보고서 정보
주관연구기관 |
세계김치연구소 World Institute of Kimchi |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2013-12 |
과제시작연도 |
2013 |
주관부처 |
산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 |
TRKO201400011473 |
과제고유번호 |
1711006088 |
사업명 |
세계김치연구소연구운영비지원 |
DB 구축일자 |
2014-06-28
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초록
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Ⅳ. 연구개발 결과
1. 기호도가 우수한 김치의 맛성분 조성 구명
기호도가 우수한 김치의 맛성분 조성 구명을 위하여 김치의 맛성분 지표를 설정하였다. 신맛은 acetic acid, lactic acid, citric acid 등, 매운맛은 capsaicin, dihydrocapsaicin, 짠맛은 Cl-, 감칠맛은 glutamic aicd, alanine 등, 쓴맛은 Mg++, Ca++, K+ 등, 단맛은 mannitol, glucose, fr
Ⅳ. 연구개발 결과
1. 기호도가 우수한 김치의 맛성분 조성 구명
기호도가 우수한 김치의 맛성분 조성 구명을 위하여 김치의 맛성분 지표를 설정하였다. 신맛은 acetic acid, lactic acid, citric acid 등, 매운맛은 capsaicin, dihydrocapsaicin, 짠맛은 Cl-, 감칠맛은 glutamic aicd, alanine 등, 쓴맛은 Mg++, Ca++, K+ 등, 단맛은 mannitol, glucose, fructose 등으로 나타났다.
김치의 배합원료별 맛성분 확인을 위하여 부재료를 달리하여 김치를 제조하여 20℃와 4℃에서 각각 저장하여 분석하였다. 부재료를 첨가별 실험군들의 저장기간별 pH와 산도, 염도를 측정한 결과 부재료의 차이에 따른 pH의 변화는 실험군별 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 그러나 산도의 경우 동일한 pH에서 20℃보다 4℃에서 산도가 낮은 것으로 나타났다. 이는 저장온도의 차이로 미생물 생장 조건이 달라져 균총의 차이로 생성되는 유기산이 달라져 오는 결과라 판단된다. 이는 김치의 맛에 영향을 미치는 요인이 재료와 더불어 발효온도가 영향을 미침을 확인 할 수 있었다. 또한 부재료의 첨가는 부재료가 함유하고 있는 당의 종류에 따라 초기의 당 함량에 영양도 미치지만 발효의 진행속도에 영향을 미쳐 미생물로 하여금 당의 전환을 지연시키는 것을 확인 할 수 있었다. 그러나 생성 유기산의 종류는 부재료를 달리한 실험군에서도 유의적인 차이를 나타내지 않았다.
이상의 연구 결과 김치의 맛성분 조성 구명에 있어서는 김치와 원료의 맛 성분 분석 이외에도 김치의 발효단계별 맛 성분 변화 구명이 중요하며, 따라서 향후 이에 대한 연구를 추진하는 것이 바람직하다고 사료된다. 또한 이를 바탕으로 김치의 맛성분이 구명된다면 김치 맛에 대한 절대적인 평가와 기호도가 높은 김치 상품화에 활용이 가능할 것으로 기대된다.
2. 체질맞춤김치의 과학적 건강기능성 연구
사람은 장부의 허실에 따라 질병의 발생이 다르므로 타고난 체질에 맞추어 허한 기능을 강화하고 실한 기능을 약화시키면 체내에서 기의 균형을 유지하면 질병의 발생을 미연에 방지할 수 있다. 이러한 식품을 개발하여 질병을 예방하는 것은 인류행복에 매우 의미있는 일이다. 그러나 단일원료를 사용하는 식품에서는 이러한 기능을 갖추기 어렵고 김치와 같이 여러 가지 양념(藥念)을 사용하는 식품에서는 가능할 것이다.
김치를 체질에 맞춰 먹으면 더 좋을 것이므로 체질맞춤김치 4종을 개발하고자 김치원료를 사상체질이론에 따라 분류하고 각 체질에 적합한 원료를 사용하여 기호성이 우수한 김치를 개발하고 그 건강기능성을 조사하였다.김치는 누구나 먹는 기본식품이다. 먹을거리가 부족했던 시기에는 기가 치우친 원료도 먹어야 했고 이 경우 기의 치우침을 완화하기 위해서 여러 가지 원료를 혼합하여 누구나 먹을 수 있도록 했을 것이다. 지금은 먹을거리는 풍부하지만 오히려 잘못된 식습관으로 인한 비건강인이 증가하고 있으므로 건강기능식품이 인기를 얻고 있다. 그러나 기의 치우침이 큰 건강기능식품이 혹자에게는 건강을 증진시키지만 혹자에게는 건강을 악화시키는 이유는 체질을 고려하지 못했기 때문이다. 김치도 건강식품으로 널리 인정되고 있으나 건강기능식품으로 공식적인 인정을 받지는 못하고 있다. 김치를 체질별로 건강기능성을 살려서 개발한다면 공식적인 건강기능식품으로의 인정에 접근할 수 있을 것이다. 김치는 원료가 다양하므로 체질별로 적합한 원료의 선정과 배합율 조정을 통하여 가능할 것이다. 지금 동양의 지혜와 서양의 과학기술을 융합하는 체질김치의 연구가 필요하다.
3. 김치의 품질 및 기능성 관련 미지물질 탐색
김치의 발효는 주·부재료의 효소가 활성을 띄면서 생산되는 당분이나 아미노산 등을 유산균이 대사에 이용하면서 시작된다. 김치에는 비타민, 식이섬유소, 무기질 등의 영양성분 뿐만 아니라, 발효기간 동안 유산균에 의해 생성되는 여러 기능성 물질들이 많다고 알려져 있다. AB SCIEX analyst 소프트웨어를 장착한 AB SCIEX TripleTOF® 5600+ 시스템 (AB SCIEX)를 사용하여 발효에 따라 추출된 김치 내에 존재하는 유효성분을 분석하였다. 확인된 물질의 수와 함유된 양이 가장 많이 나타난 김치와 메탄올 1:100의 비율로 확인한 결과, 0주차에 비해 4주차에서 2배 이상 증가한 물질이 많았으며, 9주차에서는 약 10종이 증가함을 알 수 있었다. PCA 분석 결과 각 발효단계마다 다른 물질들이 검출되었으며, 이는 발효가 됨에 따라 새로운 물질들이 생성됨을 보여준다. 발효단계별로 일정한 양상을 보이지 않는 것으로 보아 각 조건의 김치에 함유된 물질이 다르다는 것을 알 수 있었다. 따라서 발효가 진행될수록 다양한 물질이 생김을 유추할 수 있으며, LC/MS 분석을 통해 검출된 약 2,000여종의 물질 중 천연물에 포함되며 기능성을 가진다고 알려진 물질을 위주로 구분하여 총 42종의 물질을 선별하였다. 선별 물질중 Stigmasterol 등 12 종이 항암효과를 보이는 것으로 알려져 있으며, Chlorogenic Acid과 같은 항산화 물질이 약 6종 확인되었다. 그 밖에도 콜레스테롤을 저해하는 효과를 보이는 물질들과 비타민, 불포화지방산 등 다양한 기능성 물질들이 있음을 알 수 있었다. 따라서 이 분석 결과로 김치 섭취가 인체에 유익한 성분을 제공할 것이라고 유추할 수 있다.
