목차
Ⅰ. 개요
Ⅱ. 효소의 분류
1. 산화환원 효소(oxidoreductase)
2. 전이효소(transferase)
3. 가수분해효소(hydrolase)
4. 탈이효소(lyase)
5. 이성화효소(isomerase)
6. 합성효소(synthetase)
Ⅲ. 효소의 성질
1. 작용특이성
2. 기질 특이성
3. 입체특이성
4. 군 특이성
Ⅳ. 효소의 화학적 구성
Ⅴ. 효소의 활성화 요인
1. pH 효과
2. 온도의 영향
Ⅵ. 효소의 활용
1. 산업적으로 사용되는 효소
2. 단백질 분해효소
3. 지질 분해효소(lipase)
4. 글리코시딕(glycosidic) 결합 분해효소
1) 아밀라아제(amylase)
2) 셀룰라아제(cellulase)
3) 헤미셀룰라아제(hemicellulase)
5. 효소의 의학적 응용
Ⅶ. 고정화 효소
1. 고정화 효소의 장점
2. 고정화 효소의 단점
3. 고정화 효소의 식품 가공에서 이용분야
참고문헌
Ⅱ. 효소의 분류
1. 산화환원 효소(oxidoreductase)
2. 전이효소(transferase)
3. 가수분해효소(hydrolase)
4. 탈이효소(lyase)
5. 이성화효소(isomerase)
6. 합성효소(synthetase)
Ⅲ. 효소의 성질
1. 작용특이성
2. 기질 특이성
3. 입체특이성
4. 군 특이성
Ⅳ. 효소의 화학적 구성
Ⅴ. 효소의 활성화 요인
1. pH 효과
2. 온도의 영향
Ⅵ. 효소의 활용
1. 산업적으로 사용되는 효소
2. 단백질 분해효소
3. 지질 분해효소(lipase)
4. 글리코시딕(glycosidic) 결합 분해효소
1) 아밀라아제(amylase)
2) 셀룰라아제(cellulase)
3) 헤미셀룰라아제(hemicellulase)
5. 효소의 의학적 응용
Ⅶ. 고정화 효소
1. 고정화 효소의 장점
2. 고정화 효소의 단점
3. 고정화 효소의 식품 가공에서 이용분야
참고문헌
본문내용
소는 물이 많은 환경에서 물에 녹아 있는 효소보다 불활성화에 대하여 더 안정하다. 어떤 산업공정에서는 고정화효소를 수개월에 걸쳐 여러 번 재이용하기도 한다.
2. 고정화 효소의 단점
불용성 기질에는 작용할 수 없다. 중합된 기질에는 매우 낮은 효율을 갖는다는 것이다. 효소 고정구슬은 reactor column에서 자주 이용된다. 작은 구슬을 원통 안에 채우고, 원통바닥은 작을 구슬은 흐르지 못하게 하고 액체만 흐를 수 있도록 한다. 이것은 컬럼 크로마토그래피와 비슷한 방법이나 그 규모가 훨씬 크다. 옥수수시럽 같은 반응물을 반응기에 지나가게 하여 생성물로 전환시키는 것은 마치 용출 흐름과 비슷하다. 이러한 연속공정은 산업공정에서 확실히 장점을 가지고 있다. 효소를 고정화하기 위한 여러 가지 방법들이 보고되었다. 효소용액에서 폴리아크릴아미드아 메틸렌-이-아크릴아미드를 중합시키면 효소가 드 매트릭스에 걸려든다. 폴리아크릴아미드 매트릭스에서는 저분자기질을 효소에 접근시킬 수 있지만 효소는 그 자리에 남게 된다. 물론 이 방법은 효소가 폴리아크릴아미드 사슬의 중합반응 개시와 신장조건하에서 상당한 양이 불활성화되지 않을 경우에만 성공적이다. 다른 접근방법으로 효소를 스테인레스 철, 유리, 셀룰로오스와 같은 화학적으로 효소반응조건에서 거의 불활성인 강체나 결정의 표면에 흡착시키거나 화학적으로 결합시기는 방법이 있다.
기질과 생성물에 토과성인 물질로 만들어진 속이 빈 구체안에 효소가 싸여지게 된다. 효소를 불잡기 위한 방법을 개발하기 위하여 많은 노력이 기울여져 왔으며, 지금도 활발히 진행되고 있다. 산업적으로 중요y한 고정화 공정은 글루코오스 이성질화효소를 유리구슬에 화학적으로 짝짓는 것이다. 때때로 효소자체를 고정화시키지 않고 그 효소를 가지는 세포를 고정화시킨다. 세포전체를 고정화시키는 방법은 효소를 정제할 필요가 없기 때문에 비용이 적게 들고, 때때로 효소가 세포안에 남게 됨으로써 보호되기도 한다. 유전공학의 새로운 기술로 특정한 효소가 비정상적으로 고농도로 존재하는 세균이나 균세포의 생산을 가능하게 하고 있다.
