Modification of Starch using Dextransucrase and Characterization of the Modified Starch.

덱스트란수크라제를 이용한 전분의 변형 및 특성 조사

Many enzymes catalyze a primary reaction and/or secondary reaction. Dextransucrase usually synthesize dextran from sucrose as a primary reaction. The secondary reaction of dextransucrase is the transfer of glucose from sucrose to carbohydrate accepters. We have reacted dextransucrase from Leuconostoc mesenteroides B-742CB with sucrose and starches; granule or gelatinized starches, and Small or Potato starches. The yield of modified starch was ranged from 46% to 72%(s.d.<${pm}$5%) of theoretical depends on various reaction conditions. Modified products were more resistant against the hydrolysis of ${alpha}$-amylase, isoamylase, pullulanase and endo-dextranase than those of native starch. Based on the reactions from enzyme hydrolysis and methylation followed by acid hydrolysis modification of granule starch was more efficient than the modification of gelatinized starch. After modification of granule starch with dextransucrase, there produced a soluble modified starch. After modification the starch granules were fractionated to small size. The positions of glucose substitution of the modified products were determined by methylation followed by acid hydrolysis and analyzed by TLC. The products were modified by the addition of glucose to the position of C3, C4 and C6 free hydroxyl group of glucose residues in the starch.

덱스트란수크라제는 sucrose를 이용하여 덱스트란의 합성을 촉진하는데 sucrose이외에 다른 탄수화물이 효소 반응기 중에 존재하는 경우에는 sucrose의 glucose기를 이 탄수화물에 전달하는 반응을 촉진하여 새로운 구조의 산물을 생산한다. Leuconostoc mesenteroides B-742CB로 부터 얻은 덱스트란수크라제를 이용하여 입자 전분과 호화 전분에 sucrose의 glucose를 수식함으로써 변형을 시도하였다. 사용한 전분의 종류(Small starch 또는 Potato starch)에 따라 그리고 전분의 상태(입자 혹은 호화된 상태)에 따라 이론적 수율의 46-72%(s.d.<${pm}$5)를 얻었다. 변형 전분을 ${alpha}$-amylase, isoamylase, pullulanase 그리고 endo-dextranase로 처리하여 변형 전의 전분과 가수분해 상태를 비교한 결과 변형전의 산물에 비해 이들 가수분해효소에 대해 저항성을 보였다. 변형에서 얻어진 산물들의 methylation결과 입자 전분을 이용한 변형 반응의 산물의 변형 정도가 더 컸으며, 변형입자를 SEM으로 관찰하면 불규칙한 크기의 작은 조각의 산물을 확인할 수 있었다. 변형 반응으로 sucrose의 glucose가 전분 glucose의 C3, C4, 그리고 C6 위치의 free-OH group에 수식된 새로운 구조의 변형 산물을 생산하였고 이는 iodine에 의한 염색 정도를 크게 감소시켰으며 용해성을 증가시켰다.