Agarooligosaccharides were produced by β-agarase from Bacillus cereus ASK 202. LD_(50) of Agarooligosaccharides was determined to be 1359 mg/kg which corresponded to GRAS material. Agarooligosaccharides at 5% level exhibited 88.3% inhibition on TA98 and 54% on TA100, indicating agarooligosaccharides to be potent antimutagenic substance. Immunologic activity of agarooligosaccharides was also confirmed by mouse spleen cell culture. Agarooligosaccharides addition of 200 ㎕/ml stabilized spleen cells (2.5 × 10^6 cells/ml) as compared to control (6.4 × 10⁴ cells/ml).

Agar, one of the most abundant marine products has not been utilized extensively because of low level of processing technology in Korea. This research was carried out to improve the utilization of agar and consequent increase in profit. Antibacterial activity of agarooligosaccharides were evaluated against bacteria causing putrefaction and food poisoning. Addition of 0.4% agarooligosaccharides showed antibacterial activity toward Staphylococcus aureus and Escherichia coli O157:H7; furthermore, autoclave treatment of agarooligosaccharides solution enhanced the antibacterial activity. Agarooligosaccharides showed high stability against the pH change. Addition of amino acid(alanine, lysine, glycine, phenylalanine) in agarooligosaccharides solution enhanced antibacterial activity in E. coli O157:H7, Streptococcus mutans and Staphylococcus aureus.

Aspergillus niger CAD 1의 β-galactosidase를 알긴산나트륨에 고정화하여 갈락토올리고당을 생산하였다. 고정화 β-galactosidase의 열 안정성은 20∼45℃ 및 pH 안정성은 4.0∼5.5를 나타내었다. 고정화 효소의 활성화 에너지는 13, 400cal/mole이었다. 알긴산나트륨에 0.12unit/g의 β-galactosidase가 고정화 되었을 때 20%의 유당을 함유한 치즈 유청에 대한 갈락토올리고당의 수율은 45℃에서 반응 72시간 후 18%를 나타내었다. 10회 재사용하여도 고정화 β-galactosidase는 87%의 활성을 유지하였다.

Aspergillus niger CAD 1의 정제된 β-galactosidase를 이용하여 치즈 유청으로부터 갈락토올리고당을 생산한 다음 장내 유용세균총인 B. infantis KCTC 3127, B. longum KCTC 3128 및 B. bifidum ATCC 11863의 증식 촉진 물질로서의 영향을 조사하였다. B. infantis, B. longum 및 B. bifidum은 37℃에서 배양 6시간 이후부터 대수적 성장에 도달하였다. B. infantis는 배양 24시간 후 대수기말에 도달하였으며, B. longum 및 B. bifidum은 배양 48시간 이후 대수기말에 도달하였다. pH는 배양 6시간 이후에 크게 감소하였다. B. bifidum은 48시간 반응 후 갈락토올리고당과 raffinose 첨가 배지에서 글루코스, 갈락토스 및 락토오스를 첨가한 배지보다 18%, 8% 및 7% 씩 성장이 증가하였다. B. infantis와 B. longum은 갈락토올리고당과 라피노스 첨가 배지에서 48시간 후 글루코스와 갈락토스를 첨가한 배지보다 성장이 6%와 8% 및 13%와 10%씩 성장이 증가하였다.

대두 및 두유박의 주요 다당류인 대두 arabinogalactan(SAG)을 이용하여 갈락토올리고당을 생산하고자 SAG 가수분해효소인 β-1, 4-galactanase를 이용하여 대두 갈락토올리고당(SOS)의 생산조건 및 그 특성을 연구, 검토하였다. SOS는 SAG 1%(w/v), pH 8.0, 50℃인 조건에서 β-1, 4-galactanase를 20 unit/g SAG를 첨가하여 24∼40시간 반응하여 생산하였다. 생산된 SOS 용액(75%)은 11, 000cp의 점도를 나타내어 같은 농도의 설탕용액 140 cp의 값에 비해 80배 큰 값을 나타내었다. 점도의 온도의존성은 50℃ 이하에서는 온도의존 함수(B) 값이 11, 037 cp·K로 설탕용액의 2, 760보다 약 4.6배 크지만 50℃ 이상에서는 3, 400으로 큰 차이를 보이지 않았다. 또한 올리고당의 온도가 50 Brix 이하에서는 설탕용액의 점도 20∼30 cp와 유사한 20∼40 cp로 차이를 보이지 않지만 농도가 증가함에 따라 차이가 커져 Brix 70에서는 1, 280 cp로 설탕용액의 90 cp보다 15배 높은 값을 나타내었다. 생산된 SOS는 pH 및 온도에 대해 매우 안정하여 pH 3, 140℃인 조건하에서도 분해로 인하여 생산되는 galactose가 없었다.