한국김치와 세계김치류간의 유효성분의 차이를 비교하기 위해 추출하여 얻은 시료들을 LC/MS를 이용하여 분석하여 PCA법으로 통계처리한 결과, 파오차이, 쯔게모노, 싸우어크라우트, 피클, 군드럭은 용매인 에탄올과 성분에 있어 큰 차이를 보이지 않는 경향을 나타냈으며 김치에서만 동일 양상을 보이지 않고 다양한 물질이 존재함을 확인할 수 있었다. 질량과 전하의 비를 크기의 범주로 나누어 분석해본 결과 용매인 에탄올에서 낮은 m/z 값의 범주가 많게 나타났으며 PCA 분석에서 차이를 보였던 파오차이, 쯔게모노, 싸우어크라우트, 피클, 군드럭에서도 낮은 m/z 범주의 수가 많게 나타났다. 피클은 일부 범위에서는 높게 나타났으나 PCA 결과를 통해 김치의 유효성분과는 유의차를 보이는 것으로 사료된다. 김치에는 높은 m/z 범주의 수가 많은 것으로 보아 다른 세계김치류에 비해 다양한 물질과 크기의 유효성분들이 있는 것으로 보여진다.
4. 김치균 및 요구르트균의 장관면역 조절 기능 비교 연구
가. Cell line을 이용한 김치균과 요구르트균의 면역활성 비교
발효단계별로 김치에서 분리된 유산균을 동정한 결과 20℃ 숙성김치에서는 Lactobacillus sakei, Weissela cibaria가 우점종을 차지하였고 5℃ 숙성 김치에서는 Lb. sakei와 Lb. curvatus, Leuconostoc mesenteroides가 우점종을 차지하였다. 한편 요구르트에는 Lb. fermentum, Streptococcus thermophilus, Lb. delbruekii subsp. bulgaricus, Lactococcus lactis가 우점종을 차지하였다. 김치와 요구르트에 있는 전체 유산균을 열처리하여 사멸시킨 후 RAW 264.7 cell을 이용하여 면역활성능을 살펴본 결과 nitric oxide와 IL-6 cytokine 생성능에 있어 미발효 김치에 있는 유산균보다 발효된 김치에 있는 유산균들의 대식세포 활성능이 우수한 것으로 나타났으며 요구르트균과는 유사한 경향을 나타내었다. 김치 발효에 따른 균총변화가 macrophage 활성증가와 관련이 있을 것으로 사료되었다.
나. 인체 장모델 시스템에 의한 열무김치로부터 프로바이오틱스 균주 선발
열무김치로부터 김치유산균을 분리하고 프로바이오틱스로 이용 가능한 균주를 선발하기 위하여 인체의 장관과 유사한 인체 장 모델 시스템(SHIMS)를 이용한 in silico 실험을 수행하였다. 열무김치에서 분리한 5종과 표준균주 12종에 대해 내산성 및 내담즙산성을 시험하여 생존율이 높은 2종의 균주를 선발하였다. 선발한 균주를 SHIMS에서 시험하여 가장 높은 생존율을 나타낸 균주의 16S rRNA를 분석한 결과 Leuconostoc mesenteroides로 동정되었으며 이 김치유산균을 Leuconostoc mesenteroides K01으로 명명하였다. 이 균주는 SHIMS에서 생존율이 높았으며 우수한 장부착성을 나타냈으므로 프로바이오틱스로 다양하게 이용할 가치가 있다고 판단된다.
다. 김치균과 요구르트균의 장내미생물 조절 효과 분석
김치 및 김치 유산균 섭취에 의한 마우스 장내 미생물 변화를 살펴본 결과, 문(phylum) 수준에서 Firmicutes 그리고 Bacteroidetes가 모든 분변 샘플에서 대부분을 차지하는 것으로 나타났으며, 그 외에도 Proteobacteria, Actinobacteria, Deferribacteres 등이 발견되었다. 초기발효 김치 섭취군 보다 적숙기 발효 김치 섭취군 및 김치유산균 섭취군에 있어 유산균이 포함되어 있는 Firmicutes가 증가하고 Bacteroidetes가 감소하는 것으로 나타났다.
Family 수준에서 세부적으로 내용을 살펴보면 김치에 존재했던 유산균 그 자체는 검출되지 않았지만 Lactobacillaceae는 점진적으로 늘어났으며 Clostridia는 점진적으로 감소하여 김치 및 김치 유산균섭취에 의하여 장내 유익균은 증가 하고 유해균은 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 효과는 초기김치<발효김치<김치유산균으로 순으로 나타나 이는 발효된 김치 및 김치 유산균 섭취가 장내 균총을 구성하고 있는 미생물들의 변화에 어느 정도 영향을 주는 것으로 나타났다.
라. 선발균주의 김치 기호성 및 생리활성 기능 연구
선발균주 류코노스톡 메센테로이드 Wikim009(Wikim009)균주의 김치 기호성 및 생리활성 기능 연구를 위하여 Wikim009균주 첨가 김치의 관능검사, pH, 및 산도를 측정하였다. Wikim009균주를 첨가하여 만든 김치는 종합적인 맛과 질감이 가장 우수하였으며, 이미, 이취가 적은 것으로 나타났으며, pH와 산도는 대조군으로 사용한 김치와 비교하여 유의적인 차이를 나타내지는 않았다. 선발균주 Wikim009균주의 생리활성 기능 연구를 위하여 Wikim009균주의 항염증 효능을 확인하였다. Raw 264.7 세포배양시험에서 Wikim009균주가 LPS로 유도된 전염증성 cytokine인 TNF-α의 발현에 미치는 영향을 조사하였다. LPS와 Wikim009균주를 함께 처리한 실험군은 LPS를 처리하지 않은 군과 유사한 정도로 TNF-α 분비가 억제되는 것을 관찰할 수 있었다. 염증 질환과 관련 있는 전사인자 중 하나인 NF-κB는 전염증성 유전자의 발현을 조절하는 전사인자로, 염증과정에 중요한 역할을 한다. 본 실험에서 LPS로 유도된 NF-κB 활성은 Wikim009균주를 처리함에 의해 감소되었다. 이는 김치로부터 분리한 Wikim009균주의 항염증성을 입증하기 위한 기초자료로 활용이 가능하다고 사료되며, 마지막으로 본 연구결과는 Wikim009 균주를 첨가한 항염증 효능을 가진 김치 제조가 가능할 것임을 시사한다.
