KR810002146B1 - Process for preparation of immobilized saccharifying enzyme - Google Patents

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KR810002146B1
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카예르 니엘센 타게
뵈르게 로센니우스 포울센 포울
에드문드 노르만 바리에
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케이. 할라스-묄리
노보 인더스트리 에이/에스
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Abstract

A method is described for immobilization of amyloglucosdase and maltogenic α-amylase in particle form by co-crosslinking the enzyme in a mixt. of casein particles and egg albumin. Thus, 9g of relatively large casein particles(100-500μ) was mixed with 1.2g of dried egg albumin. Then, 6.5ml of an aq. amyloglucosidase soln. was added to the particle mixt. together with 1.2ml of a 50% aq. glutaraldehyde soln. The mixt. was kneaded in a mortar and left to stand fo 1 hr. The resulting aggregate was pulverized into a granular product and dried at room tepm. for 1 day. The product(11.4g) had an activity of 425 units/g.

Description

불용화 당화효소 생성물의 제법Preparation of insoluble glycosylase product

본 발명은 불용화된 효소(insolubilized enzyme) 및 불용화된 효소 생성물의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a process for preparing insolubilized enzyme and insoluble enzyme product.

더욱 상술하면, 본 발명은 통상 균류기원(fungl origin)의 아밀로 글루코시다제 및 말토스화 알파-아밀라제(maltogenic alpha-amylase)로 구성된 그룹으로부터 선택된 미립자의 물리적으로 안정화된 형태의 불용화 당화효소 및 이러한 불용화 효소 생성물의 제조방법에 관한 것이다.More specifically, the present invention is a physically stabilized form of insoluble glycosylase of microparticles usually selected from the group consisting of amyloglucosidase and maltogenic alpha-amylase of fungl origin. And methods for preparing such insoluble enzyme products.

세포의 및 세포내의 수용성 효소의 불용화(또는 비가동화), 즉 불용화된 고체 또는 준 고체의 유형(有形) 또는 유형화 가능한 구조에서의 촉매적으로 활성이 있는 (천연의) 효소의 고정은 특정 효소 생성물을 뱃취식(batch-type) 방법에 재사용 가능하게 하는 수단 또는 소위 효소반응기에서 연속식 조작에 적당하게 하는 수단으로서 공학적 중요성 뿐만 아니라 경제학적인 중요성을 증가시켰다.Insolubilization (or inactivation) of water-soluble enzymes in cells and within cells, i.e., the immobilization of catalytically active (natural) enzymes in the type or typeable structure of insoluble solids or semi-solids As a means of making enzyme products reusable in batch-type methods or as a means of making them suitable for continuous operation in so-called enzymatic reactors, they have increased economic importance as well as engineering importance.

최근에, 특히 고 덱스트로스(high dextrose) 및 고 프락토스 시럽(high fructose syrup) 같은 생성물의 제조에 관련하여 전분가공 공업에 있어서 고정화(固定化)기술의 개발에 대하여 광범위한 노력을 해 왔다. 최근에, 식품 및 관련공업에 있어서 고 프락토스 시럽의 상대적 중요성이 증가하였는 바, 그 이유는 고 프락토스 시럽이 수크로스(sucrose) 및 고 덱스트로스 시럽(감미가 덜함)에 대한 유리한 대용품이기 때문 이다. 전분가수분해를 기초로 하고 또 양방공히 실질적인 말토스 함유율을 갖는 두 개의 추가적인 당시럽이 특히 당과(경질 사탕) 및 통조림 공업에 있어서 각각 사용정도가 증대하고 있다.Recently, extensive efforts have been made in the development of immobilization techniques in the starch processing industry, particularly with regard to the production of products such as high dextrose and high fructose syrup. In recent years, the relative importance of high fructose syrups in food and related industries has increased because high fructose syrups are an advantageous substitute for sucrose and high dextrose syrup (less sweet). to be. Two additional syrups based on starch hydrolysis and both having a substantial maltose content are increasing in use, particularly in the sugar and hard canning industries.

전분을 고 덱스트로스 시럽을 경유하여 고 프락토스 시럽으로 전화하는 전(全)공업적 방법은 세개의 연속공정, 즉 산 및/또는 박테리아의 알파-아밀라제에 의한 접촉작용하에 덱스트린으로의 전분희석 또는 액화 방법과, 특이적 효소, 즉 각각 아밀로글루코시다제 및 글루코스 이소메타제에 의한 접촉작용하에 고 덱스트로스 시럽으로의 당화, 이어서 고 덱스트로스 시럽을 고 프락토스 시럽으로 전화하는 것으로 구성된다. 최근의 공업적 개발은 상기 제조계열의 제1 및 제3공정에 대하여 연속방법을 사용 가능하게 하였으나, 공업적 당화는 아직 주로 뱃치식 방법이다. 또한 고 말토스형 시럽의 출발원료는 상술한 방법의 어느 한 방법에 의하여 제조된 액화전분이다. 그러나, 이 경우 고 말토스 함유율의(또 비교적 소량의 글루코스를 통상 함유하고 있다) 시럽을 생기게 하는 후속 당화공정은 말토스화 아밀라제, 바람직하기로는 균의 알파-아밀라제에 의하여 수행된다. 글루코스화 당화(gluco genic saceharification)와 마찬가지로, 대응하는 말토스화 방법은 가용성 효소를 사용하여 통상 뱃치식으로 수행된다.The whole industrial method of converting starch into high fructose syrup via high dextrose syrup is based on three successive processes: starch dilution to dextrin under the action of alpha-amylase of acid and / or bacteria. The method of liquefaction consists of saccharification to high dextrose syrup followed by conversion of high dextrose syrup to high fructose syrup under contact with specific enzymes, namely amyloglucosidase and glucose isomethase, respectively. Recent industrial development has made it possible to use the continuous method for the first and third processes of the manufacturing series, but industrial saccharification is still primarily a batch method. In addition, the starting material of the high maltose-type syrup is liquefied starch prepared by any one of the above-mentioned methods. In this case, however, the subsequent saccharification process resulting in a syrup of high maltose content (and usually contains a relatively small amount of glucose) is carried out by maltose amylase, preferably by fungal alpha-amylase. As with glucose genic saceharification, the corresponding maltoseification method is usually carried out batchwise using soluble enzymes.

하나의 처리에 있어서 전연속제조계열을 갖는 것이 편리함은 명백함에도 불구하고, 당화공정에 있어서 불용화 아밀로 글루코시다제의 사용을 포함하는 공업적 효소 반응기 기술의 개발은 예비적 단계에 불과하다.Although it is evident that it is convenient to have a whole series of preparations in one treatment, the development of industrial enzyme reactor techniques involving the use of insoluble amyloglucosidase in the saccharification process is only a preliminary step.

선행기술에는 예컨대 상기 효소를 불용성 무기 또는 유기담체에 결합시키는 것과 같은 아밀로 글루코시다제의 불용화에 대한 언급이 다수 포함되어 있다. 그러나 이들 방법 중 소수만이 실험실 규모를 초과하여 개발된 것 같다. 이 단계를 초과한 방법 중에서도, 유리 또 도자기 재료의 다공성입자에 공유결합시킴에 의한 아밀토글루코시다제의 비가동화에 대하여 특기할 필요가 있다.The prior art includes many references to insolubilization of amyloglucosidase, such as for example binding the enzyme to an insoluble inorganic or organic carrier. However, only a few of these methods seem to have been developed beyond the laboratory scale. Among the methods exceeding this step, it is necessary to specifically note the inactivation of amyloglucosidase by covalent bonding to porous particles of glass or porcelain material.

[이에 관한 참고서적으로는 D.D. Lee의 그의 동료들에 의해서 최근에 발표된 논문 "Die Starke" 제27권(1975) 387페이지 참조].[Reference book about this is D.D. See a recent paper by Lee's colleagues in Die Starke, Vol. 27 (1975), page 387].

