대장균 베타-갈락토시데이즈를 이용한 Phenylethanol Galactoside 합성 조건의 최적화

Optimal Conditions for Phenylethanol Galactoside Synthesis using Escherichia coli β-Galactosidase

Phenylethanol (PhE)에서 야기되는 피부 부작용 문제를 극복하기 위한 대안으로 phenylethanol galactoside (PhE-gal)에 대하여 연구하였다. 그 중에서도 대장균 효소 β-galalactosidase (β-gal)을 이용하여 PhE로부터 PhE-gal를 합성하는 반응의 최적 조건에 대하여 조사하였다. 그리고;용매 분획연구를 수행하여 PhE-gal의 특성도 조사하였다. 반응조건 중에서 반응액의 β-gal 농도;PhE 농도;반응액의 pH;그리고 온도에 대하여 조사한 결과;최적 β-gal의 농도는 0.45 U/ml;최적 반응물 PhE의 농도는 1.0%;최적 반응액의 pH는 8.0;최적 반응온도는 40℃ 였다. 그리고;최적 반응조건에서 48 시간까지의 반응을 관찰하였는데;약 81.9 mM의 PhE로부터 약 47.4 mM의 PhE-gal이 합성되었고;PhE로부터 PhE-gal로의 전환수율은 약 57.9% 정도였다. 또한;PhE와 PhE-gal이 포함된 반응물을 용매 EA와 MC로 분획한 결과;물 층으로 대부분의 PhE-gal이 분획 되었고;용매 층으로는 PhE가 분획 되었다. 그러나;물 층으로의 PhE-gal의 분획이 용매 MC를 사용할 때;더 분명하고 명확하게 나타났으며;용매 EA를 이용한 분획에서는 명확히 물 층으로 PhE-gal이 분획 되지 않았다. 앞으로;PhE-gal을 화장품에 사용할 수 있는 첨가물(방부제)로 개발하기 위한 후속연구를 계속 진행할 예정이다.

To circumvent the skin problem from phenylethanol (PhE);we have studied on the enzymatic synthesis of phenylethanol galactoside (PhE-gal) as an alternative to PhE. Base on the previous study;we optimized the reaction conditions for PhE-gal synthesis from PhE using E. coli β-galactosidase (β-gal). The optimal amount of β-gal;PhE concentration;pH;and temperature for PhE-gal synthesis were 0.45 U/ml;1%;8.0;40℃;respectively. Under these conditions;about 81.9 mM PhE was converted into about 47.4 mM PhE-gal;in which the conversion yield was about 57.9%. Meanwhile;when the reaction mixture containing PhE and PhE-gal was mixed and fractionated with water-immiscible solvent (EA or MC);it was observed that PhE-gal was distributed in water phase;and PhE was distributed in solvent phase. Additionally;PhE-gal was clearly distributed into water phase when MC was used;but PE-gal was not when EA was used. In the future;we are planning to carried out the continuing study on developing an alternative cosmetic preservative using PhE-gal.