마. 인체장모델시스템 구축 및 김치의 장질환 예방 효과 구명
인체장모델시스템 구축을 위하여 인체 소화 기관의 특징을 조사하였으며 국외 in vitro 소화 모델을 조사하였고 이를 바탕으로 인체장모델시스템 구축을 위한 예비실험을 수행하였다. 김치와 meat을 인체장모델시스템 예비실험에 적용하였으며 그 결과, 동일한 양의 김치 섭취 시 김치 단독으로 섭취할 때 김치와 meat을 동시에 섭취하는 경우보다 생존하는 김치유산균의 수가 10배 정도 더 많았다. 인체장모델시스템을 이용하여 소화 시 인체 내에서 pH, 소화효소에 따른 김치 및 식품의 변화를 관찰하였으며, 인체장모델시스템 구축의 실험적 측면에서의 문제점을 찾고 개선방안을 마련하였으며, 이를 바탕으로 인체장모델시스템 구축을 진행 중에 있다. 김치섭취에 따른 대장염 개선 효과를 detran sodium sulfate(DSS) 처리 생쥐에서 평가하였다. DSS 처리는 체중 감소와 대장길이의 축소를 유발하였다. 그러나, 김치를 섭취할 경우 이러한 대장염의 증상이 감소된 것으로 나타났다. DSS와 김치+DSS 투여 생쥐의 염증과 관련된 유전자의 mRNA 발현 정도를 정상 생쥐의 것과 비교하여 관찰하였다. DSS를 처리할 경우 TNF-α, IL-12 같은 염증성 cytokine이 증가하는 것으로 정량적 실시간 PCR 분석에 의해 나타났으며, 김치의 섭취는 DSS에 의해 유도된 염증과 관련된 TNF-α의 발현을 억제하는 것으로 나타났다. 또한 김치의 섭취는 DSS 처리로 인해 증가한 분변내 유독한 대사산물 생성 억제 및 β-glucosidase, β-glucuronidase와 같은 유해효소의 활성을 억제하는 것을 확인할 수 있었다. 김치 섭취에 따른 장질환 마우스 모델의 분변샘플에서의 미생물학적 구분을 수행한 결과, 문(phylum)수준에서 DSS 섭취 그룹은 정상 그룹과 비교하여 Verrucomicrobia의 비율이 증가하였으며, DSS와 김치의 동시 섭취한 그룹의 경우, Verrucomicrobia의 비율이 감소하는 경향을 나타내었다. 이와는 반대로 정상군에 비하여 DSS 섭취 그룹의 Firmicutes, Bacteroidetes의 비율은 감소하였으나 DSS와 김치를 동시에 섭취한 그룹에서는 Firmicutes, Bacteroidetes의 비율이 DSS 단독 섭취군에 비하여 증가하는 경향을 나타내었다.
바. Microarray-based molecular monitoring 기술을 이용한 김치가 인체 장내 미생물에 미치는 영향 연구
김치 섭취 Low group과 high group 간에 미생물 다양성을 분석한 결과 두 처리구에서 Proteobacteria, Firmicutes, Bacteroidetes에 속하는 phylospecies 수는 같은 결과를 나타내었다. 미생물 abundance에서는 low group에 비해 high group에서 Firmicutes 양은 5.39%에서 5.20%로 감소되었으며 Bacteroidetes 양 또한 4.22%에서 3.41%로 감소하였다. Class(강) 수준에 따라 장내 미생물을 분류한 결과, 장내 미생물을 구성하고 있는 주요 class(강)는 Bacilli (145종), Clostridia(126종), Gammaproteobacteria(81종), Alphaproteobacteria(69종), Actinobacteria(58종) 인 것으로 나타나 low group과 high group 처리구에서 Bacilli가 가장 다양하게 존재하였다. 그러나 장내 미생물의 abundance에 있어서는 모든 처리구에서 Magnoliopsida가 전체 hybridization signal의 21.32, 16.43%를 차지하였으며 Synergistia가 24.66, 19.10%으로 가장 많이 우점하는 미생물로 나타났다. 특히 병원성 미생물로 알려진 Mollicutes의 경우에는 low group에서는 0.66%이었지만 high group에서는 0.58%로 감소하는 경향을 나타냈으며 유해 미생물로 알려진 Clostridia의 경우에도 low group은 2.05%, high group은 2.03%로 감소하는 경향을 보였다. Genus(속)에 대해 유익 미생물과 유해 미생물로 분류하여 분석한 결과 유해 미생물에 속하는 Listeria, Clostridium, Enterobacter, Prevotella, Shigella의 경우 low group에 비해 high group에서 유의적으로 감소하는 경향을 나타내 김치 섭취량의 증가는 유해 미생물들의 colonization을 억제하는 것으로 사료되었다.
유익/유해 가능성이 있는 미생물인 Enterococcus의 경우에는 low group에서는 0.76%, high group에서는 1.57%로 증가하는 경향을 나타내었으며 Bacteroides에서는 low group(0.55%)에 비해 high group(0.25)에서 감소하는 경향을 나타내었다.
유익 미생물로 알려진 Bifidobacterium은 high group에서 0.12%로 low group에 비해 증가하였다. 그리고 김치 우점 미생물로 알려진 Lactobacillus는 low group(0.53%)에 비해 high group(0.55)에서 조금 증가하는 경향을 나타내었으며 Leuconostoc의 경우에는 low group에서는 0.08%이었지만 high group에서 0.18로 유의적으로 크게 증가는 경향을 나타내었다. 김치 섭취수준에 따른 미생물 변화를 분석하기 위해 t-test를 이용하여 알아본 결과 low group과 high group의 분석 비교 결과 총 34종의 미생물에 대해 유의적인 차이가 있는 것으로 확인되었으며(p<0.05) 34종 미생물 중 16종은 high group에서 2배 이상 감소하였으며 병원성 미생물을 많이 내포하고 있는 Gammaproteobacteria가 총 16종에서 37%를 차지하였다. 34종 미생물 중 18종은 high group에서 2배 이상 증가한 미생물로 김치 우점 미생물 및 유익한 미생물로 알려진 Bifidobacterium breve, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus mindensis, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus brevis, Lactobacillus amylolyticus, Leuconostoc mesenteroides가 전체 미생물의 38.9%를 차지하였다. 이러한 결과는 김치 섭취량 증가에 따른 영향으로 판단되었다.
사. 외국인(중국인)의 김치섭취가 장내 미생물 변화에 미치는 영향
각각의 분변샘플에서의 미생물의 분류학적 구분을 수행한 결과 phylum 수준에서는 Firmicutes 그리고 Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria가 약 95%로 모든 분변 샘플에서 대부분을 차지하는 것으로 나타났으며, 그 외에도 Acidobacteria, Gemmatimonadetes, Fusobacteria, Verrucomicrobia, Planctomycetes, TM7 Chloroflexi, Nitrospira, Cyanobacteria/Chloroplast, Armatimonadetes, WS3 Deinococcus-Thermus 등이 5% 이하로 발견되었다. 그리고 속 수준에서는 샘플에 따라 차이가 있지만 일반적으로 포유류 동물의 장내에서 발견되며 숙주(host)가 섭취한 식물성 물질이나, polysaccharides나 protein을 분해하는데 필요한 효소들을 분비하면서 Biohydrogen process에 관여하는 다양한 미생물인 Baluria, Lachnospiracea_incertae_sedis, Faecalibacterium, Clostridium XI등이 50~60%정도로 거의 모든 샘플에서 우점하고 있는 것으로 확인되었다. 김치 섭취 유무에 따라 이러한 미생물들의 유의적인 변화는 발견되지 않았다. 개개인에 있어서 장내 유익균(Bacillus, Weissella, Leuconostoc, Lactobacillus, Bifidobacterium)이 전혀 발견되지 않은 사람에게서 한달간 김치섭취 시 약0.2~0.6%까지 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 한국인의 경우, Weissella는 2.5%에서 0.24%로 약 10배 정도 감소하였으나, 김치 섭취이전에 전혀 발견되지 않았던 Leuconostoc(0.1%)이 등장하였으며, Lactobacillus도 0.35%에서 0.7%로 두배 정도 증가하였다. 외국인(중국인)의 경우는 장내 유익균이 전체적으로 약 0.2%까지 증가하였으며 특히, 실험자에 따라서 장내 유익균의 분포가 2배에서 무려 8배까지 증가한 경우도 발견되었다. 중국인의 경우도 한국인과 마찬가지로 Lactobacillus가 약 0.2%증가하고 전혀 발견되지 않았던 Bacillus도 소량 증가함을 확인할 수 있었다.
