NGS 분석에 기반한 전통발효식품 미생물 연구 및 산업적 활용

남영도(Young-Do Nam) 한국식품영양과학회 2018 식품산업과 영양 Vol.23 No.1

Human Gut Microbiome for Personalized Nutrition

Young-Do Nam(남영도) 한국식품영양과학회 2020 한국식품영양과학회 학술대회발표집 Vol.2020 No.10

대단위 염기서열 분석법을 이용한 인체 장내 미생물의 군집 및 기능 분석 기술

남영도,Nam, Young-Do 한국식품연구원 2011 食品技術 Vol.24 No.1

작업 조건에 따른 45 kW급 마늘 수집기의 부하 분석

도영우 ( Young-woo Do ),문석표 ( Seok-pyo Moon ),권승귀 ( Seung-gwi Kwon ),남영조 ( Young-jo Nam ),김완수 ( Wan-soo Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2

최근 밭작물 기계 개발의 필요성이 높아지고 있으나, 마늘 수확 작업의 기계화율은 43.8%에 머물고 있어 마늘 수확 기계 개발의 필요성이 증대되고 있다. 국내 일부 제조사에서는 마늘 수집기를 개발하여 상용화하였으나, 기존에 개발된 마늘 수집기는 경험적인 방법에 의해 설계되어 동력 최적화 및 최적 설계를 위한 기초 데이터 확보가 필요하다. 본 연구는 마늘 수집기의 최적 설계를 위한 기초연구로써, 마늘 수집기의 작업 부하를 계측 및 분석하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 45 kW급 마늘 자주식 수집기를 사용하였으며, 사용된 수집기는 마늘을 수집하는 수집부, 이물질을 분리하는 이송부, 크롤러 형태의 주행부로 구성된다. 필드 실험은 아스팔트와 토양 조건에서 수행되었으며, 토양에서는 굴취 깊이를 3수준(8.5, 10, 13 cm)으로 나누어 실험을 수행하였다. 마늘 수집기 부하계측시스템은 크롤러의 스프로킷 토크 측정용 토크센서, 스프로킷 회전속도 측정용 엔코더, 주행속도 측정용 GPS, 데이터 수집용 계측기로 구성되었다. 필드 실험 결과, 아스팔트 조건에서 수집기의 좌우 스프로킷의 평균 토크값은 431 Nm로 나타났다. 수집작업시 굴취깊이가 8.5cm, 10, 13 cm에서 각각 평균 토크값은 710, 775, 780 Nm로 나타났다. 이는, 아스팔트 노면조건에서의 단순주행 대비 약 65~81% 높은 수치이다. 또한, 굴취 깊이별 우측 스프로킷의 평균 토크값은 각 경심(8.5, 10, 13 cm)에서 좌측 대비 각각 35, 71, 56% 높게 나타났으며, 이는 수집기 플랫폼의 엔진, 운전석 등 주요 부품의 무게 배분 등에 의한 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 향후 플랫폼 동력분배 개선 및 최적 설계 등에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Lactobacillus paracasei AO356의 항비만 활성 및 안전성 평가

이소영(So-Young Lee),신동욱(Dong-Uk Shin),김승용(Seung Yong Kim),엄지은(Ji-Eun Eom),남영도(Young-Do Nam),신희순(Hee-Soon Shin),김정은(Jeong-Eun Kim),우용호(Yong-Ho Woo) 한국식품영양과학회 2021 한국식품영양과학회지 Vol.50 No.9

고지방식이로 비만을 유도한 6주령 C57BL/6J 마우스에 AO356을 1×10<SUP>7</SUP> 및 1×10<SUP>8</SUP> 농도로 10주간 투여하여 항비만 활성을 평가하였다. AO356 투여 시 식이 섭취량 변화없이 고지방식이에 의해 유도되는 체중증가 및 지방조직 무게 증가가 억제되었으며, 이상지질혈증 및 인슐린 저항성이 개선되었다. 특히 1×10<SUP>8</SUP> CFU 농도 투여군에서는 catechin 투여군과 유사한 수준의 항비만 활성을 보여 체지방 개선에 도움을 줄 수 있는 건강기능식품으로의 개발 가능성을 확인하였다. 또한 식품 원료 미생물로의 안전성을 확인하기 위해 9종 항생제에 대한 감수성을 평가한 결과, AO356은 L. paracasei 종에 대한 EFSA의 기준을 충족하였으며, 용혈성 평가에서는 γ-hemolysis 반응으로 적혈구 용혈을 일으키지 않았다. 또한 β-glucuronidase, gelatinase, urea 분해능 및 indole 생성능 등의 유효 효소와 유해 물질을 생산하지 않는 것으로 나타나 식품 원료로 사용 가능한 안전한 균주임을 확인할 수 있었다. The prevalence of obesity and associated metabolic disorders is rapidly increasing and becoming a severe health problem. Recent reports have suggested that the consumption of probiotics can be considered to be an effective approach in the treatment and prevention of obesity. In this study, we investigated the anti-obesity effect of Lactobacillus paracasei AO356 (AO356) in an obese mice model and its safety for use in functional foods. The oral administration of AO356 (10<SUP>7</SUP>∼10<SUP>8</SUP> CFU/d for 10 weeks) to mice fed a high-fat diet (HFD) significantly suppressed body weight gain and fat mass. Total plasma triglycerides, totalcholesterol, and LDL-cholesterol levels were significantly lower in mice that were treated with AO356 as compared with mice fed just an HFD. Also, the mice treated with AO356 exhibited a significant reduction of the insulin resistance index (HOMA-IR). To evaluate the safety of AO356, we conducted an antibiotics resistance test, a hemolytic test, and an enzymes (gelatinase, β-glucuronidase) activity test. The minimum inhibitory concentration (MIC) value for the 9 antibiotics specified in the European Food Safety Authority (EFSA) guidance was below the acceptable cut-off value. In the hemolysis test, AO356 showed γ-hemolysis (non-hemolytic response) on a blood agar plate. In addition, AO356 did not produce the enzymes such as gelatinase and β-glucuronidase. Taken together, these results indicate that AO356 could be safely used as a health functional food for the prevention of antiobesity.