시판 식혜에 Saccharomyces cerevisiae를 가해 29℃에서 10일간 발효시켜서 식혜주를 제조하였다. TLC 및 HPLC 분석 결과 발효에 따라 수크로오스는 2일째부터 글루코오스와 프룩토오스로 가수분해되어 발효되었다. 수크로오스는 6일째에 완전히 없어지고, 8일째에는 글루코오스, 프룩토오스 모두 없어졌다. 에탄올은 6.6%를 나타냈다. 시판 식혜주의 아미노산 함량은 0.32μ㏖/ml, 단백질 함량은 226㎍/ml을 나타냈다. pH는 3.21, 산도는 2.5ml를 나타냈다. 한계덱스트린은 ^1H-NMR로 분석 결과 시판 식혜와 구조상 차이가 없었다. α-1, 4-결합에 대한 α-1, 6-결합의 비율은 25:1을 나타냈다. 관능검사 결과, 맛은 와인과 비슷하였다.

찹쌀식혜에 Saccharomyces cerevisiae를 가해 28℃에서 10일간 발효시켜서 식혜주를 제조하였다. TLC 및 HPLC 분석 결과 발효에 따라 말토오스가 가장 급격히 감소하였다. 말토트리오스의 감소 속도는 낮다. 분자량이 큰 말토올리고당과 한계덱스트린은 전혀 발효되지 않았다. 에탄올은 3.6%를 나타냈다. 찹쌀식혜주의 아미노산 함량은 0.35μ㏖/ml, 단백질 함량은 100㎍/ml를 나타냈다. pH는 3.23, 산도는 3.2ml를 나타냈다. 한계덱스트린은 ^1H-NMR로 분석 결과 식혜에 존재하는 것과 구조상 변화가 없었다. α-1, 4-결합에 대한 α-1, 6-결합의 비율은 5.6:1을 나타냈다. 관능검사결과, 전체적인 맛은 와인과 비슷하였다.

멥쌀식혜에 Saccharomyces cerevisae를 가해 28℃에서 10일간 발효시켜서 식혜주를 제조하였다. TCL 및 HPLC 분석 결과 발효에 따라 글루코오스는 하루, 말토오스는 4일, 말토트리오스는 6일까지만 존재하였다. 그러나, 분자량이 큰 말토올리고당과 한계덱스트린은 발효되지 않았다. 에탄올은 6.5%를 나타냈다. 식혜주의 아미노산 함량은 2.9μ㏖/ml, 단백질 함량은 457㎍/ml를 나타냈다. pH는 3.67, 산도는 3.1ml를 나타냈다. 한계덱스트린은 ^1H-NMR로 분석 결과 식혜에 존재하는 것과 구조상 변화가 없었다. α-1, 4- 결합에 대한 α-1, 6-결합의 비율도 5.6:1을 나타냈다. 관능검사 결과, 맛은 와인과 비슷하였다.

멥쌀식혜와 찹쌀식혜의 한계덱스트린을 알코올침전, Biogel P-2의 겔 크로마토그래피, Superose 12 겔 크로마토그래피 컬럼을 사용한 FPLC로 정제하여 ^1H-NMR 분석을 행하였다. 멥쌀식혜의 한계덱스트린은 α-1, 4-글루코시드 결합과 α-1, 6-글루코시드 결합의 비율이 1:4.5, 찹쌀식혜의 한계덱스트린은 1:5.9를 나타냈다. Pullulanase 소화로 멥쌀식혜 및 찹쌀식혜의 한계덱스트린은 말토오스, 말토트리오스, 말토테트라오스, 말토펜타오스, 말토헥사오스까지 나타내 이들이 서로 조합하여 한계덱스트린을 만들고 있는 것으로 분석되었다.

