키토산올리고당 생산을 위한 다단계 첨가방법

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키토산 올리고당을 보다 효율적으로 생산하고자 효소와 기질간의 특성을 조사한 다음, 이를 바탕으로 기질을 단계별로 첨가하여 생산 효율을 높일 수 있었다. 본 실험에 사용된 효소의 안정성을 조사한 결과 pH 5.0에서 6일 후에도 약 90% 이상의 효소활성을 유지하였다. 기질이 초기 농도에 따른 겉보기 수율은 0.5~2% 키토산 용액은 약 90% 이상이었으며, 그이상의 농도일 경우 감소하였다. 그래서, 수율을 증가시키기 위해 초기 반응 속도 및 겉보기 수율이 높은 기실 농도에 기질을 단계 별로 첨가한 결과, 분해 반응에 있어 겉보기 수율은 64.6%에서 83.2%로 증가하였고, 이에 따라 키토산 올리고당의 생산량은 10.52 mg/mL에서 12.26 mg/mL로 증가하였다. TLC분석 결과 Batch type과 기질을 단계별로 첨가하였을 경우의 올리고당 조성은 주로 3-5당이었다. 키토산 올리고당 생산을 위한 최적의 반응 조건은 pH 5.0, 40$^{circ}C$에서 초기 반응 속도 및 수율이 높은 기질 농도인 2% 키토산 용액에 기질을 3시간마다 첨가할 때였다. 반응 시간에 따른 기질의 양과 효소를 보다 더 최적화하여 키토산 올리고당의 최종 농도와 겉보기 수율을 증가시킬 수 있었다.

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Optimization of the chitosanoligosaccharide production was studied with chitosanase. The optimum conditions for the enzymic reaction have been determined. Enzyme stability was maintained above 90% after 6 days at pH 5.0. The optimum initial reaction rate was appeared in 1.0% of chitosan solution. The production yield of chitosanoligosaccharides was over at 0.4%~2.0% of chitosan. At 4.0% of chitosan solution, however, the production yield was decreased to 64.6%. To increase the yield, stepwise addition of substrate into the reactor was investigated. In this case, the yield was increased from 64.6% to 83.2% and the final concentrations of chitosanoligosaccharide was 12.26 mg/mL. By TLC analysis, most of the chitosanoligosaccharides produced were 3-5 mers.

키워드

chitosanoligosaccharide production yield stepwise addition

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