혼합된 상태로 존재할 수도 있고, 혹은, 상기 글루코오스에 혼합된 상태로 존재할 수도 있다. Specifically, in the formulation, when the formulation is a two formulation, since the glucose oxidase and the glucose exist in a state separated from each other, the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) reaction proceeds It can be stored in a non-disabled state. Then, there is an advantage that can be effectively applied by reacting the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) when necessary, such as sterilization or disinfection. The acetic acid may exist in a state mixed with the glucose oxidase, or may exist in a state mixed with the glucose.
한편, 상기 제제가 1제형인 경우에는, 상기 글루코오스 옥시다아제, 상기 아세트산 및 상기 글루코오스가 모두 혼합된 상태로 존재하기 때문에, 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응이 즉시 이루어질 수 있다. 다만, 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응이 이루어질 수 없는 조건으로 설정하여, 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응이 진행되지 않는 상태로 보관하다가, 이후, 살균 또는 소독 등과 같이 필요시에 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응시켜 효과적으로 적용할 수도 있다. On the other hand, when the formulation is a single formulation, since the glucose oxidase, the acetic acid, and the glucose are all present in a mixed state, the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) can react immediately. However, the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) reaction between the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) is stored in a state in which the reaction does not proceed by setting conditions in which the reaction cannot be made, and then, When necessary, such as sterilization or disinfection, the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) may be effectively applied by reaction.
다음으로, 본 발명에 따른 제제는 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 글루코오스를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이들은 모두 반응물질에 해당한다. Next, the formulation according to the present invention is characterized in that it contains glucose oxidase, acetic acid and glucose, all of which correspond to reactants.
구체적으로, 상기 글루코오스 옥시다아제는 수많은 효소 중에서도 안전하게 사용할 수 있는 최적화 효소에 해당하는 것이고, 상기 글루코오스는 기질에 해당하는바, 상기 글루코오스는 기질로서 글루코오스를 사용하여 과산화수소를 생성시킬 수 있다. 이때, 상기 글루코오스 옥시다아제는 용액에 용해된 액상 형태이거나 기판 등에 고정된 형태로 존재할 수 있고, 상기 글루코오스는 용액에 용해된 액상 형태로 존재할 수 있다. 다시 말해, 상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스 간의 반응에 의해, 중간물질로서 과산화수소 및 글루콘산(gluconic acid)을 생성시킬 수 있는데, 이러한 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응은 하기 (1)과 같이 나타낼 수 있다:Specifically, the glucose oxidase corresponds to an optimized enzyme that can be safely used among numerous enzymes, and the glucose corresponds to a substrate, and the glucose may be used as a substrate to generate hydrogen peroxide. In this case, the glucose oxidase may exist in a liquid form dissolved in a solution or in a form fixed to a substrate, and the glucose may exist in a liquid form dissolved in a solution. In other words, by the reaction between the glucose oxidase and the glucose, hydrogen peroxide and gluconic acid can be produced as intermediates, and the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) reaction is as follows (1 ) can be expressed as:
Glucose oxidase (글루코오스 옥시다아제) + Glucose (글루코오스) → Hydrogen peroxide (과산화수소) + Gluconic acid (글루콘산) (1)Glucose oxidase + Glucose → Hydrogen peroxide + Gluconic acid (1)
또한, 상기 아세트산은 상기 생성된 과산화수소와 반응하여 과아세트산을 생성시키기 위한 것으로, 상기 아세트산은 아세트산 2분자에서 물 1분자가 빠져나가면서 결합된 무수아세트산인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 다시 말해, 상기 아세트산은 상기 생성된 과산화수소과 반응하여 상기 과아세트산을 생성시킬 수 있는데, 이 반응은 하기 (2)와 같이 나타낼 수 있다: In addition, the acetic acid is to react with the generated hydrogen peroxide to produce peracetic acid, and the acetic acid is preferably acetic anhydride combined while one water molecule escapes from two acetic acid molecules, but is not limited thereto. In other words, the acetic acid may be reacted with the produced hydrogen peroxide to form the peracetic acid, which can be expressed as the following (2):
Hydrogen peroxide (과산화수소) + Acetic acid (아세트산) → Peracetic acid (과아세트산) + Water (물) + Oxygen (산소) (2)Hydrogen peroxide + Acetic acid → Peracetic acid + Water + Oxygen (2)
이때, 과아세트산을 충분히 생성시키기 위해서는, 상기 아세트산 및 상기 글루코오스의 중량비는 1:1 내지 1:100일 수 있고, 1:1 내지 1:9(구체적으로, 1:2 내지 1:8)인 것이 바람직하고, 1:3 내지 1:5(구체적으로, 1:4)인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. In this case, in order to sufficiently produce peracetic acid, the weight ratio of the acetic acid and the glucose may be 1:1 to 1:100, and 1:1 to 1:9 (specifically, 1:2 to 1:8). Preferably, 1:3 to 1:5 (specifically, 1:4) is most preferred, but is not limited thereto.
