분말식품에서 Cronobacter spp. 검출을 위한 Real-Time PCR과 배지배양법의 비교검증

천정환,송광영,김선영,현지연,김윤경,황인균,곽효선,서건호,Chon, Jung-Whan,Song, Kwang-Young,Kim, Sun-Young,Hyeon, Ji-Yeon,Kim, Yun-Gyeong,Hwang, In-Gyun,Kwak, Hyo-Sun,Seo, Kun-Ho 한국미생물학회 2011 미생물학회지 Vol.47 No.1

본 연구에서는 분말 식품에서 real-time PCR과 배지배양법을 사용하여 Cronobacter spp.를 검출하는 방법이 비교검증 되었다. 조제분유, 이유식, 미숫가루에 Cronobacter를 인위적으로 접종시킨 후, 식품공전의 방법에 따라 멸균증류수와 Enterobacteriaceae enrichment (EE) broth에서 각각 1, 2차 증균배양 하였으며, Druggan-Forsythe-Iversen에 선택배양하여 Cronobacter를 검출하였다. Real-time PCR은 멸균증류수 및 EE broth에서 1 ml을 채취한 후 DNA를 추출하여 시행하였다. 실험결과 모든 식품에서 배지배양법과 real-time PCR간에는 통계학적 유의차가 존재하지 않았다(p>0.05). 한편 모든 실험회차에서 real-time PCR 수행 시, 1차 증균액인 멸균증류수에서의 양성검출율이 2차 증균액인 EE broth에서보다 높았는데, 이는 2차 증균액 내의 구성성분 중 일부분이 real-time PCR의 반응을 저해했기 때문으로 사료된다. 연구결과를 종합해 볼 때, 1차 증균 후, real-time PCR을 통해 Cronobacter를 검출하는 방법은 정확한 민감도를 보이면서도 시간과 노동력을 절감할 수 있는 효과적인 방법으로 사료된다. The aim of this study was to compare the performance of conventional culture and real-time PCR for detection of Cronobacter spp. in powdered foods. Infant formula, baby food and Misugaru inoculated with Cronobacter were enriched in distilled water as first enrichment step, followed by incubating in Enterobacteriaceae enrichment (EE) broth as second enrichment step. A loopful of enriched sample was streaked onto Druggan-Forsythe-Iversen agar, followed by incubating at $37^{\circ}C$ for 24 h. One milliliter of the enriched distilled water and EE broth were used in real-time PCR assay. No statistical differences were observed in the number of positive samples between culture method and real-time PCR (p>0.05) in all types of food samples. The number of positives of real-time PCR was higher in the first enrichment media (distilled water) than the second enrichment media (EE broth), though there was no significant difference (p>0.05). It appears that some components of the second enrichment broth, EE broth, inhibit the reaction of real-time PCR. These results show that real-time PCR using a single enrichment with distilled water could be useful as an effective screening method for detection of Cronobacter while saving much time and labor compared to conventional culture method.

바이러스성 위장염에 효과를 가지는 프로바이오틱스: 총설

천정환,윤혜영,김현진,오형석,강석형,황원욱,정하정,김현주,서건호,송광영,Jung-Whan Chon,Hye-Young Youn,Hyeon-Jin Kim,Hyungsuk Oh,Seok-Hyeong Kang,Won-Uk Hwang,Hajeong Jeong,Hyun-Ju Kim,Kun-Ho Seo,Kwang-Young Song 한국낙농식품응용생물학회 2023 Journal of Dairy Science and Biotechnology (JMSB) Vol.41 No.3

Globally, acute gastroenteritis is responsible for two million pediatric deaths. In particular, viral gastroenteritis is the most common cause of acute diarrhea, and most children aged <5 years are infected at least once. The common symptoms include profuse watery diarrhea, vomiting, abdominal pain, and fever. Viral gastroenteritis is generally caused by rotavirus, norovirus, astrovirus, and adenovirus. Recently, probiotics use has increased rapidly worldwide due to its inhibitory effect against viral gastroenteritis. In addition, probiotics are known to have anti-inflammatory and anti-allergic effects and enhance immunity without any side effects. Therefore, this review focuses on the anti-viral effects of probiotics on viral gastroenteritis. Furthermore, this review would provide basic data that could be used for developing new products that have improved functionality by addition of probiotics to milk and dairy food.

