현대인들 사이에서 생활환경의 변화와 과도한 스트레스 등으로 성인병이 증가하고 있다. 여러 원인들 중에서 superoxide anion radical \( \left(\mathrm{O}_{2}\right) \), hydroxy radical \( (\mathrm{OH}) \), singlet oxygen \( \left({ }^{1} \mathrm{O}_{2}\right) \) 및 hydrogen peroxide \( \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}\right) \) 등의 활성산소가 관심을 받고 있다. 그 중 Free radical은 superoxide에서 과산화수소가 생산되고, 이 과산화수소로부터 hydroxy radical과 singlet oxygen 같은 활성산소가 생산된다. 본 연구는 식물공장시스템에서 브로콜리 종자를 발아하여 광원별로 재배한 브로콜리를 이용하여 여러 화장품약리활성을 in vitro 상에서 검사하고 화장품 소재로 개발하기 위한 기본자료를 제안하고자 한다.
<h1>서 론</h1> <p>최근 현대인들 사이에 생활환경, 식생활 패턴의 변화, 과도한 스트레스 등으로 인해 암, 심장질환, 동맥경화, 고혈압 등 같은 각종 성인병이 증가하고 있다. 이러한 질병의 여러 원인들 중에 superoxide anion radical \( \left(\mathrm{O}_{2}\right) \), hydroxy radical \( (\mathrm{OH}) \), singlet oxygen \( \left({ }^{1} \mathrm{O}_{2}\right) \) 및 hydrogen peroxide \( \left(\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{2}\right) \) 등과 같은 활성산소가 주목되고 있다. 그 중 Free radical은 인체 내의 산소유입으로 인해 만들어진 superoxide에서 과산화수소가 생성되며, 이 과산화수소로부터 hydroxy radical과 singlet oxygen과 같은 활성산소가 만들어 진다. Free radical은 이러한 정상적인 대사과정에서의 생성뿐만 아니라 질병이나 스트레스로 인해 과잉 생성되기도 하며 흡연, 공해, 세균감염 등도 free radical의 생성을 증가시키는 원인이 된다. 이와 같은 free radical의 산화적 스트레스는 피부노화의 주요 원인으로 작용하며, 이러한 피부 노화를 지연시키고 억제하기 위해서는 free radical 생성을 억제 또는 제거할 수 있는 효율적인 방어망을 구축할 필요가 있다. 또한 피부노화를 막기 위해 의학적 효능을 강화한 소재들이 지속적으로 개발되면서 과학과 의학을 접목시킨 뛰어난 효능의 기능성 소재들이 꿈의 실현가능성을 더욱 높여주고 있다. 이러한 천연소재의 사용은 효능과 안정성 면에서 뛰어난 장점을 지니고 있기 때문에 천연물분리 기술 등과 관련 응용기술의 발전으로 식물성 원료뿐만 아니라 각종 천연물 자원을 이용한 기능성 소재 개발이 가능해지고 있다. 우리들이 소비하는 농산물은 자연을 상대로 하여 생산하는 농업의 특성상 자연환경에 의해 수확량과 품질에 영향을 받는다. 자연재해를 극복하기 위해 시설하우스와 여러 농기계를 활용하여 농작물을 재배하고 있지만 지금 농촌의 현실은 농업인의 고령화와 인구 감소, 보호농업정책에 의한 농촌의 경쟁력 상실 등의 문제점으로 자연재해를 효과적으로 극복할 여력이나 해결책이 없는 실정이다. 그래서 최근 계절이나 기온, 풍수해 등 자연환경에 구애받지 않고 일정한 공간에서 농작물 생육에 필요한 여러 가지 기기를 설치하여 환경조건을 제어하면서 농작물을 공장에서 생산하는 방식으로 식물을 재배하는 식물공장에 관심을 갖게 되었다. 식물공장(Plant factory)이란 통제된 일정한 시설 내에서 빛, 온도, 습도, 양액조성, 대기가스 농도 등의 재배환경조건을 인공적으로 제어하여 계절이나 장소에 관계없이 농작물을 공산품처럼 계획적으로 연속 생산하는 시스템적인 농업의 한 형태를 말한다. 식물공장에서 사용되는 광원으로는 LED가 추천되고 있는데 이는 특정한 광파장을 조절할 수 있는 장점으로 기능성 성분의 함량을 증가시킬 수 있다고 한다.</p> <p>브로콜리(Brassica oleracea var. italica Plenck)는 십자화과에 속하는 채소로 잎과 줄기는 모두 버려지고 작은 꽃봉오리가 다발로 이루어진 꽃만을 식용하며, 한 줄기에서 꽃이 4~5개 정도 맺히고, 잎은 10~15장 이상 나와 매우 무성하게 된다. 브로콜리는 항산화물질로 알려진 ascorbic acid, \( \beta \)-carotene, rutin, selenium, glutathione, quercetin 등이 다량 함유되어 있으며, 암세포증식억제 및 해독효소의 유도효과가 크다고 알려져 많은 연구가 진행되고 있다. 특히, 브로콜리에는 신체의 지연 치유력을 증강시켜 암 발생의 위험성을 줄여주는 물질인 sulforaphane (S-methylsulfinylbutyl isothiocyanate)이 함유되어 있다고 알려져 있는데, sulforaphane은 최근 연구에서 발암물질로 전 처리한 생쥐의 유선에서 종양발생을 억제하고, 전립선암의 예방에도 유효한 것으로 보고되었으며, in vitro 실험에서 sulforaphane이 암 예방 효과뿐만 아니라 헬리코박터에 대한 강력한 살균효과가 있음이 보고되었다. 또한 광원의 종류를 달리한 브로콜리 새싹의 이화학적 특성 연구에서 일반성분, 유리당 함량, 클로로필 함량, 유기산 함량, 비타민 A, C, E 함량, 무기질 조성 등의 영양화학적 성분이 광원에 따라 식물체 내 영양화학적 성분에 큰 영향을 일으킨다는 보고도 있다. 이러한 여러 가지 유익한 생리활성 성분을 함유한 브로콜리는 기존의 자외선 차단제들과 달리 sulforaphane 성분이 함유되어 있어, 자외선으로 인한 피부손상을 저해하고 세포 자체의 억제력을 향상시킨다는 보고도 있다. 이에 본 연구에서는 식물공장시스템에서 브로콜리 종자를 발아하여 광원별로 재배한 브로콜리를 이용하여 다양한 화장품약리활성을 in vitro 상에서 검증하고 화장품 소재로 활용하기 위한 기초자료를 제공하고자 한다.</p>