서 언
재료 및 방법
배추 품종 및 계통의 생육 특성
황 및 질소 시용량에 따른 배추의 생육 반응
Glucosinolate 분석
총 polyphenol 분석
Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) 분석
결과 및 고찰
배추 품종별 생육 특성
황 및 질소 시용량에 따른 생육 반응 및 glucosinolate 함량 변화
배추 품종별 glucosinolate 함량 변이
배추 품종별 총 polyphenol 함량 변이
배추 품종별 peroxisome proliferator-activated receptor γ(PPARγ) 발현 활성
배추 품종별 PPARγ 발현, glucosinolate 및 polyphenol 함량과의 상관분석
서 언
배추는 우리나라 국민이 선호하는 김치의주원료로이용되는채소로서1인당 연간소비량이 약 50kg 에 이르는매우 중요한채소 중의 하나이다. 김치는 배추에 고추, 마늘, 파 등의 양념채소류, 젓갈 등 부재료의 영양이 부가되어 종합식품으로 손색이없다. 김치의 품질은엽색, 조직감 등 김치의 원료에의해서 크게좌우되며, 배추의 새로운소비시장을 개척하는 데 있어서식생활 패턴의 변화에 발맞추어 영양적 가치도 중요한 품질 요소 중의 하나로 부각될 것으로 보인다. 배추는 필수아미노산이 모두들어있는 채소이며 섬유질, 비타민과 미네랄도 풍부하다. 한편 신선한 배추에 포함된 항산화 물질은 염증이나 동맥경화를 일으키는 활성산소를 없애고 노화를 방지하며 암세포의 증식을 억제하는 역할을 하며(Kampa et al., 2000), 이런 항산화작용을하는 폴리페놀 물질이Roy et al.(2007) 에 의해 배추에서 동정되었다. 배추에 포함되어 있는glucosinolate 는 종류나 함량에는쓴 맛 또는 톡쏘는 맛등김치의 풍미에영향을 미친다(Mithen et al., 2000; Lee et al., 2010; Chun et al., 2015). 또한 항암 작용뿐 만 아니라 살균성, 살충성을나타내기도 하는 등 glucosinolate 는배추과 채소가 가지는주요 기능성성분 중의 하나이다(Fahey et al., 2001; Lampe and Peterson, 2002; Lee and Kim, 2010; Jo et al., 2016).
우리나라에서도몇몇 연구자들에 의해배추에 함유된 glucosinolate 동정 및 함량에 관한 연구가 이루어졌으며, glucosi-nolate 는 배추의 품종, 재배환경 조건등에 따라 함량의 변이가 나타난다고 밝히고 있다(Kang et al., 2006; Kim et al., 2010; Lee et al., 2010; Hong et al., 2011). 이에 본 연구에서는 시판 중인 품종 및 육성계통 등 40종을 여름철에 고랭지지역에서 재배하면서 생육 특성과 배추 내 함유되어 있는 총polyphenol 및 glucosinolate 함량을 분석하였으며, 아울러 배추의 기능성 효과를 알아보기 위하여 에탄올 추출물의 퍼옥시솜증식체활성화수용체γ(PPARγ)의 활성에 미치는 영향을 측정하였다.
재료및방법
배추 품종 및 계통의 생육 특성
고랭지지역에서재배된 배추품종의 생육특성을 알아보기 위하여 국내 시판되고 있는27개의F1품종과, 의성 재래종 1계통및 국립원예특작과학원에서 분양받은 12계통 등40개 품종을 활용하였다. 각 시험 품종들은 원예용 상토를 채운 200 공 플러그트레이에 5월 20일 파종하여 30일간 육묘하였다. 각 품종들을 평창군 대관령면에 위치한 노지포장에 2015 년 6월 20일에 정식하였다. 정식 전에 퇴비(1,200kg / 10a) 와 고토석회(200kg / 10a) 를 시용하였으며, 3요소 화학비료(N-P2O5-K2O)는32-7.8-19.8kg / 10a 을 시용하였다. 정식 후 60일에 초장, 엽수 등 생육을 조사하였다.
