볏짚을 이용한 Glucose Isomerase 생산에 관한 연구

Studies on the Utilization of Straw for Production of Glucose Isomerase

독보리짚을 NaOH로 처리하여 헤미셀로오즈 부분을 추출하여 이것을 Streptomyces flavogriseus에 의한 글루코오스 이성질화효소를 생성하는데 사용하였다. 짚을 1%~24%의 NaOH를 처리함으로써 천연 헤미셀룰로오즈를 농도 25%까지 얻을 수 있었고 헤미셀룰로오즈 수율은 NaOH농도를 4%까지 증가시킬 때까지는 비례적으로 증가하였다. 그러나 증가율은 NaOH 농도가 더 증가하면 낮았다. 독보리짚에서 헤미셀룰로오즈를 추출하는 최적조건은 짚을 4% NaOH로 9$0^{\circ}C$에서 3시간 처리하거나 3$0^{\circ}C$에서 24시간 처리하여 균체를 2% 짚-헤디미셀룰로즈에서 3$0^{\circ}C$, 2일간 키웠을 때, 글루코오스 이성질화 효소활성도(3.04 units/ml 배양액)가 최고값에 달하였다. 또한 균체를 xylan, xylose 또는 짚의 황산가수분해물에 키웠을 때 글루코오스 이성질화 효소를 상당한 량을 생성되었다. 헤미셀룰르오즈를 추출해내고 남은 짚 찌꺼기는 동물 사료로 사용할 수 있는데, 이는 젖을 갖 뗀 초원 들쥐에 그 찌꺼기를 사료로 주었을 때, 처리하지 않은 짚을 준 경우보다 75%나 더 높은 소화가 능도를 나타내며 사료로서의 효율은 20%가 더 높은 것으로 나타났음으로 알 수 있었다.

The hemicellulose fraction of ryegrass straw was extracted with NaOH and used for production of glucose isomerase by Streptomyces flavogriseus. Up to 25％ crude hemicellulose (20％ as pentosan) could he obtained by treating straw with 1 to 24％ NaOH. The yield of hemicellulose was increased proportionately with increasing NaOH concentration up to 4％, but the rate of increase was slowed thereafter. The optimum condition for hemicellulose extraction from ryegrass straw was to treat straw with 4％ NaOH for 3hrs at 9$0^{\circ}C$ or 24hrs at 3$0^{\circ}C$. Highest level of glucose isomerase activity (3.04 units/ml culture) was obtained when the organism was grown for 2 days at 3$0^{\circ}C$ on 2％ straw hemicellulose. The organism also produced a good quantity of glucose isomerase on xylan, xylose or H$_2$SO$_4$-hydrolysate of straw. The hemicellulose-extracted straw residue could be used as animal feed, because the residue had 75％ higher digestibility and 20％ better feed efficiency for weanling meadow voles than the untreated straw.