실힘 공장(Pilotplant) 규모의 컬럼(column)에 이 특정 효소 생성물을 충전시키고 시판하는 덱스트린 용액을 공급하는 연속방법에 있어서, 가용성 아밀로 글루코시다제에 의한 뱃치식 당화 방법에서 일반적으로 필요로 하는 약 92%의 최소전화율에 가까운 덱스트로스에 대한 전화 정도가 달성되었다. 그러나 역반응, 즉 말토스, 이소말토스 및 보다 높은 올리고머로의 글루코스의 아밀로 글루코시다제 촉매 작용하의 재중합이 뱃치식 유리 효소 방법에 있어서 보다도 컬럼방법에서 일어나는 정도가 큼을 생성물 분석 결과 나타냈다.In a continuous process of feeding this particular enzyme product to a Pilotplant-scale column and supplying a commercially available dextrin solution, the drug generally required in a batch glycosylation process with soluble amyloglucosidase. A call to dextrose close to a 92% minimum conversion rate was achieved. However, the product analysis indicated that the reverse reaction, ie, repolymerization of maltose, isomaltose and glucose to higher oligomers under amyloglucosidase catalysis occurs more frequently in the column method than in the batch free enzyme method.

이러한 형태의 비가동화된 효소 생성물에 관하여 생기는 역반응의 증가현상은 적어도 일부적으로는 다공성 효소담체재료를 사용했을 때 생기는 고유의 결점인 것처럼 보인다.The increase in adverse reactions associated with this type of immobilized enzyme product appears to be an inherent drawback, at least in part, when using porous enzyme carrier materials.

명백히, 다공성구조는 전체적 표면적에 대해 매우 실질적인 정도로 기여해서 그 자체가 효소에 결합되며, 그 결과 불용화 효소생성물을 얻을 수 있는 최대 효소활성에 기여한다.Clearly, the porous structure contributes to a very substantial extent with respect to the overall surface area and binds to the enzyme itself, consequently contributing to the maximum enzymatic activity that can yield insoluble enzyme product.

그러나, 담체 세공표면에 부착된 고농도의 아밀로글루코시다제는 세공내에서의 확산속도의 감소에 따라 불가피하게 국부적으로 높은 글루코스 농도를 생기게 하고, 이렇게 하여 높은 Km-값을 갖는 효소처리의 촉진에 대하여 바람직한 조건을 구성한다. 이것이 틀림없이 바람직하지 못한 역반응을 수반하는 경우이며, 특히 이소말토스 및 이소말트리오스가 형성되는 경우이다.However, high concentrations of amyloglucosidase adhering to the carrier pore surface inevitably result in locally high glucose concentrations as the rate of diffusion in the pores decreases, thereby facilitating enzymatic treatment with high Km-values. The preferable conditions are comprised. This is certainly the case with undesirable adverse reactions, especially when isomaltose and isomaltrios are formed.

가용성효소를 글루타르알데히드에 의하여 아미노에틸셀룰로오즈에 결합시키므로서 제조된 불용화된 말토스화 알파-아밀라제 생성물이 미국특허 제4,011,137호(톰슨의 그의 동료)에 발표되어 있다. 그러나 이 문헌에 의하면, 비가동화 효소의 의도된 사용은 유사하게 불용화된 아밀로글루코시다제 조제물에 의하여 덱스트린화 전분을 글루코스로 전환시키는 정도를 증대시키는 것에 국한되고, 당화공정은 두 종의 불용화효소의 혼합물에 의하여 행하여진다. 상기 특허에는 불용화된 말토스화 알파-아밀라제를 고 말토스 시럽의 제조에 사용한다는 데에 대한 하등의 언급도 없다.Insoluble maltosized alpha-amylase products prepared by binding soluble enzymes to aminoethylcellulose by glutaraldehyde are disclosed in US Pat. No. 4,011,137 (Thomson's colleague). However, according to this document, the intended use of inactivated enzymes is limited to increasing the extent to which dextrinized starch is converted to glucose by similarly insoluble amyloglucosidase preparations, and the glycosylation process involves By a mixture of insolubilizing enzymes. There is no mention in this patent of the use of insoluble maltosized alpha-amylases in the preparation of high maltose syrups.

미립자구조 전체에 걸쳐서 실질적으로 균일한 다공성 또는 망목상(綱目狀) 재료에 효소가 결합하고 있는 미립자 비가동화 당화 효소를 사용하는 경우의 부가적인 결점은 기질로서 작용하는 덱스트린화 전분의 분자 크기의 불균질성을 볼 때 예측할 수 있다. 전분의 산 또는 효소가수분해에 의하여 제조된 모든 덱스트린은 상당 부분의 글루코스 올리고머를 함유한다.An additional drawback of using particulate inactivated glycosylating enzymes that bind enzymes to a substantially uniform porous or networked material throughout the particulate structure is the heterogeneity of the molecular size of the dextrinized starch that acts as a substrate. Can be predicted. All dextrins produced by starch acid or enzymatic hydrolysis contain a significant portion of glucose oligomers.

통상적으로 가수분해물의 평균 쇄(鎖) 길이가 6-10 글루코스 잔유물의 범위로 되면 전분 희석 공정은 정지되며, 이것은 다공성 또는 망상 입자 구조내에 특정한 깊이 이상으로 매입된 효소부위로의 보다 큰 덱스트린분자의 확산을 단순한 입체장해가 방해하는 것이라 상상할 수 있다.Typically, when the average chain length of the hydrolyzate is in the range of 6-10 glucose residues, the starch dilution process is stopped, which results in the formation of larger dextrin molecules into enzymatic sites embedded above a certain depth in the porous or reticulated particle structure. It can be imagined that simple stereoscopic obstacles prevent diffusion.

본 발명의 하나의 목적은 비가동화 생성물이 뱃치식 방법 또는 연속적 방법에서 사용되는가에 관계없이 가용성 효소의 특성에 유사한 처리특성을 갖는 불용화 생성물을 제공함으로서, 상술한 종래 기술의 비가동화 당화효소 생성물에 관하여 나타난 중요한 결점을 극복하거나 또는 최소한 경감시킴에 있다.One object of the present invention is to provide an insolubilized product of the prior art, as described above, by providing an insolubilized product having similar processing characteristics to that of a soluble enzyme, regardless of whether the inactivated product is used in a batch or continuous process. It is in overcoming or at least alleviating the significant shortcomings presented with regard to.

비가동화 아밀로글루코시다제의 경우에 있어서, 이 요건은 연속적 당화공정이 실제적으로 받아들일 수 있는 공정조건(예컨데 덱스트린 공급물의 조성물 및 유동속도의 점에서) 하에서 수행될 수 있음을 필요로하는 결과, 최소한 92%의 글루코스농도를 생성하고, 이때 이 당류(말토스 및 이소말토스) 및 삼당류(주로 판노스 및 이소말토트리오스)의 총농도는 각각 4% 및 1%를 초과하지 않는다.In the case of immobilized amyloglucosidase, this requirement requires that the continuous saccharification process can be carried out under practically acceptable process conditions (eg in terms of composition and flow rate of the dextrin feed). Produce a glucose concentration of at least 92%, wherein the total concentrations of these sugars (maltose and isomaltose) and trisaccharides (mainly pannose and isomaltolithose) do not exceed 4% and 1%, respectively.

비가동화 말토스화 알파-아밀라제의 경우에 있어서, 필요한 대응하는 전화율 파라미터(parameter)는 약 40-60% 말토스, 25-35% 말토트리오스, 및 바람직하기로는 10% 이하의 글루코스이다.In the case of unmobilized maltose alpha-amylases, the corresponding conversion factor required is about 40-60% maltose, 25-35% maltotriose, and preferably up to 10% glucose.

