• 한국미생물·생명공학회지
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• 제22권3호
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• pp.252-258
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• 1994

Transglycosylation of stevioside in the attrition coupled heterogeneous reaction system using raw starch as a glycosyl donor has significant advantages over conventional reaction systems using liquefied starch as a donor. The transglycosylation of stevioside under the presence of organic solvent showed that transglycosylation reaction occurs via two steps ; initially from raw starch to cyclodextrin(CD), and then followed by transglycosylation of produced CD. Comparison of the transglycosylation efficiency of c$\alpha $-, $\beta $, $\gamma $-CDs indicated that $\alpha $-, $\beta $-CD are mainly utilized as a glycosyl donor for following reaction. The reaction mechanism of transglycosylation between stevioside and CD proceeded according to random sequential bireactant mechanism. The equilibrium constant of transglycosylation reaction of cyclodextrin glucanotransferase wase also evaluated. The structure of transglycosylated stevioside was confirmed by TLC, and it was found that glycosyl group(G$_{1}, $ ~ G$_{4}$-glycosidic bond.

• KSBB Journal
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• 제9권2호
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• pp.108-114
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• 1994

분쇄마찰매치 함유 불균일상 효소반응계에서 생전분을 당공여체로 한 stevioside의 당전이 반응의 kinetics에 관한 연구를 수행하였다. 생전분으로부터 CD를 생서하는 과정과 생성된 CD와 stevioside가 random sequenrial bireactant ,echanism으로 반응하여 당전이 equation을 유도하였다. 또한 유도된 반응식의 각종 kinetic constants을 평가하였다. 유도된 반응식을 Runge-Kutta integration법으로 계산하였으며, 계산 결과를 실험치와 비교하여 유도식의 효용성을 검토하였다. 유도된 kinetic equations는 당공여체인 생전분의 농도, stevioside의 농도, 그리고 중간산물인 CD의 농도 변화를 비교적 정획히 표시할 수 있었으며, 고효율 당전이 효소반응기 개발에 활용될 것이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제21권5호
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• pp.461-467
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• 1993

Transglycosylation reaction of cyclodextrin glucanotransferase (CGTase) was analyzed in the attrition coupled heterogeneous reaction system using raw starch as a donor` and mono-, di-saccharide, and glycoside as acceptors. For transglycosylation reaction of stevioside, the transglycosylation rate was similar and the transglycosylation yield was increased compare with conventional process using liquefied starch as the donor. Also the accumulation of maltooligosaccharides in reaction mixture was minimized.

• 식품산업과 영양
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• 제2권1호
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• pp.31-41
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• 1997

Stevioside 는 남미 파라과이 원산의 국화와 식물인 Ste-via rebaudiana Bertoni 유래의 천연대체감미료서 식품, 의약품, 주류 산업에 널리 활용되고 있다. 이와 같은 stevio-side 의 구조와 특성, 제조방법, 그리고 사용현황 등을 기술하였으며, 당전이 stevioside의 종류 제조방법을 정리하였다. 본 연구실에서 개발한 생전분을 당공여체로 히용하는 분쇄마찰매체 효소반응계와 팽윤 extrusion 전분을 당공여체로 이용하는 불균일상 효소반응계에서의 stevioside 당전이반응의 특성과 산업적 활용 가능성을 검토하였다. 상기 두 종류의 불균일상 효소반응계는 높은 수율, 반응속도, 낮은 maltooligo 당의 축적, 용이한 당전이 stevioside 의 분리정제 등 기존의 액화 전분을 당공여체로 이용하는 반응계에 비하여 많은 장점이 예상되는 산업적 활용 가능성이 높고 고효율 반응계임을 알 수 있었다. 끝으로 stevioside 감미료의 장래 전망에 관하여 예측하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제14권6호
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• pp.461-466
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• 1986

본 연구에서는 CGTase 생산성이 높은 균주인 Bacillus sp.를 자연계에서 분리하였고 이 균주의 특성, 분비효소의 특성, 효의 생산조건 및 효소이용 가능성에 대한 기초연구를 실시하였다. 분리균주는 운동성이 있는 내성포자형성 간균이었고 분비효소의 최적작용조건은 pH 6.0, 45$^{\circ}C$이며 pH 6-10 범위에서 안정하였다. 효소생산조건은 탄소원으로 corn starch 1%, 질소원으로서 corn steep liquor 5%, urea 0.1%, ammonium sulfate 0.25%를 동시에 첨가하는 것이 가장 양호하였으며 본 생산균을 30$\ell$ jar fermentor로 3$0^{\circ}C$, 200rpm, 0.6vvm에서 60시간 정도 배양하였을 때 최대의 효소 생산력을 나타내었다. 또한 본 효소를 이용하여 stevioside를 acceptor로 하고 전분가수분해물을 donor로 하여 당전이반응을 실시한 결과 상당한 전이효과가 나타났으므로 기타 전이제품 및 cyclodextrin 생산에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제32권1호
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• pp.29-36
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• 2004