보다 구체적으로, 상기 제제 내 글루코오스 옥시다아제의 농도는 0.1 kU/mL 내지 10.0 kU/mL이고, 상기 제제 내 아세트산의 농도는 0.1 w/v% 내지 10.0 w/v% 이며, 상기 제제 내 글루코오스의 농도는 0.01 w/v% 내지 99.9 w/v% 일 수 있다. 상기 제제 내 글루코오스 옥시다아제의 농도는 0.1 kU/mL 내지 10.0 kU/mL일 수 있고, 0.1 kU/mL 내지 5.0 kU/mL 인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 제제 내 글루코오스 옥시다아제의 농도가 상기 범위를 벗어나는 경우에는, 고농도의 글루코오스 옥시다아제 간 교차결합 및 생성된 글루콘산에 의해 낮아진 pH에 따라 점도가 증가하고 효소 활성(enzyme activity)이 억제되는 등의 문제점이 있다. 또한, 상기 제제 내 아세트산의 농도는 0.1 w/v% 내지 10.0 w/v%일 수 있고, 1.0 w/v% 내지 10.0 w/v%인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 제제 내 아세트산의 농도가 너무 낮은 경우에는, 과아세트산 발생량이 감소하는 문제점이 있다. 또한, 상기 제제 내 글루코오스의 농도는 0.01 w/v% 내지 99.9 w/v% w/v%일 수 있고, 상기 제제 내 글루코오스의 농도는 1.0 w/v% 내지 40.0 w/v% 미만인 것이 바람직하고, 상기 제제 내 글루코오스의 농도는 10.0 w/v% 내지 20.0 w/v%(구체적으로, 20.0 w/v%)인 것이 가장 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 제제 내 글루코오스의 농도가 40.0 w/v% 이상으로 너무 높은 경우, 제제의 pH를 2.0 이하로 과도하게 낮추게 되어 글루코오스 옥시다아제 활성이 오히려 약해지게 되고, 결과적으로 과아세트산 발생량이 저하된다고 볼 수 있다. More specifically, the concentration of glucose oxidase in the formulation is 0.1 kU/mL to 10.0 kU/mL, the concentration of acetic acid in the formulation is 0.1 w/v% to 10.0 w/v%, and the concentration of glucose in the formulation is It may be 0.01 w/v% to 99.9 w/v%. The concentration of glucose oxidase in the formulation may be 0.1 kU/mL to 10.0 kU/mL, preferably 0.1 kU/mL to 5.0 kU/mL, but is not limited thereto. At this time, when the concentration of glucose oxidase in the formulation is out of the above range, the viscosity increases according to the pH lowered by the cross-linking between the high concentration of glucose oxidase and the produced gluconic acid and the enzyme activity is inhibited. There is a problem. In addition, the concentration of acetic acid in the formulation may be 0.1 w/v% to 10.0 w/v%, preferably 1.0 w/v% to 10.0 w/v%, but is not limited thereto. In this case, when the concentration of acetic acid in the formulation is too low, there is a problem in that the amount of peracetic acid generated is reduced. In addition, the concentration of glucose in the formulation may be 0.01 w/v% to 99.9 w/v% w/v%, and the concentration of glucose in the formulation is preferably less than 1.0 w/v% to 40.0 w/v%, and , The concentration of glucose in the formulation is most preferably 10.0 w/v% to 20.0 w/v% (specifically, 20.0 w/v%), but is not limited thereto. At this time, if the concentration of glucose in the formulation is too high (40.0 w/v% or more), the pH of the formulation is excessively lowered to 2.0 or less, so that the glucose oxidase activity is rather weakened, and as a result, it can be seen that the amount of peracetic acid generated is lowered. .
