초록 ▼

연구의 목적
자당활성효소와 국내 농산물 유래 전분을 이용하여 새로운 전분질 프리바이오틱스 소재 개발

연구내용
국내 농산물 유래 전분 (마/밤/쌀)의 생리활성 효능의 향상을 위한 생물전환 기술 개발
- 자당활성효소를 이용한 지소화성 및 난소화성 전분소재 개발 개발된 전분 소재들의 생리활성 기능성 탐색
- 개발된 전분 소재들의 in vivo 생리활성 효능 (항비만) 탐색 및 관련 효능 작용기전 규명
- 항비만 전분 소재들의 프리바이오틱스 효능 검증
- 항비만 전분 소재의 장내 미생물 변화 확

연구의 목적
자당활성효소와 국내 농산물 유래 전분을 이용하여 새로운 전분질 프리바이오틱스 소재 개발

연구내용
국내 농산물 유래 전분 (마/밤/쌀)의 생리활성 효능의 향상을 위한 생물전환 기술 개발
- 자당활성효소를 이용한 지소화성 및 난소화성 전분소재 개발 개발된 전분 소재들의 생리활성 기능성 탐색
- 개발된 전분 소재들의 in vivo 생리활성 효능 (항비만) 탐색 및 관련 효능 작용기전 규명
- 항비만 전분 소재들의 프리바이오틱스 효능 검증
- 항비만 전분 소재의 장내 미생물 변화 확인
- 장내 미생물 변화와 항비만 관련 대사산물 및 관련 유전자 작용기전 규명

(출처 : 보고서 요약서 7p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
Objectives
• Development of new starch prebiotic materials using sucrose-active enzyme and starch derived from domestic agricultural products

Contents
• Development of bioconversion technology to improve the physiological activity of starch derived from domestic ag

Purpose & Contents
Objectives
• Development of new starch prebiotic materials using sucrose-active enzyme and starch derived from domestic agricultural products

Contents
• Development of bioconversion technology to improve the physiological activity of starch derived from domestic agricultural products (yam/chestnut/rice)
• Development of slowly digestible and resistant starch materials using sucrose-activate enzyme
• Exploration of the physiologically active functions in the developed starch materials
- Identification of the in vivo physiological activity (anti-obesity) of the developed starch materials and the related mechanism of action
• Validation of prebiotics efficacy in anti-obesity starch materials
- Identification of intestinal microbial changes in anti-obesity starch materials
- Identification of genetic mechanisms related to intestinal microbial changes and anti-obesity metabolites

Results
• Yam/chestnut/rice starch materials, which have 30% or more of resistant starch content, were synthesized by using DGAS (Amylosucrase from Deinococcus geothermalis), which is a sucrose-active enzyme. Furthermore, the physicochemical properties of the synthesized starch materials were identified.
• The C57BL/6 mice fed high-fat diets were treated with the developed starch materials . As a result, the experimental group fed with DGAS-treated recrystallized chestnut showed a 22.13% reduction effect on the body weight gain compared to the group fed the high-fat diet alone. Moreover, the DGAS-modified chestnut starch-treated group showed the least proportion of WFT (White Fat Tissue) against body weight and the lowest concentrations of serum leptin and LDL-cholesterol unlike other starch materials.
• The recrystallized chestnut starch material is less digestible than native starch, having higher resistant starch content than slowly digestible starch compared with native chestnut starch. Furthermore, α-limit dextrin was observed in the recrystallized chestnut starch, which has a higher molecular weight than typical chestnut starch.
• The recrystallized chestnut starch led to changes in intestinal microbiota, significantly increasing Prevotella, which produces short-chain fatty acids using non-digestible starch. Moreover, the production of acetic acid among short-chain fatty acids significantly increased, shown from the metabolite analysis.
• Acetate produced by ingestion of recrystallized chestnut starch by intestinal microorganisms may be correlated with increases in the expression of genes that promote energy production and expenditure in cecal epithelial cells, leading to increase in body temperature and energy expenditure. Moreover, by increasing the expression of adipocytes GPR43, the acetate led to the activation of GPR43-PKC-PTEN signaling pathway which inhibited the insulin signaling pathway of insulin receptor-PIP3-Akt2, thereby reducing the physiological function of insulin accumulating fat into adipocytes.
Therefore, the recrystallized chestnut starch was used by intestinal microorganisms to produce acetic acid, thereby exhibiting anti-obesity activity.

Expected Contribution
• Establishment of the foundation for entering into the expanding world intestinal microorganism market (30 trillion won, average annual growth rate 25%) through the discovery of new starch prebiotic materials
• Utilization of research achievements through research paper-publication in SCI journals and academic presentation in internal and international conferences for identified mechanisms of controlling the gut microbiota through de novo prebiotic starch
• Contribution to achievement of management goal of the Korea Food Research Institute by the development of technology for intestinal microbial control using the new starch-prebiotics
Provision of possible technology transfer by patent application and registration for the established production technology and weight-controlling starch prebiotics materials

(출처 : SUMMARY 11p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 5
• 보고서요약서 ... 7
• 국문 요약문 ... 9
• SUMMARY ... 11
• CONTENTS ... 13
• 목차 ... 15
• 제1장. 연구 개발 과제의 개요 ... 17
• 제1절. 연구개발 목적 ... 17
• 제2절. 연구개발의 필요성 ... 17
• 제3절. 연구개발의 범위 ... 21
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 22
• 제1절. 국내외 프리바이오틱스 산업 현황 ... 22
• 제2절. 국내외 기술수준 현황 ... 23
• 제3장. 연구 수행 내용 및 결과 ... 28
• 제 1절. 항비만 전분질 소재의 소화 패턴 및 구조 분석 ... 28
• 제 2절. 전분질 소재의 항비만 프리바이오틱스 효과 규명 ... 40
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 79
• 제1절. 목표 달성도 ... 79
• 제2절. 관련 분야 기여도 ... 79
• 제5장. 연구 결과의 활용 계획 ... 80
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학 기술 정보 ... 81
• 제7장. 연구 개발 결과의 보안 등급 ... 83
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구 시설·장비 현황 ... 84
• 제9장. 연구 개발 과제의 대표적 연구 실적 ... 85
• 제10장. 기타 사항 ... 86
• 제11장. 참고 문헌 ... 87
• 끝페이지 ... 88