Sodium Chloride가 치즈의 품질에 미치는 영향과 저염치즈 개발 기술: 총설

천정환 ( Jung Whan Chon ),김현숙 ( Hyun Sook Kim ),김동현 ( Dong Hyeon Kim ),김홍석 ( Hong Seok Kim ),송광영 ( Kwang Young Song ),정동관 ( Dong Gwan Jeong ),김수기 ( Soo Ki Kim ),서건호 ( Kun Ho Seo ) 한국유가공기술과학회 2015 Journal of Dairy Science and Biotechnology (JMSB) Vol.33 No.1

세계보건기구(World Health Organization)는 식료품에 함유된 NaCl을 낮출 것을 권하고 있으며, 식품 내 NaCl 수치감소시키는 것은 중요한 연구분야가 되었다. 염화나트륨(sodium chloride, NaCl)의 과다 섭취는 고혈압, 골다공증, 뇌졸증, 신장결석, 심혈관계 질환 등의 다양한 질병과 직접또는 간접적으로 많은 연관되어 있다. 산업국가에서는 치즈등의 가공식품을 통해 많은 양의 소금을 섭취하고 있기 때문에, 치즈 내 NaCl의 함유량 감소에 대한 연구가 진행 중에 있다. 따라서 최근에 치즈 내 NaCl의 함유량을 감축하기위한 많은 방법들이 이용되고 있다. NaCl은 치즈 내에서 방부제 역할을 하며, 식품의 풍미를 높이고, 치즈의 주요 기능적 특성을 담당하기 때문에, 치즈의 품질에 영향을 주지 않으면서 치즈에 함유된 NaCl을 감소하는 것은 쉽지 않다. 대체방법을 사용하지 않고, 치즈에 함유된 NaCl을 감축시키는 연구가 진행되어 왔지만, NaCl 감소 시에 발생하는 식품의 관능적 특성, 유동학 및 안정성 문제들이 보고되고 있다. 지금까지의 연구 결과에 의하면 식품 내 NaCl을 감소시키는 방법으로는 NaCl 대체(NaCl substitution)라고 불리는 방법이 있으며, 이 방법은 NaCl을 부분적으로 다른 염분(염화칼륨, 염화마그네슘, 염화칼슘)으로 대체함으로써 식품에 함유된 NaCl 수치를 감소시킨다. 실례로 자연치즈에 함유된 NaCl을 KCl로 대체하였을 때 치즈의 특성, 특히 맛에 변화와 안정선에 문제가 야기되었다. 반면, 가공치즈에 함유된 NaCl을 KCl로 대체하였을 때, 치즈의 특성이 큰 영향을 받지 않았기 때문에, 이 방법을 사용하여 치즈에 함유된 NaCl의 수치를 감소시킬 수 있는 가능성이 높다는 것을 나타냈다. 이와 같은 결과는 자연치즈 내의 NaCl 함량을 감축하기 위해서는 치즈에 함유된 NaCl의 역할, NaCl과 건강문제, NaCl 감소 방법, 다른 염분(특히 염화칼륨으로 NaCl 대체하는 방법)을 사용하는 방법 등에 관한 더 많은 향후 연구가 많이 필요하며, 적극적으로 진행되어야 할 것이다. Sodium is an essential nutrient with very important functions, including regulation of the extracellular fluid volume and active transport of molecules across the cell membranes. Since high levels of dietary sodium are associated with a high prevalence of hypertension, prehypertension, and other adverse effects on health, many national and international health organizations (WHO, FAO, etc.) recommend that sodium intake should be significantly decreased. In developed nations, cheese products, from among many processed foods, can cause high salt intake. Hence, there is an urgent need to reduce the content of salt in cheese processing, using various substitutes of sodium chloride (NaCl). In general, salt (NaCl) has been used as a food preservative to limit and (or) kill the growth of foodborne pathogens and spoilage organisms by decreasing the water activity, and to improve texture and flavor. To maintain public health, the salt content in cheese should be decreased without influencing the physicochemical properties of cheese. Therefore, the objective of this review is to outline the upcoming technologies used to reduce the salt content in different types of cheese using various substitutes.

유제품의 치매와 노화에 의한 인지 감소 예방 효과: 총설

천정환 ( Jung Whan Chon ),김현숙 ( Hyun Sook Kim ),김동현 ( Dong Hyeon Kim ),김홍석 ( Hong Seok Kim ),송광영 ( Kwang Young Song ),임진혁 ( Jin Hyuk Yim ),최다솜 ( Da Som Choi ),김영지 ( Young Ji Kim ),강일병 ( Il Byung Kang ),이 한국유가공기술과학회 2015 Journal of Dairy Science and Biotechnology (JMSB) Vol.33 No.3