3. 고정화 효소의 식품 가공에서 이용분야
미생물(Streptomyces sp, Bacillus coagulans)에서 얻은 glucose isomerase를 고과당 물엿(high fructose corn syrup)에 응용한 경우이다. 이 경우 효소를 DEAE-cellulose와 같은 불용성 담체에 결합시킨 다음, 연속 reactor에 물엿을 통과시킨다. 이 공정으로 얻은 제품은 75%의 고형분을 가지고 있고, glucose : fructose의 비율은 50 : 42가 되며, 높은 감미도, 발효성, 흡습성과 아울러 결정화가 덜 되고 점도가 낮으며 향미가 우수하다는 장점을 가지고 있다. 우유 및 유제품에서 lactase에 의해 lactose가 가수분해된다. 이때 lactase의 급원으로는 효모(Saccharomyces lactis, S. fragilis)와 곰팡이(Aspergillus oryzae, A. niger)가 이용되고 있으며, 이들 효소의 최적 pH, 최적온도 및 기타 조건은 다르다. 앞으로 고정화 효소의 응용성은 계속 증가될 것으로 예상된다.
참고문헌
김성덕 외 11명, 생명의 이해, 월드사이언스, 1998
김기태 외 6명, 효소영양학개론, 한림원, 2003
노봉수, 식품효소 공학, 신광출판사, 2005
안용근, 효소화학, 청문사, 2001
정동효, 효소학계론, 대광서림, 2000
장호남, 생물화학공학, 방한출판사, 1997
Biology 2e·Claude A, Villee 외 5명, Saunder college publishing, 2000
2. 고정화 효소의 단점
불용성 기질에는 작용할 수 없다. 중합된 기질에는 매우 낮은 효율을 갖는다는 것이다. 효소 고정구슬은 reactor column에서 자주 이용된다. 작은 구슬을 원통 안에 채우고, 원통바닥은 작을 구슬은 흐르지 못하게 하고 액체만 흐를 수 있도록 한다. 이것은 컬럼 크로마토그래피와 비슷한 방법이나 그 규모가 훨씬 크다. 옥수수시럽 같은 반응물을 반응기에 지나가게 하여 생성물로 전환시키는 것은 마치 용출 흐름과 비슷하다. 이러한 연속공정은 산업공정에서 확실히 장점을 가지고 있다. 효소를 고정화하기 위한 여러 가지 방법들이 보고되었다. 효소용액에서 폴리아크릴아미드아 메틸렌-이-아크릴아미드를 중합시키면 효소가 드 매트릭스에 걸려든다. 폴리아크릴아미드 매트릭스에서는 저분자기질을 효소에 접근시킬 수 있지만 효소는 그 자리에 남게 된다. 물론 이 방법은 효소가 폴리아크릴아미드 사슬의 중합반응 개시와 신장조건하에서 상당한 양이 불활성화되지 않을 경우에만 성공적이다. 다른 접근방법으로 효소를 스테인레스 철, 유리, 셀룰로오스와 같은 화학적으로 효소반응조건에서 거의 불활성인 강체나 결정의 표면에 흡착시키거나 화학적으로 결합시기는 방법이 있다.
기질과 생성물에 토과성인 물질로 만들어진 속이 빈 구체안에 효소가 싸여지게 된다. 효소를 불잡기 위한 방법을 개발하기 위하여 많은 노력이 기울여져 왔으며, 지금도 활발히 진행되고 있다. 산업적으로 중요y한 고정화 공정은 글루코오스 이성질화효소를 유리구슬에 화학적으로 짝짓는 것이다. 때때로 효소자체를 고정화시키지 않고 그 효소를 가지는 세포를 고정화시킨다. 세포전체를 고정화시키는 방법은 효소를 정제할 필요가 없기 때문에 비용이 적게 들고, 때때로 효소가 세포안에 남게 됨으로써 보호되기도 한다. 유전공학의 새로운 기술로 특정한 효소가 비정상적으로 고농도로 존재하는 세균이나 균세포의 생산을 가능하게 하고 있다.
3. 고정화 효소의 식품 가공에서 이용분야
미생물(Streptomyces sp, Bacillus coagulans)에서 얻은 glucose isomerase를 고과당 물엿(high fructose corn syrup)에 응용한 경우이다. 이 경우 효소를 DEAE-cellulose와 같은 불용성 담체에 결합시킨 다음, 연속 reactor에 물엿을 통과시킨다. 이 공정으로 얻은 제품은 75%의 고형분을 가지고 있고, glucose : fructose의 비율은 50 : 42가 되며, 높은 감미도, 발효성, 흡습성과 아울러 결정화가 덜 되고 점도가 낮으며 향미가 우수하다는 장점을 가지고 있다. 우유 및 유제품에서 lactase에 의해 lactose가 가수분해된다. 이때 lactase의 급원으로는 효모(Saccharomyces lactis, S. fragilis)와 곰팡이(Aspergillus oryzae, A. niger)가 이용되고 있으며, 이들 효소의 최적 pH, 최적온도 및 기타 조건은 다르다. 앞으로 고정화 효소의 응용성은 계속 증가될 것으로 예상된다.
참고문헌
김성덕 외 11명, 생명의 이해, 월드사이언스, 1998
김기태 외 6명, 효소영양학개론, 한림원, 2003
노봉수, 식품효소 공학, 신광출판사, 2005
안용근, 효소화학, 청문사, 2001
정동효, 효소학계론, 대광서림, 2000
장호남, 생물화학공학, 방한출판사, 1997
Biology 2e·Claude A, Villee 외 5명, Saunder college publishing, 2000
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