이해원 연구실
식품생명공학과
이해원
이해원 연구실은 식품생명공학 분야에서 김치와 같은 전통 발효식품의 미생물 다양성, 안전성, 기능성, 그리고 산업적 응용에 이르기까지 폭넓은 연구를 수행하고 있습니다. 연구실은 김치의 발효 과정에서 나타나는 미생물 군집의 구조와 변화, 그리고 이들이 생성하는 다양한 대사산물의 역할을 첨단 분석기술을 통해 규명하고 있습니다. 이를 통해 김치의 품질 향상, 저장성 연장, 그리고 건강기능성 증진에 기여하고 있습니다.
연구실은 식품 내 유해 미생물, 독성 원소, 식품첨가물 등 위해 요소의 신속·정확한 분석을 위한 다양한 진단 및 분석기술을 개발하고 있습니다. 실시간 PCR, 면역자기분리법, 질량분석, 초고성능 액체크로마토그래피 등 첨단 기법을 활용하여 식품의 안전성과 품질을 체계적으로 관리할 수 있는 기반을 마련하고 있습니다. 특히, 김치 원산지 판별, 보존료·감미료·합성색소 동시 분석, 독성 원소 정량 등은 연구실의 대표적인 연구성과로, 관련 특허와 기술이전도 활발히 이루어지고 있습니다.
또한, 연구실은 김치의 저장성 연장, 맛과 향의 개선, 기능성 성분 강화 등 발효식품의 부가가치 창출을 위한 연구에도 집중하고 있습니다. 유산균 스타터를 활용한 저장성 연장, 기능성 소재 첨가 김치 개발, 김치맛 소금 등 응용제품 개발, 그리고 김치의 영양·기능성 평가와 신제품 개발 등 다양한 산업적 응용 연구를 수행하고 있습니다. 이를 통해 김치 및 발효식품 산업의 경쟁력 강화와 국민 건강 증진에 기여하고 있습니다.
연구실은 산학연 협력, 정부 및 산업체와의 공동연구, 기술이전, 특허 출원 등 다양한 경로를 통해 연구성과의 실용화와 산업적 확산에도 앞장서고 있습니다. 또한, 국내외 학술지 논문 발표, 특허 등록, 연구과제 수행 등 활발한 연구 활동을 통해 식품생명공학 분야의 학문적·산업적 발전에 기여하고 있습니다.
이해원 연구실은 앞으로도 김치 및 발효식품의 미생물 생태, 안전성, 기능성, 그리고 산업적 응용에 관한 선도적 연구를 지속적으로 추진할 계획입니다. 이를 통해 건강하고 안전한 식품 개발, 식품산업의 혁신, 그리고 국민 건강 증진에 더욱 이바지할 것입니다.
Electrolyzed Water Applications
Kimchi Fermentation
Microbiome Analysis
김치 및 발효식품의 미생물 다양성과 기능성 연구
이해원 연구실은 김치와 같은 전통 발효식품의 미생물 다양성과 그 기능성에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 김치의 발효 과정에서 나타나는 다양한 미생물 군집의 구조와 변화를 분석하며, PCR-DGGE, 메타게놈 분석, 고성능 액체크로마토그래피 등 첨단 분석기술을 활용하여 미생물의 종류와 그 역할을 규명합니다. 특히, 김치의 원재료, 첨가물, 그리고 최종 발효 제품에서 발견되는 유익균과 잠재적 유해균의 동태를 추적하여, 발효식품의 안전성과 품질 향상에 기여하고 있습니다.
연구실은 김치 표면에 형성되는 백색 집락 효모(white colony-forming yeast)의 다양성과 발효 조건에 따른 미생물 군집의 변화를 고도화된 시퀀싱 기법으로 분석합니다. 이를 통해 발효 온도, 포장 조건, 원재료의 조성 등이 미생물 생태계에 미치는 영향을 규명하고, 김치의 저장성 및 품질을 개선할 수 있는 과학적 근거를 마련합니다. 또한, 김치 내 초미세 미생물(ultramicrobacteria)의 존재와 그 기능적 역할에 대한 연구도 활발히 진행하고 있습니다.
이러한 미생물 다양성 연구는 김치뿐만 아니라 다양한 발효식품의 품질관리, 안전성 확보, 그리고 기능성 증진에 중요한 기초 자료를 제공합니다. 연구실은 미생물 군집의 변화와 이들이 생성하는 대사산물의 상관관계를 밝힘으로써, 건강에 유익한 발효식품 개발과 산업적 응용에 기여하고 있습니다.