황 및질소시용량에 따른 배추의생육반응
황 및 질소 시용량에따른 배추의 생육 반응 및 glucosinolate 함량 변이를 알아보기 위하여 황 시용은 황산암모늄으로 1, 7, 15kg / 10a 등 3수준, 질소 시용은 요소로 16, 32, 48, 64kg / 10a 등 4수준을 두었으며, 시험구 배치는 난괴법 3반복으로 실시하였다. 배추 ‘춘광’(사카타코리아)을 비가림하우스에서 재배하였으며 기타 재배 방법 및 생육 조사는 앞에서와 동일하였다. 정식후 60일에 시료를 채취하여 엽 내 황 및 질소 함량을 분석하였으며, 황 분석은 ICP-AES(Optima2100 DV, PerkinElmer, USA) 로, 질소 분석은자동CN분석기(Vario MAX cube, Elimentar, France) 를 이용하였다.
Glucosinolate 분석
고랭지 지역에서 재배된 배추 품종과 황 및 질소 시용량에 따른glucosinolate 함량변이를 알아보기 위하여 정식 후 60일에잎을 채취하여 동결건조하였다. Glucosinolate 분석은 Lee et al. (2016) 의 방법에따랐다. 동결건조된 시료100mg 을 1mL 의
75% methanol 로 70-80°C 의 수조에서 60분 간 교반 중탕하여추출한 후4°C, 10,000rpm 에서 10분간 원심분리하여 상징액을 모으는 과정을2회 반복하여 상징액을 모았다. 분석 전에0.1M sodium acetate(pH 4.0) 용액으로 활성화시킨0.7mL 의 DEAE Sephadex A 25 anion exchange resin 으로 충진한 Mini Bio-Spin chromato-graphy column(Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA) 에 glucosinolate 추출물을흘렸다. Sulfatase(Type H-1, EC 3.1.6.1, Sigma-Aldrich Co., 20units) 를 가하여상온에서 24시간 동안 효소적으로 반응시킨 다음column 내의desulfo-glucosinolate 를 3차 증류수1.5mL 로 3회 추출하고 0.2µm syringe filter 로 여과하였다. Desulfo-glucosinolate 는 C18 column(1.7μm, 2.1 × 100mm, Waters Co.) 으로 HPLC(Agilent technologies, Santa Clara, CA, USA) 을 사용하여 분리하였으며 photodiode array(PDA) detector 로 229nm 에서검출하였다. 모든 용매는 0.2μm로 filter 로 여과하였고, 용매A는 100% 증류수, 용매 B는 20% acetonitrine(ACN) 을 사용하였다. 이 때 유속은 0.2μL·min-1이었으며, retention time 은 25분이었다. 동정된 각각의 desulfo-glucosinolate 는 sinigrin(Sigma-Aldrich Co.) 표준물질을 이용하여 검량식을 작성한 후 각각의 물질에 대한response factor 를 이용하여 정량하였다.
총 polyphenol 분석
고랭지에서 재배된배추40품종 및 계통의polyphenol 함량을 알아보기위하여 동결건조 시료를물추출과 에탄올추출로 나누어 분석하였다. 에탄올 및 물에 50mg·mL-1의 양으로 5분간 혼합한 후1,2000rpm 으로 각각 5분 및10분간 원심분리하고 상징액을 냉동건조하여 pellet 을 얻었다. 물 추출 시료는 물로10배 희석하고, 에탄올 추출 시료는 dimethyl sulfoxide 로 20배 희석하여 분석에사용하였다. 총 polyphenol 함량은 Peschel et al.(2006) 의 방법으로 Folin& Ciocalteu’s protocol 에 따라 분석하였다. 96-well plate 에 120μL의 시료와 15μL의 Folin & Ciocalteu’s reagent 를 넣어 혼합하고 3분 동안 암 상태에 가만히 두었다. 다음에 15μL의 10%(w/v) sodium carbonate 을 혼합하여 반응을 정지시키고, 암 상태로 30분 두었다가 분광분석기(Spectra max, USA) 로 760nm 에서흡광도를 측정하였다. 총 polyphenol 함량은gallic acid(Sigma-Aldrich) 를 이용한검량선을 이용하여 계산하였으며, gallic acid equivalent(mg GAE/g of dry extract) 로 나타내었다.
Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) 분석
배추 잎 추출물은 1g·mL-1 dimethyl sulfoxide 의 농도로 추출하였다. 10μL의 시료를500μL Dulbecco’s modified Eagle’s medium(DMEM)(GenDEPOT) 의 배지와함께24-well plate 에 첨가하고1일 후에SK-N-BE(2)-C cell(Sigma-Aldrich) 을 치상하였다. Human neuroblastoma SK-N-BE(2)C cell 을 10% fetal bovine serum(GenDEPOT), 100units·mL-1 penicillin 과 100 μ·mL-1 streptomycin 를 함유한 DMEM 배지에서 배양하였으며, transfection 하기1일전에24-well plate 에 치상하였다. DNA complex 를 추가하기 1일 전에24-well plate(cells / well) 을 준비하였다. 5mL 의 배양 튜브에 opti-MEM(Gibco BRL Co., USA), PPARγ(ProSpec, Israel), pGLUC8, β-galactosidase gene, Plus Reagent(Invitrogen) 을 넣어 혼합하고 실온에서15분간 두었으며, 또한 새로운 5mL 배양튜브에 opti-MEM 과 lipofectamine(Invitrogen) 을 넣어 15분간 실온에 둔 것을서로 혼합하여15분간 실온에 두었다. 24-well plate 의 배지는 제거하고, 200µL의 opti-MEM 배지로 교체하였다. 여기에 47µL의 DNA complex 를 첨가하고 37°C에서6시간 배양하였다. 그 후 배지를 제거하고 다시500μL의 DMEM 배지를첨가하였다. 또한positive control 로써50nM GW1929(Sigma-Aldrich) 을 첨가하였다. 1일 경과 후 well 은 phosphate buffered saline(PBS) buffer 로 세척하였다. Luciferase assay 로는 lysed cell buffer 20μL를 96-well opaque plate 에 넣고 50μL의 firefly luciferase substrate 를 첨가한 후 microplate reader 로 측정하였다. Luciferase activity 는 internal control 로서 β-galactosidase 의 활성으로표준화하였다. 100μL의 ONPG(O-nitrophenyl-β-D-galactopyranoside) 를 넣고 37°C에서20분간 배양하고, 10% 의 sodium carbohydrate 로 반응을 정지시킨 후 microplate reader(SpectraMax, M3) 로 415nm 에서의 흡광도를 측정하였다.
결과및고찰
배추 품종별생육특성
고랭지 지역에서여름에 재배된 배추의 계통및 품종별 생육특성은 Table 1 과 같다. 배추의형태별로 쌈배추, 얼갈이 배추, 소구형배추와 일반 결구형 배추로 형태에 따라 생육반응이달랐다. 특히 서울배추 등은 결구되지않고 잎이웃자랐으며, 의성
Table 1. GrowthcharacteristicsofvariousKimchicabbagecultivarsorlinescultivatedin Daegwallyeong open fieldsfromJun 25 toAug. 24, 2015. Growth was analyzed 60 days after transplanting
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지방농가에서 재배되고 있는뿌리배추도 잎이 무성하게 자라지만 결구는 되지않았다. 여름철 고랭지에서 재배된 계통 중 원교20039, 원교20042 및 원교20045 가 시판 품종과유사하게 생육하여 결구되는 것을확인하였다. 특히 원교20044 는 작은 구를 형성하는왜형 생육특성을 나타냈다. 한편 원교20034, 원교20035, 원교20038, 원교20043 등은 결구성이 다소 결여된 생육을 보였다.