찹쌀 20%, 엿기름 4%를 가하여 7시간 동안 당화시켜 제조한 식혜는 말토오스 10.1%, 한계덱스트린 7.3%, 말토트리오스 1.3%, 글루코오스 0.18%, 밥알 1.75%를 나타냈다. 알코올 침전, Biogel P-2의 겔 크로마토그래피로 식혜의 한계덱스트린을 정제하여 ^1H-NMR 분석한 결과 한계덱스트린은 α-1, 4-글루코시드 결합과 α-1, 6-글루코시드 결합이 5:1로 이루어졌고, pullulanase 처리한 결과 말토오스와 말토헥사오스까지의 분포를 나타내어 멥쌀식혜에서 얻은 한계덱스트린과 구조가 같은 결과이다. 밥알의 당함량은 26.4%, 단백질 함량은 41.6%를 나타냈다. 찹쌀식혜의 한계덱스트린과 밥알에 30unit/ml의 α-아밀라아제, 글루코아밀라아제. α-글루코시다아제, β-아밀라아제를 작용시킨 결과 글루코아밀라아제 외에는 일부밖에 가수분해하지 못하였다. 인체의 효소인 α-아밀라아제와 α-글루코시다아제를 함께 작용시킨 결과 한계덱스트린의 가수분해율은 18%, 밥알의 가수분해율은 26%를 나타냈다.

The purposes of this study were to investigate the Maillard reactions of some oligosaccharides with lysine and the antioxidative effects of the ethanol extracts from their reaction mixtures on the soybean oil. The Maillard reactions were carried out of 2% oligosaccharides such as palatinose (PN), fructooligosaccharide (FO), isomaltooligosaccharide (IMO) with 2% lysine (L) for 24 hours heating at 60, 80, 100℃. The color intensity of Maillard reaction mixtures were determined by UV-VIS spectrophotometer upon reaction time and temperature. And the antioxidative effects on the soybean oil of each ethanol extract from Maillard reaction mixture of each oligosaccharide were measured by peroxide value (POV). POV's of soybean oil including reaction extracts were determined regularly every 2 days during 20 days storaged at 60±1℃. The results were obtained as follows: 1. The color intensity of the Maillard reaction mixtures were raised highly as the browning temperature and time increased. The color intensity of PN L browning mixture was the highest. The order of high color intensity at 100℃ was PN L〉FO L〉Glu L〉IMO L. 2. Comparing the antioxidative effect of Maillard reaction product (at 100℃, for 12 hours) of each oligosaccharide to that of BHT and TBHQ, the order of high antioxidative effect was TBHQ〉IMO L〉BHT〉Glu L〉PN L〉FO L. 3. From these results, it was known that PN L shown as high brown color intensity was appeared low antioxidative effect, while IMO L shown as low brown color intensity was appeared high antioxidative effect. So, it was recognized that there was no relation between brown color intensity and antioxidative effect.

효소반응과 부분 산가수분해 결과를 해석하여 Leuconostoc mesenteriodes M-12 덱스트란수크라제 억셉터 반응 산물이 새로운 분지올리고당의 구조를 확인하였다. 분지올리고당 B_4의 구조는6^2-O-α-D-kojibiosylmaltose인 것으로 확인되었으며, 분지올리고당 B_5의 구조는 6^3-O-α-D-kojibiosylpanose였다. 억셉터 반응산물을 덱스트라나제로 분해한 결과 새로운 올리고당인 D_4를 확인할 수 있었다. 억셉터 반응의 산물을 억셉터로 이용한 두 번째 억셉터 반응의 생성물을 덱스트라나제 처리하여 D_4를 얻었는데 덱스트라나제와 글루코아밀라제에 의해 분해되지 않았다. 그 구조는 6^2-O-α-D-kojibiosylisomaltose로 확인되었다. 직선상 또는 분지결합을 가진 d.p. 6이하의 억셉터 반응산물의 생성 패턴도 확인하였다.

