Foodbiomaterials
식품생명공학과 임종빈
제주대학교 Foodbiomaterials 연구실은 식품생명공학 분야에서 기능성 탄수화물, 식이섬유, 곡류 및 해조류 기반 바이오소재의 개발과 응용을 선도적으로 연구하고 있습니다. 본 연구실은 저항성 전분, 식이섬유, 펙틴 등 다양한 탄수화물의 구조적 특성과 기능성을 심층적으로 분석하여, 이들이 인체 건강에 미치는 긍정적 효과를 과학적으로 규명하는 데 주력하고 있습니다.
특히, 곡류 전분 및 단백질의 구조-기능 관계, 식품 가공 중 발생하는 물리·화학적 변형, 그리고 이로 인한 최종 식품의 품질 및 건강 기능성 변화에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있습니다. 다양한 첨단 분석 장비를 활용하여 식품 바이오소재의 미세구조, 점도, 소화 특성 등을 정밀하게 측정하고, 이를 바탕으로 건강지향 식품 및 맞춤형 식이 설계에 기여하고 있습니다.
또한, 장-뇌 축(Gut-Brain Axis) 및 장내 미생물과의 상호작용 연구를 통해, 식이 탄수화물 및 식이섬유가 장내 미생물 환경을 개선하고, 대사 건강, 식욕 조절, 노화 지연 등 다양한 생리적 효과를 유도하는 메커니즘을 규명하고 있습니다. 해조류, 감귤피 등 제주 지역 특산물 및 부산물을 활용한 업사이클링 연구도 활발히 진행하여, 지역사회와 연계된 지속가능한 식품 개발에 앞장서고 있습니다.
연구실은 다양한 국내외 학술지 논문 발표, 특허 출원, 산학협력 프로젝트, 정부 및 지자체 연구과제 수행 등 활발한 연구 활동을 이어가고 있습니다. 이를 통해 기능성 식품, 건강기능식품, 바이오헬스 소재 등 식품산업의 혁신과 국민 건강 증진에 기여하고 있습니다.
앞으로도 Foodbiomaterials 연구실은 기능성 탄수화물 및 바이오소재 연구의 선도적 역할을 지속하며, 과학적 근거에 기반한 건강 증진 솔루션 개발과 식품산업의 미래를 이끌어갈 것입니다.
Slowly Digestible Carbohydrates
Dietary Starch
Flavonoids
기능성 탄수화물의 개발 및 건강 증진 효과
본 연구실은 기능성 탄수화물의 개발과 이들의 건강 증진 효과에 대한 심층적인 연구를 수행하고 있습니다. 특히 저항성 전분(resistant starch), 식이섬유, 그리고 다양한 곡류 및 해조류 유래 바이오액티브 탄수화물의 구조적 특성과 기능성을 분석하여, 이들이 인체 건강에 미치는 영향을 규명하고 있습니다. 이를 위해 전분의 구조-기능 관계, 소화 효소 저항성, 장내 미생물과의 상호작용 등 다양한 측면에서 연구가 이루어지고 있습니다.
연구실에서는 다양한 식품 가공 및 처리 기술을 활용하여 탄수화물의 기능성을 극대화하는 방법을 모색하고 있습니다. 예를 들어, 곡류 전분의 효소적, 화학적, 물리적 변형을 통해 소화 속도를 조절하거나, 저혈당 반응을 유도하는 식품 소재를 개발하고 있습니다. 또한, 제주 지역 특산물 및 부산물(예: 감귤피, 해조류 등)을 활용한 업사이클링 연구도 활발히 진행 중입니다.
이러한 연구는 만성질환 예방, 장 건강 증진, 체중 관리 등 다양한 건강 문제 해결에 기여할 수 있습니다. 실제로 저항성 전분 및 식이섬유가 장내 미생물 환경을 개선하고, 혈당 조절 및 지질 대사에 긍정적인 영향을 미친다는 연구 결과를 다수 발표하였으며, 앞으로도 기능성 탄수화물의 새로운 응용 가능성을 지속적으로 탐구할 계획입니다.
