신장질환 환자 위한 '저칼륨 케일 재배' 스마트 팜 기술 개발

인공광형 식물공장에서 다양한 칼륨 비율의 배양액 조건에서 재배 중인 케일 (한국과학기술연구원 제공) 2020.11.26 /뉴스1

(서울=뉴스1) 김승준 기자 = 신장 기능이 떨어진 환자도 걱정을 덜고 먹을 수 있는 저칼륨 케일 재배 스마트 팜 기술이 개발됐다.

한국과학기술연구원(KIST)은 노주원 스마트팜융합연구센터 박사 연구팀이 조명 설비를 인공 빛으로 활용하는 인공광형 식물공장(스마트 팜)에서 케일 재배 시 배양액에 칼륨(포타슘)을 칼슘으로 대체해 저칼륨 케일을 생산하는 데 성공했다고 26일 밝혔다.

칼륨은 필수 무기염류(미네랄)중 하나이지만, 신장 기능이 저하돼 칼륨 배설 능력이 떨어지면, 고칼륨혈증이 발생하기 쉬워진다.

연구진은 "이번에 생산된 저칼륨 케일은 항암성분인 글루코시놀레이트(Glucosinolate) 함량이 증가함으로써 기능성이 더욱 향상된 신장질환 환자용 식품으로 개발될 전망"이라고 밝혔다.

그동안의 인공광형 식물공장을 이용한 저칼륨 채소 재배 방법은 배양액 조성에서 칼륨을 나트륨으로 대체하는 방식을 주로 사용했으나, 채소의 나트륨 함량이 증가하므로 신장질환 환자에 적용하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 배양액에 칼륨 대신 우리나라의 대다수 사람들이 권장량보다 적게 섭취하고 있는 칼슘을 넣는 방법을 활용했다.

케일 수확 전 2주간 칼륨을 칼슘으로 대체해 배양액의 칼륨 농도를 조절하고, 나트륨의 함량이 증가하지 않는 저칼륨 케일 생산법을 개발했다. 또한, 케일의 생산량 또한 기존 조건과 동일한 수준으로 유지할 수 있었다.

또한 연구진은 케일이 본래 가지고 있는 항암성분인 글루코시놀레이트 함량을 증진할 수 있는 방법도 함께 개발해, 파종 후 49일 동안 식물공장에서 재배한 케일에서 고칼륨 조건 대비 총 글루코시놀레이트 함량이 44% 증가하는 것을 확인했다.

노주원 박사는 "신장 기능에 어려움이 있어 칼륨 섭취가 제한되는 사람들도 고칼륨혈증에 대한 걱정 없이 케일을 섭취할 수 있어 삶의 질 개선에 도움이 될 것으로 기대된다"며 "향후 병원의 환자용 식단 및 가정에서 손쉽게 재배해서 먹을 수 있는 가정용 저칼륨 채소재배기 등 산업화하는 방안을 모색할 계획이다"라고 밝혔다.

이번 연구는 과학기술정보통신부 지원으로 KIST 주요 사업과 한국연구재단 첨단GW바이오사업으로 수행됐으며, 연구 결과는 농식품 분야 국제학술지 '푸드 케미스트리'(Food Chemistry) 최신 호에 게재됐다.