제2형 당뇨 모델 KK-Ay 마우스에 대한 발효 녹차의 항당뇨 효과

이소영(So-Young Lee),박소림(So-Lim Park),남영도(Young-Do Nam),이성훈(Sung-Hun Yi),임성일(Seong-Il Lim) 한국식품과학회 2013 한국식품과학회지 Vol.45 No.4

제2형 당뇨질환모델인 KK-A<SUP>y</SUP>를 이용하여 녹차와 발효녹차의 항당뇨 활성을 측정한 결과, 발효 녹차는 비발효녹차에 비해 높은 항당뇨 활성이 있는 것으로 분석되었다. 발효녹차 섭취군의 혈당은 당뇨 대조군보다 낮게 유지되었으며, 60일 이후에는 시판 건강기능식품 섭취군(양성대조군)과 유사한 수준으로 유지되었을 뿐만 아니라 당화혈색소값도 8.08%로 대조군 및 양성대조군 군보다 낮게 나타났다. 간 조직의 DNA microarray 분석결과, 이러한 발효녹차의 항당뇨 활성은 glycolysis 활성화를 통한 glucose이용율 및 베타세포 function 증가에 의한 것으로 사료된다. 또한 발효녹차는 혈중 triglyceride 수치를 낮추고 HDL-cholesterol 수치를 높이는 등 당뇨로 인해 발생할 수 있는 지질대사이상 개선에도 효과가 있음을 알 수 있었다. 이로 미루어 보아 발효녹차는 항당뇨 관련 건강기능식품으로의 상업적 이용가능성이 높을 것으로 생각된다. The anti-diabetic effect of green tea fermented by cheonggukjang was evaluated using KK-A<SUP>y</SUP> mice, an animal model of type 2 diabetes mellitus. Over a 90 day testing period, food and water intake decreased significantly in the group fed fermented green tea (FGT) and a group fed commercially available health functional food (PC), when compared with a diabetic control group (DC). The blood glucose levels of FGT mice were lower than in DC mice throughout the test period and were similar to the levels in PC after 60 days. Levels of Hemoglobin A1c (HbA1c) levels and insulin resistance were lower in mice of the FGT group than in mice of the DC group. DNA microarray analysis showed that administration of FGT increased the abundance of 12 mRNA transcripts related to diabetes. Whereas FGT increased hexokinase transcripts related to glycolysis more than 37 fold, levels of Pdx1 (pancreatic and duodenal homeobox1) and Cacna1e (calcium channel) transcripts increased more than 1.8 fold.

점토광물의 식품산업분야 활용 방안

박소림,이소영,김효진,임성일,남영도,강일모,Park, So-Lim,Lee, So-Young,Kim, Hyo Jin,Lim, Seong-Il,Nam, Young-Do,Kang, Il-Mo 대한자원환경지질학회 2015 자원환경지질 Vol.48 No.3

