KMB 한국미생물·생명공학회 e-생물산업 웹진은 다양하고 알찬 내용으로
여러분을 찾아갑니다.

2024 March Vol.37 No.1 ISSN 1598-8384

실험실 탐방

경북대학교 식품공학부
식품생물자원연구실
Food BioResource Lab.
연구책임자 : 김동현 교수
소속기관 : 경북대학교

School of Food Science and Biotechnology Kyungpook National University
Daegu, 41566, Republic of Korea
Tel: +82-53-950-5753
Fax:
+82-53-950-6750
E-mail:
dhkim85@knu.ac.kr
Homepage: https://sites.google.com/view/mfst-sfbe/home

▣ 책임교수 소개

[학력]
  • 2004.03~2010.08

    부경대학교 식품공학과 학사

  • 2010.09~2012.08

    부경대학교 식품공학과 석사

  • 2015.09~2019.08

    고려대학교 생명공학(식품생물공학) 박사



[경력]
경력 사항
기간 기관명 직위 및 직급
2022.09 ~ 현재 경북대학교 식품공학부 식품소재공학전공 조교수
2021.09 ~ 2022.08 강릉원주대학교 해양식품공학과 조교수
2020.11 ~ 2021.08 National Renewable Energy Laboratory, The Renewable Resource and Enabling Sciences Center Postdoctoral Researcher
2019.09 ~ 2021.08 고려대학교 식품생의학안전연구소 연구교수
2017.11 ~ 2018.05 University of Illinois at Urbana-Champaign, Institute for Genomic Biology Visiting scholar
2013.04 ~ 2014.10 ㈜엠에스씨 하이드로코로이드실 연구원
2023.05 ~ 2024.05 ISO 국제표준화 활동 대응 전문위원
2024.01 ~ 2024.12 한국미생물생명공학회 e-생물산업 간사
2023.03 ~ 2023.12 한국당과학회 국제협력위원
2023.01 ~ 2024.12 경북대학교 미생물연구소 운영위원회 위원
2023.01 ~ 현재 한국생물공학회 홍보소식위원회 위원
2022.01 ~ 현재 한국수산과학회 국제협력위원회 간사

▣ 실험실 구성원

  • 박사 과정: Lilik Krisna
  • 석사 과정: 박영남, 신채연, 강임수, 박성현, 최윤경
  • 학부연구생: 김서혁, 김선희, 박준하, 표건
  • 석사 후 연구원: 김가영

▣ 연구분야 소개

(1) 주요 연구분야

현대 사회에서의 식품은 인류의 생명유지를 위해 섭취되는 차원을 벗어나 인류의 건강증진 및 질병예방에 활용되는 단계로 발전하고 있습니다. 따라서 식품소재공학은 식품분야를 기반으로 생명과학 및 생명공학과 융합하여 기능성 식품, 화장품, 의약품 등 바이오산업 전반에 응용되는 학문 분야이며 식품유래 고부가가치 기능성 소재를 발굴하고 이들을 바이오 소재로 활용하는 기술을 확보하고자 합니다. 이를 위해 분자생물학, 영양학, 발효미생물학 등 생명공학의 기초학문과 식품소재 개발 및 응용학문을 융합하여 생물공정 기술 개발 연구에 중점을 두고 있습니다.
이러한 취지 하에 2022년 식품생물자원연구실이 출범하였습니다. 본 연구실에서는 화학 촉매와 더불어 재조합효소, 미생물과 같은 생물학적 접근법을 사용하여 플라스틱과 재생가능한 바이오매스, 식품 부산물과 같은 생물 자원에서 고부가가치 물질을 생산하기 위한 연구를 진행하고 있습니다.
본 연구를 바탕으로 미래 식품, 화장품, 제약 산업 발전에 기여하고자 아래의 본 연구에 대하여 구성원 모두가 적극적으로 참여하여 최상의 결과를 도출할 수 있도록 노력 중에 있습니다.

그림1

(2) 연구주제
▷ Renewable biomass engineering

오늘날 심각해지고 있는 기후변화를 방지하기 위한 노력의 일환으로 Lignocellulose, Macroalgae 등 재생가능한 바이오매스와 부산물을 이용하여 Biosugar, 바이오 기반 화학물질, Biofuel를 포함한 부가가치 물질을 생산하고 있다.