노인 관련 인지 감소(ARCD)와 치매는 인구 고령화로의 인구에 관한 관심의 증가이다. 최근 몇 년간 ARCD와 치매를 예방할 수 있을지 효과적인 식이에 중점을 두고 상당한 연구가 집중적으로 진행되었다. 반면에 다양한 유제품이 대사 증후군, 심혈관 건강과 같은 생리적 건강에 효과를 주는 연구가 일부 진행되었다. 따라서 향후에는 유제품이 노화 과정 중에 건강한 뇌 기능을 증진시킬 수 있는 연구가 현재 절실히 필요한 상황이다. 현재 이 총설논문에서는 대사 증후군과 포도당 조절에 유제품의 긍정적인 효과와 신경인지 건강에 영향에 대한 것도 고려되었다. 특히, 낙농 성분들, 유제품, 우유, 치즈, 요구르트, probiotics, 유청단백질, α-락트알부민, 칼슘, 비타민 B12, 생리활성 펩티드와 colostrinin(CLN) 등이 인지에 미차는 영향들에 관해서 다양한 문헌들이 수집되고 정리되었다. 또한 인지, 인지 감소, 치매, 알츠하이머 병, 대사 증후군, 당뇨인슐린 저항성, 포도당 조절 등은 인지와 건강사이에서 유제품의 역할을 집중 조사하였다. 낙농 유제품에서 발견되는 SFA와 다른 지방산도 정리되었다. 생리활성 펩티드, CLN과 proline이 풍부한 폴리펩타이드, α-락트알부민, 비타민 B12, 칼슘과 probiotic과 연관하여 뇌의 신경인지에 긍정적인 효과등에 관해서 조사되었다. 따라서 이러한 유익한 효과를 주는 물질의 추출과 정제에 관해서도 많은 관심과 연구가 요구되어진다. 일반적으로 균형된 식사를 정기적으로 섭취할 경우, 저지방 유제품은 노화과정 중에 신경인지 건강에 유익한 효과를 가지는 것으로 밝혀지고 있다. 따라서 이러한 연구 결과를 기반으로 우유의 이용가능성을 더욱더 확대할 수 있는 관련 연구가 향후 집중적이며 지속적으로 진행되어야 할 것으로 사료된다. Because of our aging population, there is increasing concern about the impact of dementia and age-related cognitive decline. Intense research efforts on effective dietary interventions for the prevention or amelioration of dementia and age-related cognitive decline have indicated that dairy products affect physiological health and potentially healthy brain function during aging. Milk is a rich source of proteins and peptides with nutritional and immunotropic activities. The preparation of biologically active proteins and peptides generally requires enzymatic degradation, chemical modification, or the addition of specific co-factors. Milk-derived preparations are widely available in the food industry in the form of hygiene products and infant formulas. However, milk-derived products could also be applied as preventive or therapeutic measures for a wide-range of pathological conditions not only in neonates and infants but also in adults, including the elderly. Because they have no adverse side effects, milk-derived proteins and peptides could be used as a supplementary treatment for dementia and age-related cognitive decline.

다양한 식품에서 Campylobacter jejuni 검출을 위한 real-time PCR과 배지배양법의 비교검증

천정환(Jung-Whan Chon),현지연(Ji-Yeon Hyeon),황인균(In-Gyun Hwang),곽효선(Hyo-Sun Kwak),한정아(Jeong-A Han),김무상(Moo-Sang Kim),김종현(Jong-Hyun Kim),송광영(Kwang-Young Song),서건호(Kun-Ho Seo) 한국식품과학회 2011 한국식품과학회지 Vol.43 No.1

본 연구에서는 두 종류의 선택배지를 활용한 배지배양법과 realtime PCR의 C. jejuni 검출능력을 비교하였다. 소시지, 쇠고기 분쇄육, 무순에 C. jejuni를 접종하고 Hunt broth로 증균배양 하였으며, mCCD agar와 Preston agar에 배양액을 획선도말하여 미호기적으로 배양하였다. 동시에 증균배양액에서 1 ㎖을 채취하여 realtime PCR을 실시하였다. 실험결과, real-time PCR은 쇠고기 분쇄육과 소세지에서 두 가지 선택배지와 비교하여 동일한 검출력을 보였으나 무순에서는 훨씬 더 많은 양성을 검출하였다(p<0.05). 두 배지간의 비교에서는 Preston agar와 mCCD agar는 통계학적 유의차가 없는 민감도를 보였다(p>0.05). 결론적으로 real-time PCR 은 표준검출법인 배지배양법과 비교하여 동등하거나 우수한 민감도를 지닌 신속검출기법인 것으로 사료되며, 배지배양법에 앞서 선별검사로 사용할 경우 시간, 비용, 노동력 절감에 있어서 매우 유효한 방법이 될 것으로 판단된다. In this study, performances of culture methods using two selective media and real-time PCR were evaluated for detection of Campylobacter jejuni (C. jejuni) in various food samples. Sausage, ground beef, and radish sprouts inoculated with C. jejuni were enriched in Hunt broth and then streaked onto modified cefoperazone charcoal deoxycholate agar and Preston agar, followed by incubation under microaerobic conditions. The enriched Hunt broth (1 ㎖) was used in real-time PCR assay. No statistical differences were observed in sensitivity among the two selective media and real-time PCR for sausage and ground beef. However, the number of positives by real-time PCR in radish sprouts was much higher than the two selective media (p<0.05). It appears that real-time PCR could be used as an effective screening tool to detect C. jejuni, particularly in foods with a high number of background microflora such as fresh vegetables.

