다른 영양성분으로 구성된 미세조류의 장내균총에 대한 영향
Effects of Microalgae composed of Different Nutrients on Gut Microbiota.
- 주제(키워드) 도움말 장내균총 , In vitro digestion , Colonic fermentation , 단쇄지방산 (SCFAs) , 미생물 프로파일
- 발행기관 강릉원주대학교 일반대학원
- 지도교수 도움말 신일식
- 심사위원 유상권, 신일식, 판철호
- 사용가능일 20190901
- 저작권일 20190901
- 발행년도 2018
- 학위수여년월 2019. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 도움말 일반대학원 KIST강릉분원학.연협동과정
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/kangnung/000000010372
- UCI I804:42001-000000010372
- 본문언어 영어
초록/요약 도움말
최근, 많은 연구자들이 건강 기능과 관련하여 미세조류에 관심을 가지고 있다. 장내균총 연구의 중요성이 강조되는 반면, 미세조류와 장내균총 사이의 관계는 거의 보고되어 있지 않다. 게다가, 인체에서 미세조류가 어떤 과정을 거쳐 소화되는지에 대한 연구도 거의 없다. 그러므로, 이 연구의 목적은 장내균총에 대한 미세조류의 효과를 평가하고 in vitro digestion과 colonic fermentation을 결합하여 미세조류의 소화과정을 조사하는 것이다. 다른 영양성분으로 구성된 세 미세조류 (Chlorella vulgaris, Chlorella protothecoides, Schizochytrium sp.)가 이 연구에 사용되었다. Bioaccessibility와 주요 영양성분 (탄수화물, 지방, 단백질)을 in vitro digestion 후에 측정하였다. Colonic fermentation 후에는, 장내균총의 변화를 예측하기 위하여 단쇄지방산 (SCFAs)을 GC-FID로 분석하였다. 또한, 미생물 프로파일 분석을 위하여 16S rRNA gene sequencing을 수행하였다. Schizochytrium sp. 가 이눌린 만큼 낮은 bioaccessibility를 보인 반면, Chlorella protothecoides는 가장 높은 bioaccessibility를 나타내었다. 영양성분 분석에서, 단백질은 대장에 도달하기 전에 상당한 양이 우리 몸에 흡수되는 것으로 나타났다. 또한, in vitro digestion 이후, 세 미세조류는 비슷한 비율의 탄수화물과 단백질을 나타내었다. 세 미세조류는 대조군과 비교하였을 때, 높은 SCFAs함량을 나타내었고 특히, propionate는 미세조류 군에서 상당히 증가하였다. 미생물 프로파일 분석에서, 미세조류 그룹은 대조군과 대비하여 상당한 유의성을 나타내었다. 게다가, propionate를 생산할 가능성이 높은 미생물들이 미세조류 군에서 증가하였다. Propionate는 우리 몸에서 GLP-1을 자극하여 항비만 효능을 보이는 것으로 알려져 있다. 결론적으로 본 연구의 세 미세조류는 인체 건강을 위해 장내균총을 개선할 수 있으며, 항비만 건강기능식품 소재로의 개발 가능성이 있음을 확인하였다.
more초록/요약 도움말
Nowadays, many researchers are interested in microalgae because of their health function. While gut microbiota study emphasized its importance, few studies have reported the relationship between microalgae and gut microbiota. In addition, there are few studies about digestion pathway of microalgae in human body. Therefore, the purpose in this study is to evaluate the effects of microalgae on gut microbiota and to check changes in the digestive process of microalgae by combining in vitro digestion and colonic fermentation. Three microalgae (Chlorella vulgaris and Chlorella protothecoides and Schizochytrium sp.), which have distinct nutritional content, were used in this study. Bioaccessibility and three major nutrients analysis (carbohydrate, fat and protein) were calculated after in vitro digestion. After colonic fermentation, short-chain fatty acids were analyzed through GC-FID for anticipating changes of gut microbiota. 16S rRNA gene was sequenced for the microbial profiling. Chlorella protothecoides showed the highest bioaccessibility of three groups while Schizochytrium sp. showed the percentage as low as inulin. In nutrients analysis, protein decreased significantly before the entrance of large intestine. All microalgae showed the relatively similar ratio of carbohydrate and protein after in vitro digestion. In SCFAs analysis, three microalgae increased total SCFA amounts compared to the control group. Especially, propionate increased significantly in microalgae groups. When the microbial profiles from microalgae groups were compared with control group, microbial profiles of microalgae groups showed the sufficient difference compared to control group. In addition, microbes, which are able to produce the propionate, increased in microalgae groups. Propionate showed the effects of anti-obesity. In conclusion, three microalgae can improve gut microbiota for human health and may be developed as the functional food for anti-obesity.
more목차 도움말
List of Figures 1
List of Tables 2
Abbreviations and Symbols 3
Abstract 5
국문요약 6
1. Introduction 8
2. Materials and Methods 12
2.1 Sample preparation 12
2.2 In vitro digestion and colonic fermentation 14
2.2.1 In vitro digestion 14
2.2.2 Colonic fermentation 14
2.3 Bioaccessibility 17
2.4 Nutrients analysis 17
2.4.1 Total carbohydrate 17
2.4.2 Crude fat 18
2.4.3 Crude protein 18
2.5 SCFAs analysis by using GC-FID 19
2.5.1 Sample preparation for SCFAs analysis 19
2.5.2 GC-FID analysis 19
2. 6. Microbial profiling through Illumina sequencing technique 20
2.6.1 Sample preparation for 16S rRNA gene sequencing 20
2.6.2 16S rRNA gene sequencing 24
2.6.3 Statistical analysis of microbial profile from Mi-seq (Illumina) 24
3. Results 26
3.1 In vitro digestion 26
3.1.1 Bioaccessibility 26
3.1.2 The change of nutrients after in vitro digestion 29
3.2 Colonic fermentation 31
3.2.1 Changes of short-chain fatty acids related to three microalgae 31
3.2.2 Microbial profile 34
4. Discussion and Conclusion 46
5. References 52
