CN102458097A

CN102458097A - 水耕栽培中的高功能性植物体的生产方法

Info

Publication number: CN102458097A
Application number: CN2010800252017A
Authority: CN
Inventors: 木村周二; 小山竜平; 森岡爱; 伊藤博通; 宇野雄一
Original assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Current assignee: Nihon Yamamura Glass Co Ltd
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2012-05-16
Also published as: JPWO2010140632A1; WO2010140632A1; KR20120026105A; JP5991705B2; JP2015192682A; EP2438810A1

Abstract

本发明公开一种蔬菜的生产方法，该生产方法能够提高蔬菜中的抗坏血酸、糖、硫代葡萄糖苷、多酚、叶绿素等有用成分(营养成分、风味成分及其它)的含量，降低蔬菜中的硝酸根离子的含量，并且在产生花色苷的蔬菜中能够促进花色苷的产生。该生产方法的特征在于对培育的蔬菜实施调整栽培，该调整栽培是在蔬菜即将收获之前将培养液换成水，并且使光照时间为17小时以上，进行1天以上的水耕栽培。

Description

水耕栽培中的高功能性植物体的生产方法

技术领域

本发明涉及利用人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生产方法，更具体而言，涉及能够提高抗氧化成分、营养成分、风味成分等有用成分的含量、降低硝酸根离子含量、对于产生色素花色苷的蔬菜能够提高该色素的含量且提高着色的利用水耕栽培的蔬菜的生产方法。

背景技术

水耕栽培作为不使用土壤而使用含有矿物或其它离子的培养液来栽培植物的方法，具有不需要农田、只要有设备而无论地理条件(日语：立地)和自然环境，就可以在适当的条件下以对营养、光、水、温度等培育条件进行彻底地管理的状态来栽培植物的优点。此外，由于通过水耕栽培能够加速植物的培育、提高收获效率，还能够容易地调整收获时期，因此被广泛应用于蔬菜等农产品的生产中。

然而，虽然使用人工照明下的水耕栽培得到的蔬菜的培育速度快，但另一方面，容易有抗坏血酸(维生素C)等抗氧化物质和各种营养成分含量变低之类的问题。与此相对，在压力增加时如患有流行感冒或其它传染病等的疾病等时，人体对抗坏血酸的需求量增大是已知的，在提高健康意向的同时，倾向于要求蔬菜中维生素C的含量较高。因此，要求一种能够利用水耕栽培高效且低成本地生产抗坏血酸含量高的蔬菜的方法。

此外，蔬菜中通常含有硝酸根离子。如果大量含有硝酸根离子，则成为蔬菜具有苦味的原因，另外，硝酸根离子还有可能与致癌物质的生成有关联，所以，要求一种使其含量降低的蔬菜的生产方法。在EU(欧洲联盟)已经规定了蔬菜中硝酸盐的基准值，根据该基准值，现在要求例如保护地栽培(日语：施設栽培)的结球莴苣，或者于4～9月份可收获的露地栽培的其它莴苣(波士顿莴苣(サラダ菜)、散叶莴苣(サニ一レタス)、长叶莴苣(コスレタス)等)的硝酸盐的基准值应该在2500mgNO₃ ^-/kg以下。

一直以来，都在为了提高水耕栽培中蔬菜的包括抗坏血酸等抗氧化成分的营养成分的含量进行研究。例如，在日本专利特开2004-305040号公报及日本专利特开2008-86272号公报(分别为专利文献1和2)中公开了为了增加维生素C或生育酚等功能性成分含量而进行在315nm附近具有峰的人工紫外线的照射。但是，这样的方法具有以下缺点：在通常的照明以外，另外需要包括特定的紫外灯在内的附加设备从而引起成本增加，耗费附加的能量，此外，调节和维持、管理最合适的光量的操作繁杂等。