시판하는 가용성 당화효소가 비교적 싸고 매우 활성이 있기 때문에, 필수적인 것은 아니나, 다른 바람직한 본 발명의 목적은 경제적으로 유리한 불용화 생성물을 제공함에 있다. 이러한 목적의 추구에 필요한 것은 비교적 값이 싸고 상업적으로 쉽게 구입할 수 있는 담체 및 기타 보조재료의 사용이며, 더우기 비가동화 공정에서의 효소활성의 실질적 회복을 달성시키는 것이다. 그 외에도 독물학적인 견지에서 볼 때 사용되는 모든 재료는 식품 가공목적에 허용되는 것이어야 한다.Although commercially available soluble glycosylase is relatively inexpensive and very active, it is not necessary, but another preferred object of the present invention is to provide an economically advantageous insoluble product. What is needed in the pursuit of this purpose is the use of carriers and other auxiliary materials which are relatively inexpensive and readily commercially available, and furthermore achieve a substantial recovery of the enzymatic activity in the inactivation process. In addition, from a toxicological point of view, all materials used must be acceptable for food processing purposes.

간단히 말하면, 이들 목적은 효소적으로 불활성이며 물에 불용성인 담체 입자를 글루타르 알데히드로 가교시킴으로서 당화효소가 고정화되어 있는 액체 투과성의 단백질층으로 실질적으로 피복되어 있는 미립자 형태의 고정화된 당화 효소생성물을 제공하는 본 발명에 따라 달성된다.In short, these aims are to crosslink glutar aldehyde with enzymatically inert, insoluble in water, to form an immobilized glycosylation product in particulate form substantially coated with a liquid permeable protein layer onto which glycosylation is immobilized. In accordance with the present invention provided.

단백질층이 글루타르알데히드가교된 당화효소로 구성된 이러한 불용화 생성물을 제조하기 위한 시도는 중심재료의 선택에 관계없이 효소가 신속히 누출되는 불완전하게 고정화된 생성물이 초래되었다는 점에서 그 자체 성공적이 되지 못하였다. 유사한 문제가 무기물(예컨대 광물 또는 세라믹) 계통의 수-불용성 미립자 담체재료 또는 특정한 형태의 단백질성 중심재료(예컨대, 입상대두 단백질 같은)에서 나타났는 바, 이것은 아마 이러한 입자 표면에서 가교 결합 부위의 수가 불충분하기 때문인 것으로 생각되었다.Attempts to produce such insolubilization products, in which the protein layer consists of glutaraldehyde-crosslinked glycosylation enzymes, have not been successful on their own in that they result in incompletely immobilized products that rapidly leak enzymes regardless of the choice of core material. It was. Similar problems have arisen in inorganic (eg mineral or ceramic) strains of water-insoluble particulate carrier materials or certain types of proteinaceous core materials (such as granular soy protein), which may indicate that the number of crosslinking sites at these particle surfaces It was thought to be insufficient.

그러나, 중심 재료로서 입상 카제인을 사용하고, 더우기 피복층에서 효소의 글루타르알데히드 가교를 계란 알부멘과 같은 수용성인 비-효소성 결합제 단백질의 존재하에서 수행한다면, 이러한 재료의 선택은 명백히 충분한 수의 단백질 사이의 효소 안정화 가교를 형성함에 바람직한 조합을 구성하기 때문에 상기 결점 및 기타 결점이 극복되고 또 비가동화효소피복 생성물의 효소특성은 크게 개선됨을 알았다.However, if granular casein is used as the core material and furthermore, the glutaraldehyde crosslinking of the enzymes in the coating layer is carried out in the presence of a water-soluble non-enzymatic binder protein such as egg albumen, the selection of such a material is clearly a sufficient number of proteins. It has been found that the above and other drawbacks are overcome because they constitute a desirable combination for forming enzyme stabilizing crosslinks therebetween, and the enzymatic properties of the non-synthetic enzyme coating products are greatly improved.

따라서 더욱 상세히 설명하면, 본 발명의 다른 일예에 의하면, 미립자 형태의 비가동화 당화효소 생성물에 있어서, 이 당화효소가 아밀로 글루코시다제 및 말토스화 알파-아밀라제로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것이고, 이 생성물은 당화효소가 글루타르 알데히드에 의하여 계란 알부멘과 공동으로 가교되어있는 액체 투과성 단백질성 층에 의하여 실질적으로 피복되어 있는 입상 카제인으로 주로 구성된 담체 입자를 함유하여 구성된, 상기 비가동화 당화효소 생성물이 제공된다.Therefore, in more detail, according to another embodiment of the present invention, in the non-glycosylated glycase product of the particulate form, the glycosylase is selected from the group consisting of amyloglucosidase and maltose alpha-amylase, The product comprises a carrier particle composed mainly of granular casein, wherein the glycosylase is substantially covered by a liquid permeable proteinaceous layer which is crosslinked jointly with the egg albumen by glutaraldehyde. Is provided.

구성성분인 당화효소, 카제인 및 알부멘의 상대적 양은 특히 가용성 당화효소 출발재료의 단위 활성(후술하는 바와 같은)에 의존하여 광범위하게 변할 수 있다. 그러나 본 발명의 바람직한 일예에 있어서는, 당화효소 대 카제인의 비율은 1 : 200-1 : 3, 바람직하기로는 1 : 20-1: 5 범위이며, 당화효소의 양은 최소한 50%의 순도를 갖는 생성물을 기준으로 하여 개산된다. 마찬가지로, 당화 효소대 계란 알부멘의 비율의 바람직한 범위는 1 : 5-1 : 0.05이며, 더욱 바람직하기로는 1 : 2-1 : 0.2이다.The relative amounts of constituent glycosylase, casein and albumen can vary widely, especially depending on the unit activity of the soluble glycosylase starting material (as described below). However, in one preferred embodiment of the present invention, the ratio of glycosylase to casein is in the range of 1: 200-1: 3, preferably 1: 20-1: 5, and the amount of glycosylase is at least 50%. It is estimated based on a standard. Similarly, the preferred range of glycosylation enzyme to egg albumen is 1: 5-1: 0.05, more preferably 1: 2-1: 0.2.

본 발명의 다른 일예에 의하면, 미립자 형태의 고정화 당화효소 생성물의 제조방법에 있어서, 이 당화효소는 아밀로글루코시다제 및 말토스화 알파-아밀라제로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것이며, 이 방법은 당화 효소가 글루타르 알데히드에 의하여 계란 알부멘과 공동으로 가교되어 있는 단백질성 층을 갖는 입상 카제인으로 주로 구성되는 담체 입자를 실질적으로 피복함으로서 구성되는 방법이 제공된다.According to another embodiment of the present invention, in the method for preparing an immobilized glycosylase product in particulate form, the glycosylase is selected from the group consisting of amyloglucosidase and maltose alpha-amylase, and the method is a glycosylation enzyme. A method is provided by substantially covering carrier particles composed primarily of granular casein having a proteinaceous layer that is crosslinked jointly with egg albumen by glutaraldehyde.

더욱 상술하면, 본 방법은 입상 카제인 및 계란 알부멘 분말의 건조 혼합물을 PH 4-7에서 용해한 당화 효소 및 글루타르알데히드로 구성된 수성혼합물과 격렬하게 교반시키되 이때 알부멘은 카제인과 건조상태에서 혼합시키는 대신에 이들 성분과 함께 적절히 용해시키는 습윤공정과, 얻어진 습윤혼합물을 통상 주위 온도에서 정지상태로 보지하여 담체 피복 및 단백질 가교 공정을 완료시키는 공정으로 구성된다.More specifically, the method involves vigorously stirring a dry mixture of granular casein and egg albumen powder with an aqueous mixture consisting of glycosylated enzyme and glutaraldehyde dissolved in PH 4-7, wherein the albumen is mixed with casein in a dry state. Instead, it consists of a wet step of appropriately dissolving together with these components and a step of completing the carrier coating and protein crosslinking step by holding the obtained wet mixture in a stationary state at normal ambient temperature.

