앞서 루틴과 이소퀘르시트린의 전환에 대해 언급했습니다. 다양한 전환 방법 중 수율과 순도가 가장 좋은 전환 방법은 미생물에 의한 α-L-람노시다아제 및 헤스페리디나제와 같은 효소 촉매 방법을 사용하는 것입니다. 그리고 α-L-람노시다아제는 일반적으로 β-D-글루코시다아제와 결합하여 나린기나제를 형성하여 촉매 역할을 하며, 초기 연구에서 연구자들은 "α-L-람노시다아제"의 개념을 "나린기나제"와 동일시했습니다. 따라서 먼저 다음과 같은 기본 지식을 소개하겠습니다. 나린기나제.

나린기나제는 감귤류의 나린진, 헤스페리딘과 같은 쓴맛을 내는 물질을 가수분해할 수 있어 감귤류 주스를 탈지하는 데 사용되며, 그 이름을 따서 명명되었습니다. 감귤류의 주요 쓴맛 성분은 나린진으로, 나린지나제에 의해 두 단계로 분해되는데 첫 번째 단계에서는 α-L-람노시다아제가 나린진을 람노즈와 푸루닌으로 가수분해하고, 두 번째 단계에서는 β-D-글루코시다아제가 푸루닌을 쓴맛 없이 나린제닌과 포도당으로 추가 가수분해합니다. 가수분해 메커니즘은 그림 1에 나와 있습니다. 그 중 푸루닌은 쓴맛의 3분의 1만 함유하고 있습니다.

그림 1 나린지나제에 의한 나린진의 가수분해 메커니즘

1938년과 1958년에 홀과 팅은 각각 셀러리 씨앗과 자몽 잎에서 나린지나제를 얻었습니다. 그 후 연구자들은 다른 동물과 식물에서 나린기나제를 얻었습니다. 나린기나제는 동물과 식물 외에도 미생물에 더 널리 존재합니다. 현재 연구 및 산업 생산에 사용되는 나린기나제 역시 주로 미생물에서 유래합니다. 그중에서도 천연 곰팡이는 아스퍼질러스 니거, 아스퍼질러스 오리제, 페니실륨과 같은 나린기나제의 주요 공급원입니다. 소량의 나린기나제는 효모에서 추출됩니다. 그리고 일부 다른 나린기나제는 박테리아에서 유래하는데, 효소 특성과 적용 범위가 곰팡이에서 유래한 것과 큰 차이가 있습니다. 표 1은 일부 학자들이 연구한 다양한 원천의 나린기나제와 그 특성을 보여줍니다.

표 1 다양한 출처의 나린지나제 및 그 특성

출처	스트레인	기판	최적 온도 /°C	OptimumpH	분자량 /kDa
plant	셀러리 씨앗	나린진	–	–	–
자몽 잎	나린진	50	4.0	–
파고피룸 에스큘렌텀	p-NPR、루틴	–	–	70
동물	터보 콘누투스	나린진、p-NPR、루틴	–	2.8, 4.5~5.0	–
돼지 간	디오스제닌	42	7.0	47
박테리아	스핑고모나스 sp. R1	나린진	50	8.0	110
써모마이크로미비움 sp.	p-NPR	70	7.9, 5.0~6.9	104, 107
페디오코커스 아시딜락티쿠스	p-NPR, 루틴, 헤스페리딘	50，70	5.5, 4.5	74, 241
브레분디모나스 sp.	나린진	20~37	6.0~7.0	–
비피도박테리움 덴티움	p-NPR, 나린진, 루틴, 폰시린, 진세노사이드	35	6.0	100
곰팡이	아스페르길루스 니거	나린진, 루틴, 헤스페리딘	40~60	4.0~5.0	65
A. 카와치	나린진, p-NPR, 헤스페리딘	50	4.0	90
A. 오리제	나린진、p-NPR、헤스페리딘、네오헤스페리딘	45	5.0	23
페니실륨 데쿰벤스	나린진、p-NPR、루틴	–	7.0	120
P. 코릴로폴룸	나린진、루틴	57	6.5	67
효모	피치아 안구스타	나린진, 루틴, 헤스페리딘, 케르시트린	40	6.0	90
크립토코커스 로렌티	나린진	–	–	–
윌리옵시스 캘리포니카	나린진	–	–	–

표 1에서 박테리아와 곰팡이에서 유래한 나린기나제의 특성을 비교하면, 곰팡이에서 유래한 나린기나제의 분자량은 박테리아보다 낮지만 산성 조건에서 반응하기에 더 적합하므로 감귤 주스의 디터링에 적합하며, 박테리아에서 유래한 나린기나제의 경우 글리코시다제의 최적 pH 환경은 중성 또는 약 알칼리성이며 반응 온도 범위가 넓고 온도 안정성이 우수하다는 것을 알 수 있습니다.