상기 제제에 과산화수소 및 인산 또는 황산이 배제될 수 있다. 과산화수소는 과아세트산의 생성에 반드시 필요하지만 휘발성 또는 폭발의 위험이 있어, 취급 및 보관에 용이하지 못하다는 문제점이 있는데, 본 발명에서 과산화수소는 중간물질로서 생성되는 것이지, 반응물질로서 사용된 것이 아니다. Hydrogen peroxide and phosphoric or sulfuric acid may be excluded from the formulation. Although hydrogen peroxide is absolutely necessary for the production of peracetic acid, there is a problem that it is not easy to handle and store because there is a risk of volatility or explosion. In the present invention, hydrogen peroxide is produced as an intermediate material, not used as a reactant.
또한, 인산 또는 황산은 금속 부식성을 유도하게 되는 문제점이 있는데, 본 발명에서는 중간물질로서 글루콘산을 생성시킬 수 있어, 종래 반응물질로 사용되던 인산 또는 황산의 사용을 완전히 배제하면서, 상기 과아세트산의 생성을 가속화시킬 수 있다.In addition, there is a problem in that phosphoric acid or sulfuric acid induces metal corrosion. In the present invention, gluconic acid can be produced as an intermediate material, completely excluding the use of phosphoric acid or sulfuric acid used as a conventional reactant, and production can be accelerated.
선택적으로, 상기 제제는 에티드론산(etidronic acid)을 추가로 포함할 수 있고, 상기 에티드론산은 pH를 낮추어 글루코오스 옥시다아제 활성을 보다 증가시킴으로써 상기 과아세트산의 생성을 보다 가속화시키기 위한 물질로서, 상기 제제 내 에티드론산의 농도는 0.01 w/v% 내지 1.0 w/v% 일 수 있고, 0.05 w/v% 내지 0.5 w/v%인 것이 바람직하나, 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 제제 내 에티드론산의 농도가 상기 범위를 벗어나는 경우에는, pH를 충분히 낮추지 못하거나 아니면 pH가 과도하게 낮아지게 되어 글루코오스 옥시다아제 활성이 오히려 저하되는 문제점이 있으므로, 적정 농도를 유지하는 것이 좋다. Optionally, the formulation may further include etidronic acid, wherein the etidronic acid lowers pH to further increase glucose oxidase activity, thereby accelerating the production of the peracetic acid. The concentration of etidronic acid in the formulation may be 0.01 w/v% to 1.0 w/v%, preferably 0.05 w/v% to 0.5 w/v%, but is not limited thereto. At this time, if the concentration of etidronic acid in the formulation is out of the above range, the pH cannot be sufficiently lowered or the pH is excessively lowered, and there is a problem in that the glucose oxidase activity is rather reduced, so it is better to maintain the appropriate concentration. .
상기 제제가 2제형인 경우, 상기 에티드론산은 상기 글루코오스 옥시다아제에 혼합된 상태로 존재할 수도 있고, 혹은, 상기 글루코오스에 혼합된 상태로 존재할 수도 있다. 한편, 상기 제제가 1제형인 경우, 상기 에티드론산은 상기 글루코오스 옥시다아제, 상기 아세트산 및 상기 글루코오스와 함께 모두 혼합된 상태로 존재할 수 있다. When the formulation is a two-part formulation, the etidronic acid may be present in a state mixed with the glucose oxidase, or may be present in a state mixed with the glucose. On the other hand, when the formulation is a single formulation, the etidronic acid may be present in a mixed state with the glucose oxidase, the acetic acid, and the glucose.