식품 안전성 및 품질 향상을 위한 분석기술 개발
연구실은 식품 내 유해 미생물, 독성 원소, 식품첨가물 등 다양한 위해 요소를 신속하고 정확하게 분석할 수 있는 첨단 분석기술 개발에 주력하고 있습니다. 김치와 같은 발효식품에서 발생할 수 있는 식중독균, 바이러스, 곰팡이 등 미생물 오염을 효과적으로 진단하기 위해, 실시간 PCR, 면역자기분리법, 질량분석(MALDI-TOF MS), 초고성능 액체크로마토그래피(UPLC-MS/MS) 등 다양한 기법을 활용합니다.
특히, 김치 원산지 판별을 위한 질량지문 마커 개발, 김치 내 보존료·감미료·합성색소의 동시 분석법 확립, 그리고 식품 내 독성 원소(비소, 카드뮴, 납 등)의 정량 분석법 개발 등은 연구실의 대표적인 성과입니다. 이러한 기술들은 식품의 품질관리, 위생안전성 평가, 원산지 인증 등 식품산업 전반에 걸쳐 실질적으로 활용되고 있습니다.
또한, 연구실은 식품 제조 및 유통 과정에서 발생할 수 있는 교차오염, 미생물 전이, 식품첨가물의 안전성 평가 등 실용적인 문제 해결에도 집중하고 있습니다. 이를 통해 국민 건강 증진과 식품산업의 신뢰성 제고에 기여하고 있으며, 관련 특허와 기술이전도 활발히 이루어지고 있습니다.
김치 및 발효식품의 기능성 증진과 산업적 응용
연구실은 김치의 저장성 연장, 맛과 향의 개선, 기능성 성분 강화 등 발효식품의 부가가치 창출을 위한 다양한 연구를 수행하고 있습니다. 대표적으로, 유산균 스타터(Lactococcus lactis, Leuconostoc citreum 등)를 활용한 김치의 저장성 연장 및 관능적 품질 개선, 아로니아 추출물 등 기능성 소재를 첨가한 김치 개발, 김치맛 소금 등 김치 유래 응용제품 개발 등이 있습니다.
이와 함께, 김치의 단백질, 대사체, 휘발성 화합물 등 다양한 성분 분석을 통해 맛, 향, 영양, 기능성의 차이를 과학적으로 규명하고, 중국산과 국내산 김치의 원산지 구분, 품질 특성 차이 분석 등 산업적·사회적 요구에 부응하는 연구도 활발히 이루어지고 있습니다. 또한, 김치 및 발효식품의 프로바이오틱스, 항산화 활성, 항균 활성 등 건강기능성 평가와 이를 활용한 신제품 개발에도 힘쓰고 있습니다.
이러한 연구는 김치 산업의 글로벌 경쟁력 강화, 기능성 발효식품 시장 확대, 그리고 국민 건강 증진에 크게 기여하고 있습니다. 연구실은 산학연 협력, 기술이전, 특허 출원 등 다양한 경로를 통해 연구성과의 산업적 확산과 실용화에도 앞장서고 있습니다.
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Lee M, Kim Y, Lee HW, Pak Y, Yi S*. Complete Genome Sequence of Psychrobacter sp. KFRI-CH2-11: A Psychrotolerant Bacterium with Probiotic, Biofortification, and Antimicrobial Potential for the Dairy and Meat Industries.
Lee M, Kim Y, Lee HW, Pak Y, Yi S*
Data in Brief, 2025
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Seo JH, Yim KJ, Lim J, Chun JY, Lee HW*. Draft genome sequence of Bremerella cremea LHWP2 isolated from dead ark clam revealing potential nitrogen metabolism pathways.
Seo JH, Yim KJ, Lim J, Chun JY, Lee HW*
Microbiology Resource Announcements, 2025
3
Lee HW, Yoon SR, Kim SJ, Seo JH, Yim KJ, Ha JH*. Optimization of protein extraction from the Kimchi using extraction reagents.
Lee HW, Yoon SR, Kim SJ, Seo JH, Yim KJ, Ha JH*
JOURNAL OF RESEARCH INSTITUTE OF ADVANCED TECHNOLOGY, 2024
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3단계 산학연협력 선도대학(LINC 3.0) 육성사업_수요맞춤성장형
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(청정바이오사업단)지자체-대학 협력기반 지역혁신 사업
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식품 내 ultramicrobacteria의 다양성 연구 및 미생물의 초미세화 기전 규명