혼합은 수동에 의하여, 예컨대 유발 중에서 완전히 혼합 및 반죽하거나, 또는 기계적으로, 예컨대 쟁기형 수평혼합기(Gebr, Lodige Maschinenbau G. m.b.H. Paderborn, West Grmaany에서 입수 가능) 또는 유사한 형성의 공업적 혼합장치에서 수행할 수 있다.Mixing can be carried out manually, for example by mixing and kneading completely in mortar, or mechanically, such as in a plow-level mixer (Gebr, Lodige Maschinenbau G. mbH Paderborn, West Grmaany) or an industrial mixer of similar formation. can do.

피복층 단백질(효소+알부멘)에 대한 글루타르알데히드(일반적으로 50%(W/W) 수용액으로 가했다)의 비율은 상당히 변할 수 있고 바람직한 범위인 0.1-1이다. 수용액의 함수율은 보통 층혼합물의 30-60%의 범위로 조절한다.The ratio of glutaraldehyde (generally added to 50% (W / W) aqueous solution) to coating protein (enzyme + albumen) can vary considerably and is in the preferred range of 0.1-1. The water content of the aqueous solution is usually controlled in the range of 30-60% of the layer mixture.

담체재료로서 선택된 입상 카제인 생성물의 성질은 본 발명의 목적을 성취하기 위해 중요하다. 따라서 카제인 입상물은 충분한 물리적 안정성을 가져야만 충전상 컬럼조건하에 침적될 때 실질적인 변형에 견디게 된다. 부가적으로, 물에서의 평윤 정도는 합리적으로 낮아야 하며, 바람직하기로는 200%를 초과하지 않음이 좋다. 이러한 요구을 만족하는 생성물의 예로는 산침전된 입상 카제인이다. 입자직경이 100-500 미크론을 갖는 바람직한 이러한 형태의 식품 등급 생성물은 예컨대 프랑스 회사 Scerma S.A.로부터 구입할 수 있다. 주사형전자현미경(Scanning electron microscope)으로 조사한 결과, 이러한 입자의 표면은 경석(Pumice)의 외관과 유사한 매우 불균일하고 불규칙한 층상구조를 갖는다는 사실을 알 수 있었다. 이러한 형태의 표면의 미세(微細)구조는 다수의 글루타르 알데히드 결함부위를 노출시킬 것이라는 생각을 할 수 있다.The nature of the granular casein product selected as carrier material is important for achieving the object of the present invention. Thus, the casein granules must have sufficient physical stability to withstand substantial deformation when deposited under packed bed column conditions. In addition, the degree of flatness in water should be reasonably low, preferably not exceeding 200%. An example of a product that meets this need is acid precipitated granular casein. Preferred food grade products of this type with particle diameters of 100-500 microns can be purchased, for example, from the French company Scerma S.A. Scanning electron microscope showed that the surface of these particles had a very nonuniform and irregular layered structure similar to the appearance of pumice. It is conceivable that the microstructure of this type of surface will expose a number of glutaraldehyde defect sites.

결합제 단백질로서 사용한 알부멘의 상당한 부분이 거의 순간적으로 물에 용해될 수 있어야 함은 본 발명의 실시에 꼭 필요하다. 그러므로, 바람직한 등급의 알부멘은 일반적으로 입수가능한 분무-건조 생성물이다.It is essential to the practice of the present invention that a substantial portion of the albumen used as binder protein should be able to dissolve in water almost instantaneously. Therefore, preferred grades of albumen are generally available spray-dried products.

혼합공정은 피복입자의 어느 정도의 응집을 수반하는 결과, 가교반응이 완료하면 습윤된 굵은 입상의 덩어리 생성물이 생긴다. 이 생성물은 예컨대 입상화에 의하여 더욱 붕괴시켜 바람직한 범위내의 입경을 갖는 미립자 생성물을 형성할 수가 있다. 입상화는 여러 회사(Diaf, Copenhagen or Manosty, Liverpool)에서 제공한 형태의 진동식입화기(粒化機) 상에서 수행할 수 있다. 1-2mm의 구멍들을 갖는 입화기 스크린(Screen)을 통과하는 입상 생성물은 통상의 수단에 의해서 미세한 재료를 제거시킬 수 있다. 이렇게 얻어진 생성물은 필요하면 세척시킨 후 원하는 양의 물을 함유하게 건조시킬 수 있다.The mixing process involves a certain amount of coagulation of the coated particles, and when the crosslinking reaction is completed, a wet coarse lump product is produced. This product can be further disintegrated, for example, by granulation, to form a particulate product having a particle size within a preferred range. Granulation can be performed on vibratory granulators of the type provided by various companies (Diaf, Copenhagen or Manosty, Liverpool). The granular product passing through the granulator screen with holes of 1-2 mm can remove fine material by conventional means. The product thus obtained can be washed if necessary and dried to contain the desired amount of water.

당화단계에 사용하기 전에, 건조된 효소생성물은 통상적으로 수용액에 예비 침지시킴으로 조절된다. 이 단계에서 그리고 생성물의 다음 사용의 초기단계의 기간 중에 효소활성의 특정한 누출을 관찰할 수 있다. 경우에 따라 침지공정과 관련하여 추가적 가교공정을 포함시키면 이 효소 활성의 손실을 실질적으로 감소시키는 역활을 한다. 따라서, 본 발명의 바람직한 일예에 의하면, 효소생성물의 예비처리를 0.5-5%의 글루타르알데하이드와 적당한 양을 포함하는 수용액 중에서 수용한 다음에 일반적으로 수세하여 과잉의 시약을 제거하고 필요하면 건조된 생성물을 회수하는 것이다.Prior to use in the saccharification step, the dried enzyme product is usually controlled by pre-immersion in an aqueous solution. At this stage and during the initial stages of the next use of the product, specific leakage of enzymatic activity can be observed. In some cases incorporating additional crosslinking processes in connection with the dipping process serves to substantially reduce the loss of this enzyme activity. Thus, according to a preferred embodiment of the present invention, the pretreatment of the enzyme product is taken up in an aqueous solution containing 0.5-5% glutaraldehyde and an appropriate amount, followed by general washing with water to remove excess reagents and if necessary dried. To recover the product.

아황산의 염에 의한 효소생성물의 예비처리는 당화 생성물의 전화도(덱스트로스 당량 또는 DE-값의 백분율로 표시하여)에 있어서 의의 있는 정도의 증가를 달성할 수 있음이 추가적으로 관찰되었다. 아황산염의 작용은 단백질성의 효소적 활성층을 포함하나 명백히(그리고 놀랍게도) 효소와 결합에는 영향을 미치지 않기 때문에 보다 높은 올리고당의 효소활성 부위로의 접근을 촉진하는 특정 망목구조의 개방(opening up)으로서 표현하는 것이 가장 바람직하다. 따라서, 본 발명의 다른 바람직한 일예로는, 아황산염의 회석 수용액, 바람직하기로는 pH 약 4-5에서 아황산 나트륨 0. 1-2%을 함유하는 수용액으로 효소 생성물을 처리하는 것이다. 아황산염 처리는 바람직하기로는 주위 온도에서 수행되며, 통상 물로 세척함으로서 120분간 후에 종료하며, 경우에 따라 건조된 생성물을 회수한다.It was further observed that pretreatment of the enzyme product with salts of sulfurous acid can achieve a significant increase in the degree of conversion (expressed as the dextrose equivalent or as a percentage of the DE-value) of the saccharified product. The action of sulfite is expressed as the opening up of a particular network structure, which includes a proteinaceous enzymatic active layer but obviously (and surprisingly) does not affect the binding to the enzyme, thus facilitating access to higher oligosaccharides to the enzymatic activity site. Most preferably. Thus, in another preferred embodiment of the present invention, the enzyme product is treated with an aqueous solution of sulfite dilute, preferably with an aqueous solution containing 1-2.1% sodium sulfite at pH about 4-5. The sulfite treatment is preferably carried out at ambient temperature, usually terminated after 120 minutes by washing with water, and if desired, the dried product is recovered.