황 및질소시용량에 따른 생육 반응 및 glucosinolate 함량변화
황 및질소시용량에 따른 배추의 생육 반응을 보면(Table 2), 질소 시용량이낮거나 표준 시비량 수준인 16-32kg / 10a 처리에서는 황 시용량에 따른차이가 나타나지 않았으나48kg / 10a 로 질소 시비량이 증가된 경우 황 시용량이1kg / 10a 처리보다많은 7kg / 10a 및 15kg / 10a 처리에서 주중과 구중이 감소하였다. 다만 질소 시용량이 표준 시비량에 비해2배로 높았던 질소64kg / 10a 처리에서는 황 시용량에 따른 일정한 생육 반응은 없었다. 또한 황 시용량에 따른 생육차이는 크지 않았으나 황 시용량이 증가함에 따라 식물체 내 황 함량은 증가하였고(Table 2) 아울러 glucosinolate 함량이 증가하는 경향을 보였는데(Table 3), 이는 glucosinolate 가 황을축적하는 수단으로 작용하는 것으로판단된다(Omirou et al., 2009). 식물체가 황이 부족하게 되면 myrosinase 의 활성이 증가되어 glucosinolate 를 가수분해하여 황을 다시 사용하게 되는 것으로 이해된다(Machev et al., 1978; Schnug et al., 1990; Bones and Rossiter, 1996).
고랭지 지역에서 많이 재배되고 있는 배추(‘춘광’)의 질소및 황 시용량에 따른glucosinolate 의 함량은 Table 3 에 나타내었다. 배추 내 질소 함량은 황 및 질소의 시용량에 따라 유의적으로 증가는 경향을 보였다. 또한 배추 내 황 함량은 질소 시용량이많을 때높은 경향을 보인 반면, 황 시용량에 따른 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 즉, 식물체 내 질소나 황 함량은 질소 시용량과밀접한 관계를 가지나 황 함량은 황 시용량에 따른 유의적인차이를 유발시키지는않는다는 것을 의미한다. 질소 시용량에 따른 aliphatic glucosinolate 인 progoitrin, gluconapin 및 glucobrassicanapin 의 함량은 대체로 질소 시용량이 많아지면 감소하는 경향을 보인 반면indolyl glucosinolate 인 glucobrassicin 은 질소 시용량이 많아지면 증가하는 경향을 보였다. 황 시용량에 따른 glucosinolate 함량에서는 progoitrin 는 통계적으로 유의하지는 않았으나 대체로 시용량이 많을수록높은 경향을 보였다. Gluconapin 은 황 시용량이 많을수록 증가하였다. Glucobrassicin 함량은 질소 시용량이 낮을 때는 황 시용량이 증가할수록감소하였는 데 반해질소 시용량이 많을 경우에는 황 시용량이많을수록 증가하는 경향을 보였다. 특히 gluconapin 과 glucobrassicanapin 함량은 질소와 황에 대한 상호작용 효과가 있는 것으로 나타났다. 즉 질소 시용량이 적으면서 황 시용량이많은 경우에더높은 경향을 보였다. 이와같은 결과는 Omirou et al.(2009) 과 Wang et al.(2006) 의 브로콜리 화구에서의 질소와황 시용량에따른glucosinolate 함량에 관한 연구에서도 유사한 결과로서 질소는 aliphatic glucosinolate 보다 indolyl gluco-
sinlate 에 영향을 더 미친다고 하였다. 질소 시용량이 많아지면 aliphatic glucosinolate 인 gluconapin 등은 감소하였으나in-dolyl glucosinlate 인 glucobrassicin 은증가하였고 황 시용량이 많아지면 이들 glucosinolate 들은 증가하는 경향을보였는데glucosinolate 의성분이 황과 질소를 다량 함유하므로(Fahey et al., 2001) 이들 성분을 함유한 비료의 시용에 의해배추과 채소체내의 glucosinolate 함량이 변화한다는 것을 의미하는 것으로 보인다. 한편 황 성분 비료의 시용 증가에 따라서 gluconapin 이 증가되면 쓴맛이 증가되는 것이 우려되나(Chun etal., 2015) 질소 시비량이 증가하면 gluconapin 이 줄어들므로 쓴맛이 완화될것으로 생각된다. Omirou et al.(2009) 도 황의높은 glucosinolate 로의 동화는glucosinolate 의 합성과관련하여 질소와황의순환 과정을 의미하는 것으로 해석하고 있다. 다만 황이나 질소 시용에 의해 대부분의 glucosinolate 가 증가하지만 glucosinolate 의 함량이증가할 때 이롭지 않은 glucosinolate 가수분해물도 증가될 수 있다는 것에 주목할 필요가 있을 것으로보인다.
