초록 ▼

〇 연구개발 목표 및 내용
연구목적
인체적용시험과 실험실 연구를 통해 발효 김치의 기능성과 우수성을 과학적으로 규명하고 한식 소비촉진을 함
연구내용
- 인체적용시험과 장내미생물 분석을 통해 우리나라 전통 발효식품의 대표인 김치의 비만 및 대사개선 효과를 검증
- DNA 마이크로어레이를 통해 발효 정도에 따른 김치의 유전자 발현 양상을 비교하고 비만 대사 마커 및 장내 미생물 군집 패턴의 변화와 연관지어 그 기전을 규명

〇 연구결과
1. 동국대학교 일산한방병원 IRB 통과
2. 비발효

〇 연구개발 목표 및 내용
연구목적
인체적용시험과 실험실 연구를 통해 발효 김치의 기능성과 우수성을 과학적으로 규명하고 한식 소비촉진을 함
연구내용
- 인체적용시험과 장내미생물 분석을 통해 우리나라 전통 발효식품의 대표인 김치의 비만 및 대사개선 효과를 검증
- DNA 마이크로어레이를 통해 발효 정도에 따른 김치의 유전자 발현 양상을 비교하고 비만 대사 마커 및 장내 미생물 군집 패턴의 변화와 연관지어 그 기전을 규명

〇 연구결과
1. 동국대학교 일산한방병원 IRB 통과
2. 비발효 배추김치(생김치) 및 발효된 배추김치(발효김치)의 제조 및 공급 : 생김치와 발효김치의 제조 조건 및 제공 방법의 표준화와 김치 숙성 과정 모니터링.
3. 피험자별 다이어트 플랜 수립 및 통제 : 유산균 섭취수준 파악을 위한 식품섭취빈도조사지_ 개발 및 수행. 10주간 식단 정기 모니터링 및 분석 통한 피험자 식사내용 관리.
4 인체 적용 시험 수행 : 동국대학교 일산한방병원 한방재활의학과 임상연구소에서 실시하였고 23명의 피험자가 8주간의 연구를 모두 마침.
5. 김치의 체성분 및 혈압 개선효과 확인 ： 임상시험 0주 및 8주에 있어 체성분 지표 및 혈압의 변화링을 살펴본 결과, 전체 피험자의(n=23) 허리둘레와 체지방률(p〈0.01), 총콜레스테롤(p=0.05)과 고밀도지단백질(p〈0.01), 및 수축기와 이완기 혈압의 (p〈0.01) 유의한 감소가 확인됨. 이 중 생김치군은(n=12) 허리둘레, 체지방률 및 수축기 혈압이 유의하게 감소하였고 발효김치군은(n=11) 이완기 혈압이 유의하게 감소함 (P〈0.05).
6. 장내미생물 양상 개선 효과 확인 : Firmicutes는 김치 섭취 8주 후 생김치군과 발효김치군에서 각각 10.9%, 14.23% 감소함. Bacteriodetes는 생김치와 발효김치군에서 각각 3.81%, 12.93% 증가함. 그 외 Acinobacteria, tenericutes, Proteobacteria는 2주간 휴약기 후에 증가하여 유지됨. 특히 Actinobacteria는 생김치 섭취 1주 후에 유의하게 증가함(p=0.022). 가장 주목할 만한 변화는 Bifidobacterium의 비율로서, Bifidobacterium과 과 Firmicutes의 비가 생김치, 발효김치군에서 각각 0.23, 0.27에서 휴약기 후 각각 0.21, 1.20으로 변화됨.
7. 비만 관련 유전자 발현 확인 ： 발효김치군에서 생김치군보다 2배 이상으로 발현된 유전자는 모두 31개 로 나타났으며 이 중 가장 주목할 만한 유전자는 CDC42와 CXCR1 로서 비알콜성지방간, Helico bacter pylori감염에서의 epithelial cell signaling, pathogenic Escherichia coli 감염, epithelial cells의 박테리아 침입 등과 관련이 있음. 또한 이 유전자들은 초점접착역 (focal adhesion) 과 세포의 tight junction과 관련이 있어 장내미생물 패턴에 영향을 미칠 수 있는 가능성으로 추론됨.
8. 대사 마커, 장내미생물 패턴, 비만 유전자 발현의 통합적 분석을 통한 발효 김치의 비만 개선 입증 : 발효김치 복용 후의 유전자 발현은 CRP, insulin, body fat percentage 같은 대사 질환의 주요 지표와 관련이 있는 것으로 나타남.

V. 연구성과 및 성과활용 계획
- 한식 세계화 정책 홍보물에 연구 성과 활용하여 발효 식품 적극 홍보
- 학교 급식 관련하여 발효 김치를 보다 적극적으로 활용
- 지방자치 단체에서 기능성 김치 개발 촉진
- 국민 모두가 잘 알고 있는 전통 발효 김치이기 때문에 언론 홍보 효과가 지대할 것으로 생각됨
- 관심을 많이 받고 있는 한식이자 한국을 대표하는 발효 식품이기 때문에 국내외에 좋은 기사감이 될 것으로 생각됨
- 초중고등 학생들에게 전통 식품의 장점을 과학적으로 입증해 보여 자국 음식문화에 대한 자긍심 고취 및 건강 증진
- 병원내 영양 상담에서 대사 질환에 대한 김치의 효과를 체계적으로 설명함으로써 관심 고취