상기 방법에 따라 제조한 미립자 효소생성물은 분리 및 효소생성물의 재사용을 포함하는 뱃치식 당화공정에 또는 효소반응기 내에서 연속식 공정에 사용할 수 있다.The particulate enzyme product prepared according to the method can be used in a batch saccharification process involving separation and reuse of the enzyme product or in a continuous process in an enzyme reactor.

당화효소의 미생물학적 근원은 본 발명의 일부분이 아니다. 그러나 바람직한 시판용 아밀로 글루코시다제 생성물은 아스페르길러스속 또는 리조푸스 균속 예컨대 아스페르길러스나이거(Aspergillus niger) 또는 리조푸스딜레마(Rizopusdelema)에 속하는 균주는 배양함으로서 얻을 수 있다. 마찬가지로 말토스화 알파-아밀라제는 아스페르길러스 오리제아(Aspergillus Oryzea)의 균주로부터 바람직하게 얻어진다.The microbiological source of glycosylase is not part of the present invention. Preferred commercial amyloglucosidase products, however, can be obtained by culturing strains belonging to the genus Aspergillus or Rizopus, such as Aspergillus niger or Rizopusdelema. Likewise maltosized alpha-amylases are preferably obtained from strains of Aspergillus Oryzea.

[아밀로 글루코시다제의 활성측정][Measurement of Amyloglucosidase Activity]

매분당 1마이크로몰의 말토스의 초기속도로 30%(W/V)의 말토스를 함유하는 수용액을 가수분해하는 효소 또는 효소생성물의 양으로서 정의한 가용성 아밀로글루코시다제의 단위활성 및 비가동화효소의 단위 활성을 pH 4.5 및 55.0℃ 온도의 표준조건하에서 검정한다. 비가동화 효소의 활성을 진탕장치에 의해서 현탁상태로 보지되어 있는 샘플(Sample)에 대하여 뱃치식으로 검정한다.Unit activity and inactivation of soluble amyloglucosidase, defined as the amount of enzyme or enzyme product that hydrolyzes an aqueous solution containing 30% (W / V) maltose at an initial rate of 1 micromole maltose per minute The unit activity of the enzyme is assayed under standard conditions of pH 4.5 and 55.0 ° C. The activity of the inactivated enzyme is assayed in batches on a sample held in suspension by a shaker.

[균의 알파-아밀라제의 활성측정][Measurement of Alpha-amylase Activity of Bacteria]

시간당 5.26mg의 전분의 초기속도로, 가용성 전분(Merck Amylum Soluble, DAB, Erg. B VI)을 함유하는 수용액(6.95g/1000ml)을 가수분해하는 효소 또는 효소생성물의 양으로서 정의한 가용성의 균의 알파-아밀라제의 단위 활성 및 비가동화효소의 단위활성을 pH 5.6-5.7 및 온도 37.0±0.05℃의 표준 조건하에 그리고 4.3밀리몰 Ca++이온의 존재하에 검정한다. 요오드를 사용하여 청색을 생성시켜서 반응을 추적한다. 전분의 분해 기간 중 이색을 보다 약해져서 점차적으로 적갈색으로 변한다. 색의 변화는 착색된 유리표준과의 비교에 의하여 육안으로 검사한다. 비가동화 효소의 활성을 아밀로균루코시다제에 대하여 표시한 조건에 유사한 조건하에 검정한다.Soluble bacteria, defined as the amount of enzyme or enzyme product that hydrolyzes an aqueous solution (6.95 g / 1000 ml) containing soluble starch (Merck Amylum Soluble, DAB, Erg. B VI) at an initial rate of 5.26 mg of starch per hour. The unit activity of alpha-amylase and the unitase of inactivated enzyme are assayed under standard conditions of pH 5.6-5.7 and temperature of 37.0 ± 0.05 ° C. and in the presence of 4.3 mmol Ca ++ ions. Iodine is used to generate blue to track the reaction. During starch decomposition, the dichroic color becomes weaker and gradually turns reddish brown. Changes in color are visually inspected by comparison with colored glass standards. The activity of the inactivated enzyme is assayed under conditions similar to those indicated for amylobacilli coosidase.

가용성 당화효소는 시판하고 있다. 이러한 제품의 예로는 아밀로글루코시다제 노보 150(AMYLOGLUCOSIDASE NOVO 150) 및 푼가밀 1600(FUNGAMYL 1600)(푼가밀은 등록상표임)이 있다. 전자는 수용액으로 시판되는 바, 본 발명의 목적에 사용하기 전에 보통 분무-건조분말로 전환시킨다. 필요하면 건조공정은 통상 저분자량 오염물을 제거하기 위한 조제(助劑)에 의한 세척공정과 조합시킨 한외여과를 행한다. 당업자에 잘 알려진 이러한 농축 및 세정공정을 사용하여 매 g당 5000 단위의 활성 또는 그 이상의 활성을 갖는 고체 아밀로글루코시다제 생성물을 용이하게 얻을 수 있다.Soluble glycosylase is commercially available. Examples of such products are amyloglucosidase NOVO 150 and FUNGAMYL 1600 (Pungarme® is a registered trademark). The former is commercially available in aqueous solution and is usually converted to a spray-dried powder before use for the purposes of the present invention. If necessary, the drying step is usually performed by ultrafiltration combined with a washing step by a preparation for removing low molecular weight contaminants. Such concentration and washing processes well known to those skilled in the art can be used to easily obtain a solid amyloglucosidase product having 5000 units or more of activity per gram.

분말형으로 시판되는 푼가밀 1600은 매 g당 1600 단위의 활성을 갖는다. 이 시판 제품은 그 자체로 만족스러운 출발물질로서 역활을 할 수 있다. 그러나 소망에 따라, 예컨대 상술한 종류의 세정 및 농축공정을 개입시킬 수 있다.Fungamil 1600, which is commercially available in powder form, has 1600 units of activity per gram. This commercial product can serve as a satisfactory starting material in itself. However, if desired, it is possible to intervene, for example, cleaning and concentration processes of the kind described above.

비가동화 당화 효소생성물에 있어서 활성의 전면적인 회복은 비가동화 공정의 상세한 파라미터의 함수이지만, 통상 40%보다 적지 않고, 때때로 그 보다도 높다.The overall recovery of activity in the inactivated glycosylating enzyme product is a function of the detailed parameters of the inactivation process, but is usually not less than 40% and sometimes higher.

본 발명에 의한 비가동화 효소 생성물로 수행된 당화공정의 기질(Substrats)은 대응하는 가용성 효소의 존재하에 당화를 받는 어떤 올리고당일 수 있다. 바람직한 기질의 예로는 산 및/또는 효소에 의한 전분의 액화에 의하여 얻어진 5-40 범위의 DE-값을 갖는 덱스트린 ; 고말토스 시럽(DE-값이 35-60); 및 덱스트로스 결정화로부터의 모액 중에 존재하거나 또는 프락토스-글루코스 분별로부터 얻어진 라피네이트(raffinate) 중에 존재하는 잔류 올리고당이다. 20-55%(W/V) 범위의 건조 고형분을 갖는 덱스트린 용액이 바람직하다.Substrats of the saccharification process performed with the immobilized enzyme product according to the present invention may be any oligosaccharide that is glycosylated in the presence of the corresponding soluble enzyme. Examples of preferred substrates include dextrins having a DE-value in the range of 5-40 obtained by liquefaction of starch with acids and / or enzymes; High maltose syrup (DE-value 35-60); And residual oligosaccharides present in the mother liquor from dextrose crystallization or in raffinates obtained from fructose-glucose fractionation. Dextrin solutions with dry solids in the range of 20-55% (W / V) are preferred.