해산식품과 채소에서 Vibrio parahaemolyticus 검출을 위한 배지배양법과 real-time PCR의 비교검증

천정환(Jung-Whan Chon),현지연(Ji-Yeon Hyeon),황인균(In-Gyun Hwang),곽효선(Hyo-Sun Kwak),한정아(Jeong-A Han),정윤희(Yun-Hee Chung),송광영(Kwang-Young Song),서건호(Kun-Ho Seo) 한국식품과학회 2010 한국식품과학회지 Vol.42 No.3

V. parahaemolyticus는 국내에서 여름과 가을철에 걸쳐 발생되며 생선이나 패류 등의 해산식품을 날것으로 섭취하거나 불완전하게 익혀 먹을 경우 식중독을 일으키는 병원균이다. 본 연구의 목적은 표준 검출기법인 배지배양법을 이용한 V. parahaemolyticus의 검출과 real-time PCR을 이용한 V. parahaemolyticus의 검출에 있어서 그 유효성과 효율성을 검증하는 것이다. V. parahaemolyticus의 발생기록과 발생가능성이 있는 여러 해산식품과 무순에 적절한 균량을 접종하고 APW로 증균배양하였다. 증균배양이 끝난 후 TCBS선택배지에 배양액을 획선도말하고, 동시에 증균배양액에서 1 ㎖을 채취하여 real-time PCR을 실시하였다. TCBS에서 초록색이 나온 집락을 1-3개 선별하여 TSI 배지에 접종하여 screening test를 거친 후 API 20NE strip을 사용하여 확인동정하였다. 또한 정상세균총이 목적균의 성장과 검출에 어느 정도의 영향을 미치는지 평가하기 위하여 25 g의 식품 내 정상세균총의 수준을 함께 측정하였다. 실험결과, 자체 제작한 real-time PCR서열은 V. parahaemolyticus를 특이적으로 검출할 수 있었고 검출한계는 PBS에서 10³ CFU/㎖ 였다. 또한, 식품 내 정상세균총이 높을 경우 증균배양 시 목적균의 성장에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인하였다. Real-time PCR은 180개의 전체 샘플 중 76개의 양성 결과를 보여 66개의 양성 결과를 낸 배지배양법에 비해 더 많은 양성 검출율을 보였으나 통계학적인 유의차는 발견되지 않았다. Real-time PCR은 표준검출법인 배지배양법과 비교해 볼때 동등하거나 우수한 검출력을 지닌 것으로 보이며 이러한 realtime PCR법은 24시간 이내에 확정동정까지 가능하여 시간과 노동력의 소모가 많은 배지배양법에 앞서 선별검사로 사용할 경우 시간, 비용, 노동력 절감에 매우 유효할 것으로 판단된다. Vibrio parahaemolyticus (V. parahaemolyticus), which is commonly found in raw seafood, causes gastroenteritis in humans. Rapid and effective methods have been developed as culture methods require up to 5-7 days. In this study, real-time PCR was compared with the standard culture method for detecting V. parahaemolyticus in seafood and radish sprout samples. Five hundred grams of the samples were artificially contaminated with V. parahaemolyticus then divided into 20 samples. The samples were incubated in alkaline peptone water and then streaked onto thiosulfate-citrate-bile saltssucrose agar. Biochemical tests for suspicious colonies were performed using the API 20NE strip. In parallel, real-time PCR was performed targeting the toxR gene using the enrichment broth. The real-time PCR was sensitive in discriminating V. parahaemolyticus from other foodborne pathogens. The detection limit of the real-time PCR was 10³ CFU/㎖ in phosphate-buffered saline. Although the real-time PCR detected more positive samples (76 out of 180, 42%) than the culture method (66 out of 180, 37%), there was no significant statistical difference (p>0.05) between the two methods. In conclusion, real-time PCR assays could be an alternative to the standard culture method for detecting V. parahaemolyticus in seafood and radish sprouts, which has many advantages in terms of detection time, labor, and sensitivity.

낙농유제품인 치즈에 축적된 생체 아민의 다양한 영향 인자에 관한 연구: 총설

천정환 ( Jung Whan Chon ),김동현 ( Dong Hyeon Kim ),김현숙 ( Hyun Sook Kim ),송광영 ( Kwang Young Song ),임종수 ( Jong Soo Lim ),최다솜 ( Dasom Choi ),김영지 ( Young Ji Kim ),이수경 ( Soo Kyung Lee ),서건호 ( Kun Ho Seo ) 한국유가공기술과학회 2014 Journal of Dairy Science and Biotechnology (JMSB) Vol.32 No.2