pyrosequencing 자료를 통해 군집을 비교하기 위해서 OTU들의 대표 sequence로부터 계통학적 tree를 PHYLIP 프로그램을 이용하여 계산한 후 UniFrac (http://bmf.colorado.edu/fastunifrac/)분석을 통해 계층적군집화(Hierarchical clustering)와 주좌표분석(principal coordinate analysis)을 나타낸 결과 김치 섭취 군과 비 섭취군끼리의 명확한 clustering은 확인할 수 없었으며, 경우에 따라서 같은 사람에게서 유래한 김치 섭취 전 분변 미생물의 community와 김치섭취후의 미생물 community가 함께 clustering됨은 확인 할 수 있었다. 또한 한국인과 외국인(중국인)간의 명확한 clustering또한 확인 할 수 없었다.
5. 순환기계 질병에 대한 김치의 효능 확인 및 기작 구명
가. 대식세포에서 김치의 ER stress 억제 활성 분석
산화지단백(low density lipoprotein)의 산화는 동맥경화의 발달에 있어서 주요한 인자로 알려져 있다. 7-ketocholesterol과 같은 oxysterol은 산화지단백의 세포독성에 중요한 역할을 한다. 소포체(ER)기능의 장애는 ER stress와 unfolded protein response를 일으키게 된다. 본 실험에서는 대식세포에서 7-KC에 의한 ER stress 유도와 Kimchi methanol extract는 ER stress를 예방할 수 있는지를 검토하였다. 김치 메탄올 추출물의 농도별 50, 100, 250, 500, 750, 1000㎍/㎖ 세포 생존률을 시간별로 측정하였을 때 모든 농도에서 높은 생존률을 나타내어 김치 추출물 자체는 대식세포에 독성을 나타내지 않는 것으로 사료 되었다. 대식세포에 7-KC을 농도별 (5, 25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200 μM)로 처리했을 때, 48시간 후 세포 생존률은 100, 57, 48, 42, 32, 30, 12, 8, 5%로 나타나 50μM농도에서 48% 생존률을 보여 7-KC의 적정농도로 정하였다. 7-ketocholesterol의 ER stress 유발 효과를 알아보기 위해 대식세포 (macrophage)에 7-ketocholesterol (50μM)을 6시간, 12시간, 24시간, 48시간 처리한 후 ER stress의 지표인 GRP78, CHOP, ATF6 mRNA 발현양을 측정하였다. GRP78 mRNA 발현은 6시간 후부터 증가하기 시작하여 48시간에 최고에 이르렀다. CHOP mRNA 발현은 6시간 후 73%, 24시간 후 91% 그리고 48시간 후에는 164% 증가를 보여 7-KC에 의해 대식세포에 ER stress가 유도되었고, 대식 세포 사멸기전이 관련됨을 시사하고 있다. ATF6 mRNA 발현은 시간별로 증가하여 48시간 후에는 약 2.3배 증가하였다. 김치 메탄올 추출물의 ER stress marker인 GRP78, CHOP 발현 완화 효과는 농도의존적으로 나타났으며, 500ug/ml에서 가장 큰 효과를 나타내었다. Caspase-3 활성 측정은 김치 메탄올 500ug/ml은 항산화제로 널리 알려져 있는 GSH와 유사한 효과를 나타내어, 김치는 ER stress로 유발된 순환기계 질병을 예방할 수 있음을 시사한다.
나. 김치의 ER stress 완화 기작에 의한 동맥경화 예방 효과 구명
본 연구에서는 소포체 스트레스반응성 세포사멸 기전을 유도하기 위하여 apE(-/-) 마우스에 12주 동안 Western type diet를 처리하였고, 이때 김치 및 김치성분의 ER stress억제효과 및 그 작용기전을 연구하고자 하였다. 그 결과, 12주 동안의 Western type diet는 간 조직 내 ER stress marker인 p-eIF2a, XBP-1, CHOP 단백질 발현이 증가하는 것을 알 수 있었으며, 특히 GRP78 및 CHOP 단백질 발현증가를 통한 소포체 스트레스 경로를 활성화하였다. 그러나 0.015% capsacin, 0.1% DADS, 1% PBA 섭취군은 실험대조군(C)에 비해 ER stress marker의 protein발현이 유의적으로 감소하는 경향을 나타내었다.
ER stress 경로는 다양한 세포성 스트레스에서 세포를 보호하기 위하여 활성화되고, 스트레스가 심하면 손상된 세포를 제거하기 위해 세포사멸을 유도한다. 이 과정에서 C/EBP 전사 인자과에 속한 CHOP/GADD153가 유도되어 세포사멸을 매개한다. 그러므로 김치 및 김치성분의 CHOP억제 효과는 ER stress에 의해 야기되는 세포사멸을 완화할 수 있을 것으로 사료되며, 소포체 스트레스성 동맥내피세포 사멸에 의한 혈관계 질환을 효과적으로 예방할 수 있을것으로 사료된다.
다. 김치 내 나트륨이 생체대사에 미치는 영향
염 민감성쥐에 2.57% 소금을 식이사료에 섞어 섭취시켰을 경우, 8주 동안 수축기혈압은 초기 135.11±23.46mmHg였으나 점차적으로 증가하여 172.42±36.75mmHg로 심각한 고혈압을 나타내었다. 반면, 염도 2.57% 적숙기 김치를 사료에 섞어 8주간 섭취시켰을 경우, 소금(2.57%)만 섭취시킨 그룹에 비해 수축기 혈압의 증가는 완만하게 억제되는 경향을 보였다. 저염 배추김치(염도 1.5~2.0%)보다 상대적으로 높은 소금함량을 가진 배추김치(염도 2.57%)를 동결건조하여 식이사료에 10% 섞어 8주간 염 민감성 쥐(Dahl-salt sensitive rats)의 단백뇨에 미치는 영향을 살펴보았다. 그 결과, 사료에 2.57%의 소금(NaCl)을 섞어 섭취시킨 그룹에 비해, 같은 양의 소금을 적숙기로 발효된 김치의 형태로 섭취시킨 그룹에서 신장기능 장애의 주요한 마커인 단백뇨는 실험 4주째부터 낮아지기 시작하여 8주째는 약 52% 유의적으로 낮게 나타났다. 또한, 신장조직에서 산화스트레스 및 항산화관련인자의 유전자 및 단백질 발현을 분석한 결과, 2.57% NaCl 섭취군에 비해 김치 섭취군에서 산화스트레스 관련인자의 발현이 감소하고 항산화관련 인자의 발현은 증가하였다. 신장조직의 경화 및 섬유화를 나타내는 인자들은 2.57% NaCl 섭취군에서 증가하였으나 10% 김치 섭취군에서 유의적으로 감소하였다. 이러한 연구결과는 나트륨을 단순히 섭취하기 보다는 칼륨이 많은 배추 등 채소를 소금으로 절여 만들어진 김치로 섭취할 경우, 김치의 다양한 기능성 성분(항산화 물질, 유산균, 식이섬유소, 대사산물 등)이 고혈압을 완화시킬 수 있을 것으로 사료된다.
