인공조명 식물공장은 외부와 차단된 공간에서 환경조절을 통해 식물을 재배하는 새로운 개념의 농업이다. 식물의 생육환경을 조절하면서 고품질의 작물을 안정적으로 생산할 수 있어 식의약 원료 같은 고부가 식물의 대량생산이 가능한 미래산업으로 주목받고 있다.

한국과학기술연구원(KIST)은 융합연구단 노주원 박사팀이 인공 식물공장에서 항암 성분을 증대시킨 케일을 대량 생산할 수 있는 재배기술을 최초로 개발했다고 21일 밝혔다.

융합연구단 노주원 박사팀은 유망 기능성 식물의 표준화된 원료를 대량 생산하기 위한 스마트 식물공장 시스템 개발을 목표로 지난 2015년부터는 국가과학기술연구회의 지원을 받아 KIST 융합연구단 사업으로 수행해왔다.

케일은 녹즙과 같은 건강기능식품이나 쌈 채소로 즐겨 먹는 대표적인 십자화과 식물 중 하나다. 특히 글루코시놀레이트라는 2차대사 산물이 생체 내에서 효소작용 때문에 분해될 때 생성되는 이소티오시아네이트는 항암 효과가 높은 성분으로 알려져 있다.

KIST 노주원 박사팀은 항암효과가 높다고 알려진 케일의 특정 항암 성분이 식물공장 내 생육환경 조절에 따라 어떻게 변하는지 관찰하고 항암 성분이 최대로 증가하는 최적의 양액조건을 찾았다. 연구진은 인공광형 식물공장에서 케일을 8주 차까지 재배하였을 때 항암 성분인 아이소티오시아네이트가 케일의 뿌리에서 평균 2.4배 증가한다는 것을 밝혀냈다. 또한 잎 추출물보다 뿌리 추출물이 생체 내 항산화 지표(Nrf2)와 관련해서 더 활성화한다는 사실도 확인했다.

이번 연구는 2018년도 산업통상자원부 국제기술협력사업인 한-캐나다 국제공동기술개발사업에 선정되어 캐나다에 건설하는 기능성 채소 생산용 식물공장시스템 개발에 적용할 예정이다.

노주원 박사는 “본 연구결과는 인공광형 식물공장을 활용한 기능성천연물을 균일ㆍ안정 생산하는 것은 물론이고 특정 기능성분을 증대하는 재배기술을 개발하여 천연물 식의약품 산업의 원료수급 안정 및 원료 표준화에 이바지할 것으로 기대한다”고 말했다.