발효식품은 식료품 중에서 생체 아민(biogenic amine, BA) 중독을 일으키는 문제점을 가지고 있는데, 우유 발효식품 중에서는 치즈가 티라민(tyramine), 히스타민(histamine), 푸트레신(putrescine) 등이 유해한 수치의 BA를 함유하고 있는 생산품이라고 추측되고 있다. 다시 말해서, 생체 아민(BA)은 생물학적 활동을 가진 유기 및 염기성, 질소 화합물로 주로 아미노산이 탈카르복실화 반응 (decarboxylation) 을 거쳐서 생성된다. 다양한 종류의 식품(예: 유제품) 은 높은 수치의 BA를 함유하고 있다. 치즈에서는 1 kg 당 1,000 mg 이상의 BA가 검출되기도 한다. BA 함유량이 높은 치즈를 섭취할수록 체내에 독성이 축적된다. 때문에 유제품 내의 BA 함유에 관한 특정한 규정이 없더라도 유제품 내에 BA 가 축적되는 현상을 방지해야 한다. 높은 수치의 BA를 함유한 식품을 섭취하였을 경우에 발생하는 위험에 대한 인 식이 점점 높아지고 있다. 유제품 제조 및 가공 시에 BA의 생합성 및 축적에 영향을 주는 요소를 과학기술적 측면에서 연구가 요구된다. 따라서 BA의 합성 및 축적에 영향을 미치는 요소에 대한 이해도가 높을수록 유제품의 BA 함유 량을 감소시킬 수 있다. 이러한 BA는 3 가지의 조건이 만족될 때 합성이 이루어진다. (i) 이용 가능한 기질 아미노산 (substrate amino acid)가 있어야 하며, (ii) 이화작용경로가 활성화된 미생물이 존재해야 하며, (iii) 탈카르복실화 반응 활성 (decarboxylation activity)이 일어나기에 적합한 환경 조건을 필요로 한다. 이 3가지의 조건들은 저온살균, starter culture의 사용, NaCl 농도, 시간, 숙성 및 보존 온도, pH, 온도, 숙성 후 기술적인 과정 등 여러 가지 요소에 영향을 받으며, 이 요소들에 대한 과학적인 이해가 요구된다. 또한 BA 생산과 관련된 요소들, 특히 환경 조건, BA 생산 미생 발효식품은 식료품 중에서 생체 아민(biogenic amine, BA) 중독을 일으키는 문제점을 가지고 있는데, 우유 발효식품 중에서는 치즈가 티라민(tyramine), 히스타민(histamine), 푸트레신(putrescine) 등이 유해한 수치의 BA를 함유하고 있는 생산품이라고 추측되고 있다. 다시 말해서, 생체 아민 (BA)은 생물학적 활동을 가진 유기 및 염기성, 질소 화합물로 주로 아미노산이 탈카르복실화 반응(decarboxylation)을 거쳐서 생성된다. 다양한 종류의 식품(예: 유제품) 은 높은 수치의 BA를 함유하고 있다. 치즈에서는 1 kg 당 1,000 mg 이상의 BA가 검출되기도 한다. BA 함유량이 높은 치즈를 섭취할수록 체내에 독성이 축적된다. 때문에 유제품 내의 BA 함유에 관한 특정한 규정이 없더라도 유제품 내에 BA 가 축적되는 현상을 방지해야 한다. 높은 수치의 BA를 함유한 식품을 섭취하였을 경우에 발생하는 위험에 대한 인식이 점점 높아지고 있다. 유제품 제조 및 가공 시에 BA의 생합성 및 축적에 영향을 주는 요소를 과학기술적 측면에서 연구가 요구된다. 따라서 BA의 합성 및 축적에 영향을 미치는 요소에 대한 이해도가 높을수록 유제품의 BA 함유량을 감소시킬 수 있다. 이러한 BA는 3 가지의 조건이 만족될 때 합성이 이루어진다. (i) 이용 가능한 기질 아미노산 (substrate amino acid)가 있어야 하며, (ii) 이화작용경로가 활성화된 미생물이 존재해야 하며, (iii) 탈카르복실화 반응 활성 (decarboxylation activity)이 일어나기에 적합한 환경 조건을 필요로 한다. 이 3가지의 조건들은 저온살균, starter culture의 사용, NaCl 농도, 시간, 숙성 및 보존 온도, pH, 온도, 숙성 후 기술적인 과정 등 여러 가지 요소에 영향을 받으며, 이 요소들에 대한 과학적인 이해가 요구된다. 또한 BA 생산과 관련된 요소들, 특히 환경 조건, BA 생산 미생물, 유전자 구성, BA 생산에 관여하는 생합성경로, 유제품 내에 존재하는 BA 및 BA 생산 미생물 검출 방법 등에 대한 연구가 집중적으로 향후 진행되어야 할 것이다. Fermented foods have often been implicated as causative agents in poisoning due to toxic levels of biogenic amines. Cheese, a milk-based fermented food, is the product most likely to contain potentially harmful levels of biogenic amines, such as tyramine, histamine, putrescine, and so on. Recently, the risk awareness of a dietary uptake of high loads of biogenic amines has increased. Hence, we here review the published literature on several factors known to affect the biosynthesis of biogenic amines and their accumulation in milk-based foods. Furthermore, with regard to risk analysis, we discuss the control of factors related to the synthesis and accumulation of biogenic amines as a means to reduce their incidence in milk-based products, and thus to increase food safety.