과아세트산계 조성물의 제조방법Method for producing peracetic acid-based composition
본 발명은 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 기질로서 글루코오스를 반응시켜 과아세트산을 생성시키는 단계를 포함하는, 과아세트산계 조성물의 제조방법을 제공한다. The present invention provides a method for preparing a peracetic acid-based composition, comprising the step of reacting glucose oxidase, acetic acid, and glucose as a substrate to produce peracetic acid.
본 발명에 따른 과아세트산계 조성물의 제조방법은 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 기질로서 글루코오스를 반응시켜 과아세트산을 생성시키는 단계를 포함한다. The method for preparing a peracetic acid-based composition according to the present invention comprises the step of reacting glucose oxidase, acetic acid, and glucose as a substrate to produce peracetic acid.
상기 글루코오스는 상기 반응 중에 추가로 첨가가능할 수 있다. 따라서, 상기 글루코오스의 양을 조절함으로써, 과아세트산 발생량을 제어할 수 있는 이점이 있다. The glucose may be additionally added during the reaction. Therefore, by controlling the amount of glucose, there is an advantage in that the amount of peracetic acid generated can be controlled.
구체적으로, 상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스 간의 반응에 의해, 중간물질로서 과산화수소 및 글루콘산(gluconic acid)을 생성시킬 수 있는데, 이러한 효소-기질(구체적으로, 글루코오스 옥시다아제-글루코오스) 간 반응은 하기 (1)과 같이 나타낼 수 있다:Specifically, by the reaction between the glucose oxidase and the glucose, hydrogen peroxide and gluconic acid can be produced as intermediate substances, and the enzyme-substrate (specifically, glucose oxidase-glucose) reaction between (1) ) can be expressed as:
Glucose oxidase (글루코오스 옥시다아제) + Glucose (글루코오스) → Hydrogen peroxide (과산화수소) + Gluconic acid (글루콘산) (1)Glucose oxidase + Glucose → Hydrogen peroxide + Gluconic acid (1)
상기 과산화수소는 중간물질로서 생성되는 것이지, 반응물질로서 사용된 것이 아니다. 상기 생성된 과산화수소는 상기 아세트산과 반응하여 상기 과아세트산을 생성시킬 수 있는데, 이 반응은 하기 (2)와 같이 나타낼 수 있다: The hydrogen peroxide is produced as an intermediate, not used as a reactant. The produced hydrogen peroxide may be reacted with the acetic acid to form the peracetic acid, which can be expressed as the following (2):
Hydrogen peroxide (과산화수소) + Acetic acid (아세트산) → Peracetic acid (과아세트산) + Water (물) + Oxygen (산소) (2)Hydrogen peroxide + Acetic acid → Peracetic acid + Water + Oxygen (2)
한편, 상기 글루콘산은 마찬가지로 중간물질로서 생성되는 것으로, pH를 낮추어 상기 과아세트산의 생성을 가속화시킬 수 있다. 따라서, 종래 반응물질로 사용되던 인산 또는 황산의 사용을 완전히 배제하면서도, 상기 과아세트산의 생성을 가속화시킬 수 있는 이점이 있다. On the other hand, the gluconic acid is also produced as an intermediate, and can accelerate the production of the peracetic acid by lowering the pH. Accordingly, there is an advantage in that the production of the peracetic acid can be accelerated while completely excluding the use of phosphoric acid or sulfuric acid, which has been used as a conventional reactant.
선택적으로, 상기 에티드론산을 추가로 반응시킬 수 있다. 상기 에티드론산은 pH를 낮추어 글루코오스 옥시다아제 활성을 보다 증가시킴으로써 상기 과아세트산의 생성을 보다 가속화시킬 수 있다. Optionally, the etidronic acid may be further reacted. The etidronic acid may further accelerate the production of the peracetic acid by lowering the pH to further increase the glucose oxidase activity.
