• 대한지역사회영양학회지
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• 제28권3호
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• pp.181-191
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• 2023

Objectives: The incidence of inflammatory bowel disease (IBD) is increasing globally, and excessive added sugar consumption has been identified as one of the contributing factors. In the context of IBD, it is essential to explore functional sweeteners that can improve metabolic health and minimize the risk of IBD-related symptoms. This review article aims to shed light on the effects of natural mono- and di-saccharides as alternative sweeteners, specifically focusing on potential benefits for IBD. Methods: A comprehensive literature review was performed using PubMed and Google Scholar databases with articles published after the year 2000. The search terms 'IBD', 'added sugar', 'sweeteners', 'mono-saccharide', and 'di-saccharide' were combined to retrieve relevant articles. A total of 21 manuscripts, aligning with the objectives of the study, were selected. Papers focusing on artificial or high-intensity sweeteners were excluded to ensure relevant literature selection. Results: Multiple studies have emphasized the association between the high consumption of added sugars such as simple sugars and the increased risk of developing IBD. This is suggested to be attributed to the induction of pro-inflammatory cytokine productions and dysbiosis of the gut microbiota. Consequently, there is a growing demand for safe and functional sweeteners, in particular mono- and di-saccharides, that can serve as alternatives for IBD patients. Those functional sweeteners regulate inflammation, oxidative stress, and Intestinal barrier protection, and restore microbiome profiles in various IBD models including cells, animals, and humans. Conclusions: Understanding these mechanisms resolves the link between how sugar consumption and IBD, and highlights the beneficial effects of natural alternative sweeteners on IBD when they were administered by itself or as a replacement for simple sugar. Further, exploration of this relationship leads us to recognize the necessity of natural alternative sweeteners in dietary planning. This knowledge could potentially lead to more effective dietary strategies for individuals with IBD.

• 생명과학회지
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• 제31권12호
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• pp.1079-1087
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• 2021

본 연구는 국내 가축의 장내 미생물 군집 분포와 시료간 미생물학적 차이에 대하여 차세대 염기서열 분석법(NGS)을 이용하여 분석하였다. 전국의 축사에서 닭, 돼지, 소의 분변시료를 무작위로 채집하여 α-diversity를 분석한 결과, 종 추정치와 종 풍부도가 세 종류의 가축 모두에서 통계학적 유의성을 가지면서 소, 돼지, 닭 순으로 높게 분석되었다. 그러나 조류에 속하는 닭과 포유류에 속하는 돼지, 소에 대한 각 사이의 종 다양성은 통계학적 유의성이 있는 것으로 분석되었으나, 돼지와 소의 사이의 종 다양성은 통계학적 유의성이 없는 것으로 분석되었다. 각 가축 내 장내 미생물 군집의 분포를 분석한 결과, 문 수준에서 세 종류의 가축 모두 Firmicutes가 우점한 것으로 나타났으며, 속 수준에서는 닭의 분변시료는 Weissella, 돼지의 분변시료는 Prevotella, 소의 분변시료는 Acinetobacter가 우점 속으로 나타났다. 각 가축 분변시료의 미생물 군집 분포에 차이가 있는지 분석하기 위해 PERMANOVA 분석을 수행한 결과, 닭, 돼지, 소의 분변시료 내 미생물 군집의 중심과 산포는 통계학적으로 유의성을 가진 것으로 나타났다. 또한 각 가축 분변시료의 미생물 군집을 대표하는 biomarker를 분석하기 위해 LEfSe 분석을 수행한 결과, Weissella와 Lactobacillus는 닭의 분변을 다른 두 가축과 구분할 수 있는 미생물로, Preveotella는 돼지의 분변을 다른 두 가축과 구분할 수 있는 미생물로, Acinetobacter는 소의 분변을 다른 두 가축과 구분할 수 있는 미생물로 분석되었다. 본 연구를 기반으로 축사 여건에 적합한 체증 관련 미생물의 탐색, 생애주기별 장내 미생물 군집과 유전체 분석 및 각 가축에 특화된 생균제 개발 등 추가적인 연구 진행에 필요한 미생물학적 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제44권2호
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• pp.171-179
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• 2016