与此相对，在日本专利文献特开平6-105625号公报(专利文献3)中公开了以下水耕栽培方法：利用含有硝态氮(称为以硝酸根离子的形态存在的氮元素)的水耕肥料溶液(第1溶液)水耕栽培蔬菜，培育至一定程度后，使用该水耕肥料溶液中的硝态氮为10mg/L以下且螯合铁为10mg/L以上的另外的水耕肥料溶液(第2溶液)水耕栽培5天使蔬菜的硝酸盐含量实质上变为0后，用第2溶液再继续培养。在上述同一文献中还示出，在用第2溶液水耕栽培5天而蔬菜中的硝酸盐含量大致变为0后的进一步的培养中，糖质及维生素C的含量分别有急剧增加。但是，使用该方法时，为了增加蔬菜中的糖质和维生素C，需要作为该方法的前阶段的经5天的使用不含硝酸盐的水耕肥料溶液的栽培，此外增加1～2天在相同溶液中的培养天数以增加蔬菜中的糖质和维生素C的含量，因此，用不含硝酸盐的水耕肥料溶液的栽培进行了约一周，使得对即将出货前的蔬菜添加了相当长的阻碍生长期间，因而不理想。

另一方面，对于红色莴苣(赤色レタス)等某种蔬菜，具有下述现象：如果进行人工照明下的水耕栽培，将不能获得露地栽培时获得的由花色苷引起的着色。这已成为将人工照明下的水耕栽培广泛应用在蔬菜生产上的障碍之一。与此相对，在日本专利特开2003-204718号公报(专利文献4)中记载了以下内容：通过进行对水耕栽培中的散叶莴苣白天(6～18点钟)照射白色光、夜间(18点钟～次日6点钟)照射波长为400～500nm的蓝色光，照射6小时以上，并栽培3天以上，从而可以增加花色苷含量。但是，该种情况下也需要设置白色光源以外的用于产生蓝色光的光源，而成为使蔬菜的生产成本上升的主要原因。

另外，虽不是通过水耕栽培的方法，但日本专利特开2005-245243号公报(专利文献5)中记载了下述内容：作为蔬菜的脱氮元素的方法，通过将从发热灯泡发出的300～600勒克斯的光向自然栽培中收获前的未施肥状态的蔬菜照射至少3天的夜间以及/或者向收获后的蔬菜照射1周以内的期间，来使胡萝卜及菠菜中硝态氮的量降低；以及在收获后进行上述操作时，如果将根部浸渍在水中则能够有效地抑制新鲜度的降低。

专利文献1：日本专利特开2004-305040号公报

专利文献2：日本专利特开2008-86272号公报

专利文献3：日本专利特开平6-105625号公报

专利文献4：日本专利特开2003-204718号公报

专利文献5：日本专利特开2005-245243号公报

发明内容

以上述为背景的本发明的目的在于提供蔬菜的生产方法，该生产方法为在人工照明下的水耕栽培中，能够不需要设置紫外灯或蓝色光光源等另外的特殊光源，而提高抗坏血酸含量、糖度、全糖含量等有用成分的含量，降低硝酸根离子含量，并且在产生花色苷的种类的蔬菜中可以促进花色苷的产生而使红色或紫色的着色变得明显。

本发明人为达到上述目的而进行了研究，结果发现在蔬菜的水耕栽培的最后阶段，通过在即将收获前的1～数天以长的光照时间(称为1天中的光照期的时间长)的生长条件并且将水耕肥料溶液(培养液)换成水来栽培蔬菜，能够引起硝酸根离子含量的急速降低和糖度、全糖、抗坏血酸(维生素C)、多酚、叶绿素、以及/或者硫代葡萄糖苷含量的急速升高，而且，对于露地栽培时产生花色苷而着色但人工照明下的水耕栽培时却不能着色的蔬菜，还可以促进花色苷的产生而使蔬菜发生因花色苷引起的明显的红色或紫色的着色。本发明是基于上述发现进一步反复研究而完成的发明。即，本发明提供以下的技术方案。

1.一种生产方法，为人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生产方法，其特征是，对培育的蔬菜实施调整栽培，该调整栽培是在蔬菜即将收获之前将培养液换成水，并使光照时间为17小时以上，进行1天以上的水耕栽培。