실시예에 의거 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples.

[실시예 1]Example 1

비교적 조잡한 등급의 입상 염산 침전 카제인[9g의 "Caseine alimentaire"(Scerma S. A., France), 300-500미크론의 입자가 약 60% 존재하는 100-500미크론 입자로 구성됨]을 시판하는 분무-건조 계란 알부멘(1.2g)과 혼합하였다. 이 혼합물에 아밀로글루코시다제 분말[총 12,500 아밀로글루코시다제 단위를 함유하는 18.5%(w/v) 수용액 6.5ml]과 글루타르알데히드[50%(w/w) 수용액 1.2ml]의 미리 혼합시킨 용액을 가하였다. 아밀로글루코시다제 분말은 아밀로글루코시다제 노보(AMYLOGLUCOSICASE NOVO)(노보 인더스트리 에이/에스, 덴마크)에서 제조한 한외여과한 분무-건조 생성물이었다.Spray-dried egg eggs commercially available in a relatively coarse granular hydrochloric acid precipitated casein [9 g of Caseine alimentaire® (Scerma SA, France), consisting of 100-500 micron particles with about 60% of 300-500 micron particles present] Mix with bumen (1.2 g). This mixture contains amyloglucosidase powder [6.5 ml of 18.5% (w / v) aqueous solution containing a total of 12,500 amyloglucosidase units] and glutaraldehyde [1.2 ml of 50% (w / w) aqueous solution]. The mixed solution was added. The amyloglucosidase powder was an ultrafiltered spray-dried product made by AMYLOGLUCOSICASE NOVO (Novo Industries A / S, Denmark).

혼합물을 유발(mortar)에서 조심스럽게 혼합한 후 실온에서 1시간 방치하였다. 얻어진 응집물을 분쇄하여 입상 생성물을 얻고, 이것을 실온에서 하루 건조시켰다.The mixture was mixed carefully in mortar and then left at room temperature for 1 hour. The obtained aggregate was pulverized to obtain a granular product, which was dried at room temperature for one day.

건조된 입상 생성물(11.4g)은 매 g당 425단위의 활성을 가졌으며, 이렇게 하여 비가동화 후 38.8%의 회복율을 나타냈다.The dried granular product (11.4 g) had 425 units of activity per gram, thus recovering 38.8% after inactivation.

[실시예 2]Example 2

입상의 산친전 카제인(M60형(Scerma S. A.) 1500g, 150-350미크론 입자가 약 70% 존재하는 100-500 미크론 입자로 구성됨)을 건조상태에서 시판하는 분무-건조 알부멘(120g)과 20ℓ의 쟁기형 수평 혼합기 (서부독일회사 Gebr.Lodige Machinenbau G.m.b. H 제조)에서 혼합하였다.Spray-dried albumen (120 g) and 20 liters of granular acid-filled casein (comprising 1500 g of type S60 (Scerma SA), consisting of 100-500 micron particles with about 70% 150-350 micron particles present) Mixing was carried out in a plow-type horizontal mixer (manufactured by West German company Gebr.Lodige Machinenbau Gmb H).

아밀로글루코시다제노보(건조물 함유율 약 25%를 가지며, 농축물, 매 g당 약 3200 단위의 가용성 아밀로글루코시다제를 함유하는 용액 650g)로부터 제조한 아밀로글루코시다제의 한외여과 농축물을 pH4.9및 18℃의 온도에서 글루타르 알데히드(50%(w/w) 수용액 180ml)와 완전히 혼합하고, 그 다음 얻어진 용액을 혼합장치 중에 주입하였다. 추가적으로 0.5-1분간 계속해서 격렬히 혼합한 다음 혼합기로부터 습윤된 미립자 생성물을 제거했다. 습윤된 생성물을 약 45분간 방치하여 가교공정을 완결한 결과 응집된 입자의 덩어리가 형성되었다. 생성물의 입상화를 1.5mm 직경의 스크린이 부착된 진동식 입화기(粒化機)(코펜하겐에 있는 Diaf A/S 회사로부터 공급됨)에서 행하였다.Ultrafiltration concentrate of amyloglucosidase prepared from amyloglucosidase novo (concentrate, 650 g of solution containing about 3200 units of soluble amyloglucosidase per gram of dry matter) The mixture was mixed thoroughly with glutaraldehyde (180 ml of 50% (w / w) aqueous solution) at a temperature of pH 4.9 and 18 ° C., and then the obtained solution was poured into a mixing apparatus. The mixing was continued vigorously for an additional 0.5-1 minutes and then the wet particulate product was removed from the mixer. The wet product was left to stand for about 45 minutes to complete the crosslinking process, resulting in the formation of agglomerated particles. Granulation of the product was carried out in a vibratory granulator with 1.5 mm diameter screen (supplied from Diaf A / S company in Copenhagen).

입상물을 탈-이온화수(10ℓ)로 10분간 세척하고 여과하여 회수한 후 유동상 건조시켰다. 건조생성물 (1600g, 매 g당 450 아밀로글루코시다제 단위)을 체로 쳐서 미세물질을 제거했다.The granules were washed with de-ionized water (10 L) for 10 minutes, collected by filtration and dried over fluid bed. The microproducts were removed by sieving the dry product (1600 g, 450 amyloglucosidase units per g).

[실시예 3]Example 3

분무-건조된 아밀로글루코시다제 분말(105g, 활성 : 매 g당 11.400단위, 실시예 1에서와 같이 제조)과 분무-건조된 알부멘(150g)의 용액을 수도물(400ml)에서 제조하고 냉각기 내에서 6-7℃로 철야 방치시켰다. 용액의 pH는 5.4였다.A solution of spray-dried amyloglucosidase powder (105 g, activity: 11.400 units per gram, prepared as in Example 1) and spray-dried albumen (150 g) was prepared in tap water (400 ml) and cooled It was left overnight at 6-7 ° C. The pH of the solution was 5.4.

글루타르알데히드(50%(w/w)수용액 100ml)를 가한 후 생성된 용액을 입상의 염산침전 카제인(725g, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 등급)의 격렬히 교반한 뱃치(batch)에 3시간 동안 옮기고, 실시예 2에서 사용한 것과 동일한 공업용 혼합기에서 혼합을 행하였다. 반응혼합물을 추가적으로 몇 분간 계속해서 격렬히 교반시키고 약 1시간 후 가교반응이 완결될 때까지 방치하였다. 얻어지는 응집된 덩어리를 직경2mm의 스크린을 통해 진동식 입화기에서 입상화시켰다.After adding glutaraldehyde (100 ml of 50% (w / w) aqueous solution), the resulting solution was poured into a vigorously stirred batch of granular hydrochloric acid casein (725 g, the same grade used in Example 1) for 3 hours. It transferred and mixed in the same industrial mixer as used in Example 2. The reaction mixture was stirred vigorously for an additional few minutes and left until about 1 hour until the crosslinking reaction was completed. The resulting aggregated mass was granulated in a vibratory granulator through a screen of 2 mm diameter.

입상물을 초산나트륨(pH 4.2) 수용액으로 세척한 다음 35℃에서 진공 건조시켰다. 건조된 입상 생성물(925g)은 매 g당 800단위의 활성을 가졌고, 비가동화 후 67.8%의 회복율을 나타냈다.The granules were washed with aqueous sodium acetate (pH 4.2) and then dried in vacuo at 35 ° C. The dried granular product (925 g) had 800 units of activity per gram and showed a recovery of 67.8% after inactivation.