최근 빙하의 융해로 인해 빙하 해안지역에 다양한 토양 미생물과 초목들이 드러나고있다. 본 연구에서는 북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역으로부터 Ion Torrent Personal Genome Machine(PGM)을 활용한 메타지놈 분석을 통해 세균(bacteria), 고균(archaea), 및 진핵생물(eukaryotes)를 포함하는 다양한 미생물 군집을 분석하였다. 연구에 사용된 토양시료는 빙하 후퇴에 따른 토양의 노출 시기에 따라 2개 지역(ML4 및 ML7)으로부터 수집하였다. ML4 및 ML7 시료의 메타지놈 염기서열을 기반으로 총 2,798,108 및 1,691,859 reads가 각각 미생물 군집 분석에 활용되었다. Domain (계) 수준에서 미생물 군집의 상대 빈도를 분석한 결과 2개 시료 모두 세균(86−87%)이 높은 반면 고균과 진핵생물은 1% 미만으로 존재하는 것으로 나타났다. 또한 약 12%의 염기서열은 기존에 분류되지 않은(unclassified) 서열로 분석되었다. 세균의 경우 Proteobacteria(40.3% for ML4 and 43.3% for ML7)와 Actinobacteria(22.9% and 24.9%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 고균의 경우에는 Euryarchaeota(84.4% and 81.1%) 및 Crenarchaeota(10.6% and 13.1%), 그리고 진핵생물의 경우에는 Ascomycota(33.8% and 45.0%)가 우점하는 것으로 분석되었다. 본 연구를 통해 Ion Torrent PGM 플랫폼을 활용한 메타지놈 분석이 북극의 중앙로벤 빙하 해안 지역의 전체 미생물 군집 구조를 파악하는데 충분히 적용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 미생물학회지
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• 제55권3호
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• pp.268-273
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• 2019

장 내에 존재하는 microbiome은 생활환경, 나이와 섭취하는 음식물에 따라 변하게 된다. 본논문에서는 모유를 섭취한 영아와 분유를 섭취한 영아들에 대한 장내미생물 군집의 변화를 비교하였다. 미생물의 군집변화를 차세대 염기서열 분석기법을 이용하여 분석하였으며 총 80개의 영아 분변을 통해 미생물 군집변화를 확인하였다. 모유그룹(BIG)과 분유그룹(FIG-A, FIG-B, FIG-C)간의 장내세균의 군집을 비교한 결과 BIG에서는 Actinobacteria 문이 전체 군집의 $74.22{\pm}3.48%$로 우점을 차지하였다. 분유그룹의 Actinobacteria 문을 비교하였을 때 FIG-A는 $73.46{\pm}4.12%$였지만 FIG-B와 FIG-C는 $66.52{\pm}5.80%$와 $68.88{\pm}4.33%$로 BIG와 FIG-A에 비해 낮은 비율을 보였다. 속(genus) 수준에서 살펴보면 Bifidobacterium이 전체 미생물군집에서 가장 높은 비율로 분포하고 있었으며 BIG가 $73.09{\pm}2.31%$로 가장 높았고 FIG-A, FIG-B 및 FIG-C는 각각 $72.25{\pm}4.93%$, $63.81{\pm}6.05%$ 및 $67.42{\pm}5.36%$를 차지하였다. Bifidobacterium 종의 경우 모든 그룹에서 Bifidobacterium longum이 우점을 차지하고 있었으며 BIG와 FIG-A가 전체 군집의 $68.77{\pm}6.07%$와 $66.85{\pm}5.80%$를 차지하였다. 이에 반해 FIG-B와 FIG-C는 각각 $58.94{\pm}6.20%$와 $61.86{\pm}5.31%$로 BIG와 FIG-A보다 낮은 비율로 분포하는 것을 분석하였다. FIG-A가 섭취한 분유는 Bifidobacterium의 선택적 증식이 우수하다고 알려진 갈락토올리고당, 갈락토실락토스, 시너지올리고당, 비피도올리고 및 장내균총개선소재를 혼합한 5-Bifidus factor 복합물이 포함되어 있다. 이와 같은 5-Bifidus factor라는 유산균에 대한 증식능이 우수한 프리바이오틱스를 혼합하였기 때문에 모유를 섭취한 영아의 장내에 존재하는 Bifidobacterium 속의 군집과 유사하게 나타난 것으로 판단된다.

