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발효미생물 오믹스 기반 향미 관련 대사물질 및 바이오제닉 아민 조절 연구

Fermentation microbiome integrated-omics for flavor metabolites and biogenic amine regulation

연구 내용

발효미생물에 pH·삼투·당 등 조건을 부여하고 유전체-대사체 변화를 통합 분석하여 향미 관련 대사물질과 바이오제닉 아민 형성을 조절하는 연구

발효식품에서 조건 변화가 대사체와 향미 특성에 미치는 영향을 오믹스 기반으로 해석합니다. Bacillus subtilis 및 Bacillus licheniformis를 대상으로 pH 및 삼투 스트레스, 탄소원(당) 조절 등 배양 조건을 설계하고, 대사체와 전사체 변화를 통합하여 leucine 유래 휘발성 대사물, 아미노산 및 탄소 흐름 관련 경로 변화를 규명합니다. 또한 당 종류가 바이오제닉 아민과 일부 휘발성 성분의 형성 양상에 미치는 영향을 분석하여 안전성과 품질을 동시에 고려한 조절 인자를 도출하는 차별성을 보입니다.

관련 연구 성과

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연구 흐름

초기에는 Bacillus subtilis를 pH 및 고염 조건으로 처리하여 1차·2차 대사체와 leucine 유래 휘발성 대사물의 변화를 관찰하는 연구를 수행했습니다. 이후 발효 콩에서의 핵심 미생물인 Bacillus licheniformis로 확장하여 알칼리 pH와 삼투 스트레스 하에서 transcriptomic과 metabolomic 변화의 연계를 해석했습니다. 최근에는 당 첨가가 질소대사 및 carbon overflow 경로와 함께 바이오제닉 아민 형성에 미치는 영향을 데이터 기반으로 분해하고, 멀티오믹스와 머신러닝을 활용해 이미·이취 관련 성분 생성 상호기작을 규명하는 방향으로 심화되었습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

  • 발효 조건 스크리닝
  • 대사체 기반 품질 지표 도출
  • 이미·이취 생성 경로 분석
  • 바이오제닉 아민 저감 전략
  • 탄소원 선택 가이드
  • 스트레스 반응 메커니즘 해석
  • 통합오믹스 해석 파이프라인
  • 발효 맞춤형 향미 설계
  • 조절 인자 데이터베이스 구축
  • 머신러닝 기반 예측 모델

관련 논문

구분

제목

1

Effects of pH and Osmotic Changes on the Metabolic Expressions of Bacillus subtilis Strain 168 in Metabolite Pathways including Leucine Metabolism

2

Integrated-Omics Study on the Transcriptomic and Metabolic Changes of <i>Bacillus licheniformis</i>, a Main Microorganism of Fermented Soybeans, According to Alkaline pH and Osmotic Stress

3

Sugar-induced modulation of biogenic amines formation and metabolic profiles during Bacillus subtilis fermentation

관련 프로젝트

구분

제목

1

다중오믹스 및 머신러닝 기반 발효식품에서 유산균에 의한 이미ㆍ이취 성분 생성 상호기작 규명

2

발효미생물별 오믹스(유전체, 대사체 등) 분석 및 활용 콘텐츠 개발(1주관)

3

발효미생물별 오믹스(유전체, 대사체 등) 분석 및 활용 콘텐츠 개발

4

발효미생물별 오믹스(유전체, 대사체 등) 분석 및 활용 콘텐츠 개발(3공동)