트레할로스의 산업화

트레할로스α, α, 1, 1-글리코시드 결합을 가진 두 개의 포도당 분자로 구성된 안정한 비환원성 이당류입니다. 트레할로스는 원래 호밀의 맥각 곰팡이에서 추출되었으며 나중에 자연 식물상, 동물상 및 미생물, 특히 곰팡이, 조류, 이끼 및 무척추 동물에 널리 퍼져 있는 것으로 밝혀졌습니다. 트레할로스는 백색 결정이며, 트레할로스 한 분자에는 물, 빙초산 및 뜨거운 에탄올에 용해되고 에테르, 아세톤에 용해되지 않는 두 개의 크리스탈 물 분자가 포함되어 있습니다. 130℃로 가열하면 트레할로스는 결정수를 잃어 무수물로 된다.
트레할로스는 유기체에 마법의 보호 효과를 가지고 있습니다. 고온, 저온, 높은 삼투압 및 건조한 수분 손실과 같은 가혹한 조건에서 세포 표면에 고유한 보호막을 형성하여 세포, 단백질 분자 및 기타 불변의 불활성화를 효과적으로 보호할 수 있습니다. 자당, 포도당 등 자연에 존재하는 다른 당류에는 이러한 기능이 없기 때문에 과학계에서는 트레할로스를 '생명의 당'이라 부르기도 합니다.
트레할로스는 하등 양치류, 조류, 박테리아, 곰팡이, 효모, 곤충 및 무척추 동물, 특히 효모, 곰팡이 및 기타 곰팡이에 널리 존재하며 그 함량은 유기체 건조 중량의 20%까지 높을 수 있습니다. 어떻게 그것을 추출하고 활용하며, 심지어 대규모 산업생산을 실현할 수 있을지에 대해 사람들은 많은 연구를 해왔습니다.

현재 트레할로스의 제조 방법에는 화학 합성, 미생물 추출, 미생물 발효, 효소 합성, 유전자 공학 등이 포함됩니다.

미생물 추출방법
트레할로스를 추출원으로 함유하는 효모, 유산균, 곰팡이 및 기타 미생물을 사용하여 먼저 미생물의 성장 조건을 변경하고 체내에 더 많은 트레할로스를 축적한 다음 적절한 방법을 사용하여 트레할로스를 추출합니다. 미생물 추출에 의한 트레할로스의 생산주기가 길고, 추출율이 낮고, 비용이 높으며, 대규모 산업생산이 어렵다.

미생물 발효법
트레할로스는 미생물 발효를 통해 생산된 후 발효액에서 추출 및 정제되었습니다. 핵심은 돌연변이 유발, 세포 융합 및 유전자 재조합을 통해 트레할로스 수율이 높은 균주를 선택하는 것입니다. 일본의 Ajinomoto Co., LTD.에서는 아미노산 생산균을 in vitro 배양하여 트레할로스를 대량으로 생산하여 산업적 생산을 이루었지만 이 방법은 전환율이 낮고 부산물이 많다.

효소 합성
포도당, 맥아당, 전분을 기질로 하는 세 가지 방법이 있으나 에너지 소모, 포스포릴라제 불안정성 등의 문제가 있어 공업적 생산이 어렵다.

유전 공학
트레할로스 합성효소 유전자를 식물이나 미생물에 도입함으로써 미생물이나 형질전환 식물을 조작하여 트레할로스를 생산할 수 있습니다.

화학 합성
에틸렌 옥사이드 부가는 2,3,4,6-테트라아세틸 글루코스와 3,4,6-트리아세틸-1,2-dehydrate-d-글루코스 사이에서 형성됩니다. 이 트레할로스 제조방법은 수율이 낮고 분리가 어렵다는 단점이 있으며 아직 연구단계이다.