• 산업식품공학
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• 제21권3호
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• pp.280-285
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• 2017

감자 가공부산물에 $Laminex^{(R)}$ BG2를 처리하여 유세포를 파괴 및 비전분성 다당체를 제거하여 전분을 추출한 결과 효소의 농도와 상관없이 총 전분 함량이 83%에서 96% 내외로 증가 한 것을 확인 할 수 있다. 효소 농도에 따른 감자 가공부산물 유래 전분의 물리화학적 특성을 확인한 결과, 입도크기는 $40.09{\pm}0.59{\mu}m$의 크기로 균일하게 나타났다. RVA를 측정한 결과 효소 농도 변화에 따라 조금씩 차이가 있으며 cellulase 농도가 1.5% 이상일 경우 물리화학적 특성에 영향을 미치는 것으로 보이며, 0.75% 이상의 효소를 투입 시, 효소액에 있는 불순물이 전분과 물의 결합을 방해하여 용융 온도(onset temperature)와 피크 온도(peak temperature)가 올라가는 것을 확인하였다. 하지만 SEM을 측정한 결과로는 효소 농도의 변화에 따라 감자전분의 물리화학적 특성간의 유의적 차이를 보기 힘들었다. 이를 통해 앞으로 감자 가공부산물에서 전분을 추출할 경우 감자 가공부산물의 건조중량 대비 0.5% (v/w)의 $Laminex^{(R)}$ BG2만 첨가하여도 물리화학적 특성 변화가 적으면서, 높은 감자 전분 추출 효율을 유지할 수 있다.

• Animal Bioscience
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• 제34권2호
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• pp.243-255
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• 2021

Objective: Deoxynivalenol (DON) and zearalenone (ZEN) are mycotoxins that frequently contaminate maize and grain cereals, imposing risks to the health of both humans and animals and leading to economic losses. The gut microbiome has been shown to help combat the effects of such toxins, with certain microorganisms reported to contribute significantly to the detoxification process. Methods: We examined the cecum contents of three different dietary groups of pigs (control, as well as diets contaminated with 8 mg DON/kg feed or 0.8 mg ZEN/kg feed). Bacterial 16S rRNA gene amplicons were acquired from the cecum contents and evaluated by next-generation sequencing. Results: A total of 2,539,288 sequences were generated with ~500 nucleotide read lengths. Firmicutes, Bacteroidetes, and Proteobacteria were the dominant phyla, occupying more than 96% of all three groups. Lactobacillus, Bacteroides, Megasphaera, and Campylobacter showed potential as biomarkers for each group. Particularly, Lactobacillus and Bacteroides were more abundant in the DON and ZEN groups than in the control. Additionally, 52,414 operational taxonomic units were detected in the three groups; those of Bacteroides, Lactobacillus, Campylobacter, and Prevotella were most dominant and significantly varied between groups. Hence, contamination of feed by DON and ZEN affected the cecum microbiota, while Lactobacillus and Bacteroides were highly abundant and positively influenced the host physiology. Conclusion: Lactobacillus and Bacteroides play key roles in the process of detoxification and improving the immune response. We, therefore, believe that these results may be useful for determining whether disturbances in the intestinal microflora, such as the toxic effects of DON and ZEN, can be treated by modulating the intestinal bacterial flora.