시판 식혜에는 설탕과 프룩토오스, 글루코오스, 말토오스 및 여러 사이즈의 말토올리고당, 한계덱스트린이 함유되어 있다. 그 중 한계덱스트린은 0.09%, 밥알은 0.2%를 나타냈다. ^1H-NMR분석 결과, 한계덱스트린은 α-1, 4-결합 및 α-1, 6-결합이 15 : 1 의 비율을 나타냈다. Pullulanase 처리로, 말토오스에서 글루코오스 10 잔기 이상의 말토올리고당까지 다양한 분포를 나타냈다. 한계덱스트린은 여러 아밀라아제 처리 결과, 전통 식혜보다 가수분해율이 훨씬 높았다. α-글루코시다아제와 타액 α-아밀라이제를 공동작용시킨 경우는 62% 가수분해되었다. 그러나, 밥알의 가수분해율이 매우 낮았다. 그래서 전통 식혜에 비해 한계덱스트린의 비피두스인자로서의 효과는 적고, 밥알의 식이섬유 작용은 커졌다.

식혜에 함유된 이소말토올리고당과 밥알에 30unit/ml의 α-아밀라아제, 글루코아밀라아제, α-글루코시다아제, β-아밀라아제를 가하여 작용시킨 결과 글루코아밀라아제 외에는 일부밖에 가수분해하지 못하였다. 그리고, 인체의 효소인 α-아밀라아제와 α-글루코시다아제를 함께 작용시켜도 25%이상 가수분해하지 못하므로 비피두스균의 활성인자로 작용할 것으로 보인다. 밥알은 물에 녹지 않기 때문에 식이섬유로도 작용할 것으로 보인다.

쌀 20%, 엿기름 4%를 가하여 7시간 동안 당화시켜 제조한 식혜는 말토오스 11.01%, 이소말토올리고당 5.31%, 말토트리오스 1.75%, 글루코오스 0.28%를 나타냈다. 알코올침전, Toyoperal HW-40S의 겔 크로마토그래피로 식혜의 이소말토올리고당. 말토오스, 말토트리오스를 분리 정제하였다. NMR분석 결과 말토오스와 말토트리오스는 α-1, 4-글루코시드 결합만으로 이루어졌고, 이소말토올리고당은 α-1, 4-글루코시드 결합과 α-1, 6-글루코시드 결합이 5 : 1로 이루어진 것으로 나타났다. 이소말토올리고당을 pullulanase처리한 결과 말토오스와 말토헥사오스까지의 분포를 나타냈다.

Streptomyces chibaensis J-59 xylanase는 CSL 배지(1% corn steep liquor, 0.15% glucose, 0.1% , pH 7.0)에서 1% xylan을 효소생산 유도물질로 첨가하였을 경우에 생산(0.83 unit/ml) 되었으나, xylose를 비롯한 각 종 탄소원을 포함하는 배지에서는 효소가 생산되지 않았다. S. chibaensis로 부터 생산된 세포외 xylanase를 분획침전, DEAE-Sephadex A-50 column chromatography, Sephadex G-200 gel filtration 과정으로 약 29%의 수율로 20배 정제하였다. 정제한 xylanase는 SDS-PAGE 및 Sephadex G-200 gel filtraion에서 분자량이 모두 25,000 Da으로 나타나 monomenc enzyme으로 확인되었다. 금속이온에 대한 영향은 , , , sodium dodecyl sulfate, N-bromosuccinide 등에서는 아주 강한 저해를 받았고, , 에서는 약간의 저해를 받았다. 반면에 는 효소활성을 증가시켰다. Xylanase에 의한 xylooligo 당의 생산양상을 TLC로 조사한 결과 xylobiose, xylotriose 및 xylotetrose가 주 생산물이었으며, 반응 1시간 이후부터 소량의 xylose가 생성되었다. 따라서 본 효소는 전형적인 endotype xylanase로 확인되었으며 새로운 기능성식품인 자일로 올리고당(xylooligo-saccharides)의 제조에 이용할 수 있을 것이다.