라. 김치의 섭취수준이 성인의 지질농도와 항산화효소계에 미치는 효과
김치 섭취군에 따른 피험자의 일반 특성은 차이가 없어 무작위로 실험군이 선정되었음을 알 수 있었다. 공복혈당의 변화는 김치 섭취량에 따라 유의적인 차이를 나타내었다. 김치 섭취에 의한 혈중 지질 농도의 변화, 즉 중성지질, 총콜레스테롤, LDL-C의 저하는 김치 섭취에 의해 (김치섭취량에 상관없이) 유의적으로 나타났으며, 그 저하효과는 김치 섭취량에 농도 의존적으로 관찰되었으나 유의적이지 않았다. 고콜레스테롤 혈증이 있는 피험자는 김치 섭취량이 많을수록 콜레스테롤 혈증을 개선하는 효과가 현저하게 높음을 알 수 있었다. 김치섭취량이 많을수록 소변으로 배설되는 Na농도 역시 증가하는 것으로 나타났음. 김치 섭취에 따른 염분 섭취로 건강 장애가 일어날 수 있다는 기존의 우려에 대한 재조명이 필요하다.
1주일간 식이 섭취 및 운동량을 통제하면서 김치 섭취량에 따른 혈액의 생화학 성분 변화를 살펴보았을 때 공복혈당은 섭취량에 유의적인 차이를 보였고, 혈중 지질 농도는 김치섭취량 의존적으로 혈중 지질 감소효과가 관찰되었다. 특히 고콜레스테롤 혈증이 있는 피험자에 있어서 효과가 더욱 큰 것으로 나타나, 장기적으로 김치를 많이 섭취할 때 건강 증진 효과가 확실히 있는 것으로 관찰되었다. 김치 섭취에 의한 염분 증가, 이로 인한 혈압 상승 등의 건강장애 효과는 불확실한 것으로 생각된다.
6. 세계 김치류의 품질특성 비교분석
가. 세계김치류의 영양 및 기호 특성 비교분석
세계채소발효식품들의 영양성분 분석을 통해 특성 비교의 결과를 종합하면, 파오차이는 지방함량이 높고 무기질 함량이 고르며 지용성 비타민이 풍부하나 수용성 비타민이 부족하고, 쯔게모노는 회분함량이 높으나 대부분이 소금이고 비타민이 없으며, 싸우어크라우트는 수분함량이 높으면서도 식이섬유와 무기질, 비타민 C가 풍부하나 지용성 비타민이 부족하며, 오이피클은 탄수화물 함량이 매우 높으나 섬유소 등 당 이외의 함량이 매우 낮으며 특히 무기질과 비타민이 낮았으며, 군드럭은 수분함량이 낮은 건조 제품으로 탄수화물과 단백질 함량이 높고 특히 식이 섬유소가 많았으며 무기질이 고르고 풍부하였고 지용성 비타민도 소량 함유되어 있었다. 김치는 수분함량이 높으면서도 6대 영양소가 고르게 함유되어 있고 무기질도 고르게 들어있으며 지용성 및 수용성 비타민을 모두 함유하고 있어서 영양적으로 우수하였다.
활성기 산소 유해작용에 대하여 생체는 자가방어를 위해 superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase 등과 같은 항산화효소 체계가 있어 활성기 산소를 제거 또는 억제하는 것으로 알려지고 있다. 따라서 본 연구에서도 세계채소발효식품들이 혈청중의 항산화 방어 작용에 미치는 영향을 분석하고자 하였으며, 간외 조직의 항산화 효소 활성을 측정하고자 실험을 진행하고 있다. 세계채소발효식품의 항산화 특성을 비교하기 위해 항산화능이 우수한 영양성분(β-카로틴, 비타민 C, 비타민 E) 분석결과와 ABTS와 DPPH 라디컬 소거능 측정 실험을 통해 6종의 세계채소발효식품 중 김치, 파오차이, 싸우어크라우트가 선정되었다. 8주간의 60% kcal 고지방 식이를 통한 산화스트레스 억제능을 살펴보았다. 조직무게를 살펴본 결과, 간과 백색지방조직의 무게에서 정상식이군과 고지방식이섭취군에서 유의적인 차이를 보였으며, 김치, 파오차이, 싸우어크라우트 섭취군에서 감소되는 경향을 보였다. 고지방식이와 김치 섭취군, 파오차이 섭취군, 싸우어 크라우트 섭취군을 8주간 급여한 후 혈청 중의 지질 함량을 측정한 결과를 통해 혈청 중의 총 콜레스테롤과 중성지질 함량은 정상식이를 급여한 정상식이 섭취군에 비하여 고지방 섭취군에서 유의적으로 높게 나타났으며, 세계채소발효식품 섭취군에서 감소하는 경향을 보였다. 총 콜레스테롤 함량에 대한 HDL-콜레스테롤 함량비(HTR)는 정상식이 섭취군에 대해 고지방식이 섭취군에서는 유의적인 차이를 보이지 않았으나, 김치, 파오차이, 싸우어 크라우트 섭취군에서는 유의적인 증가를 보임을 통해 세계채소발효식품의 지질 대사 개선의 긍정적인 효과를 기대할 수 있을 것으로 사료된다. 고지방식이를 섭취한 C57BL/6 마우스 혈청에서 지질 및 단백질 산화를 억제하는지 알아보기 위하여 지질과산화 및 항산화 효소 활성을 측정한 결과, 고지방섭취군에 비해 세계채소발효식품군의 TBARS 함량이 낮게 나타남을 통해 세계채소발효식품에서 지질과산화 억제효과를 확인할 수 있었으며, 이로써 고지방식이로 인해 증가된 마우스 혈청의 지질과산화에 대해 세계채소발효식품의 항산화 관련 물질들이 강한 보호효과를 가지는 것으로 사료된다. 앞으로, 본 연구 결과를 바탕으로 세계의 채소발효식품 관련 연구가 활성화되고, 보다 다양한 접근을 통한 채소발효식품의 특성을 밝혀내어 그 우수성을 입증할 수 있는 자료를 지속적으로 축적할 수 있기를 기대한다.
