Enzymatic Synthesis of Fructose-based Sugar Fatty Acid Ester Using Methyl Fructoside

메틸프룩토시드를 이용한 과당계열 당 지방산 에스테르의 효소적 합성

Enzymatic synthesis of fructose-based sugar fatty acid esters, such as methyl fructoside oleic acid mono and diester, was investigated using methyl fructoside as a sugar starting material. For the production of methyl fructoside fatty acid monoester by solvent process, 2-methyl 2-propanol was found to be a god reaction medium resulting a higher yield and productivity due to its high sugar solubility. The yield and productivity of methyl fructoside oleic acid monoester were 70% and 12.6g/L-hr, respectively, when molar ratio of methyl fructoside, initial concentration of methyl fructoside, enzyme(Novozym 435) content, and reaction temperature were 3:1, 200g/L, 1%(w/v), and $60^{\circ}C$, respectively. Methyl fructoside oleic acid diester was prepared by lipase-catalyzed diacylation of methyl fructoside and oleic acid in the solvent-free process. Maximum yield of 98% and productivity of 140g/L-hr were achieved when molar ratio(methyl fructoside and oleic acid) of 1:2 enzyme content of 10%(w/v) and reaction temperature of $70^{\circ}C$ were applied for the operating conditions under a reduced pressure of 20∼200 mmHg.

과당계열 배당체인 메틸프룩토시드를 반응출발문질로하여 과당계열 당 지방산 에스테르인 메틸프룩토시드 올레산 모노 및 디에스테르를 효소적 용매 및 무용매공정에 의하여 합성하였다. 용매공정으로부터 머틸프룩토시드 올레산 모노에스테르를 합성한 결과, 최적 상용용매로는 2-메틸-2-프로관올이 우수하게 나타났으며 매틸프룩토시드의 용해도는 $60^{\circ}C$애서 400g/L이상에 상당하였다. 최적반응조건을 검토한 결과, 에틸프룩토시드 올레산의 최적올비 3.1, 에틸프룩토시드의 최적 초기농도 200g/L, Novozym 435의 최적 촉매함량 1%(w!v), 반응온도 $60^{\circ}C$에서 반응시간 8시간만에 70%의 평 형 젠화율애 도달하였으며 12.6g/L-hr의 생산성으로 매렐프룩토시드 올레산 모노에스테프 블 생싼할 수 았었다. 그리고, 무용매공정에서 메틸프룩토시드 올레산 디에스터르를 합생한 결과, 메틸프룩토시드와 올레산의 최적돌에 l.2, Novozym 435의 최적 촉매함령, 10%(w/w), 반응온도 $70^{\circ}C$, 진공도 20 - 200mmHg 에서 반응시간 10시간만에 95%이상의 전화율로 140g;L-hr의 생산성으로 메틸프룩토시드 올레산 디에스테르를 생산할 수 있었다.