• 한국식품위생안전성학회지
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• 제35권6호
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• pp.535-543
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• 2020

유전적 조절, 유전자 발현 그리고 환경적 단서, 화학적 신호에 대응하는 표현형 변이에서 세포 RNA는 ubiquitous 역할 이외에도 세포 외 RNA(exRNA)라 하는 새로운 형태의 RNA는 추후 연구의 방향을 제시한다. exRNA는 membrane vesicles 또는 세포 외 소포체(EV)로 알려진 membrane blebs를 통해 세포 외부로 운반된다. EV의 형성은 원핵생물, 진핵생물, 고세균을 포함한 모든 미생물군에 우세하게 보존되어있다. 본 리뷰는 세균 유래 exRNA에 관해 세가지 주제에 초점을 두었다. exRNA의 발견과 박테리아 유전자 배열에 대한 외부 RNA의 영향, b. exRNA의 분비기작을 통한 방출, c. 다른 그람음성 및 그람양성균에 의해 분비되는 exRNA로 고안될 수 있는 응용 가능분야이다. 본 리뷰에서 장내 미생물군의 probiotics 및 후성유전학적 규제에서 본 exRNA와 exRNA마커와 같은 EV파생 응용프로그램에 대한 의견을 제공할 것이다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제65권6호
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• pp.1226-1241
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• 2023

Selenium (Se) is an essential trace mineral that plays an important role in physiological processes by regulating the antioxidant defense system and enhancing immunity. Chromium is an essential mineral involved in carbohydrate and lipid metabolism and also plays a role in maintaining normal insulin function. Based on these advantages, we hypothesized that the addition of selenomethionine (SeMet) and organic chromium (OC) to broiler diets would increase Se deposition, antioxidant capacity and immune response in meat. Therefore, this study analyzed the effects of OC and SeMet on growh performance, nutrients digestibility, blood profiles, intestinal morphology, meat quality characteristics, and taxonomic analysis of broilers. A total of 168 one-day-old broiler chicken (Arbor Acres) were randomly allotted to 3 groups based on the initial body weight of 37.33 ± 0.24 g with 7 replicate per 8 birds (mixed sex). The experiments period was 28 days. Dietary treatments were folloewd: Basal diets based on corn-soybean meal (CON), basal diet supplemented with 0.2 ppm OC and 0.2 ppm SeMet (CS4), and basal diet supplemented with 0.4 ppm OC and 0.4 ppm SeMet (CS8). Supplementation of OC and SeMet did not affect on growth performance, nutrient digestibility. However, CS8 supplementation increased in duodenum villus height and villus height : crypt depth, and increased in breast meat Se deposition. In addition, CS8 group showed higher uric acid and total antioxidant status than CON group. Taxonomic analysis at phylum level revealed that Proteobacteria and Firmicutes of CS4 and CS8 were lower than CON group. In genus level, the relative abundance of fecal Lactobacillus and Enterococcus of CS4 and CS8 groups were higher than CON group. In short, 0.4 ppm OC and 0.4 ppm SeMet supplementation to broiler diet supporitng positive gut microbiome change, also enhancing antioxidant capacity, and Se deposition in breast meat.

• 생명과학회지
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• 제33권7호
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• pp.565-573
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• 2023

