다양한 특성을 가진 곰팡이와 세균 유래의 mannanases는 산성, 아칼리성, 내열성 또는 호냉성 효소의 개발 및 \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } \) 이온에 의한 내열성 향상 연구 등 다양한 산업적 용도로 활용되고 있다. 알칼리성 효소는 세제 및 펄프 제지 산업, 산성 효소는 식품 및 사료산업에 이용되며, 내열성은 공통적으로 요구되는 특성이다. GH \(26\)에는 주로 세균성 효소가, GH \(5\)에는 곰팡이나 세균 유래 효소가 주로 포함되어 있다. 최근에는 mannanase를 이용한 glucomannan이나 galactomannan 분해를 통한 MOS 또는 glucomannooligosaccharides 생산 연구가 진행되고 있다.
<h1>된장 분리균 Bacillus sp. YB- \( 1401 \)의 Mannanase 생산성과 효소특성</h1> <h2>서 론</h2> <p>Mannan 다당류는 mannose, glucose와 galactose의 결합으로 이루어져 있는데, 구성하고 있는 당의 종류에 따라 mannan, glucomannan, galactomannan과 galactoglucomannan으로 구분된다. 이들의 직쇄골격은 mannose 잔기끼리 또는 mannose와 glucose 잔기간에 \( \beta \)- \( 1,4 \) 결합으로 이루어지며 galactose는 mannose의 \( 6 \)번 탄소와 \( \alpha-1,6 \) 결합을 하여 측쇄로 존재한다.</p> <p>\( \beta \)- \( 1,4 \)-Endo-mannanase (mannanase)는 \( \beta \)-mannan 다당류에서 mannose간의 \( \beta \)- \( 1,4 \)-mannosyl 결합을 무작위적으로 분해하여 mannooligosaccharides (MOS)로 전환시키며, 이것은 \( \beta \)- \( 1,4 \)-mannosidase에 의해 mannose로 분해되는데, mannan을 mannobiose 단위로 절단하는 exo-mannanase의 존재도 Bacteroides fragilis로부터 보고되었다. 그리고 mannose와 결합하여 측쇄로 존재하는 galactose는 \( \alpha \)-galactosidase에 의해 분해된다. Mannan의 분해에 가장 중요한 역할을 하는 mannanase는 동물과 식물을 비롯한 미생물에서 두루 발견되었으며 펄프와 제지 표백공정, 바이오매스 자원의 당화공정, 커피 가공공정을 비롯하여 세제와 사료 첨가용 효소로 산업적 활용성이 높다. 특히 곰팡이와 세균 유래의 mannanases는 그 특성이 다양하므로 산업적으로 활용하기 적합한 성질을 갖는 효소를 개발하기 위해 산성, 아칼리성, 내열성 또는 호냉성 효소가 탐색되거나, 변이 효소로 제조되었으며, \( \mathrm { Ca } ^ { 2 + } \) 이온이 Clostridium thermocellum , Streptomyces thermolilacinus과 Thermobifida fusca 유래의 mannanases의 내열성을 증가시킨다는 보고도 있다. 알칼리성 효소는 세제나 펄프 제지 산업에서, 산성 효소는 식품과 사료산업에서 그 가치가 높으며 내열성은 공통적으로 요구되는 특성이다. 미생물에서 생산되는 mannanase는 대부분 균체외로 분비되며, glycosyl hydrolase (GH) family \( 5 \)와 \( 26 \)에 속한다. GH \( 26 \)에는 주로 세균성 효소가 대부분을 차지하고, \( \mathrm { GH } 5 \)에는 곰팡이 유래 또는 세균 유래 효소가 포함된 것으로 알려져 있다. 한편 균체 내 효소이며 GH \( 113 \)에 속하는 mannanase가 Alicyclobacillus acidocaldarius로부터 보고되었다.</p> <p>최근에는 MOS가 장내 유익한 미생물의 성장을 촉진하고 장관의 치료효과를 보이는 것으로 알려지면서 glucomannan이나 galactomannan을 mannanase로 분해하여 MOS 또는 glucomannooligosaccharides를 생산하고자 하는 연구도 활발히 진행되고 있다.</p> <p>Galactomannan을 함유한 콩의 발효식품은 우리나라를 비롯한 대부분의 아시아 국가뿐 아니라 아프리카 지역에서도 고유식품으로 이용되고 있으며, 이로부터 여러 종류의 Bacillus속 미생물이 비전분성 다당류의 분해효소를 생산하는 균주로 분리되고 그 효소의 특성이 연구되었다. 본 연구에서는 산성조건에서 된장 발효미생물을 증균하여 이로부터 mannanase를 생산하는 Bacillus속 균주를 분리하고 효소 생산성과 특성을 조사하였다.</p>