(출처 : 연구개발보고서 초록 69p)

Abstract ▼

The trial was carried out in Dongguk University Hospital, Ilsan. Kimchi was provided from Hansung Kimchi factory (Gyeonggi-do, Korea) which produces Kimchi with standardized recipe and ingredients. Freshly-maid fresh and fermented Kimchi were provided every week and stored in -l°C until subjects vis

The trial was carried out in Dongguk University Hospital, Ilsan. Kimchi was provided from Hansung Kimchi factory (Gyeonggi-do, Korea) which produces Kimchi with standardized recipe and ingredients. Freshly-maid fresh and fermented Kimchi were provided every week and stored in -l°C until subjects visited our hospital to get Kimchi every week.
Twenty-three subjects completed the 8 weeks study without any adverse effects.
After 8 weeks study，waist circumference，body fat percentage, cholesterol, HDL-cholesterol, blood pressure of 23 subjects were statistically significant decreased, compared to before study. In fresh Kimchi group, the difFerence(initial-final) of waist circumstances, body fat percentage and systolic blood pressure were statistically significant decreased, compared to fermented Kimch igroup.
Gene expression changes after Kimchi intake : There were 31 significant probes in fermented Kimchi groups compared to fresh Kimchi group with two probes greater than 2 fold changes. Each group respectively had 31 significant probes in fermented Kimchi group and 18 significant probes in fresh Kimchi group. With these significant probes, we performed DAVID functional annotation clustering to find cognate functions. Significant probes from fermented kimchi group compared to fresh kimchi group were clustered into seven functionally related categories - six clusters within up-regulated genes and one cluster within down-regualted genes. The most notable genes from the fermented kimchi group were CDC42 and CXCR1 which are related to non-alcoholic fatty liver disease, epithelial cell signaling in Helicobacter pylori infection, pathogenic Escherichia coli infection and other bacterial invasion of epithelial cells. These genes are also related to focal adhesion and tight junction of the cells which can be inferred that gene expression of human can affect intestinal microbiota.
Changes of gut microbiota after Kimchi ingestion : The mean proportion of Firmicutes decreased by 10.9% (p value=0.308) in the Fresh group and decreased by 14.23% (p value=0.259) in the Fermented group after 8 weeks of study. On the other hand，Bacteroidetes increased by 3.81% (p value=0.729) and 12.93% (p value=0.330) in the Fresh and Fermented groups，respectively. Other phylums such as Actinobacteria, Tenericutes and Proteobacteria increased after the 2 week of Kimchi wash-out period and then leveled off in both groups. Among these, Actinobactria showed a significant increase after one week of fresh Kimchi consumption (p value=0.022). The most remarkable change after the kimchi consumptions was the proportion of Bifidobacterium. The mean ratio of Bifidobacterium to Firmincutes was 0.23 in the Fresh group and 0.27 in the Fermented group after the wash-out period, but changed to 0.21 (p value=0.096) and 1.20 (p value=0.035) in the Fresh and Fermented groups, respectively, after the Kimchi consumption.
Correlation analysis : Correlations between human blood gene expression and gut microbiota were not significant, but gene expressions after fermented Kimchi intake was relevant to CRP, insulin and body fat percentage, which are the major indicators of metabolic diseases.

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 연 구 진 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 6
• CONTENTS ... 7
• 1장 제목 ... 8
• 2장 연구개발의 목적 및 필요성 ... 9
• 1절 연구목적 ... 9
• 2절 연구의 필요성 ... 10
• 1. 연구의 배경 ... 10
• 2. 연구의 필요성 ... 17
• 3장 연구개발 내용 및 범위 ... 20
• 4장 연구개발결과 ... 21
• 1절 주요성과 ... 21
• 2절 선행 연구 고찰을 통한 임상시험 설계 ... 22
• 3절 연구계획서의 IRB 승인 및 임상시험 수행 ... 22
• 1. 동국대학교일산한방병원 임상연구심위위원회의 연구프로토콜 승인 ... 23
• 2. 인체 적용 시험 수행 ... 27
• 4절 생김치 및 발효김치 제조 조건 확립 ... 29
• 1. 방법 ... 29
• 2. 결과 ... 31
• 5절 피험자별 다이어트 플랜 수립 및 통제 ... 32
• 1. 방법 ... 32
• 2. 결과 ... 38
• 6절 김치의 체성분 및 대사 마커 개선 효과 확인 ... 43
• 1. 방법 ... 43
• 2. 결과 ... 43
• 7절 장내미생물 양상 개선 효과 확인 ... 44
• 1. 방법 ... 45
• 2. 결과 ... 45
• 8절 마이크로어레이를 통한 비만 관련 유전자 발현 확인 ... 52
• 1. 방법 ... 52
• 2. 결과 ... 55
• 9절 대사 마커, 장내미생물 패턴, 비만 유전자 발현의 통합적 분석을 통한 발효 김치의 비만 개선 효과 확인 ... 62
• 1. 방법 ... 62
• 2. 결과 ... 63
• 5장 연구성과 및 성과활용 계획 ... 68
• 1절 주요연구성과 ... 68
• 2절 성과활용계획 ... 68
• 연구개발보고서 초록 ... 69
• 끝페이지 ... 70