나. 세계 김치류의 위생안전 특성 비교분석
86종의 금속원소 중 27종의 생체 유지에 필수 금속은 다량 또는 부족일 경우 건강장해를 일으킨다. 중금속의 축적성은 먹이 연쇄에 따라라 크게 농축되게 되어 중금속이 농축된 생물을 인간이 섭취했을 때 큰 문제가 된다. 이를 예방하기 위한 방지 대책 수립이 계속되고 있으나, 식품 중 유해성 중금속에 대한 보고 없이 국내에서 시판되고 있는 세계김치류에 대한 중금속 안전성을 평가해보고자 하였다. 식품의약품안전청에서 기준·규격으로 제시한 김치류 중 중금속의 허용기준치는 납 0.3 mg/kg 이하, 카드뮴 0.2 mg/kg 이하로써, 일부 검출되긴 하였으나 검출기준에 미치지 못하는 매우 미미한 양이었으며, 납, 카드뮴 외 수은, 비소를 측정한 결과 또한 세계김치류를 통해 섭취되는 양은 안전한 것으로 판단되었다. 하지만, 아직까지 수입되어 시판되는 세계김치류에 대한 중금속 기준 규격 등이 구체적으로 명시되지 않았으며, 조사 연구가 부족한 실정이므로, 더 많은 연구가 필요하다고 생각된다.
김치류(세계김치류 포함)는 가열하지 않고 섭취하는 주원료가 채소인 식품으로써, 지속적이고 안전성이 확보된 고품질의 생산이 요구되는 실정으로 국내외를 통해 채소류로부터 유래된 병원성 미생물 감염에 의한 피해사례가 발생되어져 오는 바 미생물의 안전성 확보가 무엇보다 필요한 실정이다. 특히나, 국내 시판되고 있는 세계김치류의 미생물 분석 및 병원성에 대한 연구는 전무한 실정이다. 따라서 세계김치류의 병원성 미생물을 정성 및 정량적 분석을실시하여 위생안전성을 평가해보고자 하였다. E. coli O157:H7, 살모넬라(Salmonella spp.), 황색포도상구균(Staphylococcus aureus), 장염 비브리오(Vibrio parahaemolyticus), 클로스트리디움 퍼프린젠스(Clostridium perfrigens), 리스테리아 모노사이토제네스(Listeria monocytogenes), 여시니아 엔테로콜리티카(Yersinia enterocolitica), 바실러스 세레우스(Bacillus cereus) 등에 대한 정성 및 정량 분석을 실시한 결과, 병원성 미생물은 검출되지 않았으나, 김치 중 2 시료에서 B. cereus가 각각 1.0×101 CFU/g, 4.9×102 CFU/g, 효모 수를 측정한 결과, 김치에서 불검출~3.0×102 CFU/g, 파오차이에서 불검출~2.6×103 CFU/g로 검출되었으며, 진균수 측정 결과, 김치 중 한 시료에서 2.0×101 CFU/g이 검출되었다. 이와 같이 낮은 수준이긴 하나 김치에서 병원성 미생물, 효모, 진균이 판정된 원인은 제조공정상의 특성으로 다른 세계김치류와는 달리, 살균 또는 멸균 공정을 거치지 않음에 그 원인이 있다고 판단되며, 이를 지속적으로 모니터링 해야 할 것으로 사료된다.
세계김치류의 경우 각국에서 생산된 원료를 사용하여 제조공정을 거쳐 국내로 수입되는 경로를 거치며, 잔류농약에 대한 기준 규격이 설정되어 있지 않으므로 시중에 유통되는 세계김치류에서의 잔류농약의 검출량 조사분석을 통한 모니터링을 실시하여 안전성 확보를 위한 과학적 근거 자료가 필요하다. 세계김치류에 대해 51종의 잔류농약 함량을 측정한 결과, 김치에서 카보후란(0.0003mg/kg), 싸이할로쓰린(0.0067mg/kg), 싸이퍼메쓰린(0.0257mg/kg), 이피엔 (0.0003mg/kg), 펜발러레이트(0.0050mg/kg), 이프로디온 (0.0120mg/kg), 이소프로치오란(0.0030mg/kg), 프로시미돈 (0.0001mg/kg) 8항목이 검출되었다. 피클에서는 엔도설판 (0.0027mg/kg), 퀸토젠(0.0001mg/kg) 2항목이 검출되었으며, 쯔게모노에서는 클로르피리포스(0.0010mg/kg), 엔도설판(0.0013mg/kg) 2 항목이 검출되었다. 현재 김치에 대한 잔류농약 기준은 정해져 있지 않다. 세계김치류의 경우 원·부재료 농산물 중에서부터 잔류할 수 있으므로 지속적인 모니터링이 필요할 것으로 생각된다. 특히나, 세계김치류의 중금속, 병원성 미생물, 잔류농약에 대한 모니터링을 통한 위생안전성 확보는 소비자의 보호, 위해도 평가에 필요한 자료 축적, 농업정책과 공정한 무역확립에 필수적인 부분임을 숙지해야 할 것이다.
다. 세계김치류의 대사증후군 예방효과 구명 및 지방세포에서 항비만 효과 확인
김치가 지질대사를 개선시킨다는 연구결과는 보고되어 왔으나, 김치의 항비만 기전은 아직 밝혀진 바가 없으며, 세계김치류와 비교하여 한국김치의 우수성을 입증한 바는 없다. 본 연구는 김치의 항비만 효능의 분자 수준에서의 기전을 알아보고, 세계김치류와 비교하기 위해 지방전구세포인 3T3-L1 세포의 지방세포로의 분화에 관련하는 인자들과 지방 분해 대사에 관여하는 인자들의 발현에 대한 세계김치류 및 한국김치류의 영향을 살펴보았다. 또한 이러한 한국김치류 및 세계김치류의 항비만 효과가 지방세포의 내분비 기능 조절과 연관성이 있는지도 밝히고자 하였다. 지방전구세포인 3T3-L1 세포의 지방세포로의 분화시, 세계김치류 및 한국김치류의 에탄올 추출물을 처리에 따른 세포 내 지질 및 중성지방 축적, 지방 분화 전사인자 및 지방대사 관련 인자들의 발현 정도를 살펴보았다. 3T3-L1 세포의 지방세포로의 분화 과정에서 군드럭을 제외한 세계김치류와 지질 축적 및 중성지방 축적을 유의하게 억제되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 지방세포 분화인자로 알려진 PPARγ, C/EBPα, aP2와 같은 단백질의 발현에서 군드럭을 제외한 세계김치류와 한국김치류가 효과적으로 억제하고 있음도 확인할 수 있었으며, 지방대사 관련 인자로 알려진 SREBP-1, FAS, CD36와 같은 단백질의 발현 또한 군드럭을 제외한 세계김치류와 한국김치류가 효과적으로 억제하고 있음을 확인할 수 있었다. 특히나 세계김치류에서는 쯔게모노와 싸우어크라우트의 감소효과가 가장 강하였으며, 한국김치류에서는 적숙기 김치, 총각김치, 갓김치, 파김치, 고들빼기
모두에서 감소효과가 우수하였다. 분화된 3T3-L1 지방세포에서 세계김치류와 김치류의 에탄올 추출물이 분해대사에 미치는 영향을 확인한 결과, 지질 축적에 있어 세계김치류는 감소효과를 보이지 않았으며, 한국김치류에서는 초기김치, 적숙기 김치, 묵은지, 고들빼기 김치에서 유의적인 지질 축적 감소 효과를 보였고, glycerol 방출량을 측정한 결과, 쯔게모노를 제외한 세계김치류와 총각김치, 갓김치를 제외한 한국김치류에서 500, 1000 ㎍/㎖의 농도에서는 유의적인 증가를 보였다. 지방분해효소를 측정한 결과 LPL을 제외한 phospho-HSL과 ATGL의 유전자 발현이 증가됨에 따라 세포 내 triglyceride이 지방산과 glycerol로 분해되었을 것으로 생각되며 저농도에서는 glycerol의 유리기 감소는 세포 내에서 분해된 glycerol의 일부가 세포 내 생합성에 재사용되었을 것으로 생각된다. 지방조직에서 분비하는 adipokine 발현량을 확인하여 내분비 기능 조절능을 확인한 결과, 체지방을 일정하기 유지시키는 호르몬인 leptin과 인슐린 저항성이 나타났을 때 급격히 증가한다고 알려진 resistin의 발현을 세계김치류와 한국김치류 모두에서 대조군에 비해 농도의존적으로 유의성있게 감소시켰다. 이러한 결과들은 군드럭을 제외한 세계김치류와 한국김치류가 세포 수준에서 비교적 낮은 농도로도 효과적으로 지방세포의 분화를 억제할 수 있으며, 저농도를 제외한 범위에서 지방세포의 분해대사에도 효과적임을 확인하였으며, 세계김치류와 비교한 결과 한국김치류에 있어 지방분해 대사의 효능이 우수함을 확인하였다. 또한 지방세포 분화 억제와 분해 촉진뿐만 아니라 지방세포 대사 조절에 긍정적인 영향을 미치며, 인슐린 저항성 개선 효과도 기대할 수 있을 것이라 기대된다.
