한국과학기술연구원(KIST)은 스마트팜솔루션(SFS) 융합연구단 노주원 박사팀이 인공광형 식물공장에서 케일 뿌리의 항암성분을 증대시키는 재배 기술을 최초로 개발했다고 21일 밝혔다.

케일은 녹즙과 같은 건강기능식품이나 쌈채소로 즐겨 먹는 대표적인 십자화과 식물(케일, 브로콜리, 양배추 등) 중 하나다. 글루코시놀레이트(glucosinolate)라는 식물의 2차대사산물을 다량 함유하고 있으며, 이들이 생체 내에서 효소작용에 의해 분해될 때 생성되는 이소티오시아네이트(isothiocyanate)는 항암효과가 높은 성분으로 알려져 있다.

노 박사팀은 케일의 특정 항암성분이 식물공장 내 생육환경 조절에 따라 어떻게 변하는가에 대한 고찰을 통해 항암 성분이 유효적으로 증가되는 최적 양액조건을 찾았다. 인공광형 식물공장에서 케일을 8주차까지 재배했을 때 기존 노지생산 케일보다 특정 글루코시놀레이트 함량이 높은 것을 밝혀낸 것. 특히 셀레나이트와 염화나트륨(소금)을 배합한 양액조건에서 항암성분인 아이소티오시아네이트가 케일의 뿌리에서 대조군으로 사용한 일반양액에서 보다 평균 2.4배 증가하는 것을 알아냈다.

잎 추출물보다 뿌리 추출물에 의해 생체 내 항산화 지표(Nrf2)와 관련 작용기전이 더 활성화 된다는 부분도 확인했다. 식물공장 수경재배를 통해 뿌리도 함께 산업적으로 활용할 수 있다는 가능성을 보여줬다는 평가를 받고 있다.

노 박사는 “본 연구결과는 인공광형 식물공장을 활용한 기능성천연물을 균일·안정 생산하는 것은 물론이고, 특정 기능성분을 증대하는 재배기술을 개발해 천연물 식의약품 산업의 원료수급 안정 및 원료표준화에 기여할 것”이라고 내다봤다.

한편 이번 기술은 2018년도 산업통상자원부 국제기술협력사업인 한-캐나다 국제공동기술개발사업에 선정, 캐나다 원주민 건강증진을 위한 기능성채소 생산용 식물공장시스템 개발에 적용될 예정이다. 관련기술로 새싹채소의 항암성분 증진을 위한 LED 광 파장 기술은 국내 식물공장 기업에 기술 이전돼 실용화를 앞두고 있다.