배추 품종별glucosinolate 함량 변이
고랭지에서 재배된40종 배추에 대하여glucosinolate 12 종의 함량을 분석하였다(Fig. 1). 품종에 따라 glucosinolate 종류별함량의 차이를 보였다. Sinigrin 함량은 조사된 품종 중 원교20038 한 품종에서만 검출되었으며, glucoraphanin 은 아시아서울
배추, 우리알배기배추, 뿌리배추, 수호배추에서만 미량검출되었다. 또한glucoraphenin, glucobarbarin 및 glucoerucin은 재배한모든 품종에서 전혀검출되지 않았다. 그러나epiprogoitrin함량은미량이 포함되어 있거나 검출되지 않았으며, 유채에 많이 함유되어 있는 progoitrin은 품종마다 함량차이가뚜렷하게 나타났다. 특히 원교20035, 원교20038, 잎쌈홍배추, 의성배추, 아시아서울배추, 뿌리배추, 서울배추, 암탁엇갈이 및 수호배추에서 2.15-5.61μmol·g-1로 높은 함량을 나타냈다.
암탁엇갈이와 수호배추는 암 유발물질을 제거하는 전구체로 알려진glucobrassicanapin(Kim et al., 2010)이 많으면서progoitrin도 높아 전체적인 glucosinolate 함량이높게 나타났다. 특이한 점은 일반적으로 배추과채소에많이 함유되어 있지 않으면서(Lee et al., 2014) 항암효과가 있는gluconasturttin은 다른 품종에 비해 아시아잎쌈배추에서 6.85μmol·g-1로 현저하게높은 것이확인되었다. 항암배추로 명명되어 재배되고 있는 것에서는glucosinolate 성분이 특별히높은 경향을 나타내지는않았다.
인돌화합물로 가수분해되는 glucobrassicin의 함량은 모든 품종에서 검출되었으며, 원교20036, 원교20038, 만수무강엇갈이배추 등에서 높게 나타났다. gluconapin은 원교20044, 원교20045, 아시아잎쌈배추에서 검출되지 않았고 나머지 품종에서는 고른 함량을보였다. 총 glucosinolate 함량에서는 수호배추와 암탁엇갈이, 원교20035에서높게 나타났다.
이처럼glucosinolate 함량은 품종에 따라서 종류별로 다르게 나타났는데, Kang et al.(2006)이 언급한 바와 같이 gluco-sinolate 종류별 함량의 변이는 유전형에 크게 좌우되는 것으로 판단되었으며, 이러한 특성은 배추 품종이 갖는 기능성의 증가측면에서glucosinolate 종류별 함량을 증가시키는 데 유전형질을 중요하게 고려해야 한다는 것을 보여주는 결과라고 판단된다.
배추 품종별총polyphenol 함량변이
고랭지에서 재배한 배추 품종별 총 polyphenol 함량은 Fig. 2와 같다. Polyphenol의 함량의 차이는 크지 않았지만 모든 배추품종에서 검출되었고, 에탄올추출물에 비해 물 추출물의polyphenol 함량은 대체로 1/4수준으로낮게 나타났다. 에탄올 추출polyphenol 함량에서 원교20044와 권농빨강배추가 각각2.3mg GAE/g 및 2mg GAE/g으로 가장높게 나타났으며, 아시아노랑미니배추가 0.9mg GAE/g로 낮았으나 대체로 1.5mg GAE/g이상으로 나타났다. 한편 물 추출 polyphenol 함량은 암탁엇갈이에서 1.3mg GAE/g로 가장높았으나 모든 품종에서 0.5mg GAE/g이하의 함량을 보였다.
Polyphenol은 채소나 과일 등 식품에서 다량함유되어 있는 항산화 작용을 하는 2차대사산물로 알려져 있는데Seong et al.(2016)의 연구결과에따르면 배추에있어서 polyphenol은 외엽에서 가장많고, 내엽으로 갈수로 낮아지는데1.5-3.4mg GAE/g의 범위로 함유하고 있었으며, 그 성분들은 주로caffeic acid, coumaric acid, ferulic acid과 myricetin라고 알려져 있으나 권농빨강배추 등의 적색계통의 배추가 polyphenol 함량이 높은 것은안토시아닌 성분의 증가에 기인한 것으로 짐작된다.