항생제 내성을 가진 유산균의 현황과 전망

천정환 ( Jung-whan Chon ),서건호 ( Kun-ho Seo ),배동렬 ( Dongryeoul Bae ),정동관 ( Dongkwan Jeong ),송광영 ( Kwang-young Song ) 한국낙농식품응용생물학회(구 한국유가공학회) 2020 Journal of Dairy Science and Biotechnology (JMSB) Vol.38 No.2

대부분의 스타터 배양균은 유산균(LAB)군(group)에 속하며 미국 식품의약국(FDA)과 유럽식품안전청(EFSA)에 의해 안전하다고 인정받고 있다. 그러나, LAB는 항생제 내성(antibiotic resistance) 유전자를 위한 내적 또는 외적 저장소로 작용할 수 있다. 하지만 저항 유전자 전달이 수직이기 때문에 이 사실은 그 자체가 안전상의 문제가 아닐 수도 있다. 그럼에도 불구하고 외부 유전적 요소는 심각한 안전 문제를 나타내는 인체 장내 미생물뿐만 아니라 병원균의 저항성 수평 전달에 유리한 변화를 유도할 수 있다. 항생제 내성을 가진 유산균의 일부 속(genus)에는 발효육 및 유제품에서 분리된 Enterococcus, Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Streptococcus 등이 포함된다. 현재 WHO는 식품산업에서 사용되는 LAB는 저항이 없어야 한다고 권고하고 있다. 다행히도 한국의 식품의약품안전처가 인정한 프로바이오틱스 균주 중 Enterococcus 에 해당되는 균주는 E. faecium과 E. faecalis인데, 2019년 4월 1일부터 E. faecium과 E. faecalis의 독성인자와 항생제 내성전달인자 모두 없다고 인정된 경우에면 사용이 허가된다. 따라서 LAB의 산업적 중요성을 고려할 때 앞으로 인체와 동물장관 유래의 LAB은 체계적인 탐색 및 동정, 병원성 및 항생제 내성 유전자의 확인, 식품 및 가축사료 첨가제로의 활용, 안전성 평가연구는 계속 필요하다고 사료된다. Lactic acid bacteria (LAB) form an essential part of the intestinal microbiota of the human body and possess the ability to stabilize the intestinal microbiota, strengthen immunity, and promote digestion as well as intestinal synthesis of vitamins, amino acids, and proteins. Hence, LAB are currently widely used in various products. However, due to the indiscriminate overuse of antibiotics in humans and livestock, bacterial resistance to antibiotics has been increasing rapidly, which has led to serious problems in the treatment of bacterial infections. Additionally, several reports have revealed that antibiotic-resistant LAB may infect people whose immune systems are not fully developed or whose immune systems are temporarily weakened. Therefore, it is imperative to consider the possibility of antibioticresistant LAB causing diseases in humans and animals, investigate the mechanism of action between antibiotics and LAB, and determine the relevant regulations for the safe use of LAB.

발효낙농유제품인 Kefir 다양한 기능 및 특성: 총설

천정환 ( Jung Whan Chon ),김현숙 ( Hyun Sook Kim ),송광영 ( Kwang Young Song ),김동현 ( Dong Hyeon Kim ),김홍석 ( Hong Seok Kim ),임진혁 ( Jin Hyeok Yim ),최다솜 ( Da Som Choi ),황대근 ( Dae Geun Hwang ),김영지 ( Young Ji Kim ) 한국유가공기술과학회 2013 Journal of Dairy Science and Biotechnology (JMSB) Vol.31 No.2

다양한 건강 증진 및 의료적인 능력을 가진 영양 식품이 많은 관심을 받아 오고 있다. 이러한 이유 때문에 kefir가 다른 발효유제품보다 소비가 증가되고 있는 실정이다. 왜냐하면 기능성 식품 및 치료적인 활력이 다른 발효유제품보다 매우 높은 kefir 및 kefir 관련 제품이기 때문이다. Kefir의 유익한 건강 특성은 단백질, 비타민, 산화 방지제, 미네랄, 특정 생물기원 물질에기인한다. Kefir와관련된건강관련특성으로는 위장 촉진, 항균 능력, 항암 효과, hypocholesterolemic 효과, 항당뇨병 효과, 항돌연변이 활성, β-galactosidase 활력, scavenging 활력, 유산 함량, 지질 및 혈압 제어 효과, 세포사멸에 대한 보호, 항알레르기 특성, 항염증 작용, 세균 정착능, 면역 시스템 활성 등이 알려져 있다. 따라서 kefir는 장내 미생물을 정상화 할 수 있으며, 유아부터 성인까지 매우 적합한 발효유제품이다. Kefir는 제품 제조 시 스타터균주로서 사용되는 독특하고 다종의 자연적인 kefir grain 때문에 특유의 발효유제품이다. Kefir의 미생물학적 및 화학적 조성은 고유의 유산균과 효모에 의한 복합적인 probiotics 효과를 제공한다. 발효 중에 생성되는 대사 물질들은 약효식품(neutraceutical) 활력이 입증되었다. 이러한 긍정적인 건강 속성은 kefir는 매우 가치 있는 식품에 근거해서 추가적인 실험과 임상 연구를 통해서만 가능할 것으로 사료된다. Kefir is a unique fermented dairy product resulting from combined lactic acid and alcoholic fermentation of lactose in milk. Kefir is produced by the microbial activity of kefir grains. Kefir has numerous health benefits such as the reduction of cholesterol levels, stimulation of the immune system, antimutagenic and anticarcinogenic properties, and improvements of lactose intolerance. Furthermore, kefir is excellent as both a dietetic beverage and for protection against various diseases in small babies. Therefore, kefir has recently been regarded as an important functional dairy food. To date, the majority of research on kefir has focused on the applications of functional kefir using advanced biotechnology methods. The purpose of this review article is to facilitate the recognition of kefir as a novel functional food.

