Salatrim is a family of structured triacylglycerols containing at least one short-chain fatty acid and one saturated long-chain fatty acid (predominantly stearic acid) on each glycerol. Salatrim has an apparent caloric availability between 4.7 and 5.1 Kcal/g. It can be also made into either liquid phase or solid phase by changing its fatty acid composition. Salatrim can be used in cookies, crackers, salted snacks, chocolates, dairy products, etc. For the production of Salatrim by enzymatic method, an enzymatic transesterification of triacetin as a source of short-chain fatty acid and stearic acid as a source of long-chain fatty acid was performed.
The transesterification reaction was carried out in a solvent-free system. Various commercially-available lipases were screened for their ability to synthesize Salatrim. Novozym 435 from Candida antarctica had higher activity and yield than any other enzymes tested.
The open reactor system to the closed reactor system for the production of Salatrim was compared. For the optimization of enzymatic synthesis of Salatrim, The factors which influence the optimal condition of reaction; initial aw of substrate and enzyme, time, amount of enzymes, molar ratio of the substrate (triacetin : stearic acid), temperature, and rpm was investigated. 75% yield of SALATRIM could have been obtained at the condition of 80℃, 400rpm, 3hrs, molar ratio of 1 : 1.4 (triacetin : stearic acid).
유용한 고부가가치 식품 생물 공학 제품의 실용화를 위해서는, 자연적인 천연 물질의 탐색, 기존의 물질을 구조와 활성이 다른 물질로의 전환, 새로운 물질의 창조 등을 통한 방법이 있다.
본 실험에서는 기존의 지질 구조를 변환 시켜 새로운 기능을 가지는 구조지질 (structured lipid)의 생산을 효소 촉매를 이용하여 전환 시키는 실험을 수행하였다. 글리세롤 부분에 긴 지방산과 짧은 지방산이 섞여 있으면 보통 유지의 절반에 해당되는 칼로리를 가지며 기존의 유지 대체 물질보다 탁월한 우수성을 가지는 물질이 생산된다. 또한 구조지질로서 특이한 물리, 화학적 성질을 가지게 된다. 이에 지방산으로 아세트산 (acetic acid)과 스테아릭 산을 택하였으며 이들을 유기용매에 녹이지 않고 반응하며 인체에 해가 없는 비용매 시스템을 사용하여 효소 반응을 수행하였다.
스테아릭 산은 높은 융점(69℃)을 가지므로 완전히 녹아 효소와 반응하려면 고온에서도 활성이 높은 효소가 필요하다. 이에 두 가지 접근법을 시도하였는데 하나는 일반적인 미생물의 효소나 상업적으로 시판되는 효소 중에서 선별작업을 거쳐 적합한 효소를 이용하여 실험하는 것이다.
Lipase를 생산하는 균주를 배양하여 균체에서 효소를 추출, column을 통한 분리, 정제 작업을 거쳐 얻은 효소를 반응하여 보았다. 그리고 반응물을 비교 분석하기 위하여 표준 생성물인 diacetylstearoylglycerol과 distearoylacetylglycerol을 화학적으로 합성한 후 thin layer chromatography를 통한 물질 동정, prep-HPLC를 통한 순수 물질의 획득을 통하여 그것의 구조를 확인하는 작업인 GC-MS, NMR 등을 수행하여 물질을 확인하고 GC 분석의 기준을 정하는 실험을 수행하였다.
두 가지 방법으로 얻은 효소들의 synthetic activity를 측정한 결과 novo사에서 생산되는 novozym435 가 다른 효소들보다 상당히 큰 synthetic activity를 가지는 것으로 나타났다. 그리하여 이 효소를 선정하여 구조 지질 생산 실험을 수행하였다.
이러한 방법으로 Novozym435 효소를 사용하여 기질 몰비율 1:1.4 (triacetin : stearic acid), 80℃C, 400rpm, 3hr의 반응조건에서 75% 정도의 살라트림 수율을 얻을 수 있었다.