7. 김치의 면역활성조절 효과 구명
김치는 한국의 대표적인 발효식품으로 Leuconostoc, Weissella, Lactobacillus 및 Pediococcus 속의 다양한 유산균의 작용에 의하여 발효된다. 낙농제품 유래 유산균에 의한 면역조절효과에 대한 연구는 비교적 폭넓게 수행되어 왔으나, 김치 유래 유산균에 의한 생체 면역조절 연구는 상대적으로 잘 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 김치로부터 여러 유산균들을 분리하였으며, 이들에 대한 선천성 면역조절효과를 골수 유래 수지상돌기세포와 대식세포를 이용하여 검토한 결과, 이들은 전염증성 싸이토카인인 TNF-α와 IL-12의 분비를 촉진시켰다. 또한, 대부분의 김치 분리 유산균들은 ovalbumin (OVA)로 감작시킨 마우스 비장세포와 반응하여 Th1 싸이토카인의 생산을 유도하였다. 특히, Lactobacillus sakei wikim-A20, wikim-25, wikim-30, wikim75 및 wikim-100 균주는 Th1 싸이토카인의 생산은 강하게 촉진 시키면서 Th2 싸이토카인의 분비는 강하게 억제하는 것으로 보아 Th1/Th2 균형을 조절하는 효과를 갖는것으로 나타났다. 이러한 결과는 위의 균주들이 아토피 피부염과 같은 Th2 매개 알레르기 질환의 완화제로 응용될 수 있는 가능성을 시사한다. 이와는 다르게 L. sakei wikim-20 균주는 Th2 싸이토카인의 생산을 촉진시키는 것으로 나타나 Th2 싸이토카인 매개항체 생산을 촉진시키는 백신 adjuvant로 응용될 수 있을 것이라 판단된다.
또한, 김치 종류별 추출물에 의한 선천성 면역조절효과를 검토하였는데, 파김치, 고들빼기김치, 총각김치, 갓김치, 묵은지, 적숙기김치의 70% 에탄올 추출물은 마우스 수지상돌기세포와 반응하여 전 염증성 싸이토카인의 생산을 촉진시키지 않은 것으로 나타났으나, 파김치, 고들빼기김치, 총각김치, 갓김치, 묵은지, 적숙기김치의 열수 추출물은 마우스 수지상돌기세포와 반응하여 TNF-α의 생산을 증진시키면서 IL-12의 분비는 촉진시키지 않는 것으로 나타났다. 이들의 후천성 면역조절효과를 검토하기 위하여 OVA로 감작시킨 마우스 비장세포와 이들 추출물을 최대 1,000 μg/ml 농도까지 반응시킨 결과, 김치 종류별 추출물은 Th1 및 Th2 싸이토카인 반응을 촉진시키지 않는 것으로 나타났다. 이러한 결과들은 김치에 의한 면역활성조절효과는 김치 발효에 관여하는 유산균에 의하여 대부분 매개된다는 것을 시사한다.
목차 Contents
- 제 출 문 ... 1
- 요 약 문 ... 2
- 목 차 ... 38
- 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 42
- 제 1 절 연구개발의 목적 ... 42
- 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 42
- 1. 기술적 측면 ... 42
- 2. 경제·산업적 측면 ... 44
- 3. 사회·문화적 측면 ... 45
- 제 3 절 연구개발 목표 및 내용 ... 46
- 1. 연구개발목표 ... 46
- 2. 연구개발 내용 ... 46
- 제 2 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 48
- 제 1 절 재료 및 방법 ... 48
- 1. 기호도가 우수한 김치의 맛성분 조성 구명 ... 48
- 1) 김치의 배합원료별 맛성분 구명 ... 48
- 가) 실험방법 ... 48
- 2. 체질맞춤김치의 과학적 건강기능성 연구 ... 52
- 1) 원료 ... 52
- 3. 김치의 품질 및 기능성 관련 미지물질 탐색 ... 54
- 1) 김치의 제조 ... 54
- 2) 김치의 이화학적 특성 분석 ... 55
- 가) pH 및 적정산도 ... 55
- 나) 염도 ... 55
- 다) 색도 ... 55
- 라) 환원당(DNS법) ... 56
- 마) 물성 ... 56
- 바) 유기산 분석 ... 57
- 사) Capsaicinoid류 분석 ... 57
- 아) 유리당 분석 ... 58
- 3) 김치 및 세계김치류 유효성분 추출 ... 58
- 4) 김치 및 세계김치류 유효성분 분석 ... 59
- 4. 김치균 및 요구르트균의 장관면역 조절 기능 비교 연구 ... 60
- 1) Cell line을 이용한 김치균과 요구르트균의 면역활성 비교 ... 60
- 가) 김치 및 요구르트로부터 미생물 분리 및 미생물상 분석 ... 60
- 나) Cell line을 이용한 장관면역 조절기능 비교 ... 62
- 다) 인체 장모델 시스템에 의한 열무김치로부터 프로바이오틱스 균주 선발 ... 64
- 2) 김치균과 요구르트균의 장내미생물 조절 효과 분석 ... 70
- 가) 초기, 적숙기 김치의 동물 장내균총 변화효과 분석 ... 70
- 나) 선발균주의 김치 기호성 및 생리활성 기능 연구 ... 76
- 다) 선발균주 첨가 김치의 기호 및 이화학적 특성 조사 ... 76
- 라) 선발균주의 염증완화 효능 확인 ... 78
- 3) 인체장모델시스템 구축 및 김치의 장질환 예방 효과 구명 ... 81
- 가) 인체장모델시스템 구축 ... 82
- 5. 순환기계 질병에 대한 김치의 효능 확인 및 기작 구명 ... 90
- 1) 대식세포에서 김치의 ER stress 억제 활성 분석 ... 90
- 2) 김치의 ER stress 완화 기작에 의한 동맥경화 예방 효과 구명 ... 95
- 3) 김치 내 나트륨이 생체대사에 미치는 영향 ... 102
- 가) 실험 재료 및 방법 ... 102
- 6. 세계 김치류의 품질특성 비교분석 ... 109
- 1) 세계김치류의 영양 및 기호특성 분석 ... 109
- 가) 세계채소발효식품 6종의 영양특성 및 기호도 분석 ... 109
- 나) 세계채소발효식품 6종의 항산화능 비교분석 ... 111
- 2) 세계김치류의 위생안전 특성 비교 분석 ... 115
- 가) 재료 ... 115
- 나) 실험방법 ... 116
- 3) 지방세포에서 세계김치류의 항비만 효과 확인 ... 128
