노주원 KIST 박사 "천연물 식의약품 원료 안정적 수급·원료 표준화 기여"
KIST(원장 이병권)는 노주원 스마트팜솔루션 융합연구단 박사 연구팀이 인공광형 식물공장에서 케일의 생육은 저해하지 않으면서 케일 뿌리의 항암성분을 증대시키는 재배기술을 개발했다고 21일 밝혔다.
인공광형 식물공장은 외부환경과 차단된 공간에서 환경조절을 통해 식물을 재배하는 시스템이다. 식물의 생육환경을 최적화할 수 있어 균일하고 안정적으로 식물을 생산할 수 있다. 식물공장 시스템은 식의약품 원료와 같은 고품질의 고부가가치 식물을 표준화해 대량생산이 가능하다.
케일은 녹즙과 같은 건강기능식품이나 쌈채소로 즐겨 먹는 대표적인 십자화과 식물 중 하나다. 글루코시놀레이트1)라는 식물의 2차 대사산물을 다량 함유하고 있다.
이들이 생체 내에서 효소작용에 의해 분해될 때 생성되는 이소티오시아네이트2)는 해충이나 병충해에 대한 저항력을 높이는 동시에 사람의 건강증진과 항암효과가 높은 성분으로 알려져 있다.
| · 글루코시놀레이트1): 케일, 브로콜리 등의 채소에 다량 함유된 식물생리활성 영양소 · 아이소티오시아네이트2): 식물 내에서 글루코시놀레이트가 효소와 작용해 생기는 가수분해 산물로써 강력한 항암작용을 하는 성분으로 알려짐 |
연구팀은 항암효과가 높다고 알려진 케일의 특정 항암성분이 식물공장 내 생육환경 조절에 따라 어떻게 변하는가에 대한 고찰을 통해 항암 성분이 유효적으로 증가되는 최적 양액조건을 발견했다.
연구팀은 외부 기후환경의 영향을 받지 않고 안정적으로 식물생산이 가능한 인공광형 식물공장에서 케일을 8주차까지 재배하였을 때 기존 생산 케일보다 특정 글루코시놀레이트 함량이 높았다.
특히 셀레나이트3)와 염화나트륨(소금)을 배합한 양액조건에서 항암성분인 아이소티오시아네이트가 케일의 뿌리에서 대조군으로 사용한 일반양액에서 보다 평균 2.4배 증가한다는 것을 밝혀냈다.
| 셀레나이트3): 인체 건강과 여러 산업에서 중요한 필수원소인 셀레늄(Se)의 무기셀레늄 형태: 인체 건강과 여러 산업에서 중요한 필수원소인 셀레늄(Se)의 무기셀레늄 형태 |
또 잎 추출물보다 뿌리 추출물에 의해 생체 내 항산화 지표(Nrf2)와 관련 작용기전이 더 활성화된다는 것을 확인했다. 식물공장 수경재배를 통해 뿌리도 함께 산업적으로 활용할 수 있다는 가능성을 보여줬다.
노주원 박사는 "세계적으로 인공광형 식물공장 분야의 관심이 높아지고 있음에도 불구하고 아직 도입 단계인 국내 인공광형 식물공장 산업 분야에 새로운 고기능성 원료 생산 플랫폼을 제시한 것"이라며 "국내 식물공장의 산업화를 선도할 수 있을 것"이라고 말했다.
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