"항암·항염·항산화까지" 배추 효능 학술 성과로 구명

다음은 농촌진흥청 농업유전자원센터에서 2025년 10월 17일 조간으로 발표한 보도자료 "항암‧항염‧항산화까지” 배추 효능 학술 성과로 구명"에 대한 상세하고 포괄적인 요약입니다.

1. 핵심 요약

농촌진흥청 농업유전자원센터는 2025년 10월 17일, 수집·보존 중인 배추 유전자원 93종을 대상으로 글루코시놀레이트 함량 등 기능성을 종합 분석한 결과, 배추의 항암, 항염, 항산화 효능을 과학적으로 규명했다고 발표했습니다. 특히, 총 글루코시놀레이트 함량이 21,000μmol/kg 이상인 고함량 자원 3종을 확인하고, 첨단 '분자 도킹 기법'을 활용하여 배추 성분이 질병 관련 단백질과 강하게 결합함을 밝혀냈습니다. 이번 연구 성과는 국제학술지 Scientia Horticulturae에 게재되었으며, 기능성 김치 원료 및 건강식 소재 개발, 그리고 배추 품종 육종에 크게 기여할 것으로 기대됩니다.

2. 주요 내용

• 배추 유전자원 기능성 종합 분석 및 고함량 자원 발굴: 농촌진흥청 농업유전자원센터는 보존 중인 배추 유전자원 93종의 글루코시놀레이트 함량 등 기능성을 분석했습니다. 그 결과, 3종(IT100355, IT100353, IT100354)에서 시판 품종(2,830~4,853μmol/kg)보다 월등히 높은 21,000μmol/kg 이상의 총 글루코시놀레이트 함량을 확인하여, 기능성 배추 품종 육종의 중요한 기반을 마련했습니다.
• 글루코나핀 및 글루코브라시카나핀의 항암·항염 작용 가능성 확인: 배추의 대표적인 기능성 성분인 글루코나핀과 글루코브라시카나핀이 암 유발 물질을 제거하는 아이소사이오사이어네이트(Isothiocyanate)의 전구체(전 단계 물질)로서 항암 및 항염 작용 가능성이 매우 크다는 사실을 밝혀냈습니다. 이는 배추가 질병 예방 및 관리에 효과적인 식품 소재가 될 수 있음을 시사합니다.
• 높은 항산화 활성 자원 구명: 93종의 배추 유전자원 중 1자원(IT100355)이 비타민 C 환산 기준으로 매우 높은 항산화 활성을 보이는 것으로 검정되었습니다. 이는 DPPH, ABTS 라디칼 소거능 평가를 통해 확인된 결과로, 배추를 항산화 식이 소재로 활용할 수 있는 과학적 근거를 제공하며 노화 방지 및 건강 증진에 기여할 잠재력을 보여줍니다.
• 첨단 '분자 도킹 기법' 활용을 통한 질병 억제 기전 단서 확보: 이번 연구는 성분 분석과 더불어 '분자 도킹 기법'이라는 첨단 분석 기법을 활용하여 그 의미를 더했습니다. 분자 도킹은 식물 속 성분이 우리 몸의 단백질과 어떻게 결합하여 작용하는지를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 예측하는 기술로, 실제 임상 시험 이전에 기능성을 빠르고 정밀하게 확인할 수 있게 합니다.
• 질병 관여 주요 단백질과의 강한 결합 친화도 확인: 분자 도킹 기법을 통해 배추 글루코시놀레이트 성분 중 글루코나스투르틴과 글루코트로파에올린이 CDK2, MPO, CP450 단백질과 강한 결합 친화도를 보임을 확인했습니다. CDK2는 암세포 성장에, MPO는 염증 반응에, CP450은 약물 대사에 관여하는 우리 몸의 주요 단백질로, 이들과의 결합은 배추 성분이 질병 억제에 중요한 역할을 할 수 있다는 단서를 제공합니다.
• 국제학술지 Scientia Horticulturae 게재를 통한 연구 성과 공신력 확보: 이번 연구 결과는 원예학 분야의 권위 있는 국제학술지인 Scientia Horticulturae (인용지수 IF 4.2)에 논문으로 게재되어 학술적 가치와 공신력을 인정받았습니다. 이는 연구의 신뢰성을 높이고, 향후 관련 분야 연구에 중요한 참고 자료가 될 것입니다.
• 기능성 김치 원료 및 건강식 소재, 배추 육종 활용 기대: 이번 연구를 통해 밝혀진 배추의 항암, 항염, 항산화 효능은 기능성 김치 원료 개발, 건강식 소재 발굴 등 식품 산업에 직접적으로 활용될 수 있습니다. 또한, 고기능성 배추 품종 육종에 필요한 유전자원 정보를 종묘회사와 공유함으로써 농업 분야의 혁신을 이끌 것으로 기대됩니다.

3. 배경 및 목적

배추는 브로콜리, 케일 등과 함께 배추과에 속하는 작물로 전 세계적으로 널리 재배되고 있으며, 특히 한국에서는 약 2.7천 헥타르(ha)가 재배될 정도로 김치의 핵심 재료로서 우리 식문화와 밀접한 관계를 맺고 있습니다. 배추과 작물의 주요 성분인 글루코시놀레이트(Glucosinolate)는 식물이 해충으로부터 자신을 방어하기 위해 생성하는 화합물로, 현재까지 약 200여 종이 발견되었습니다. 이 글루코시놀레이트는 항암 작용을 포함한 다양한 생리 활성 효과가 주목받고 있으며, 특히 시니그린(Sinigrin)과 글루코라파닌(Glucoraphanin) 같은 특정 글루코시놀레이트가 항암 기능에 큰 영향을 미 미친다고 알려져 있습니다.