2.如上述1所述的生产方法，其中，上述调整栽培的期间为2天以上。

3.如上述1或2所述的生产方法，其中，光照时间为20小时以上。

4.如上述1～3中任一项所述的生产方法，其中，上述调整栽培的期间为7天以内。

5.如上述1～4中任一项所述的生产方法，其中，上述光照时间中的光照强度为至少9000勒克斯。

6.如上述1～5中任一项所述的生产方法，其中，在上述调整栽培中蔬菜的硝酸根离子含量降低。

7.如上述1～6中任一项所述的生产方法，其中，在上述调整栽培中蔬菜的糖度、全糖、抗坏血酸、花色苷、多酚、叶绿素、及/或硫代葡萄糖苷含量增加。

8.根据上述1～7中任一项所述的生产方法生产的蔬菜。

根据本发明，通过无需紫外灯等附加照明设备而不耗费成本的方法，并且能够生产在快速提高抗坏血酸、糖或者硫代葡萄糖苷等营养成分或风味成分等的含量、全糖含量、多酚、以及/或者叶绿素的含量的同时使硝酸根离子含量降低的水耕栽培蔬菜。此外，在叶菜中，还能够改善叶厚和叶色的深度等方面。而且，在露地栽培时产生花色苷的蔬菜的情况下，将可以不需要设置蓝色光源等附加光源而使花色苷含量增加，从而生产明显地着色了红色或紫色的蔬菜。

附图说明

图1为示出实施例1-1的植物体的硝酸根离子含量的变化的图。

图2为示出实施例1-1的植物体的抗坏血酸含量的变化的图。

图3为示出实施例1-1的植物体的糖度的变化的图。

图4为示出实施例1-1的植物体的叶厚的变化的图。

图5为示出实施例1-2的植物体的多酚含量的变化的图。

图6为示出实施例1-3的植物体的叶绿素含量的变化的图。

图7为示出实施例2的水耕液中的硝态氮浓度和植物体的硝酸根离子含量之间的关系的图。

图8为示出实施例3的水耕栽培1天后植物体的硝酸根离子含量的图。

图9为示出实施例3的水耕栽培1天后植物体的抗坏血酸含量的图。

图10为示出实施例3的水耕栽培1天后植物体的糖度的图。

图11为示出实施例4-1的在各条件下栽培4天后植物体的花色苷含量及色相值的图(图中，“FW”是Fresh Weight(鲜重)的略写)。

图12为示出实施例4-1的在各条件下栽培4天后植物体的全糖含量的图。

图13为示出实施例4-2的在各条件下栽培1天后植物体的花色苷含量及色相值的图。

图14为示出实施例4-2的在各条件下栽培3天后植物体的花色苷含量及色相值的图。

图15为示出实施例5的在各条件下植物体的硝酸根离子含量的图。

图16为示出实施例6的在各条件下植物体的硝酸根离子含量的变化的图。

图17为示出实施例6的在各条件下植物体的糖度的变化的图。

图18为示出实施例7的在各条件下植物体的硫代葡萄糖苷含量的变化的图。

图19为示出实施例7的在各条件下植物体的硝酸根离子含量的变化的图。

具体实施方式

本说明书中，“水耕栽培蔬菜”是指通过利用水耕栽培培育而获得的蔬菜。

本说明书中，“蔬菜”包括“叶菜类”、“根菜类”以及“果菜类”。这里，“叶菜类”是指主要将叶或茎的部分作为食用的蔬菜，可例举例如莴苣、日本芜菁、菠菜、茼蒿、小松菜、小白菜、卷心菜、白菜、紫苏、芥菜、羽衣甘蓝、香草类(芝麻菜、罗勒等)等，但并不限定于此。此外，“根菜类”是指主要将土耕栽培时在地中的某个部分如根或地下茎等作为食用的蔬菜，可例举例如萝卜、胡萝卜、芜菁、牛蒡、马铃薯、番薯(サツマイモ)、水芋(サトイモ)、藕等，但并不限定于此。此外，“果菜类”是指将果实或种子作为食用的蔬菜，可例举例如草莓、番茄、黄瓜、茄子等，但并不限定于此。此外，叶菜类中主要用于食用的叶或茎被分类为进行光合成或硝酸还原的植物的源部位(日语：ソ一ス部位)；另一方面，根菜类及果菜类中作为食用的膨大根、膨大茎及果实被分类为储存来自源部位的养分而生长的汇集部位(日语：シンク(sink)部位)。