보다 구체적으로, 상기 반응은 1℃ 내지 60℃의 온도 및 pH 1.0 내지 9.0에서, 바람직하게, 4℃ 내지 40℃의 온도 및 pH 1.0 내지 7.0에서 수행됨으로써, 글루코오스 옥시다아제 활성을 증가시켜 상기 과아세트산을 충분히 생성시킬 수 있다. More specifically, the reaction is carried out at a temperature of 1° C. to 60° C. and pH 1.0 to 9.0, preferably at a temperature of 4° C. to 40° C. and pH 1.0 to 7.0, thereby increasing glucose oxidase activity to produce the peracetic acid enough to be created.
상기 검토한 바와 같이, 본 발명에 따른 과아세트산계 조성물의 제조용 제제는 글루코오스 옥시다아제, 아세트산 및 글루코오스를 포함하는 것을 특징으로 하는바, 반응물질로서 과산화수소의 사용을 완전히 배제하면서도, 안전하게 과아세트산을 충분히 생성시킬 수 있는 이점이 있다. As discussed above, the preparation for the preparation of the peracetic acid-based composition according to the present invention is characterized in that it contains glucose oxidase, acetic acid and glucose, completely excluding the use of hydrogen peroxide as a reactant, while safely producing sufficient peracetic acid There are advantages to doing it.
특히, 본 발명에 따르면, 중간물질로서 생성된 글루콘산이 pH를 낮출 수 있기 때문에, 반응물질로서 인산 또는 황산의 사용을 완전히 배제하면서도, 과아세트산의 생성을 가속화시킬 수 있는 이점이 있다. In particular, according to the present invention, since gluconic acid produced as an intermediate can lower the pH, there is an advantage in that the production of peracetic acid can be accelerated while completely eliminating the use of phosphoric acid or sulfuric acid as a reactant.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 하기 실시예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples are presented to help the understanding of the present invention. However, the following examples are only provided for easier understanding of the present invention, and the contents of the present invention are not limited by the following examples.
[실시예][Example]
실시예 1~9: 글루코오스 옥시다아제를 이용한 과아세트산계 조성물의 제조용 제제Examples 1 to 9: Preparation of peracetic acid-based composition using glucose oxidase
글루코오스 옥시다아제, 무수아세트산 및 에티드론산을 포함하는 제1제를 준비하였다. 분리된 상태로, 기질로서 글루코오스를 포함하는 제2제를 준비하였다. 제1제 및 제2제를 혼합하여 표 1의 조성을 가진 제제를 제조하였다. 제조된 제제는 실온에서 반응하여 중간물질로서 과산화수소와 최종물질로서 과아세트산을 생성시켰다. 이때, 제조 2시간 후 제제의 pH를 측정하였고, 상당 시간 반응 후 티오황산나트륨 역 적정법을 이용하여 과아세트산 발생량을 측정하였다.A first agent comprising glucose oxidase, acetic anhydride and etidronic acid was prepared. In the separated state, a second agent containing glucose as a substrate was prepared. A formulation having the composition of Table 1 was prepared by mixing the first agent and the second agent. The prepared formulation was reacted at room temperature to produce hydrogen peroxide as an intermediate material and peracetic acid as a final material. At this time, the pH of the formulation was measured 2 hours after preparation, and the amount of peracetic acid generated was measured using a sodium thiosulfate reverse titration method after a considerable time reaction.
표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1~9와 같이 글루코오스 옥시다아제, 무수아세트산 및 글루코오스를 모두 포함하는 제제는 모두 과아세트산을 충분히 생성시킬 수 있는 것으로 확인된다. As shown in Table 1, as in Examples 1 to 9, it was confirmed that all formulations containing all of glucose oxidase, acetic anhydride, and glucose could sufficiently produce peracetic acid.