연구가 지속적으로 심화되고 다양한 특성을 가진 나린기나제가 발견되면서 이 효소는 의학, 식품 및 화장품에 널리 사용되었습니다. 초기 적용은 감귤류 주스의 쓴맛을 제거하는 것이었습니다. 나린진은 감귤류 주스의 주요 쓴맛을 내는 물질입니다. 물과 주스의 쓴맛 역치는 약 20ppm이며, 일부 감귤 주스에서는 역치가 50ppm에 달할 수 있습니다. 그 함량이 1.5ppm에 도달하면 사람들이 쓴맛을 느낄 수 있음을 보여줍니다. 따라서 감귤류 및 기타 과일의 주스 가공에서 디비터링 처리는 필수 불가결한 과정입니다. 나린기나제는 나린진 및 기타 쓴 물질을 가수분해할 수 있는 고효율 효소이며 나린기나제는 디비터링의 목적을 잘 달성할 수 있습니다. 황 가오링 등은 나린기나제를 사용하여 관시 허니 포멜로 주스를 디비터링하고 60℃, pH 3.6에서 100분 동안 가수분해했습니다. 주스의 디비터링 속도는 97% 이상에 도달할 수 있습니다. Chen Hong 등은 고체 발효에 의해 나린기나제를 얻기 위해 아스퍼질러스 아큘레투스 JMUdb058을 사용하여 과일 주스의 디비터링에 사용했습니다. 디비터링 속도는 99.6%로 높았으며 매우 우수한 디비터링 효과를 얻었습니다.

동시에 나린기나제는 α-L-람노시다아제를 함유하고 있기 때문에 람노스와 푸루닌을 특이적으로 생산하는 데 사용할 수 있습니다. 람노스는 일종의 메틸 펜토오스입니다. 강심제와 향신료 후라네올을 합성하는 약물 중간체로 사용할 수 있습니다. 또한 풍미를 합성하는 동시에 감미료로 사용할 수 있습니다. 장 침투 테스트 제로도 사용할 수 있습니다. 그것은 명백한 항암 효과가 있습니다. 웨이 성화 등은 나린기나제와 효모 휴식 세포를 촉매로 사용하여 2단계 생물학적 방법으로 나린진을 변형시켜 98.5%보다 큰 질량 분율을 가진 람노스 결정을 제조했습니다. 푸루닌은 플라보노이드의 일종으로 면역, 항암, 항 바이러스 및 항산화 활동 분야에서 독특한 기능을 가지고 있습니다. 따라서 식품 및 의약품 산업 분야에서 푸루닌은 중요한 응용 가치를 가지고 있습니다. 후 쿤팡 등은 고체 발효를 사용하여 α-L-람노시다제를 생산하고 적절한 조건에서 나린진의 생물 형질 전환을 수행했으며 제품의 가지 치기 함량은 95% 이상이었습니다.

또한 나린기나제의 반응성 활성을 사용하여 나린기나제는 와인의 풍미를 개선하는 데 추가로 사용될 수 있습니다. 알코올 양조 과정에서 다양한 미생물은 일부 유리 휘발성 물질과 비휘발성 전구체를 생성합니다. α-L-람노시다아제는 먼저 이러한 비휘발성 전구체를 분해하여 모노테르페노이드 β-D 글루코사이드를 얻은 다음 β-D 글루코시다아제가 계속 분해되어 와인의 풍미를 향상시키는 데 중요한 영향을 미치는 모노테르페노이드를 방출합니다. 만자나레스 등은 아스페르길루스 아큘레투스에서 코딩된 람노시다제 유전자 rha A를 효모에서 복제하여 발현하고 다른 균주가 생산하는 β-D-글루코시다제와 함께 와인 발효에 사용하여 와인에서 향기 물질을 크게 증가시켰습니다. 구체적인 데이터는 그림 2와 같습니다.

그림 2 와인 발효에 나린지나제의 적용

또한 나린기나제는 항생제를 생산하고 플라보노이드를 전환하는 데에도 사용할 수 있습니다. 예를 들어 클로로폴리스포린은 그람 양성 박테리아에 대한 강력한 억제 반응을 보이는 탈당화 글리코펩타이드 항생제입니다. 산쿄 등은 나린기나제에서 람노시다아제의 활성이 항생제 합성에 사용될 수 있음을 발견하고 클로로폴리스포린 C 항생제와 락탐 항생제를 함께 사용하면 포도상구균에 대한 항균 효과를 효과적으로 높일 수 있음을 발견했습니다. 비크빌더 등은 유산균 락토바실러스 플란타룸에서 람노시다아제를 얻어 토마토 펄프 발효에 이 효소를 사용했습니다. 연구팀은 이 효소가 토마토 펄프의 람노오스를 제거하고 플라보노이드의 생체 변환 반응을 향상시킬 수 있다는 사실을 발견했습니다. 따라서 유산균은 인간의 소화 시스템에서 플라보노이드의 생체 변형 속도를 증가시킬 수 있습니다. 후 풀리앙 등은 프로폴리스 플라본 배당체가 나린기나제에 의해 분해되어 아글리콘을 합성하여 항산화 활성을 향상시킬 수 있음을 발견했습니다.

요약하면, 나린기나제는 매우 광범위한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 나린기나제의 재사용성과 안정성을 높이고 산업 생산 비용을 줄이기 위해 나린기나제는 일반적으로 반응 전에 캐리어에 고정됩니다. 다음 글에서는 효소 고정 방법에 대해 자세히 설명하겠습니다.

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