本发明中，对于在即将收获蔬菜之前进行的将培养液换成水并将光照时间设定为规定时长(17小时以上等)的水耕栽培(以下，称为“调整栽培”)开始以前所进行的水耕栽培(以下，称为“培育栽培”)无特别限制，只要将该蔬菜充分地培育就足够了，所以，可以适当地选择使用公知的各种水耕栽培条件(温度、培养液、光照时间)及培育天数。例如，可以将培育栽培中的光照时间(1天中的光照期)设为12小时、14小时、15小时、16小时等，无特别限定。

调整栽培在即将出货前的1～数天间进行即可。例如，即使以光照时间为17小时的生长条件水耕栽培1天，也能够获得植物体的硝酸根离子含量降低、抗坏血酸含量增加及糖度增加等效果。光照时间可设定为17小时以上的合适的时间，例如18小时、……24小时(即，无黑暗期)等，上述的效果随光照时间的时长而相应地增大。此外，调整栽培的天数可以是1天，也可进行更多的天数。例如，在进行2～5天调整栽培的情况下，植物体的硝酸根离子含量降低、抗坏血酸含量增加以及糖度增加的效果随栽培天数的增加进一步提高。此外，在此期间，对于效果的增加率，即使增加调整栽培的天数也没有确认到有减小，该结果表示即使进行调整栽培约1周也可。

此外，对于在露地栽培时产生花色苷而着色的蔬菜，通过调整栽培可增加花色苷含量而提高着色。花色苷含量的增加以及因此而引起的着色的强度的增加也随着调整栽培的天数的增加或者光照时间的变长而变得显著。在要求外观具有显著着色的情况下，在例如光照时间为17小时时，较好进行2天以上的调整栽培，更好进行3天以上。此外，在光照时间为20小时以上时，只要进行1天的调整栽培就足够了，但若进行更长时间的调整栽培则效果更佳。

此外，调整栽培中的光照强度较好为9000勒克斯以上，更好为9500勒克斯以上，非常好为10000勒克斯以上。此外，只要不致于对植物体产生因光照强度过强而引起的不良影响，则对光照强度无明确的上限限定，根据需要设定为例如20000勒克斯、19000勒克斯或者18000勒克斯等即可。

另外，作为调整栽培中用作水耕液的水中的硝态氮浓度较好为15ppm以下，更好为10ppm以下，特别好为8ppm以下。作为水，使用例如自来水是便利的。此外，存在自来水中含有的程度的量的矿物质不会产生任何影响。适合用于替换调整栽培中的培养液的“水”也包括那些含有微量的硝态氮或矿物质的水。

实施例

下面，参考典型的实施例来对本发明进行更详细的说明，但并不表示本发明受到对这些实施例的记载的限定。

对影响收获时蔬菜的特性的光照时间和水耕液的效果进行了研究。在下面的各实施例中，只要没有特别说明，则认为下述的条件相同。

(1)光源：白色荧光灯

(2)肥料：大塚House SA(大塚ハウスSA)配方(表1)

表1

表1.

(3)光照期/黑暗期：14小时/10小时

(4)CO₂施肥：1500ppm

[培育栽培]播种～育苗

将实验种子播种在聚氨酯培养基中，将照射强度设为5000～5500勒克斯、室温设为18～20℃，用EC(电导率)调整为1.0mS/cm的培养液以6次/天的方式浇灌，并水耕栽培5天来培育植物体。接着，以根部完全浸渍的状态定植植物体，将照射强度设为13000～18000勒克斯、室温设为20℃，在调整栽培的时期之前用EC调整为1.8mS/cm的培养液以根部完全浸于培养液中的状态进行深液流式(日语：湛水式)水耕栽培。

[实施例1-1]对由莴苣的水耕液及光照时间改变引起的影响的研究-1

培育栽培后，改变水耕液及光照时间而进行漫灌式水耕栽培，对于这些条件变化会对收获的蔬菜的硝酸根离子含量以及抗坏血酸含量、糖度、叶厚产生什么样的影响进行了研究。

(栽培方法)

