고정화 전화당 효소에 의한 메틸 프룩토시드의 합성

Enzymatic Synthesis of Meth.yl Fructoside by Immobilized Invertase

다공성 실리카표변에 폴리에틸렌이민과 글루타르 알데히드로 전화당 효소를 고정화시키고 자당과 에 탄올로부터 메틸 프룩토시드를 합성한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 다공성 설리카를 폴리에틸렌이 민으로 표면처리하여 얻어진 고정화 담체는 그 다공 성 구조와 표면화학적 특성이 효소의 고정화에 적합 하여 전화당 효소에 대한 고정화 함량 120mg/g, 활 성도 lOOD/mg을 얻어 배당체의 합성반응에서 필요 로 하는 고정화 촉매를 제조할 수 었었으며 고정화 담체 표변에 형성된 폴리에틸렌이민 피막은 효소 부근에 친수성 분위기를 유지하여 높은 효소활성을 나 타내었고 에틸 프룩토시드가 효소에 접근하여 가수 분해되는 반응을 억제하여 메틸 프룩토시드의 수율 과 농도를 크게 증가시켰다. 자당과 메탄올 수용액 으로부터 메틸 프룩토시드를 합성한 결과, 자당 농도 O.291mol/l , 메탄올 농도 30%(v/v), 반응온도 $25^{\circ}C$, pH 4.8, 효소활성도 2U/ml일 때 자당의 전화 율 91.2%, 에틸 프룩토사드 농도 27.0g/l , 그 평균 수율 55.9%을 얻었으며, 위의 연구결과로부터 고정화 효소에 의한 배당체의 합성반응이 연속생산공정 으로 연구개발 될 수 있을 것으로 기대된다.

Methyl fructoside was synthesized from sucrose and methanol using an immobilized invertase. The enzyme was covalently bound by glutaraldehyde on porous silica coated with polyethyleneimine to give loading capacity of 120mg of invertase per one gram of dry porous silica and effective activity of 100U per one milligram of bound invertase. Polyethyleneimine coating imparted a hydrophillic character, good activity retention and high loading capacity to the surface of porous silica as well as hydrophillic microenviroment in the vicinity of bound invertase. The immobilized enzyme was formed into an alginate-enclosed silica bead to have enough activity for methyl fructoside synthesis from aqueous methanol-sucrose solution. Using the alginate-enclosed biocatalyst the yield of methyl fructoside was obtained as high as 55.9% from aqueous 30% (v/v) methanol and 0.291mo1/l sucrose with 2U/ml activity at $25^{\circ}C$, pH 4.8.