배추 품종별peroxisome proliferator-activated receptor γ(PPARγ) 발현 활성
PPAR γ은 유전자 발현을 조절하는 전사인자로 작용하는핵에 존재하는 수용체의 집단으로서 고등생물에서 세포 분화, 발생, 대사 과정, 암 발생 등에서 매우 중요한 역할을 한다(Spiegelman, 1998; Xiao, 2012). 이에 배추 잎 추출성분이 PPAR γ 발현반응에 미치는 영향을 알아보기 위해 40종의 배추 잎 추출물에 대하여 PPARγ transfection 에 의해유도된luciferase reporter gene 활성을 측정하였다. Negative control 활성을 기준(1) 으로 할 때PPARγ agonist 인 GW1929(50nM) 에 의한positive control 활성은 약8배로 나타났으며, 조사된 모든 배추 품종의 잎 추출물에서는PPARγ reporter gene 활성이 2-4 배로 나타나(Fig. 3), 품종간 차이는 다소 있으나조사된 모든 배추 품종에서PPAR γ 활성이 있는 것으로 판단된다.
PPAR γ는 여러조직에서다양한 생리적 기능을한다. 혈관 내피세포에서는 심혈관 염증을완화할 뿐 아니라 지방 조직에서세포 분화, 지방산의 흡수를높이며, 간 조직에서는 당 생성을 줄여 혈당을 조절하기도 한다. 따라서 비만, 당뇨, 동맥경화증, 암을 포함하는다양한 질환에 관여한다(Xiao, 2012). 배추에 함유된 성분들이 인체내에서 PPAR γ의 작용을활성화함으로써 지방세포의 생성을 억제할 수도 있을 것으로 추정되며(Jeong, 2014), 따라서 배추의적절한 섭취는 항염뿐 아니라 비만을 예방하는 데 효과도 있을 것으로예상된다. Kim(2013) 도 백두옹 추출물이 PPAR γ를 통하여 지방세포의 분화와 지방합성에 억제효과를 나타낸다고 보고한 바 있다.
Fig. 3.
Relative luciferase activity in different Kimchi cabbage leaves representing PPARγ transcription levels. The basal level of transcriptional activity was normalized to 1. The positive control reactivity of GW1929 constructs was confirmed by the known activator (50 nM GW1929). Vertical bars indicate SD (n = 3).
배추 품종별PPARγ 발현, glucosinolate 및 polyphenol 함량과의상관분석
고랭지에서 재배된 40종의 배추 잎의glucosinolate 성분 함량, 에탄올 및 물 추출 polyphenol 함량과 PPARγ activity 간의관계를 알아보기 위해 상관분석(SAS Institute, 2015) 을 실시하였다(Table 4). 상관분석에 이용한 glucosinolate 종류는 본 연구분석에서 배추에 많이 포함된 glucosinolate 중 goitrogenic 유발물질(Nishie and Daxenbichler, 1980; Wang et al., 2012) 을 나타낼 수 있는progoitrin 과 epiprogoitrin 을 제외한 glucobrassicin, glucobrassicanapin, gluconapin, gluconasturtiin 함량을활용하였다. 그 결과 glucobrassicanapin 함량은 glucosinolate 총 함량과 정상관을 보였으며(p < 0.01), 특히gluconapin 함량과 고도의 상관을 보여(r2 = 0.62, p < 0.01) glucobrassicanapin 함량이 배추의총 glucosinolate 함량 중 주류를 이루는것으로판단되었다. Glucobrassicin 은 glucobrassicanapin 이나 gluconasturtiin 함량과 역상관을 보여(p< 0.05) triptophan 으로부터 유래된indolyl 계열의 glucobrassicin 의 함량이많은 경우에 methionine 으로부터 유래된 aliphatic 계열의 glucobrassicanapin 과 phenylalanine 으로부터 유래된 aromatic 계열의 gluconasturtiin 함량은 상대적으로 낮아지는 것으로 해석된다(Fahey et al., 2001). 특히 에탄올추출polyphenol 의 함량은PPARγ activity, glucosinlate 함량과는 높은 상관을 보이지 않은 반면 물추출polyphenol 함량은 총 glucosinolate 함량, glucobrassicanapin 과도 통계적으로 유의한 정상관을 보일 뿐 아니라 PPAR γ와도유의한 정상관을 나타냈다. 따라서 배추 추출물이 PPAR γ 발현을 촉진하는 효과를나타낸 것(Fig. 3) 은 수용성 polyphenol 이나 glucobrassicanapin 등의glucosinolate 가 영향을 미쳤을 것으로생각해 볼 수 있다.