[실시예 4]Example 4

실시예 3에 따라 제조한 비가동화 아밀로글구코시다제 생성물(20g)을 주위 온도에서 1시간 동안 글루타르알데히드의 수용액(pH 7로 조절한 1% 용액 500ml)에 침지시킨 다음 건조생성물(20g)을 회수하였다.The non-immobilized amyloglucosidase product (20 g) prepared according to Example 3 was immersed in an aqueous solution of glutaraldehyde (500 ml of a 1% solution adjusted to pH 7) for 1 hour at ambient temperature followed by a dry product (20 g). Was recovered.

이 생성물의 활성은 매 g당 625단위이다. 따라서 제2 비가동화 단계로부터 78%의 회복 및 가용성 아밀로글루코시다제부터 전체 회복 53%를 나타냈다.The activity of this product is 625 units per gram. Thus, 78% recovery from the second inactivation step and 53% overall recovery from soluble amyloglucosidase.

[실시예 5]Example 5

말토스화 알파-아밀라제의 수용액[pH 6.2인 탈이온수 중의 푼가밀 1600(FUNGAMYL 1600)(노보 인 더스트리 에이/에스, 덴마크)의 5%용액(w/v) 2ml]을 글루타르알데히드의 수용액(50%(w/v)용액 0.3ml)과 혼합한 다음 입상의 산침전 카제인(M60형 4.0g) 및 시판하는 분무-건조된 계란 알부멘(0.5g)의 건조 혼합물에 신속히 가했다. 생성물을 유발에서 혼합한 후 실온에서 1시간 방치하였다. 덩어리를 유발에서 붕괴시킨 다음 실온에서 1일간 건조시켰다.Aqueous solution of maltose alpha-amylase [2 ml of 5% solution (w / v) of FUNGAMYL 1600) (Novo Industries A / S, Denmark) in deionized water with pH 6.2] (0.3 ml of 50% (w / v) solution) was then added quickly to a dry mixture of granular acid precipitated casein (4.0 g type M60) and commercially spray-dried egg albumen (0.5 g). The product was mixed in the mortar and left for 1 hour at room temperature. The mass was disintegrated in the mortar and then dried for 1 day at room temperature.

[실시예 6]Example 6

실시예 1에 따라 제조된 분가동화 아밀로글루코시다제 생성물(5.7g)을 55℃로 유지된 내부직경 15mm인 피복된 컬럼(Column)에 넣었다. 거의 하기의 조성을 갖는 30%(w/v)시판용 산/효소-가수분해 덱스트린(D.E.20의 CPC Snow Flake Maltodextrin 01915)으로 구성된 하향-유동공급물에 0.2%(w/v) 아황산 나트륨을 가하고 pH를 4.5로 조절하였으며, 매 시간당 15ml의 일정한 유속으로 컬럼에 가했다.The powdered amyloglucosidase product (5.7 g) prepared according to Example 1 was placed in a coated column with an internal diameter of 15 mm maintained at 55 ° C. 0.2% (w / v) sodium sulfite was added to a down-flow feed consisting of 30% (w / v) commercially available acid / enzyme-hydrolyzed dextrin (CPC Snow Flake Maltodextrin 01915 from DE20) having the following composition: Was adjusted to 4.5 and added to the column at a constant flow rate of 15 ml per hour.

Figure kpo00001
Figure kpo00001

유출물을 고압 액체 크로마토그라피(HPLC)에 의하여 분석하여 하기의 결과를 얻었다.The effluent was analyzed by high pressure liquid chromatography (HPLC) to obtain the following results.

Figure kpo00002
Figure kpo00002

[실시예 7]Example 7

55℃로 유지시킨, 내부직경이 25mm인 피복된 컬럼에 실시예 2에 따라 제조한 비가동화 아밀로글루코시다제 생성물(20g)을 충전했다.Into a coated column having an internal diameter of 25 mm, kept at 55 ° C., was filled with the inactivated amyloglucosidase product (20 g) prepared according to Example 2.

실시예 6에서 사용한 것과 동일한 농도, 조성 및 pH를 갖는 상향-유동기질공급물을 내시간당 50ml의 일정한 유속으로 컬럼에 가했다. 글루코스 함유율(% DP1)을 헥소키나제 방법으로 분석한 결과 하기와 같은 결과가 얻어졌다.An up-flow substrate feed having the same concentration, composition and pH as used in Example 6 was added to the column at a constant flow rate of 50 ml per hour. The glucose content rate (% DP 1 ) was analyzed by the hexokinase method, and the following results were obtained.

Figure kpo00003
Figure kpo00003

[실시예 8]Example 8

55℃로 유지시킨 내부직경이 25mm인 피복된 컬럼에 실시예 2에 의한 제조한 비가동화 아밀로글루코시다제 생성물(25g)을 충전했다. 실시예 6에서 사용한 것과 동일한 조성의 상향-유동 기질공급물을 컬럼에 가하였다. 이 공급물(pH 4.5)은 30%(w/v)의 건조 고형분을 가지며, 소르빈산 칼륨(2g/1)을 방부제로서 가했다. 유동속도는 거의 일정한 전화도를 유지하도록 조절하였다. 유출액을 HPLC에 의해서 분석한 결과, 하기 표와 같이 시간에 대한 글루코스(DP1)의 전화율을 얻었다.Into a coated column having an internal diameter of 25 mm held at 55 ° C. was filled with the inactivated amyloglucosidase product (25 g) prepared in Example 2. Up-flow substrate feed of the same composition as used in Example 6 was added to the column. This feed (pH 4.5) had a dry solids content of 30% (w / v) and potassium sorbate (2 g / 1) was added as preservative. The flow rate was adjusted to maintain a nearly constant degree of conversion. As a result of analyzing the effluent by HPLC, conversion of glucose (DP1) to time was obtained as shown in the following table.

Figure kpo00004
Figure kpo00004

반응이 완결한 후, 컬럼재료의 경도나 다른 물리적 성질에서 변화가 없었다.After the reaction was completed, there was no change in the hardness or other physical properties of the column material.

[실시예 9]Example 9

실시예 7의 방법을 사용하되, 실시예 2의 비가동화 아밀로글루코시다제 생성물 대신에 실시예 4에서 제조한 생성물을 사용하였더니 하기와 같은 결과가 얻어졌다.Using the method of Example 7, but using the product of Example 4 instead of the inactivated amyloglucosidase product of Example 2, the following results were obtained.

Figure kpo00005
Figure kpo00005

[실시예 10]Example 10

실시예 5의 방법에 따라 제조된 비가동화된 말토스화 알파-아밀라제(4g)를 45℃로 유지된, 피복된 컬럼내에 충전시키고 30%(w/v) 건조고체 및 방부제로서 아황산나트륨(0.2%)를 함유하는 시판용 텍스트린(CPS Snow Flake Maltodextrin 01913)의 하향-유동공급물을 가하였다. 공급물의 pH를 4.5로 조절하였고 유속을 매시간당 15ml로 조절하였다. 하기 표는 컬럼 유출액의 조성을 나타내고 : DP2는 주로 말토스 함유물을 표시한다.Inactivated maltosized alpha-amylase (4 g) prepared according to the method of Example 5 was charged into a coated column maintained at 45 ° C. and sodium sulfite (0.2%) as a 30% (w / v) dry solid and preservative. Down-flow feed of commercial textrin (CPS Snow Flake Maltodextrin 01913) containing%) was added. The pH of the feed was adjusted to 4.5 and the flow rate was adjusted to 15 ml per hour. The table below shows the composition of the column effluent: DP 2 mainly indicates the maltose content.