그러나 기존의 연구는 주로 성분 분석에 그치거나, 종자은행에 보존된 다양한 유전자원의 기능성을 인체 단백질과의 상호작용 측면에서 심층적으로 탐색하는 분자 도킹(Molecular Docking) 연구는 거의 수행되지 않았습니다. 이에 농촌진흥청 농업유전자원센터는 수집·보존 중인 배추 유전자원의 잠재적 가치를 과학적으로 규명하고, 이를 통해 식품 및 의약 산업에서의 활용 가치를 높이며 국민 건강 증진에 기여하고자 본 연구를 추진하게 되었습니다. 궁극적인 목적은 배추의 기능성 성분을 과학적으로 밝혀내어 기능성 식품 개발 및 품종 육종의 기반을 마련하고, 나아가 국민 건강 증진에 이바지할 수 있는 과학적 근거를 지속적으로 확보하는 것입니다.

4. 세부 추진 내용

농촌진흥청 농업유전자원센터는 이번 연구를 위해 수집·보존하고 있는 배추 유전자원 93종을 선정하여 기능성 분석을 진행했습니다. 연구팀은 글루코시놀레이트의 지방족, 방향족, 인돌족 합성 경로에서 생성되는 20종에 이르는 다양한 글루코시놀레이트 분석 항목을 설정하고, 각 유전자원별 함량을 정밀하게 측정했습니다. 이와 함께, DPPH(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl) 및 ABTS(2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)) 라디칼 소거능 평가를 통해 각 유전자원의 항산화 활성을 검정했습니다.

특히 이번 연구는 단순한 성분 분석에 그치지 않고, 식물 성분과 인체 단백질 간의 상호작용을 예측하는 첨단 '분자 도킹 기법'을 도입하여 차별성을 두었습니다. 이 기법을 활용하여 배추의 특정 글루코시놀레이트 성분들이 암세포 성장(CDK2), 염증 반응(MPO), 약물 대사(CP450) 등 우리 몸의 질병에 관여하는 주요 단백질들과 얼마나 강하게 결합하는지 예측했습니다. 이러한 다각적인 분석 방법을 통해 배추의 기능성 성분이 인체 내에서 어떤 생리 활성을 나타낼 수 있는지에 대한 과학적이고 구체적인 단서를 확보할 수 있었습니다.

5. 기대 효과

이번 연구 성과는 다양한 분야에 걸쳐 긍정적인 기대 효과를 가져올 것으로 예상됩니다. 첫째, 식품 산업에서는 배추의 항암, 항염, 항산화 효능이 과학적으로 입증됨으로써 기능성 김치 원료 및 건강식 소재 개발에 박차를 가할 수 있습니다. 이는 소비자들에게 더욱 건강하고 기능적인 식품 선택지를 제공하며, 관련 시장의 성장을 촉진할 것입니다. 둘째, 농업 분야에서는 고함량 글루코시놀레이트 자원 및 높은 항산화 활성 자원의 발굴이 기능성 배추 품종 육종에 필요한 핵심 정보를 제공하게 됩니다. 종묘회사와의 정보 공유를 통해 고부가가치 배추 품종 개발이 가능해지며, 이는 농가 소득 증대와 국내 농업 경쟁력 강화에 기여할 것입니다. 셋째, 과학 기술 발전 측면에서는 분자 도킹 기법을 활용한 기능성 탐색의 성공적인 사례를 제시함으로써, 다른 유전자원의 기능성 연구에도 이 기법의 적용을 확대하는 계기가 될 것입니다. 궁극적으로는 이러한 연구를 통해 국민 건강 증진에 이바지할 수 있는 과학적 근거를 지속적으로 마련하고, 식품·의약 산업의 발전에 기여할 것으로 기대됩니다.

6. 향후 계획

농촌진흥청 농업유전자원센터는 이번 연구를 통해 선정된 주요 기능성 성분들에 대해 후속 연구를 통해 실제 효능을 검증할 계획입니다. 이는 동물 실험이나 임상 시험 등 추가적인 연구를 통해 배추 성분의 인체 내 작용 메커니즘과 유효성을 더욱 명확히 밝히는 것을 목표로 합니다. 또한, 이번 연구에서 확보된 유전자원 정보와 기능성 분석 데이터를 종묘회사와 적극적으로 공유하여, 고기능성 배추 품종 육종에 필요한 자원을 제공하고 실제 농업 현장에서 활용될 수 있도록 협력할 예정입니다. 안병옥 농업유전자원센터장은 "이번 연구를 발판으로 분자 도킹 기법을 활용한 기능성 탐색을 배추뿐만 아니라 다양한 유전자원으로 폭넓게 확장하여 국민 건강 증진에 이바지할 과학적 근거를 지속해서 마련하겠다"고 밝혔습니다. 이를 통해 식품·의약 산업 활용 가치를 높이고, 미래 식량 자원의 기능성 연구를 선도해 나갈 것입니다.