배추과 채소에포함된glucosinolate 는 주로 aliphatic glucosinolate 로서68%를 차지하고 indolyl glucosinolate 가 26%, aromatic glucosinolate 가 6%에 불과하고 이들 함량과 항산화활성과는관련성이 크게없음을 밝혔다(Lee et al., 2014). 다만배추에 포함된glucosinolate 는가수분해되면 항암 효과, 암 예방효과, 항비만 효과 등의효과를 가지고있는반면(Fenwick et al.,1983; Langouet et al.,2000; Lampe and Peterson,2002; Evans et al.,2004), goitrogenic 물질을 생성하거나 쓴맛 또는 톡쏘는 맛을 내어 식미를 떨어뜨릴 수 있다(Fenwick and Heaney, 1983; Verhoeven et al., 1997; Lee et al., 2014). 그런데gluco-sinolate 중 aromatic glucosinolate 인 gluconasturtiin(Underhill, 1967) 은 phenylanine 으로부터 유래된 것으로 배추에 비교적적게 함유되어 있지만 이것의 가수분해산물인 phenylethylisothiocyanate 는 강력한 항암, 항비만 효과를 나타내는데(Hayes et al., 2008), 이들의 효과는 항동맥경화 관련효소인paraoxonase-1 을 활성을PPAR γ와 연관된signal transduction pathway 를 거쳐 증가시킨다고 하였다(Khateeb et al., 2009; Schrader et al., 2012). 지금까지 우리나라의 배추 품종의 개발은 주로 내서성, 병저항성 등 재배적인 문제 해결을 위한 품종개발 연구가중점적으로 이루어져왔지만(Kim et al., 2013), 최근 연구자들은 배추의 기능성을 부각시키기위하여 배추에 포함된 성분동정(Hong et al., 2011), 항산화 효과 분석(Seong et al., 2016) 과 아울러배추과 채소에만 유일하게존재하는phytochemical 인 glucosinolate 에 관심이 높아지면서(Hayes et al., 2007) 다양한 품종 분석을 통한 특정 glucosinolate 함량이 높은 소재의 탐색(Kang et al., 2006; Kim et al., 2010; Lee et al., 2010; Lee et al., 2016), 재배환경조절(Omirou et al., 2009; Lee et al., 2010), jasmonate 처리(Grubb and Abel, 2006), 대사공학적 조절(Grubb and Abel., 2006; Park et al., 2011) 등 glucosinolate 의 함량을 조절하기 위한 노력들을 시도하고 있다(Mithen et al., 2000). 다만 배추에 다량 함유되어 있는glucosinolate glucobrassicin 의 분해산물 중의 하나인indole-3-carbinol 은 발암물질 노출 전에는 항암 작용이있으나, 발암 물질 노출 후에는오히려 암을촉진하는 효과를 나타내기도 하는 등(Bjeldanes et al., 1991) 그 종류나함량, 또는 가수분해물의 종류에 따라서 부정적 영양 특성을 보이기는 하지만 항암 효과를 가지고 있는 것은 분명하다(Grubb and Abel, 2006). 따라서 앞으로 배추에 함유된polyphenol 이나glucosinolate 가 기능적으로 인체에 미치는 영향이좀더명확하게 밝혀지고 부정적 효과가 없는glucosinolate 함량의 증진 등 다양한 연구가뒷받침되므로써배추의 내적 품질 향상에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