인간 질병의 위험 요인에 대한 Probiotics의 효과: 총설

천정환 ( Jung Whan Chon ),김동현 ( Dong Hyeon Kim ),김현숙 ( Hyun Sook Kim ),김홍석 ( Hong Seok Kim ),황대근 ( Dae Geun Hwang ),송광영 ( Kwang Young Song ),임진혁 ( Jin Hyuk Yim ),최다솜 ( Da Som Choi ),임종수 ( Jong Soo Lim ) 한국유가공기술과학회 2014 Journal of Dairy Science and Biotechnology (JMSB) Vol.32 No.1

Probiotics에 대한 많은 연구는 위장내 질환에서 장내 미생물 균총의 중요성을 강조하고 있으며, 최근에는 심장 혈관 위험에 초점을 맞추어서 연구가 시작되고 있다. 비만이 dysbiosis에 관련될 수 있는 의료 장애 및 대사 장애로 특정 되어진다. 이를 위해 위험 요인을 감소시키는 도구로 사용되는 probiotic 균주는 반드시 향후에 검사되어져야 한다. Probiotics는 체외 및 생체내 연구에서 여섯 가지 장애 및 장해에 대해서 긍정적인 효과를 보여주며, 특히 이것은 항 염증 성질 또는 효소활력에 기인한 것이다. 각각의 경우에 박테리아가 숙주에 영향을 미칠 수 있는 메카니즘은 잘 정리 되어 보고되었다. 그러나, 특히 비만, 당뇨, 산화 스트레스에 대한 이중 맹검 무작위 임상 시험의 부족으로 불가능한확정적인 결론을 만든다. 더구나, 지금까지 어떠한 연구결과에서도 직접적으로 심혈 관계 질환의 위험 인자에 대한 probiotics의 영향에 관해서는 언급된 것이 없었다. 심혈관계 질환으로는 동맥류, 협심증, 동맥 경화증, 뇌 혈관 사고, 뇌 혈관 질환, 울혈성 심부전, 관상 동맥 질환, 심근 경색, 말초 혈관 질환 등이 포함된다. 예측과 대표적인 검색 도구의 사용은 probiotic 균주의 새로운 기능을 가진 종류의 선택이 가능하게 해준다. 비만의 경우, 무균 동물 실험 방법의 확립은 probiotic 균주에 의한 미생물균총과 조절의 상호 작용을 이해가 추후 진행되어야 할 것이다. 불행하게도, 이 엄격한 방법론은 거의 적용되지 않고 있으며, 현재의 추세는 경험적으로 특정 의료 장애에 대한 일반적인 메커니즘은 설명이 되지만, 반응의 정확한 모드는 완전히 알려지지 않음에도 불구하고 probiotic 균주를 테스트하고 있는 실정이다. 더욱이 많은 연구가 직접 동물 모델에서 진행되었지만, 그 결과를 항상 인간에게 바로 적용할 수는 없다. 이 방법론의 개선은 인간 미생물 균총과 관련된 생쥐를 사용하거나 자연적으로 질병을 유발할 수 있도록 개발된 다른 동물모델을 사용할 수 있을 것이다. 인간 Microbiome 프로젝트와 MetaHIT(인간의 창자의 metagomics)같은 현재 연구는 인간에게 생체외 및 동물 모델 자료의 이용에 있어서 자세한 정보를 제공해야만 하고, 또한 새로운 예측 가능한 모델의 개발이 이루어져야 할 것이다. 현재 의료 장애와 반응 메커니즘과의연관성에 관해서 많은 관심과 연구가 진행되고 있고, 원하는 특정 활력을 가지고 있는 균주에 대해서 더 개선된 검증을 개발을 할 수 있는 방법이 필요하다. 장래에는 재조합 probiotics와 특정한 의학적 질환으로 고통 받는 환자의 미생물 균총의 조성을 재조합 probiotics으로 해결할 수 있을 것이며, 또한 probiotics의 사용은 장내 미생물균총을 조정할 수 있으며, 과체중과 비만 사람들을 위Probiotics에 대한 많은 연구는 위장내 질환에서 장내 미생물 균총의 중요성을 강조하고 있으며, 최근에는 심장 혈관 위험에 초점을 맞추어서 연구가 시작되고 있다. 비만이dysbiosis에 관련될 수 있는 의료 장애 및 대사 장애로 특정 되어진다. 이를 위해 위험 요인을 감소시키는 도구로 사용되는 probiotic 균주는 반드시 향후에 검사되어져야 한다. Probiotics는 체외 및 생체내 연구에서 여섯 가지 장애 및 장해에 대해서 긍정적인 효과를 보여주며, 특히 이것은 항 염증 성질 또는 효소활력에 기인한 것이다. 각각의 경우에 박테리아가 숙주에 영향을 미칠 수 있는 메카니즘은 잘 정리되어 보고되었다. 그러나, 특히 비만, 당뇨, 산화 스트레스에 대한 이중 맹검 무작위 임상 시험의 부족으로 불가능한 확정적인 결론을 만든다. 