새로운 endo-inulinase를 이용한 치커리 추출물로부터 Inulo올리고당의 생산

Production of Inulo-oligosaccharides from Chicory(Cichorium intybus, L.) with Endo-inulinase from Arthrobacter sp.537

치커리 추출액으로부터 올리고당을 생산하기 위하여 산과 효소에 의한 가수분해를 실시하였다. 이온교환수지를 통과한 당용액을 가수분해 시킨 결과 중합도 $3{\sim}5$인 올리고당의 함량은 $55^{\circ}C$에서는 가수분해 12분에, $65^{\circ}C$에서는 6분에 총당의 26%내외에 도달한 후 30분까지 거의 변하지 않았다. 30분 처리로 fructose, glucose 및 sucrose는 $55^{\circ}C$에서는 총당의 24.6%을 $65^{\circ}C$에서는 50.3%로 증가하고, 중합도 6 이상의 당은 총당의 49.5%, 23.0%로 각각 감소하여 산가수분해는 당중합도에 비선택적인 것으로 나타나 올리고당 생산방법으로는 부적합하였다. Athrobactor sp. S37의 정제 endo-inulinase를 사용하여 치커리 추출액을 $40^{\circ}C$에서 가수분해한 결과 18시간 가수분해물의 당조성은 inulobiose(F2)를 포함한 중합도 $3{\sim}5$의 올리고당이 총당의 66.1%, 중합도 6 이상이 23.0%, fructose, glucose 및 sucrose가 10.9%이었다. 가수분해전 fructose, glucose 및 sucrose 함량이 9.6%인 것을 감안하면 본 효소에 의한 가수분해는 고중합도의 당이 올리고당으로 선택적으로 전환되는 것으로 나타났다. 가수분해에 사용되는 조효소와 정제효소의 차이를 알아보기 위하여 중합도 $1{\sim}2$의 당들을 제거한 치커리당액을 각각 두 효소로 가수분해하였다. 정제 효소로 가수분해한 것과는 달리 조효소에 의한 18시간과 44시간 가수분해물에서는 fructose, F2 및 GF2가 검출되었으며 또한 F4의 생성이 가수분해 초기($2{\sim}8$시간)에서 훨씬 빨랐다. 두 효소의 44시간 가수분해물은 총당의 72%가 올리고당이었으며 올리고당의 주요 구성당은 F2, F3, F4의 inulo올리고당으로 총당의 $51.3{\sim}64.35$를 차지하였다. 따라서 endo-inulinase에 의한 가수분해는 효과적인 올리고당 생산방법으로 판단된다.

For the effective production of functional oligosaccharides(DP 3-5) from inulin in chicory extracts, the acid hydrolysis and enzymatic endo-inulinase reaction were compared. Acid hydrolysis was unfavorable ; the content of oligosacharides in total sugar increased to 26.0% for 12 min at $55^{\circ}C$ and 24.6% at 6 min at $65^{\circ}C$ and showed little change for 30 min. The content of high DP(DP 6) decreased from 83.5 to 49.5% and 23.0% for 30 min, repectively. Glucose, fructose and sucrose increased to 24.6% and 50.3%, respectively. Hydrolysis of chicory extracts with purified endo-inulinase from Arthrobacter sp. S37 was carried out at $40^{\circ}C$ and pH 7.5 for 44 hrs. The content of high DP($DP{\geq}6$) in total sugar decreased from 83.5 to 23.0% and that of inulobiose(F2) and DP 3-5 increased to 66.1%. Glucose, fructose and sucrose were not produced. The hydrolysis of chicory extracts without DP 1 and DP 2 with crude or with purified enzyme were also carried out. In contrast to the hydrolysate of crude enzyme, that of purified endo-inulinase did not contain glucose, fructose, sucrose, F2 and 1-kestose(GF2). The content of oligosaccharides in the hydrolysate of the purified endo-inulinase were 79.2%, composed mainly of inulotriose(F3), inulotetraose(F4) and inulopentaose(F5), which shows that the enzymatic hydrolysis using purified endo-inulinase from Arthrobacter sp. S37 is the best method for oligosaccharides production from inulin in chicory extracts.