Figure kpo00006
Figure kpo00006

[실시예 11]Example 11

A. 55℃로 유지된 내부직경 15mm인 피복된 컬럼에 실시예 2의 방법으로 제조한 비가동화 아밀로글루코시다제(12g)을 충전했다. 더마밀(THRMAMYL)

Figure kpo00007
160(노보 인더스트리 에이/에스, 덴마크)를 사용하여 전분을 액화시켜 제조하고, 하기 조성을 갖는 덱스트린 건조물 함유율을 기준으로 31%(w/v)의 하향유동 공급물을 컬럼에 가하였다.A. A immobilized amyloglucosidase (12 g) prepared by the method of Example 2 was charged to a coated column having an internal diameter of 15 mm maintained at 55 ° C. Dermamil (THRMAMYL)
Figure kpo00007
Prepared by liquefying starch using 160 (Novo Industries A / S, Denmark), a 31% (w / v) downflow feed was added to the column based on the content of dextrin dry matter having the following composition.

Figure kpo00008
Figure kpo00008

이 공급물을 방부제로서 아황산나트륨(0.2% w/v)을 함유하며, 4.5의 pH를 가졌다. 유동을 조절하여 일정한 전화도(% DP1에 의하여)를 유지했다. 유출액을 HPLC에 의해서 분석하였더니 하기와 같은 결과가 얻어졌다.This feed contained sodium sulfite (0.2% w / v) as preservative and had a pH of 4.5. Flow was adjusted to maintain a constant conversion (by% DP1). Analysis of the effluent by HPLC gave the following results.

Figure kpo00009
Figure kpo00009

B. (A)에서 상술한 방법에 따라 제조하고 하기의 조성을 갖는 덱스트린 기질, 즉B. Dextrin substrates prepared according to the method described above in (A) and having the composition

Figure kpo00010
Figure kpo00010

를 pH5.0 및 50℃에서 0.01%(전고형분 기준으로) 말토스화-알파 아밀라제(푼가밀 1600, 노보 인더스트리 에이/에스)로 2시간 동안 처리하였다. 처리 후에 기질은 하기와 같은 조성을 가졌다.Was treated for 2 hours with 0.01% (based on total solids) maltosized-alpha amylase (Fungamil 1600, Novo Industries A / S) at pH5.0 and 50 ° C. After treatment, the substrate had the following composition.

Figure kpo00011
Figure kpo00011

55℃로 유지된 내부직경이 15mm인 피복된 컬럼 2개에 각각 비가동화 아밀로글루코시다제(10g), 실시예 2에 의해 제조)를 충전하였다.Two coated columns of 15 mm internal diameter maintained at 55 ° C. were charged with unimmobilized amyloglucosidase (10 g), prepared by Example 2, respectively.

상술한 바와 같이 제조한 두 형태의 덱스트린 30%(w/v)으로 구성되며, 여기에 소르빈산 칼륨 0.2%(w/v)를 가하고 pH를 4.5로 조절한 하향 유동 공급물을 컬럼에 가하였더니 하기와 같은 결과가 얻어졌다.Composed of 30% (w / v) of two forms of dextrin prepared as described above, 0.2% (w / v) of potassium sorbate was added thereto and a downward flow feed with a pH of 4.5 was added to the column. The same result was obtained.

Figure kpo00012
Figure kpo00012

[실시예 12]Example 12

실시예 2의 방법에 따라 제조한 비가동화 아밀로글루코시다제의 부분(10g)을 상이한 농도의 아황산 나트륨을 함유하는 100ml의 용액에 침지했다. 용액의 pH를 초산을 가하여 4.5로 조절했다. 주위 온도에서 2시간 침지 후, 효소샘플(Sample)을 탈이온수로 세정하고, 내부직경이 15mm이고 55℃로 유지된 피복된 컬럼에 충전시켰다. 실시예 11A의 방법에 따라 제조한 덱스트린(30%(w/v))으로 구성되며, 여기에 소르빈산 칼륨(0.2%(w/v))를 가하고 pH를 4.5로 조절한 하향 유동공급물을 컬럼에 가하였다.Portions (10 g) of unmobilized amyloglucosidase prepared according to the method of Example 2 were immersed in 100 ml of solution containing different concentrations of sodium sulfite. The pH of the solution was adjusted to 4.5 by adding acetic acid. After 2 hours immersion at ambient temperature, the enzyme sample was washed with deionized water and charged into a coated column maintained at 55 ° C. with an internal diameter of 15 mm. Dextrin (30% (w / v)) prepared according to the method of Example 11A, to which potassium sorbate (0.2% (w / v)) was added and the pH of the downflow feed was adjusted to 4.5 Was added.

각 컬럼의 유속을 조절함으로서 얻어진 유출액의 최대 DX- 값은 하기와 같다.The maximum DX-value of the effluent obtained by adjusting the flow rate of each column is as follows.

Figure kpo00013
Figure kpo00013

[실시예 13]Example 13

실시예 10의 비가동화 푼가밀 컬럼으로부터 수집한 고말토스(D.E. 약 42) 유출액을 실시예 6의 비가동화 아밀로글루코시다제 컬럼에 대한 공급물로서 사용하였다. 유속을 조절(매시간당 73ml로) 하여 하기 조성의 고전화율(D. E. 약 65) 시럽을 갖는 유출액을 얻었다.A high maltose (D.E. about 42) effluent collected from the unimmobilized Fungal Mill column of Example 10 was used as feed to the unmobilized amyloglucosidase column of Example 6. The flow rate was adjusted (to 73 ml per hour) to obtain an effluent with a high rate of solidification (D. E. about 65) syrup of the following composition.

Figure kpo00014
Figure kpo00014

실시예 14Example 14

55℃에 유지시킨 내부직경이 25mm인 피복된 컬럼에 실시예 3에 따라 제조한 비가동화 아밀로글루코시다제 생성물(20g)을 넣었다.The immobilized amyloglucosidase product (20 g) prepared according to Example 3 was placed in a coated column having an internal diameter of 25 mm held at 55 ° C.

프로토스-글루코스 분별로부터 얻은 모액(또는 라피네이트)으로 구성되고 하기 조성을 가지며 pH를 4.5로 조절한 상향유동 기질 공급물을 25%(w/v)의 농도에서 시간당 250ml의 유속으로 컬럼에 가했다.An upflow substrate feed consisting of a mother liquor (or raffinate) obtained from Protos-glucose fractionation and having the following composition and adjusted to pH 4.5 was added to the column at a flow rate of 250 ml per hour at a concentration of 25% (w / v).

Figure kpo00015
Figure kpo00015

HPLC에 의하여 결정된 유출액의 조성은 다음과 같았다.The composition of the effluent determined by HPLC was as follows.

Figure kpo00016
Figure kpo00016

Claims (1)

본문에 상술한 바와 같이, 미립자형태의 불용화 당화효소 생성물의 제법에 있어서, 상기 당화효소가 아밀로글루코시다제 및 말토스화 알파-아밀라제로 구성되는 그룹으로부터 선택된 것이며, 상기 방법은 주로 침전된 카제인으로 구성되는 담체입자를, 단백질층 중의 당화효소가 글루타르알데히드에 의하여 계란알부멘과 함께 가교되어 있는 단백질층 중의 당화효소가 글루타르알데히드에 의하여 계란알부멘과 함께 가교되어 있는 단백질층으로 실질적으로 피복시킴을 특징으로하는 불용화 당화효소 생성물의 제법.As detailed herein, in the preparation of insoluble glycosylase products in particulate form, the glycosylase is selected from the group consisting of amyloglucosidase and maltose alpha-amylase, the method being predominantly precipitated. The carrier particle composed of casein is substantially a protein layer in which the glycosylated enzyme in the protein layer is crosslinked with the egg albumen by glutaraldehyde with the egg albumen by glutaraldehyde. Preparation of insoluble glycosylase products characterized by coating with.
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