그림2

• 바이오 연료, 바이오 기반 화학물질 등의 고부가가치 소재 생산
• 비발효당 기반 고부가가치 플랫폼 화학물질 생산을 위한 화학-바이오 융합 공정개발


▷ Carbohydrate engineering

화학 및 생물공학적 접근법으로 자연계에 존재하는 탄수화물로부터 기능성 희귀당, 올리고당과 같은 고부가가치가 있는 당류를 생산하고자 한다. 생산된 탄수화물은 건강에 이로운 성분을 함유하거나 특정 기능성을 부여하여 제품의 가치를 향상시킬 수 있다.

그림2

• 생물학적 전환을 통한 희소당 생산
• 효소, 화학촉매를 이용한 바이오당 및 올리고당 생산
• 효소적 transglycosylation을 통한 올리고당 합성
• 원료로부터 효율적인 추출 및 변형과 미생물 발효를 통한 다당류 생산


▷ Plastic engineering

현대 사회에서 플라스틱 사용이 불가피해지면서 플라스틱 오염 문제가 심각해지고 있다. 특히, 플라스틱은 자연 분해가 어렵기 때문에 큰 문제점으로 대두되고 있다. 따라서, 플라스틱 분해 미생물을 이용하거나 플라스틱 업사이클링 및 생물전환 공정 개발을 통해 생태계 환경을 보호하고자 한다.

그림2

1. 플라스틱 업사이클링을 위한 효율적인 화학-생물공정 개발
2. 효율적인 플라스틱 재활용 및 변형 공정을 통한 첨단 플라스틱 생산
3. 플라스틱 모노머를 활용한 발효 및 생물전환 공정 개발
4. 재생 가능한 바이오매스로부터 바이오 플라스틱 빌딩 블록 생산


▷ Microbiome engineering

오늘날 건강을 중시하는 소비자들을 위해 질병을 예방 및 치료의 목적으로 인간의 마이크로바이옴에 집중하고 있다. 인간에 존재하는 미생물의 수는 인간의 세포수 보다 10배가 많고 그의 유전자는 인간의 유전자보다 100배가 많다고 알려져 있다. 그렇기 때문에 인간의 마이크로바이옴을 잘 이해하고 이들의 항상성을 유지하는 것이 인간이 건강한 삶을 유지하는데 필요하다. 본 연구실의 이러한 연구의 일환으로 다음과 같은 연구를 수행하고 있다.

그림2

• 새로운 프로바이오틱스 균주 분리 및 효율적인 스크리닝 시스템 개발
• 기능성 프로바이오틱스 효모 엔지니어링
• 생물학적 접근을 통한 프리바이오틱스 생산



▣ 대표 연구성과

논문실적
게재 연도 논문명 학술지명 학술지 구분 저자 역할
23 Potential of Bifidobacterium lactis IDCC 4301 isolated from breast milk-fed infant feces as a probiotic and functional ingredient Food Science and Nutrition SCIE 교신 저자
22 Optimal beta-galactosidases for producing high-titer 3,6-anhydro-L-galactose from red-algal agarobiose Applied Microbiology and Biotechnology SCIE 주저자
21 Addition of various cellulosic components to bacterial nanocellulose: a comparison of surface qualities and crystalline properties Journal of Microbiology and Biotechnology SCIE 주저자
21 One-pot chemo-bioprocess of PET depolymerization and recycling enabled by a biocompatible catalyst, betaine. ACS Catalysis SCIE 주저자
21 Enhanced production of γ-aminobutyric acid (GABA) using Lactobacillus plantarum EJ2014 with simple medium composition LWT-Food Science and Technology SCIE 주저자
20 Biological upgrading of 3,6-anhydro-L-galactose from agarose to a new platform chemical Green Chemistry SCIE 주저자
19 Pretreatment and enzymatic saccharification of oak at high solids loadings to obtain high titers and high yields of sugars Bioresource Technology SCIE 주저자
18 Novel two-step process utilizing a single enzyme for the production of high-titer 3,6-anhydro-L-galactose from agarose derived from red macroalgae Journal of Agricultural and Food Chemistry SCIE 주저자
18  A novel β-glucosidase from Saccharophagus degradans 2-40T for the efficient hydrolysis of laminarin from brown macroalgae Biotechnology for Biofuels SCIE 주저자
14 Inhibitory effects of brown algae extracts on histamine production in mackerel muscle via inhibition of growth and histidine decarboxylase activity of Morganella morganii Journal of Microbiology and Biotechnology SCIE 주저자
13 Inhibitory effects of high-hydrostatic-pressure treatments on histamine production in mackerel (Scomber japonicus) muscle inoculated with Morganella morganii and Photobacterium phosphoreum Food Control SCIE 주저자