특히, 제제 내 글루코오스의 농도를 일정하게 고정한 경우, 제제 내 무수아세트산의 농도가 증가함에 따라, 제제 내 무수아세트산의 농도에 의존적으로 과아세트산 발생량의 수준이 높아지는 것으로 확인된다.In particular, when the concentration of glucose in the formulation is fixed, it is confirmed that as the concentration of acetic anhydride in the formulation increases, the level of peracetic anhydride generation increases depending on the concentration of acetic anhydride in the formulation.
한편, 제제 내 무수아세트산의 농도를 일정하게 고정한 경우에는, 제제 내 글루쿠오스의 농도가 40.0 w/v% 미만(특히, 20.0 w/v%)인 경우, 40.0 w/v%인 경우에 비해, 상대적으로 높은 수준의 과아세트산 발생량을 유지하는 것으로 확인된다. 즉, 제제 내 글루코오스의 농도가 너무 높아지는 경우, 제제의 pH를 2.0 이하로 과도하게 낮추게 되어 글루코오스 옥시다아제 활성이 오히려 약해지게 되고, 결과적으로 과아세트산 발생량이 저하된다고 볼 수 있다.On the other hand, when the concentration of acetic anhydride in the formulation is fixed, when the concentration of glucose in the formulation is less than 40.0 w/v% (particularly, 20.0 w/v%), compared to the case of 40.0 w/v% , it is confirmed to maintain a relatively high level of peracetic acid generation. That is, when the concentration of glucose in the formulation is too high, the pH of the formulation is excessively lowered to 2.0 or less, so that the glucose oxidase activity is rather weakened, and as a result, it can be seen that the amount of peracetic acid generated is decreased.
이들 결과를 종합하면, 과아세트산을 충분히 발생시키기 위해서는, 무수아세트산 및 글루코오스 간 최적 중량비를 설정할 필요가 있는데, 구체적으로, 실시예 3, 6 및 9와 같이 무수아세트산 및 글루코오스의 중량비를 1:2 내지 1:8로, 특히, 실시예 6과 같이 무수아세트산 및 글루코오스의 중량비를 1:4로 설정하는 것이 바람직하다고 볼 수 있다. Summarizing these results, in order to sufficiently generate peracetic acid, it is necessary to set the optimal weight ratio between acetic anhydride and glucose. Specifically, as in Examples 3, 6 and 9, the weight ratio of acetic anhydride and glucose is 1:2 to It can be seen that it is preferable to set the weight ratio of acetic anhydride and glucose to 1:4 as in 1:8, in particular, as in Example 6.
비교예 1: 글루코오스 옥시다아제가 생략된 과아세트산계 조성물의 제조용 제제Comparative Example 1: Preparation of a peracetic acid-based composition omitting glucose oxidase
아세트산, 에티드론산 및 글루코오스를 혼합하여 표 2의 조성을 가진 제제를 제조하였다. 제조된 제제는 실온에서 중간물질로서 과산화수소와 최종물질로서 과아세트산을 생성시키지 못하였다. 이때, 제조 2시간 후 제제의 pH를 측정하였고, 상당 시간 반응 후 티오황산나트륨 역 적정법을 이용하여 과아세트산 발생량을 측정하였다.A formulation having the composition shown in Table 2 was prepared by mixing acetic acid, etidronic acid and glucose. The prepared formulation did not produce hydrogen peroxide as an intermediate and peracetic acid as a final material at room temperature. At this time, the pH of the formulation was measured 2 hours after preparation, and the amount of peracetic acid generated was measured using sodium thiosulfate reverse titration after a considerable time reaction.
표 2에 나타난 바와 같이, 비교예 1과 같이 글루코오스 옥시다아제가 생략된 제제는 과아세트산을 전혀 생성시키지 못한 것으로 확인된다. 이 경우, 중간물질로서 글루콘산 역시 생성시키지 못하기 때문에, 제제의 pH 역시 충분히 낮추지 못하는 한계가 있다고 볼 수 있다.As shown in Table 2, it was confirmed that the formulation in which glucose oxidase was omitted as in Comparative Example 1 did not produce peracetic acid at all. In this case, it can be seen that there is a limit in that the pH of the preparation cannot be sufficiently lowered because gluconic acid cannot be produced as an intermediate material either.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The description of the present invention described above is for illustration, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can understand that it can be easily modified into other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (11)
A formulation for preparing a peracetic acid-based composition comprising glucose oxidase, acetic acid and glucose.