지구상에는 2000종 이상의 광물이 존재하고 있으며 환경, 건축, 축산, 화학, 의약 등의 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그 중 점토광물은 흡착과 방출을 통해 물리 화학적인 성질이 변할 수 있는 특징이 있다. 국내 비금속 광물자원의 매장량은 약 96억 톤으로 그 자원 효용이 높은데 반해 고부가가치화를 이루지 못하고 있는 실정이다. 또한 벤토나이트와 제올라이트를 이용한 제품들이 화장품과 생활용품, 포장재 등에 일부 사용되고 있지만 잠재적인 가치 측면에서 무한한 가능성을 지닌 식품산업에 활용된 사례는 사실상 전무하다. 광물자원에 대한 식품/약용으로의 섭취기록은 이미 오래 전부터 문헌상으로 존재하고 있으며, 국내 매장량이 높은 자원임을 감안할 때 식품 소재로서의 활용가치는 상당하리라 생각된다. 점토광물의 특허 동향 조사를 통해 미국, 유럽을 비롯한 세계 각국이 기업체를 중심으로 광물자원을 식품산업에 적용하기 위한 기술을 개발 중이며, 관련 산업이 성장시기에 있다는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 본 논문에서는 국내외 광물자원 관련 식품산업분야 특허 동향과 광물자원의 식품산업분야 이용 및 규제 현황에 관한 정보를 제공하고, 이를 바탕으로 향후 광물자원을 식품분야에 어떻게 활용할 지에 대한 적용 방안을 제시하고자 한다. There are more than 2000 minerals on earth, and it has been implemented in various fields such as environment, architecture, livestock, chemistry, pharmaceuticals. Clay minerals are considered that they can change the physical and chemical properties through the adsorption and release of metal ions. Although domestic deposit of non-metallic mineral resources is approximately ninety-six billion tons, its application is limited and has hardly been used in high value-added industries involved in medicine, medical supplies, and functional food materials. Bentonite and zeolite are already used for cosmetic purposes and also used in living goods and packing materials. However, direct application to the food industry is relatively very rare. Since records regarding the intake of minerals for foods and medicines are found in the old literatures, the utilization of non-metallic minerals as food materials appears to be highly profitable. According to the trends in patent research for food and mineral resources, the company plays a main role for the development of the food containing non-metallic minerals in USA, and the trends confirms that this industry is emerging. Here, we provided the information about domestic and foreign patent trend for food industries involved in mineral resources and the application of mineral resources in the food industries. We also covered the domestic regulation regarding usage of mineral resources in food, and proposed domestic application plan for food production using mineral resources in the future.

한국인의 만성질환 예방을 위한 장내미생물 기반 맞춤영양의 방향

정상원(Sangwon Chung),남영도(Young-Do Nam) 한국식품과학회 2023 식품과학과 산업 Vol.56 No.4

신생아 장내 미생물의 형성과 이의 분석을 위한 분자 생태학적 기술

박자령 ( Ja Ryeong Park ),배진우 ( Jin Woo Bae ),이성근 ( Sung Keun Rhee ),남영도 ( Young Do Nam ),오종원 ( Jong Won Oh ),박용하 ( Yong Ha Park ) 한국미생물생명공학회 ( 구 한국산업미생물학회 ) 2005 한국미생물·생명공학회지 Vol.33 No.3

북극 스발바르 군도 중앙로벤 빙하 해안 지역의 토양 시료 내 메타지놈 기반 미생물 군집 분석

석윤지 ( Yoon Ji Seok ),송은지 ( Eun Ji Song ),차인태 ( In Tae Cha ),이현진 ( Hyunjin Lee ),노성운 ( Seong Woon Roh ),정지영 ( Ji Young Jung ),이유경 ( Yoo Kyung Lee ),남영도 ( Young Do Nam ),서명지 ( Myung Ji Seo ) 한국미생물생명공학회(구 한국산업미생물학회) 2016 한국미생물·생명공학회지 Vol.44 No.2

최근 빙하의 융해로 인해 빙하 해안 지역에 다양한 토양 미생물과 초목들이 드러나고 있다. 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. Recent succession of soil microorganisms and vegetation has occurred in the glacier foreland, because of glacier thawing. In this study, whole microbial communities, including bacteria, archaea, and eukaryotes, from the glacier foreland of Midtre Lovenbreen in Svalbard were analyzed by metagenome sequencing, using the Ion Torrent Personal Genome Machine (PGM) platform. Soil samples were collected from two research sites (ML4 and ML7), with different exposure times, from the ice. A total of 2,798,108 and 1,691,859 reads were utilized for microbial community analysis based on the metagenomic sequences of ML4 and ML7, respectively. The relative abundance of microbial communities at the domain level showed a high proportion of bacteria (about 86-87%), whereas archaeal and eukaryotic communities were poorly represented by less than 1%. The remaining 12% of the sequences were found to be unclassified. Predominant bacterial groups included Proteobacteria (40.3% from ML4 and 43.3% from ML7) and Actinobacteria (22.9% and 24.9%). Major groups of Archaea included Euryarchaeota (84.4% and 81.1%), followed by Crenarchaeota (10.6% and 13.1%). In the case of eukaryotes, both ML4 and ML7 samples showed Ascomycota (33.8% and 45.0%) as the major group. These findings suggest that metagenome analysis using the Ion Torrent PGM platform could be suitably applied to analyze whole microbial community structures, providing a basis for assessing the relative importance of predominant groups of bacterial, archaeal, and eukaryotic microbial communities in the Arctic glacier foreland of Midtre Lovenbreen, with high resolution.