더구나, 지금까지 어떠한 연구결과에서도 직접적으로 심혈 관계 질환의 위험 인자에 대한 probiotics의 영향에 관해서는 언급된 것이 없었다. 심혈관계 질환으로는 동맥류, 협심증, 동맥 경화증, 뇌 혈관 사고, 뇌 혈관 질환, 울혈성 심부전, 관상 동맥 질환, 심근 경색, 말초 혈관 질환 등이 포함된다. 예측과 대표적인 검색 도구의 사용은 probiotic 균주의 새로운 기능을 가진 종류의 선택이 가능하게 해준다. 비만의 경우, 무균 동물 실험 방법의확립은 probiotic 균주에 의한 미생물균총과 조절의 상호작용을 이해가 추후 진행되어야 할 것이다. 불행하게도, 이 엄격한 방법론은 거의 적용되지 않고 있으며, 현재의 추세는 경험적으로 특정 의료 장애에 대한 일반적인 메커니즘은 설명이 되지만, 반응의 정확한 모드는 완전히 알려지지 않음에도 불구하고 probiotic 균주를 테스트하고 있는 실정이다. 더욱이 많은 연구가 직접 동물 모델에서 진행되었지만, 그 결과를 항상 인간에게 바로 적용할 수는 없다. 이 방법론의 개선은 인간 미생물 균총과 관련된 생쥐를 사용하거나 자연적으로 질병을 유발할 수 있도록 개발된 다른 동물모델을 사용할 수 있을 것이다. 인간 Microbiome 프로젝트와 MetaHIT(인간의 창자의 metagomics)같은 현재 연구는 인간에게 생체외 및 동물 모델 자료의 이용에 있어서 자세한 정보를 제공해야만 하고, 또한 새로운 예측 가능한 모델의 개발이 이루어져야 할 것이다. 현재 의료 장애와 반응 메커니즘과의연관성에 관해서 많은 관심과 연구가 진행되고 있고, 원하는 특정 활력을 가지고 있는 균주에 대해서더 개선된 검증을 개발을 할 수 있는 방법이 필요하다. 장래에는 재조합 probiotics와 특정한 의학적 질환으로 고통 받는 환자의 미생물 균총의 조성을 재조합 probiotics으로 해결할 수 있을 것이며, 또한 probiotics의 사용은 장내 미생물균총을 조정할 수 있으며, 과체중과 비만 사람들을 위해 음식 섭취량을 관리할 수 있으며, 제1형 당뇨병과 고콜 레스테롤 혈증을 줄일 수 다른 대안으로 이용될 것이다. 결론적으로 Probiotics 미생물은 역사적으로 장내 미생물의 균형을 방해하고, 설사 또는 염증성장질환 같은 위장 장애를 감소하는 데 사용되어오고 있다. 최근의 연구는 의료 질환에 probiotics의 확장 사용에 대한 가능성을 탐구하고 있다. 왜냐하면 심혈관 질환 및 당뇨병 발병 위험을 증가(비만, 고 콜레스테롤 혈증, 동맥 고혈압 등)와 대상장애 (hyperhomocysteinemia, 산화 스트레스 등) 등의 발병 위험이 점점 높아지기 때문이다. 따라서 probiotics와 숙주 간의 상호작용에 관여하는 기전을 재정립하여 probiotics에 의해서 생성된 유익한 효과의 특성을 식별하는 것이 요구된다. 특정 probiotics 균주는 (1) 면역 반응을 조절함으로써, (2) 특정 분자를 생산하여, (3) biopeptides을 발충하여, 그리고 (4) 신경계 활성을 조절함으로써 작용할 수 있다. 현재까지 대부분의 연구는 동물 모델에서 실시되었다. 따라서 인간 에 관련된 메카니즘에 새로운 조사 probiotics 균주의 넓은 다양한 질환에 효율적인 사용을 가능하게 하기 위한 연구가 절실히 요구되어진다. GRAS probiotics can be used to modulate intestinal microbiota and to alleviate various gastrointestinal disorders. In several recent studies, researchers have explored the potential expansion and usability of probiotics to reduce the risk factors associated with diseases, including obesity, hypercholesterolemia, arterial hypertension, hyperhomocysteinemia, and oxidative stress. In this review, our aim was to clarify the mechanism underlying interactions between hosts (animal or human) and probiotics and the beneficial effects of probiotics on human health.