作为莴苣，使用叶用莴苣(リ一フレタス)。将通过播种后水耕栽培(培育栽培)30天进行育苗的植物体随意分为6组，如表2中所示，对于其中5组植物体将水耕液由培养液改变为水(自来水：硝态氮浓度为1.29ppm以下)并且分别将光照时间设定为12小时、15小时、18小时、21小时及24小时中的任意一个，继续进行5天的漫灌式水耕栽培(调整栽培)。将余下的1组作为对照组，仍旧以光照时间为12小时、水耕液为培养液(硝态氮浓度约为170ppm、EC为1.8mS/cm)的生长条件继续进行5天的漫灌式水耕栽培。另外，对于任一组，将光照强度设为10000～15000勒克斯。

表2

表2.

12H(对照组)

12W

15W

18W

21W

24W

水耕液

培养液

水

日生长时间

12小时

15小时

18小时

21小时

24小时

(评价项目及评价方法)

1.硝酸根离子含量的测定：

在进行1天、3天或者5天调整栽培后，立即采集植物体样品，向样品中加入一定量的水进行稀释，同时使用搅拌机将样品粉碎，然后以12000rpm的转速将粉碎液进行1分钟离心分离。使用如上获得的上清液，用RQflex(藤原制作所制造)测定硝酸根离子浓度，算出每100g植物体中的硝酸根离子含量(mg)。

2.抗坏血酸含量的测定：

在进行1天、3天或者5天调整栽培后，立即采集植物体样品，向样品中加入一定量的5％偏磷酸进行稀释，同时使用搅拌机将样品粉碎，然后以12000rpm的转速将粉碎液进行1分钟离心分离。使用如上获得的上清液，用RQflex(藤原制作所制造)测定抗坏血酸浓度，算出每100g植物体中的抗坏血酸含量(mg)。

3.糖度(Brix(％))的测定：

在进行1天、3天或者5天调整栽培后，立即采集植物体样品，向样品中加入100ml水并使用搅拌机将样品粉碎，然后以12000rpm的转速将粉碎液进行1分钟离心分离。对于上清液，使用袖珍糖度计(PAL-1：ATAGO制造)测定糖度。

4.叶厚的测定：

对于刚进行1天、3天或者5天调整栽培后的植物体样品，使用迷你快速外测分厘卡(クイツクミニ)(三丰(ミツトヨ)制造)测定自叶尖约5～10mm处的叶子的厚度。

(结果)

1.硝酸根离子含量：

各组的植物体的硝酸根离子含量的变化示于图1。图中，“H”表示使用培养液的水耕栽培，“W”表示使用水的水耕栽培，在该记号前附加的数值表示光照时间(单位：时间)(在下面的实施例中相同)。

从图1可以看出，在使用培养液以光照时间为12小时进行水耕栽培的对照组中，栽培天数为1天、3天或者5天后的植物体中硝酸根离子的含量随栽培天数增加而增加，与此相对，在将水耕液由培养液换成水的A～E组的各组中，植物体的硝酸根离子含量急速降低，在光照时间越长的组中或者随着栽培天数的增加，硝酸根离子含量降低的程度变得更加显著。具体而言，在栽培1天后的时候，光照时间为12小时的12W组与具有相同光照时间的12H(对照组)相比硝酸根离子含量仅有很小的降低，但光照时间为15小时的15W组与对照组相比可确认到约50mg/100g的明显的降低，此外，光照时间为18小时的18W组与对照组相比可确认到约90mg/100g的大幅度降低，而且在光照时间为21小时的21W组以及光照时间为24小时的24W组中可确认到约130～135mg/100g的更为显著的降低。此外，在栽培3天后的时候，在将水耕液换成水的任一组中，硝酸根离子含量都降低为对照组的1/2以下～1/3以下的范围内，且光照时间越长的组中硝酸根离子含量降低的程度越显著。在栽培5天后的时候，这些组中的硝酸根离子含量进一步降低，与对照组的硝酸根离子含量的差也进一步扩大。

