바이오화학제품제조기사 생촉매 반응조건 — 효소 특이성과 배지성분

생물전환은 미생물이나 효소를 촉매로 이용하여 기질을 원하는 산물로 변환하는 기술한다. 이 공정의 핵심 특성은 반응 특이성이 매우 높다는 점이며, 이로 인해 입체화학적 선택성이 뛰어나 특정 입체이성체를 선별적으로 생성할 수 있다. 또한 많은 경우 상온·상압에서 반응이 진행되어 화학적 합성에 비해 에너지 소모가 적은 장점이 있다.

고정화 효소는 효소를 고체 지지체에 부착하거나 포획하여 사용하는 형태를 말한다. 고정화의 주요 이점은 효소를 회수·재사용할 수 있어 경제성이 높아지고, 외부 환경으로부터 효소를 보호하여 안정성이 향상된다는 점이다. 반면 고정화가 효소의 본질적인 촉매 활성 자체를 획기적으로 증가시키지는 않으며, 때로는 기질 접근성 제한이나 확산저항으로 인해 활성 저하가 발생할 수 있다.

배지 성분과 탄소원의 구분은 미생물 배양과 생촉매 공정에서 중요하다. 유청(whey)은 치즈 제조의 부산물로 주된 당은 유당(lactose)이므로 유청을 당원으로 인식해야 한다. 펩톤(peptone)은 육류, 카제인, 대두박 등 단백질 원료를 부분 분해하여 얻는 복합 질소원으로 펩톤의 원료는 단백질계가 적합하다. 반대로 당밀(molasses)은 당류가 풍부한 정제 부산물로 미생물 배양에서 주로 탄소원(carbon source)으로 사용된다.

미생물의 보존과 배양 방법에서도 반응조건과 환경 조절이 중요하다. 곰팡이나 효모의 장기 보존을 위해 산소를 차단하여 대사 활동을 억제하는 방식으로 유동파라핀 중층 보존법을 사용한다. 또한 계대배양과 무균조작에서는 튜브의 입구를 불꽃으로 살짝 살균하고, 접종 도구는 달군 뒤 식혀서 사용하는 등 오염 방지 절차를 지켜야 한다.