토양으로부터 CGTase를 생산하는 새로운 호열성 세균을 분리하였으며, 형태 및 생리적 특성과 16S ribosomal DNA의 염기서열을 분석한 결과 Geobacillus thermosacchalytycus 로 동정하였다. 호열성 G. thermosacchalytycus가 분비하는 CGTase를 한외여과, 소수성 Phenyl Sephadex CL-4B 클로마토그래피 , 그리고 gel filtration의 순서로 분리 정제하여 정제도 28.2배, 정제수율 12.2%, 그리고 specific activity가 4952.5 units/mg인 CGTase를 얻을 수 있었다. 정제된 CGTase의 분자량은 69,000 dalton이었고, terminal amino sequence는 Asn-Leu-Asn-Lys-Val-Asn-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Val-Tyr-Gln-Ile이었다. 최적 pH 및 온도는 각각 pH 6와$ 50^{\circ}C$였고, pH 6-8과 $60^{\circ}C$에서 장기간 보존할 수 있는 중성 pH의 내열성 효소임을 알 수 있었다. 내열성 CCTase의 cyclization과 coupling 반응의 특정을 검토한 결과 G. thermosacchalytycus가 생산하는 내열성 효소는 $\alpha$-type CGTase이었고, cyclization 반응보다는 coupling반응에 적합한 당전이성이 높은 효소임을 알 수 있었다. 당전이 반응에서 기질 특이성을 검토한 결과 당공여체로는 가용성 전분 그리고 당수용체로는 배당체인 stevioside에 대해 높은 기질 특이성을 보였다. 당전이 반응은 당수용체와 당공여체가 효소와 무작위로 결합하여 진행되는 random ternary complex mechanism으로 반응이 수행되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제9권1호
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• pp.1-8
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• 1999

Most carbohydrates exist in nature in an insoluble state, which reduces their susceptibility towards various carbohydrases. Accordingly, they require intensive pretreatment for structural modification to enhance an enzyme reaction. The direct conversion of insoluble carbohydrates has distinct advantages for special types of reaction, especially exo-type carbohydrase; however, its application is limited due to structural constraints. This paper introduces two novel heterogeneous enzyme reaction systems for direct conversion of insoluble carbohydrates; one is an attrition coupled enzyme reaction system containing attrition-milling media for enhancing the enzyme reaction, and the other is a heterogeneous enzyme reaction system using extruded starch as an insoluble substrate. The direct conversion of typically insoluble carbohydrates, including cellulose, starch, and chitin with their corresponding carbohydrases, including cellulase, amylase, chitinase, and cyclodextrin glucanotransferase, was carried out using two proposed enzyme reaction systems. The conceptual features of the systems, their reaction characteristics and mechanism, and the industrial applications of the various carbohydrates are analyzed in this review.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제17권4호
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• pp.370-378
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• 1989

토양으로부터 역가높은 CGTase를 분비하는 호알칼리성 미생물을 분리하였으며, 동정 결과 Bacillus circulans로 판정되었다. 배양액 중의 CGTase를 ammonium sulfate 침전, DEAE-Sephadex 그리고 Sephadex G-100 column chromatography로 분리, 정제하여 단일 단백질 band를 얻었다. 정제된 CGTase의 분자량은 약 93,000, 최적 pH와 온도는 6.0, $50^{\circ}C$였으며, pH와 온도안정성은 5.5-11, $65^{\circ}C$까지였다. Soluble starch를 기질로 할 때의 $V_{max}$ 와 $K_{m}$ 값은 각각 0.16$\mu$mole $\beta$-CD/min, 14.3mg soluble starch/mi이였고 24시간 반응액의 $\alpha$-：$\beta$-:${\gamma}$-CD 의 생성비율은 1：8.1：1.9로서 $\beta$-CD를 우선적으로 합성하였다. 기질로 glucose와 maltose를 사용하였을 때 CD합성작용이 없었으며, sweet potato 그리고 cornstarch를 사용하였을 때 가장 높은 CD합성작용을 보였다. 어느 수준 이상의 과다한 CGTase 첨가경우에는 $\alpha$-CD생성이 급격히 증가하였다. 또한 정제된 CGTase는 stevioside에로의 당전이성을 갖고 있었다.