상기 제제는 상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스가 서로 분리된 상태로 존재하는 2제형이거나, 상기 글루코오스 옥시다아제, 상기 아세트산 및 상기 글루코오스가 모두 혼합된 상태로 존재하는 1제형인 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제.
According to claim 1,
The formulation is a two-part formulation in which the glucose oxidase and the glucose are separated from each other, or a single formulation in which the glucose oxidase, the acetic acid and the glucose are all present in a mixed state, a peracetic acid-based composition preparations for the manufacture of
상기 제제는 과산화수소 및 인산 또는 황산이 배제된 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제.
According to claim 1,
The formulation is a formulation for the preparation of a peracetic acid-based composition, characterized in that hydrogen peroxide and phosphoric acid or sulfuric acid are excluded.
상기 아세트산 및 상기 글루코오스의 중량비는 1:1 내지 1:100인 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제.
According to claim 1,
The weight ratio of the acetic acid and the glucose is 1:1 to 1:100, characterized in that the preparation for the preparation of a peracetic acid-based composition.
상기 제제 내 글루코오스 옥시다아제의 농도는 0.1 kU/mL 내지 10.0 kU/mL이고, 상기 제제 내 아세트산의 농도는 0.1 w/v% 내지 10.0 w/v% 이며, 상기 제제 내 글루코오스의 농도는 0.01 w/v% 내지 99.9 w/v% 인 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제.
According to claim 1,
The concentration of glucose oxidase in the formulation is 0.1 kU/mL to 10.0 kU/mL, the concentration of acetic acid in the formulation is 0.1 w/v% to 10.0 w/v%, and the concentration of glucose in the formulation is 0.01 w/v % to 99.9 w/v%, a formulation for the preparation of a peracetic acid-based composition.
상기 제제는 에티드론산(etidronic acid)을 0.01 w/v% 내지 1.0 w/v% 의 농도로 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조용 제제.
According to claim 1,
The formulation for preparing a peracetic acid-based composition, characterized in that it further comprises etidronic acid in a concentration of 0.01 w / v% to 1.0 w / v%.
A method for producing a peracetic acid-based composition, comprising the step of reacting glucose oxidase, acetic acid, and glucose as a substrate to produce peracetic acid.
상기 글루코오스는 상기 반응 중에 추가로 첨가가능한 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The method for producing a peracetic acid-based composition, characterized in that the glucose can be additionally added during the reaction.
상기 글루코오스 옥시다아제 및 상기 글루코오스 간의 반응에 의해, 중간물질로서 과산화수소 및 글루콘산(gluconic acid)을 생성시키는 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조방법.
8. The method of claim 7,
A method for producing a peracetic acid-based composition, characterized in that hydrogen peroxide and gluconic acid are produced as intermediates by the reaction between the glucose oxidase and the glucose.
상기 생성된 과산화수소는 상기 아세트산과 반응하여 상기 과아세트산을 생성시키고, 상기 생성된 글루콘산은 pH를 낮추어 상기 과아세트산의 생성을 가속화시키는 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조방법.
8. The method of claim 7,
The produced hydrogen peroxide reacts with the acetic acid to produce the peracetic acid, and the produced gluconic acid lowers the pH to accelerate the production of the peracetic acid.
상기 반응은 1℃ 내지 60℃의 온도 및 pH 1.0 내지 9.0에서 수행되는 것을 특징으로 하는, 과아세트산계 조성물의 제조방법.8. The method of claim 7,
The method for producing a peracetic acid-based composition, characterized in that the reaction is carried out at a temperature of 1 ℃ to 60 ℃ and pH 1.0 to 9.0.
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