미생물의 책 34 전분의 분해는 중요한 공업 프로세스

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34. 전분을 분해하는 효소

전분은 글루코스라고 불리는 당이 다수 연결된 다당이다. 전분은 아밀레이스(amylase)라고 불리는 효소에 의해 분해되는데, 값싼 전분을 분해에 의해 이용가치가 높은 당을 얻을 수 있기 때문에 전분의 분해는 중요한 공업 프로세스가 되고 있다.

전분은 온수에 잘 녹는데, 냉수에는 거의 녹지 않는다. 녹말가루는 물에도 거의 용해되지 않고 용기의 바닥에 침전되는데 프라이팬에 뜨거워진 식재에 투입하면 금새 용해하여 걸쭉하게 된다. 그렇기 때문에 전분을 공업적으로 분해하는 때에는 온도가 높은 편이 유리하다. 전분 대부분을 물에 녹이기 위해 반응속도를 빠르게 하, 현격히 효과가 올라간다. 고온일 경우 수용액의 점성이 낮아지기 때문에 교반용 프로펠러나 용액을 파이프로 운송하기 위한 펌프의 부담이 적어지게 된다. 게다가, 고온이 되면 잡균이 혼입되는 위험성도 낮아지기 때문에 전분 분해의 프로세스의 대부분은 60~70℃에서 조업하고 있다.

고온의 프로세스를 가동하기 위해서는 고운에 견디는 효소가 필요하게 된다. 통상의 대장균이나 고초균은 50℃ 정도에서 사멸해 버리기 때문에 생산되는 효소의 대부분도 고온에서는 활성을 읽게 되어버린다. 그래서, 65℃를 넘을 수 있는 고온에서 생육 가능한 호열성 미생물이 온천이나 열을 내는 퇴비 등으로부터 탐색되어, 분리된 세균으로부터 내열성 효소가 잇달아 발견되었다. 화산이 많은 일본은 온천 등의 고온이 되는 환경이 많고, 호열성 미생물의 탐색에는 유리하다. 내열성이 높은 효소는 정성이 높고, 프로세스의 중에 오래 버티기 때문에 경제적인다. 내열성이 높은 효소의 대부분은 생육이 빠른 호기성 세균인 바실러스속 세균 및 이와 가까운 게오바실러스속 세균에 의해 생산되고 있다.

전분의 분해에 의해 얻어진 글루코스를 다른 당으로 변환하는 반응의 촉매로서 작용하는 isomerase를 이용하는 것에 의해 산뜻한 단맛을 가진 fructose(과당) 등 부가가치가 높은 당의 생산도 이루어지고 있다.

요점 BOX
전분은 온수에는 잘 녹는다.
냉수에는 거의 녹지 않는다.
전분 분해의 프로세스는 60~70℃에서 조업

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