초록 ▼

〇 연구개발 목표 및 내용
본 연구는 김치의 인체내 대사증후군 개선 효과를 검증하기 위해 쌍둥이-대조군 연구，김치제조와 유산균 분석의 과학화-산업화，한식의 체계적 연구, 미생물의 건강영향을 종합적으로 평가할 수 있는 microbiome 연구 등 다학제간 협력 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 김치에 대한 일반분석 및 숙성도에 따른 유산균 동정분석을 수행한 후 대사증후군의 위험도를 가진 성인 쌍둥이 60여명을 선별하여, 쌍둥이 형제를 각각 김치 섭취군과 비김치 섭취군을 무작위 배정, 10일 동안 배달하여 섭식하게 한 후，쌍둥이

〇 연구개발 목표 및 내용
본 연구는 김치의 인체내 대사증후군 개선 효과를 검증하기 위해 쌍둥이-대조군 연구，김치제조와 유산균 분석의 과학화-산업화，한식의 체계적 연구, 미생물의 건강영향을 종합적으로 평가할 수 있는 microbiome 연구 등 다학제간 협력 연구를 진행하였다. 본 연구에서는 김치에 대한 일반분석 및 숙성도에 따른 유산균 동정분석을 수행한 후 대사증후군의 위험도를 가진 성인 쌍둥이 60여명을 선별하여, 쌍둥이 형제를 각각 김치 섭취군과 비김치 섭취군을 무작위 배정, 10일 동안 배달하여 섭식하게 한 후，쌍둥이 및 개인별 섭식 전후의 대사증후군 관련 지표과 혈액검사를 통한 임상지표들의 비교를 통해서 김치의 건강효과를 평가하였다. 또한 전후에 각각 장내 마이크로비옴의 분석을 수행함으로써, 김치 유산균이 장내 미생물에 미치는 영향을 분석하였고，동물실험을 통해서 김치의 건강효과를 유전자발현 및 마이크로비옴 분석을 통해서 평가하여 건강효과의 기전에 대한 연구를 병행하였다.

〇 연구결과
전체 대상자 모두 ‘개량 전통 한식’ 섭취 후 허리둘레 및 혈압, 중성지방등 대사증후군 요소의 일부 개선되는 효과를 보임. 또한 인술린 저항성이 감소하고 민감도가 호전되었음. 김치 섭취군은 대조군에 비해 허리둘레와 혈압이 더 감소하고，인술린 지표가 호전되었으나 유의적인 수준은 아니었다.
김치에 있는 유산균은 김치의 종류와 숙성도에 따라 성장률이 달라졌으며, 효소의 활성 역시 효소의 종류와 숙성 시간에 따라 달라지는 경향을 보였다. NGS결과를 통해 약 1,903,061개의 16SrRNA 유전자를 확보하여 미생물의 군집을 분석한 결과, 개량전통한식 섭취후에 미생물 다양성이 높아졌으며 비만과 관련이 된 것으로 알려진 Fumiicutes의 감소와 마른 사람에서 많은 것으로 알려진 Bacteriotedes의 증가가 동시에 관찰되었고, Lactobacilus의 증가도 확인되었다.
김치에서 분리한 유산균은 mouse의 대사와 장내 미생물 구성에 영향을 미치고, 비만 억제 및 항암효과를 갖는 것을 관찰하였다.

〇 연구성과 및 성과활용 계획
연구수행결과，한식식단으로 2주간 임상실험에 참여자들은 임상실험 전에 비하여 대부분의 대사증후군 지표가 유의한 감소를 보였다. 본 연구는 한식 자체의 건강효과가 대사증후군에서 입증될 수 있는 연구로서, 특히 항비만효과와 항고지혈증에 대한 효과가 과학적으로 입증될 수 있는 연구라고 생각되며, 한식 중에서 특히 김치의 효과는 단기적으로 한식의 효과와 명확히 구분되는 추가효과를 발견하기는 어려웠지만, 장내미생물총에 유익한 장내미생물의 증식이 2주간의 인체 및 동물실험에서 공히 발견되는 것을 볼 수 있었다. 또한, 긍정적인 microbiome의 변화는 동물실험에서도 동일하게 확인되는 결과로서, probiotics효과와 어떻게 다른지 지속적인 추구조사연구가 필요할 것으로 판단되지만, 한식의 효과, 특히 김치의 효과를 입증하는 중요한 근거가 될 것으로 보인다. 보다 발전시킨다면 향후 한식의 세계화를 위한 전략적 디딤돌인 “한식=건강식” 이라는 학술적 근거를 다지는 연구가 될 수 있을 것이다.

(출처 : 연구개발보고서 초록 18p)

Abstract ▼

I. Methods and results
1. Cotwin-control clinical trial and analyses of clinical effects
〇 Effects on improvements in metabolic syndromes
- All of the participants in the study showed a significant drop in waist circumference and blood pressure. Fasting blood sugar, triglyceride and HDL cho

I. Methods and results
1. Cotwin-control clinical trial and analyses of clinical effects
〇 Effects on improvements in metabolic syndromes
- All of the participants in the study showed a significant drop in waist circumference and blood pressure. Fasting blood sugar, triglyceride and HDL cholesterol levels significantly dropped. The intervention group provided with kimchi-rich diet showed greater drops in their waist circumference and blood pressure compared to non-kimchi-rich diet group, if the statistically significant difference was not observed.
〇 Assessment of insulin resistance and sensitivity indicators
- All of the participants showed reduced insulin resistance and improved insulin sensitivity with an increase in HOMA IR, QUICKI, and ISI level (p〈 0.005). The intervention group provided with kimchi-based diet showed a larger increase in QUIKI and ISI than the control cotwin group, but the difference was not statistically significant.
〇 Inflammatory markers
- All of the participants showed a drop in hsCRP, if not statistically significant, and a significant drop in WBC and thrombocytes after intervention. The intervention group provided with kimchi-rich diet showed a 망:eater drop in the levels than the counterparts, but the changes between those two groups were not significantly different.

