본 논문에서는 실험으로 녹말의 분당 분해속도를 측정하고 이를 통해 \( \alpha \)-Amylase 효소의 활성도 계산하였다. 또한 \( \alpha \)-Amylase를 이용한 녹말의 연속 분해공정을 개발하기 위해 자석 분리가 가능한 polyaniline nanofiber에 고정한 효소로 반응기에 섞어 넣고 유속과 유량을 조절하여 반응기에서의 체류시간을 차이에 따른 효소 반응을 진행 및 측정하였다.
<h2>아밀라아제 활성도 측정</h2><p>\( \alpha \)-Amylase의 활성도는 기질인 녹말을 분해하는 속도를 기준으로 측정 하였다. 증류수에 용해가 가능한 녹말을 \( 20 \mathrm{mM} \) sodium acetate buffer에 녹여 \( 1 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \)가 되도록 한 후 효소 \( (0.1 \mathrm{mg}) \) 또는 고정화 효소 \( (0.5 \mathrm{mg}) \)를 첨가한 후 반응을 시작하여 시간에 따라 남아있는 녹말의 농도를 측정함으로써 효소의 활성도를 측정하였다. 녹말의 분해속도는 37도 \( 200 \mathrm{rpm} \)에서 반응을 수행하였다. 또한 효소의 활성도는 녹말의 분당 분해속도를 측정하여 나타내었으며 이는 효소 첨가 후 \( 100 \mu \mathrm{l} \) 샘플을 iodine solution \( 900 \mu \mathrm{l} \)에 섞은 다음 \( 405 \mathrm{~nm} \)에서 흡광도를 측정하였으며 보정곡선을 사용하여 녹말의 농도를 계산하여 표시하였다. 고정화된 효소의 안정성은 고정화 효소를 buffer에 넣어 \( 200 \mathrm{rpm} \) 교반조건 하에서 온도에 따른 활성도의 감소를 측정하였다.</p><h2>효소 회수 및 재사용</h2><p>녹말을 분해시킨 효소는 자석을 이용하여 자석에 붙인 다음에 반응물을 제거하고 \( 20 \mathrm{mM} \) phosphate buffer를 사용하여 3회 이상 씻은 후에 새로 준비된 녹말 용액에 넣어 녹말을 분해 하였다.</p><h2>회분 반응기 운전</h2><p>\( \alpha \)-Amylase를 이용한 녹말의 회분식 분해공정은 자석으로 분리가 가능한 polyaniline nanofiber 고정화된 효소 \( (0.5 \mathrm{mg}) \)를 반응 부피가 \( 2 \mathrm{ml} \)인 반응기에 넣고 \( 200 \mathrm{rpm} \)으로 섞어주면서 효소 반응을 진행하였다. 정해진 시간에 \( 50 \mu \mathrm{l}\)를 회수하여 반응 농도를 측정하였다. 반응물의 초기 농도는 \( 30 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \)와 \( 45 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \)로 하여 녹말의 분해를 측정하였다.</p><h2>연속효소 반응기 운전</h2><p>\( \alpha \)-Amylase를 이용한 녹말의 연속 분해공정을 개발하기 위해 자석으로 분리가 가능한 polyaniline nanofiber에 효소를 고정화 시킨 후 고정화된 효소 \( (1 \mathrm{mg}) \)를 반응 부피가 \( 2 \mathrm{ml} \)인 반응기에 넣고 교반기로 섞어주면서 효소 반응을 진행하였다. 생성물을 nanofilter가 장착된 유출구로 유출되었으며 이때 외부 유출되는 nanofiber는 없었다. 반응기로 주입되는 기질의 농도는 \( 30 \mathrm{~g} / \mathrm{l} \)로 했으며 반응기로 주입되는 기질의 양은 syringe pump (Harvard PHD2000 syringe pump, Plymouth, PA USA)를 사용하여 유량을 조절하였다. 반응기의 체류시간은 syringe pump의 유속을 조절하여 정하였으며 효소반응을 위해 유속은 조절 후 정상상태가 된 후 녹말의 농도를 측정하고 다른 유량으로 변경하여 체류시간을 바꾸면서 전환율을 측정하였다.</p>