다당류에 대해서 알아봐라

키틴은 갑각류의 껍질과 곤충의 외골격을 이루는 질소를 포함하는 다당류이다. 이것은 글루코오스 단위의 C-2 위치에 있는 하이드록시기가 아세틸아미노기로 바뀐 것 이외에는 셀룰로오스와 유사하다. 여러 과일과 딸기에 들어있는 펙틴은 젤리를 만드는데 사용되는 다당류로서 갈락투론산이 1,4-a-글라이코사이드결합으로 연결된 선형 고분자이다. D-갈락투론산은 C-6 위치의 1차 알코올기가 카복실기로 바뀐 것 이외에는 D 갈락토오스와 같은 구조를 하고 있다.

 

 

그 외에 잘 알려진 다당류로는 아라비아 고무와 기타 고무질 또는 점액질, 콘드로이틴 황산염, 혈액응고 방지제인 헤파린, 혈장 대체물로 사용되는 덱스트란 등이 있다. 어떤 당류는 보통의 폴리하드록시 알데하이드 또는 폴리하이드록시케톤과는 다른 구조를 하고 있다. 이 장의 마지막 절에서는 자연계에서 이러한 형태를 하고 있는 몇가지 당류에 대해 논의할 것이다.

 

재생 가능한 에너지원을 찾는 것은 우리가 직면한 사회적 요구이다. 탄수화물은 광합성으로부터 직접 만들어진다는 이유 때문에 재생가능한 에너지로서 커다란 주목을 받고 있다. 가솔린 첨가제로서 MTBE 를 에탄올로 대체되면서, 에탄올은 바이오매스와 같은 재생가능한 자원으로부터 얻기 위한 당면한 목표가 되었다. 

 

이러한 분위기에서 surcose와 글루코오스로부터 에탄올로 발효시키기 위한 연구가 활발하게 진행되었다. 이스트에 있는 전화당 효소는 surcose를 글루코오스와 fructose로 바꿀 수 있다. 역시 이스트에 들어 있는 zymase라고 부르는 한 효소는 부산물로 이산화탄소를 만들어 내는 발효 과정에는 옥수수, 사탕무, 사탕수수 같은 다양한 탄수화물이 사용될 수 있다. 

 

역으로 사람이 소비하지 않는 셀룰로오스 같은 많은 식물 성분들이 있다. 따라서 셀룰로오스로부터 에탄올을 얻는 발효에 대한 관심이 증대되고 있다. 그러나 최근에서야 셀룰로오스를 각각의 글루코오스 단위로 가수분해할 수 있는 셀룰로오스 효소가 상업적으로 생산되고 있다. 실제로 에탄올을 얻기 위한 최초의 셀룰로오스 기반 시설이 2004년에 건설되었다. 

 

 

 

그러한 노력이 성공적이라면 옥수수 여물, 지팽이풀, 톱밥, 그리고 짚과 같은 당야한 바이오매스, 즉 셀룰로오스 원이 있다. 이러한 물질들은 셀룰로오스를 에탄올로 발효시키는 원료로 사용될 수 있다. 또한 재생가능한 탄수화물은 다른 용도로도 사용될 수 있다. 고분자를 만드는 데 사용되는 많은 화학 원료는 석유에서 얻어진다. 재생 가능한 바이오매스로부터 이러한 중요한 화학물질을 얻고자 하는 노력이 이루어지고 있다.

 

그러나 현재 발효를 통한 제조비용은 석유로부터 얻는 것과는 비교할 수 없이 높다. 재생가능한 에너지와 고부가가치를 가지는 화학물질을 얻기 위해서는 더 많은 연구가 필요하다. 따라서 탄수화물로부터 다양한 재생가능한 화학물질을 얻을 수 있지만, 이 분야가 빛을 발하기 위해서는 화학적, 생물학적, 그리고 공학적인 노력이 더 이루어야 할 것이다.