- 가) 세계김치류 5종 및 한국김치류 6종이 지방세포의 분화에 미치는 영향 분석 ... 128
- 나) 세계김치류 5종 및 한국김치류 6종이 지방세포 분해대사에 미치는 영향분석 ... 132
- 다) 지방세포에서 세계김치류가 염증 대사에 미치는 영향분석 ... 133
- 4) 세계 김치류의 대사증후군 예방효과 구명 ... 133
- 가) 재료 및 방법 ... 133
- 7. 김치의 면역활성조절 효과 구명 ... 140
- 1) 면역활성조절 활성을 갖는 김치 종류별 유산균의 탐색 및 선발 ... 140
- 가) 유산균의 분리 ... 140
- 나) 분리균주의 동정 ... 141
- 다) 골수 유래 수지상돌기세포 및 대식세포의 분화 ... 141
- 라) 감작 및 알레르기 항원 유발 ... 142
- 마) Cytokine 생산 분석 ... 142
- 2) 김치 종류별 추출물로부터 면역활성조절 인자 발굴 및 기작 구명 ... 143
- 가) 시료 ... 143
- 나) 종류별 김치의 70% 에탄올 및 물 추출물 제조 ... 143
- 다) 골수 유래 수지상돌기세포의 분화 ... 143
- 라) 감작 및 알레르기 항원 유발 ... 143
- 마) Cytokine 생산 분석 ... 144
- 제 2 절 결과 및 고찰 ... 144
- 1. 기호도가 우수한 김치의 맛성분 조성 구명 ... 144
- 2. 체질맞춤김치의 과학적 건강기능성 연구 ... 167
- 1) 김치원료의 체질별 건강기능성 조사 ... 167
- 2) 체질맞춤김치 4종의 원료배합비 개발 ... 170
- 3) 김치원료의 사상체질별 건강기능성 조사 ... 174
- 4) 김치원료의 사상체질별 적부 조사 분류 ... 177
- 5) 김치재료의 맛과 체질과의 연관성 ... 193
- 3. 김치의 품질 및 기능성 관련 미지물질 탐색 ... 197
- 1) 김치의 발효단계별 김치 추출물 분리방법 확립 ... 197
- 2) 김치 발효단계별 3종 및 세계김치류 3종 추출물의 성분분석 및 database 구축 ... 198
- 4. 김치균 및 요구르트균의 장관면역 조절 기능 비교 연구 ... 209
- 1) Cell line을 이용한 김치균과 요구르트균의 면역활성 비교 ... 209
- 가) 김치 및 요구르트로부터 미생물 분리 및 미생물상 분석 ... 209
- 나) Cell line을 이용한 장관면역 조절기능 비교 ... 212
- 다) 인체 장모델 시스템에 의한 열무김치로부터 프로바이오틱스 균주 선발 ... 216
- 2) 김치균과 요구르트균의 장내미생물 조절 효과 분석 ... 225
- 가) 초기, 적숙기 김치의 동물 장내균총 변화효과 분석 ... 225
- 나) 선발균주의 김치 기호성 및 생리활성 기능 연구 ... 229
- 3) 인체장모델시스템 구축 및 김치의 장질환 예방 효과 구명 ... 235
- 가) 인체 소화 기관의 특징 ... 235
- 나) 인체장모델시스템 구축 ... 244
- 다) 김치의 장질환 예방효과 구명 ... 247
- 4) Microarray-based molecular monitoring 기술을 이용한 김치가 인체 장내 미생물에 미치는 영향 연구 ... 260
- 5) 외국인(중국인)의 김치섭취가 장내 미생물 변화에 미치는 영향 ... 289
- 5. 순환기계 질병에 대한 김치의 효능 확인 및 기작 구명 ... 308
- 1) 대식세포에서 김치의 ER stress 억제 활성 분석 ... 308
- 가) 김치추출물 제조 ... 308
- 나) 김치의 LDL 산화 및 free radical 활성 억제효과 확인 ... 308
- 다) 대식세포의 생존률 ... 309
- 라) ER stress 유도 효과 ... 311
- 마) ER stress 완화 효과 ... 313
- 2) 김치의 ER stress 완화 기작에 의한 동맥경화 예방 효과 구명 ... 316
- 2. 김치 내 나트륨이 생체대사에 미치는 영향 ... 330
- 4) 김치의 섭취수준이 성인의 지질 농도와 항산화효소계에 미치는 효과 ... 348
- 6. 세계김치류의 품질특성 비교분석 ... 385
- 1) 세계김치류의 영양 및 기호특성 분석 ... 385
- 가) 세계채소발효식품 6종의 영양특성 및 기호특성 분석 ... 385
- 나) 세계채소발효식품 6종의 항산화능 비교분석 ... 390
- 2) 세계김치류의 위생안전 특성 비교 분석 ... 399
- 가) 세계 김치류의 중금속 함량 ... 399
- 나) 세계 김치류의 병원성 미생물 분석 ... 402
- 다) 세계 김치류의 잔류농약 함량 ... 405
- 마) 세계 김치류의 종류 및 제조공정 ... 408
- 3) 지방세포에서 세계김치류의 항비만 효과 확인 ... 411
- 가) 세계김치류 5종 및 한국김치류 6종이 지방세포의 분화에 미치는 영향 분석 ... 411
- 나) 세계김치류 5종 및 한국김치류 6종이 지방세포 분해대사에 미치는 영향분석 ... 421
- 다) 지방세포에서 세계김치류가 염증 대사에 미치는 영향분석 ... 427
- 4) 세계 김치류의 대사증후군 예방효과 구명 ... 429
- 7. 김치의 면역활성조절 효과 구명 ... 441
- 1) 면역활성조절 활성을 갖는 김치 종류별 유산균의 탐색 및 선발 ... 441
- 가) 김치 분리 유산균에 의한 선천성 면역조절효과 ... 441
- 나) 김치 분리 유산균에 의한 항원 특이적 후천성 면역조절효과 ... 444
- 다) 면역활성조절 김치 유산균주의 동정 ... 447
- 2) 김치 종류별 추출물로부터 면역활성조절 인자 발굴 및 기작 구명 ... 449
- 가) 김치 종류별 추출물에 의한 선천성 면역조절효과 ... 449
- 나) 김치 종류별 추출물에 의한 후천성 면역조절효과 ... 449
- 제 3 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 451
- 제 4 장 연구개발 성과 및 성과활용 계획 ... 452
- 제 5 장 참고문헌 ... 453
- 끝페이지 ... 460
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