초록 ▼

□ 연구개요
프리바이오틱스는 장내 유익균에 의해 선택적으로 발효되어 장내 균총을 개선하고 인간의 건강에 유익한 물질을 지칭함. 최근에는 인간의 질병과 장내 균총과의 상관 관계에 대한 연구들이 보고되면서 장내 균총은 제2의 인간게놈으로 인식되어 이 분야의 연구가 급속도로 발전하고 있음. 특히 장내 유익 균총 분포의 증가에 따라 비만, 당뇨 및 면역기능이 개선된다는 연구결과들이 발표되어 장내 균총 연구가 더욱 주목을 받고 있음. 홍조류 및 홍조류 유래 올리고당의 프리바이오틱 기능성에 대한 연구들이 진행되어왔음. 그러나 현재까지의

□ 연구개요
프리바이오틱스는 장내 유익균에 의해 선택적으로 발효되어 장내 균총을 개선하고 인간의 건강에 유익한 물질을 지칭함. 최근에는 인간의 질병과 장내 균총과의 상관 관계에 대한 연구들이 보고되면서 장내 균총은 제2의 인간게놈으로 인식되어 이 분야의 연구가 급속도로 발전하고 있음. 특히 장내 유익 균총 분포의 증가에 따라 비만, 당뇨 및 면역기능이 개선된다는 연구결과들이 발표되어 장내 균총 연구가 더욱 주목을 받고 있음. 홍조류 및 홍조류 유래 올리고당의 프리바이오틱 기능성에 대한 연구들이 진행되어왔음. 그러나 현재까지의 홍조류 유래 올리고당의 프리바이오틱 기능성 연구는 정제된 표준물질이 아닌 홍조류 파우더 또는 혼합물을 사용했기 때문에 실험 결과의 유의성이 낮으며 해조류 종에 따른 구성성분 및 성분 비율의 차이가 크므로 이러한 prebiotic 효과를 표준화하기 어려웠음. 이로 인해 장내 균총에 변화를 주는 유효한 지표성분이 무엇인지를 명확히 규명하기가 어렵다는 문제점이 있음. 그러므로 본 과제에서는 해조류 유래 프리바이오틱 활성을 지닌 물질을 규명하고 더 나아가 프리바이오틱-프로바이오틱 혼합제제를 새롭게 제시하고자 함.

□ 연구 목표대비 연구결과
홍조류 유래 프리바이오틱스 후보물질을 생산하기 위하여 화학적 가수분해 및 효소 당화과정을 통해 홍조류 유래 다양한 올리고당 생산 및 분리정제 공정을 확립하였음. 아가로스 기질로부터 해양미생물 유래 엔도타입 베타-아가레이즈, 엑소타입 베타-아가레이즈 및 네오아가로바이오스 가수분해 효소의 조합처리 또는 아가로스의 인산 가수분해 반응을 통해 다양한 중합도의 올리고당을 생산하였으며 각각의 당들을 순수 분리 정제하였음. 이 후, 각각의 정제된 올리고당을 탄소원으로 장내 대표적인 프로바이오틱 미생물의 발효능 테스트를 통해서 프리바이오틱 기능성을 지닌 해조류 유래 올리고당을 발굴하였음. 다양한 해조류 유래 올리고당 중에서 프로바이오틱 미생물인 피비도박테리움 롱검에 속하는 균주는 아가로트리오스를 선택적으로 대사하는 것을 밝혔음. 더 나아가 아가로스 분해를 통해 아가로트리오스를 직접 생산하는 장내미생물의 신규한 대사 메커니즘을 규명하였음. 두 종류의 장내미생물의 신규한 공생기작을 통하여 프리바이오틱 기능성을 지닌 아가로트리오스와 3,6-안하이드로-L-갈락토오스가 대사산물로 생성됨을 GC/MS 기반 대사체 분석을 통해 최초로 규명함. 특히, 3,6-안하이드로-L-갈락토오스 대장암 세포 증식을 억제하고 암과 관련된 기작인 apoptosis 관련 유전자들의 발현을 조절하는 것으로 나타남.

□ 연구개발결과의 중요성
∎ 현재까지 해조류 식이를 통한 프리바이오틱스 연구의 가장 큰 문제점은 결과의 유의성이 낮고 정제되지 않은 원료의 사용으로 인하여 기능성 지표물질을 규명할 수 없었다는 것임. 따라서 기능성이 나타나더라도 이를 표준화하기가 매우 어려웠음. 본 연구과제에서는 정제된 해조류 유래 올리고당을 사용함으로써 기능성 지표 물질을 규명하고 이를 통해 해조류 유래 유효성분의 기능성을 표준화할 수 있음. 따라서 본 연구과제 수행을 통해 저가의 식품 소재로 주로 사용되던 해조류로부터 고부가가치의 신규 프리바이오틱스 및 생리활성소재를 개발할 수 있음. 또한 장내 미생물과의 조합을 통해 신바이오틱스 소재로도 활용할 수 있을 것으로 사료됨.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1-1) 연구개발의 필요성 ... 4
• 1-2) 연구의 목표 및 범위 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2-1) 화학적 가수분해 및 효소 당화과정을 통한 홍조류 유래 다양한 올리고당 생산 및 분리 정제 공정확립 ... 5
• 2-2) 순수 분리 정제한 홍조류 유래 다양한 올리고당에 대한 장내 유익균의 발효능 스크리닝 및 이를통한 신규 prebiotics 후보물질 선정 ... 6
• 2-3) 장내 지표 세균에 의한 아가로올리고당의 발효 프로파일 및 대사 산물 분석 ... 7
• 2-4) 해조류 유래 올리고당의 생리활성 스크리닝 ... 8
• 2-5) 장내미생물 간의 symbiotic action을 통한 홍조류 분해경로 규명 ... 8
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 10
• 4. 참고문헌 ... 11
• 5. 연구성과 ... 12
• 끝페이지 ... 14