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전분을 기질로 한 2종류의 환상4당 생성계의 발견

전문가 제언: ○ 1891년 Villiers가 처음으로 셀룰로신(cellulosine)이라고 명명하였던 현재의 사이클로덱스트린은 Schardinger에 의해 자연에서 발생하는 α-, β-, γ-사이클로덱스트린이 동정되었다. 그 후 1935년까지 이 분야에서 독보적인 연구자였던 독일의 Pringsham은 사이클로덱스트린이 여러 다른 화합물과 안정한 수성 복합체를 형성한다는 것을 증명하였다. 1970년대 중반에 이르러 비로소 각 자연산 사이클로덱스트린의 구조와 화학적인 특성들이 밝혀졌다. 그러나 Bacillus macerans에서 생산되는 CGTase가 Tilden 등에 의해 처음으로(1939년) 발견되면서 이 효소에 의해 자연에서만 얻을 수 있었던 사이클로덱스트린들을 공업적으로 생산할 수 있게 되었다.

○ 2002년 Hayashibara연구소가 전분으로부터 직접 환상 니게로실니게로스(CNN)를 대량 생산하는 기술을 개발한 데 이어 2005년에는 여러 미생물을 채취하여 이들이 생산하는 효소에 의해 생성하는 올리고당 중에 CNN과는 다른 새로운 환상4당인 환상 말토실말토오스(CMM)를 발견하여 생산기술을 개발하였다고 발표하였다. 이것은 감미가 낮고 수용성이며 내열, 내산성이 우수하기 때문에 안정성이 높고 이 물질의 함수결정은 비흡습성을 나타낸다. 현재 이들은 제약, 식품, 화장품공업 등에서 널리 용도가 개발되면서 이에 대한 연구가 일본과 구미를 중심으로 활발히 진행되고 있다.

○ 이러한 환상 올리고당들은 용도에 따라 중합도의 조절이 가능하지만 공업적 생산수준이 초기에 불과하기 때문에 앞으로 이에 대한 응용연구는 그 분야가 매우 넓어질 것으로 예측된다. 또한 용도에 따라서는 전분과 같은 homopolysaccharides뿐만 아니라 heteropolysaccharides로부터의 환상 올리고당의 개발도 필요할 수 있으므로 이제 시작에 불과한 이 분야에 대한 연구에 대해 학계를 비롯한 국내 연구진에서도 적극적인 개발을 추진하는 것이 바람직할 것이다. 또한 최근의 자료에는 식물조직배양체에서 뿌리 형성을 촉진한다는 보고도 있는 만큼 특히 우리나라를 비롯한 동양의학에서 유용한 허브나 한약제의 대량 생산을 위한 이들의 응용연구에 대해서도 실용화연구를 추진해야 할 것이다.

저자: Tomoyuki NISHIMOTO, Kazuyuki OKU, Kazuhisa MUKAI
자료유형: 학술정보