2. Analyses of lactobacilli and enzymes in kimchi by the length of fermentation period
〇 With a longer period of fermentation, the total bacterial counts were reduced in white kimchi than in red kimchi. It may have been due to the inhibited growth of aerobic hosts at the initial stage of the fermentation process.
〇 Pectinesterase and peroxidase showed higher activation in white kimchi than in ad kimchi, and polygalacturonase and protease were more highly activated in red kimchi compared to white kimchi.
〇 Enzyme activation showed different trends by types. Polygalacturonase activation showed a decrease followed by an increase. Peroxidase and protease showed an increase in its later activation, while ascorbic acid oxidase was poorly activated in the later phase.

3. Development, preparation, delivery and assessment of kimchi-rich diet for clinical test
〇 One of a pair of twins was randomly assigned to kimchi-rich diet, and the co-twin of the pair to non-kimchi-rich diet in all of the pairs, and healthy Korean diet for the participants was developed by the Korean traditional diet research team.
〇 Four clinical examinations were performed on the participants, and over the 10 days of the intervention, every lunch and dinner was prepared and delivered to every participant.
〇 Nutrients intake was not significantly different between the two intervention groups, except for calcium intake.

4. Microbiome analyses on health effects of kimchi and animal tests for pathway analyses
1. Micobiome analyses
〇 A total of 1,903,061 reads from bacterial 16s ribosomal RNA genes were extracted and sequenced using Next Generation Sequencing technology. Sequence analyses revealed greater microbiome diversity and changes in the microbiome composition and relative abundance in both groups after intervention.
2. Animal test for pathway analyses
〇 After lactobaclli extracted from kimchi were administered into the stomach of mice that were fed with high-fat diet, Firmicutes abundance remained comparable or lower in gut.
〇 Aanalyses on lactobacilli extracted from kimchi showed that Lac.
Paraplnantarum GL had the most significant anti-carcinogenic effects, inducing NK cells. However, no direct effects on cancer cells growth inhibition were observed.

(출처 : SUMMARY 12p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 연 구 진 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 8
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 15
• 연구개발보고서 초록 ... 18
• 제1장 연구개발의 목적 및 필요성 ... 19
• 1. 연구개발의 목적 ... 19
• 2. 연구개발의 필요성 ... 20
• 제2장 연구개발 내용 및 범위 ... 24
• 제3장 연구개발결과 ... 28
• 제1세부 쌍둥이-대조군 임상실험 연구 및 임상효과의 분석 ... 28
• 1. 연구목적 ... 28
• 2. 연구방법 ... 28
• 1) 연구대상자 모집 ... 28
• 2) 무작위 배정 ... 29
• 3) 대사증후군의 정의 ... 30
• 4) 기초조사 및 추구조사 ... 30
• 5) 임상 검사 ... 31
• 6) 임상실험 수행 ... 33
• 7) 통계적 분석 방법 ... 34
• 3. 연구결과 ... 36
• 1) 전체 대상자의 일반적인 특성 ... 36
• 2) 연구대상자들의 대사증후군의 역학적 특성 ... 37
• 3) 투여 전 후의 대사증후군 관련 효과 분석 ... 38
• 4) 투여 전 후의 인슐린 의존성 평가 ... 44
• 제2세부 김치식단의 구성과 임상실험을 위한 식사 제조-공급 및 평가 ... 47
• 1. 연구목적 ... 47
• 2. 연구방법 ... 47
• 3. 연구결과 ... 49
• 1) 김치 숙성에 따른 유산균의 성장과 변화 ... 49
• 2) 김치 숙성에 따른 효소 활성 변화 ... 52
• 제3세부 김치식단의 구성과 임상실험을 위한 식사 제조-공급 및 평가 ... 55
• 1. 연구목적 ... 55
• 2. 연구방법 및 내용 ... 55
• 1) 대상자 식이조사 및 식단 구성 ... 55
• 2) 임상시험을 위한 식단 조리 및 배송 내용 ... 58
• 3) 대상자들의 식사 지도 내용 및 임상시험 기간 동안 섭취 영양소 분석 ... 61
• 4) 임상시험 전·후 영양소 섭취 비교 ... 64
• 3. 연구결과 요약 ... 65
• 제4세부 김치의 효과 분석을 위한 microbiome 분석 및 동물실험을 통한 기전보완 ... 67
• I. 김치효과 분석을 위한 microbiome 분석 ... 67
• 1. 연구 목적 ... 67
• 2. 연구 방법 ... 67
• 3. 연구 결과 ... 69
• II. 동물실험을 통한 김치의 효능 기전 보완 ... 77
• 1. 연구목적 ... 77
• 2. 연구방법 및 결과 ... 78
• 제4장 연구성과 및 성과활용 계획 ... 96
• 1. 연구 종합 결과 ... 96
• 2. 연구성과 ... 97
• 3. 연구성과 활용계획 ... 97
• 연구개발 수행 내용 및 연구달성도 ... 98
• 부록 ... 99
• 끝페이지 ... 135