숙주 동물과 동물의 장내 미생물의 건강 또는 생산성에 대한 연구결과를 미루어 볼 때, 가축 동물의 장내 미생물에 대한 연구는 매우 중요하다. 본 연구는 국내에서 사육되는 젖소 중 홀스타인 종과 저지종 젖소의 장내 미생물을 분석하고 차세대 염기서열 분석을 통해 젖소 종에 따른 장내 미생물 군집 구조의 차이를 규명하고자 하였다. 젖소의 원유 생산과 관련있는 것으로 알려진 종 풍부도와 종 다양성 지수 분석 결과 대부분의 풍부도 및 다양성 지수가 홀스타인 종 보다 저지 종에서 유의한 수준으로 높은 것으로 나타났으나, 종 간의 계통학적 거리를 합산하여 산출되는 phylogenetic diversity 지수는 낮은 것으로 나타났다. 미생물 분포 분석 결과 홀스타인과 저지 종의 두 집단 장내 미생물 군집 구조가 다른 것으로 나타났다. 두 종의 젖소에서 과(family) 수준의 다양한 장내 미생물간의 분포에 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 특히 저지 종의 장내 미생물은 다양한 미생물 분포 사이에 매우 유의한 수준의 상관관계가 있는 것으로 나타났다. 두 종의 젖소 장내 미생물 구조에 차이가 있는지 확인하기 위해 beta-diversity 분석을 수행하였으며, PCoA 분석과 UPGMA clustering 분석 결과 두 그룹의 cluster가 명확히 분리되는 것을 시각적으로 확인하였으며, PERMANOVA 분석 결과 두 종의 장내 미생물 군집 구조가 통계적으로 매우 유의한 수준의 차이가 있는 것으로 나타났다. 두 젖소 종의 장내 미생물 군집 구조 차이에 기여하는 미생물을 확인하기 위해 LEfSe 분석을 수행하였으며, 그 결과 Firmicutes, Bacilli, Moraxellaceae, Pseudomonadales 등의 상대적인 미생물 분포 차이가 두 그룹간 장내 미생물 군집 구조 차이에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 한국식품과학회지
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• 제50권2호
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• pp.191-197
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• 2018

마로부터 전분의 추출조건을 확립하기 위해 아스코르브산, 메타중아황산나트륨, 탄산수소나트륨 및 탄산나트륨을 전분추출용액으로 하여 추출된 전분의 추출수율과 물리화학적 특성을 조사하였다. 증류수를 이용하여 마로부터 전분을 추출할 경우 추출수율은 본 연구에서 적용한 전분추출용액을 사용할 때의 약 30% 수준으로 매우 낮았으며, 전분추출과정 중 갈변현상의 발생으로 최종적인 마 전분이 회백색을 띄어 전분소재로 적합하지 않았다. 마 전분의 추출수율은 전분추출용액에 따라 통계적으로 유의성은 없었으나 탄산수소나트륨 용액을 사용한 경우 가장 높았으며, 아스코르브산 용액을 사용한 경우가 다음으로 높은 추출수율을 나타내었다. 마 전분들의 조단백질 함량은 대표적인 서류전분들에 비해 높은 수준이었으나 총 전분함량은 유사하거나 높아 전분소재로서 활용이 가능한 것으로 보인다. 겉보기 아밀로오스 함량은 산성 전분추출용액들에 의해 제조된 마 전분들이 염기성 전분추출용액들에 의한 것보다 낮은 수준을 나타내었다. 마 전분의 입도분포와 평균입도는 전분추출용액에 따라 큰 차이를 나타내지 않았다. X선 회절패턴은 전형적인 C형 결정구조를 나타내었으며, 염기성 전분추출용액들을 사용한 경우 상대적 결정도는 감소하였다. 용해도는 전분추출용액에 따른 특정 경향을 나타내지 않았으나, 팽윤력은 산성에 비해 염기성 전분추출용액들을 사용하였을 때가 높았다. 마 전분들의 호화온도는 대체로 유사한 수준이었으나 호화엔탈피는 산성에 비해 염기성 전분추출용액들을 사용하였을 때 감소하였다. 페이스팅 점도는 탄산나트륨, 메타중아황산나트륨, 탄산수소나트륨, 아스코르브산 용액들에 의한 마전분들의 순서로 증가하였다. 특히 마 전분들의 강하점도(breakdown viscosity)와 치반점도(setback viscosity)는 염기성 전분추출용액들을 사용하였을 때 증가하는 양상을 나타내었다. 전반적으로 아스코르브산 용액을 이용하여 제조된 마 전분은 추출수율이 상대적으로 높고, 총 전분 함량도 풍부하며, 온도프로파일에 따른 페이스팅 점도의 변동이 상대적으로 적다. 또한 본 연구에서 적용된 전분추출용매들에 비해 아스코르브산은 마 전분 내에 전분추출용액의 잔류에 대한 안전성 문제가 없다. 결과적으로 마로부터 마 전분의 추출을 위한 전분추출용액을 위해서는 아스코르브산을 사용하는 것이 적절한 것 같다.