식품 가공 및 바이오소재의 구조-기능 분석
연구실에서는 식품 가공 과정에서 탄수화물, 단백질, 식이섬유 등 바이오소재의 구조적 변화와 이로 인한 기능성 변화에 대한 연구를 중점적으로 수행하고 있습니다. 곡류 전분 및 단백질의 구조-기능 관계, 가공 중 발생하는 물리·화학적 변형, 그리고 이들이 최종 식품의 품질 및 건강 기능성에 미치는 영향을 다각도로 분석합니다.
특히, 다양한 분석 장비(HPAEC, HPLC, Rheometer, GC-MS 등)를 활용하여 전분 및 식이섬유의 미세구조, 점도, 겔화 특성, 소화 특성 등을 정밀하게 측정하고 있습니다. 이를 통해 쿠키, 빵, 면류 등 다양한 탄수화물 기반 식품의 텍스처, 소화율, 혈당 반응 등 품질 특성을 개선하는 연구를 수행합니다. 또한, 지방 대체제(예: 키토산, 펙틴 등) 및 바이오액티브 소재를 활용한 저지방·저칼로리 식품 개발도 중요한 연구 주제입니다.
이러한 연구는 건강지향 식품 개발, 맞춤형 식이 설계, 식품산업의 혁신에 기여할 수 있으며, 실제로 다양한 특허 출원과 산업체 협력 프로젝트를 통해 연구 성과를 실용화하고 있습니다. 앞으로도 식품 바이오소재의 구조-기능 분석을 기반으로 한 혁신적 식품 개발에 주력할 예정입니다.
장-뇌 축(Gut-Brain Axis) 및 장내 미생물 연구
본 연구실은 장-뇌 축(Gut-Brain Axis)과 장내 미생물의 상호작용에 대한 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 식이 탄수화물, 식이섬유, 바이오액티브 소재가 장내 미생물 군집에 미치는 영향과, 이로 인한 대사 산물의 변화, 그리고 궁극적으로 인체의 대사 건강 및 신경계 건강에 미치는 효과를 다각도로 분석합니다.
특히, 저항성 전분, 아라비녹실란 등 특정 탄수화물이 장내 유익균 증식 및 단쇄지방산 생산을 촉진하여, 장 건강뿐만 아니라 혈당 조절, 식욕 조절, 노화 지연 등 다양한 생리적 효과를 유도하는 메커니즘을 규명하고 있습니다. 최근에는 해조류 유래 식이섬유의 GLP-1 분비 촉진 효과, 장내 미생물 조절을 통한 대사질환 예방 가능성 등도 집중적으로 연구하고 있습니다.
이러한 연구는 기능성 식품 및 건강기능식품 개발, 만성질환 예방, 개인 맞춤형 영양 설계 등 다양한 분야에 응용될 수 있습니다. 앞으로도 장-뇌 축 및 장내 미생물 연구를 통해 식품과 건강의 연결고리를 밝히고, 과학적 근거에 기반한 건강 증진 솔루션을 제시할 계획입니다.
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Advancements in Enhancing Resistant Starch Type 3 (RS3) Content in Starchy Food and Its Impact on Gut Microbiota: A review
Hongyan Feng, Bo Cheng, Jongbin Lim, Baoguo Li, Cheng Li, Xiaowei Zhang*
Conprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, 2024
2
Autumn Olive (Elaeagnus umbellata Thunb.) Berries Improve Lipid Metabolism and Delay Aging in Middle-Aged Caenorhabditis elegans
Yebin Kim, Seonghyeon Nam, Jongbin Lim, Miran Jang*
International Journal of Molecular Sciences,
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Activation of gastrointestinal ileal brake response with dietary slowly digestible carbohydrates, with no observed effect on subjective appetite, in an acute randomized, double-blind, crossover trial.
Chegeni, M., Hayes, A.M.R., Gonzalez, T.D., Manderfeld, M.M., Lim, J., Menon, R.S., Holschuh, N.M., Hedges, M.E., Hamaker, B.R.
European Journal of Nutrition, 2022
1
제주 감귤피 부산물로부터 식이섬유 추출을 위한 업사이클링 공정 최적화 및 이를 활용한 기능성 식품 개발
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3단계 산학연협력 선도대학(LINC 3.0) 육성사업_수요맞춤성장형