2.抗坏血酸含量：

图2示出各组的植物体的抗坏血酸含量(mg/100g)的变化。从图2可以看出，对照组(12H)中，栽培天数为1天、3天、5天时抗坏血酸含量并未发生特别的变化，与此相对，在将水耕液由培养液换成水的各组中，植物体的抗坏血酸含量对应于栽培天数发生急速的增加，其增加程度在光照时间越长的组中越显著。具体而言，在栽培1天后的时候，光照时间为24小时的24W组中的植物体的抗坏血酸含量显著增加至对照组的约1.7倍，在光照时间为18小时的18W组中也增加至对照组的约1.2倍。此外，在栽培3天后的时候，在光照时间为15～24小时的各组中抗坏血酸含量增加至对照组的约1.2～2.1倍，而且增加的程度在光照时间越长的组中越显著。而且，在栽培5天后的时候，除对照组以外的任何组中的植物体的抗坏血酸含量都有增加，特别是光照时间为15～24小时的组中的植物体，以与光照时间的时长相关的形式显示出为对照组的约1.7～3倍的抗坏血酸含量。

3.糖度(Brix(％))：

结果示于图3。在5天的栽培期间中对照组中的植物体的糖度几乎没有发生变化，与此相对，在栽培1天后的时候，在光照时间设为18小时的18W组中的植物体的糖度为对照组的糖度的约1.1倍，在光照时间设为21小时及24小时的21W组及24W组中的植物体的糖度为对照组的糖度的约1.2倍。此外，在栽培3天后的时候，在光照时间设为15小时、18小时、21小时以及24小时的15W组、18W组、21W组以及24W组中的植物体中，糖度分别为对照组的糖度的约1.1倍、约1.3倍、约1.4倍及约1.5倍，糖度的增加变得更为显著。除对照组以外的组中的植物体的糖度在栽培5天后的时候进一步增加。特别是在光照时间为15小时的15W组、18小时的18W组、21小时21W组以及24小时的24W组中，植物体的糖度分别为对照组的糖度的约1.4倍、约1.6倍、约1.8倍及约2倍。

4.叶厚

结果示于图4。对于叶厚，从光照时间为18小时的18W组至光照时间为24小时的24W组，也都确认到随着光照时间的时长而相应地变得比对照组的叶厚更厚，而且该厚度增加随着经过1天、3天及5天的栽培天数，变得更加显著。通常在例如荧光灯的人工照明下栽培而获得的植物体有软弱之类的弱点，但本实验的结果示出能够改善这一方面。此外，确认到这些组中的植物体与对照组中的植物体相比外观的绿色更浓，而且即使水耕液中缺乏硝态氮也能够防止颜色变淡等对外观的不良影响。

[实施例1-2]对由莴苣的水耕液及光照时间改变引起的影响的研究-2

在与实施例1-1相同的步骤及条件下栽培叶用莴苣(培育栽培及调整栽培)，通过下面的方法来测定植物体中的多酚含量。

向将植物体在液氮中冻结、粉碎而得到的1g样品中添加10ml的80％乙醇，在阴冷处静置2小时，将以3000rpm的转速离心分离5分钟而得到的上清液作为多酚提取液。通过福林-西奥卡特法(フオ一リンチオカルト法)来测定提取液的多酚含量。即，向1ml提取液中加入1ml经1/2稀释的苯酚试剂(MP生物化学株式会社制造)并混合，再加入1ml的10％碳酸钠水溶液进行搅拌并在室温下静置60分钟。然后，用分光光度计(UV-160；岛津制作所)测定波长700nm处的吸光度。使用槲皮黄酮作为参比物质，将试样中的多酚含量作为槲皮黄酮当量(mg槲皮黄酮/100g)算出。结果示于图5。

光照时间为18小时的组中，通过1天的调整栽培，其多酚含量与对照组(12H组)相比增加了43.5％，此外，在光照时间为21小时的21W组及光照时间为24小时的24W组中，能观察到多酚含量进一步增加的倾向。通过3天的调整栽培时，18W组、21W组及24W组示出更为显著的多酚含量的增加，并且在即使是光照时间为15小时的15W组、以及仅将培养液换成水的12W组中，多酚含量也有增加，与此相对，在对照组(12H组)中反而观察到多酚含量减少的倾向。通过5天的调整栽培时，确认到对照组中多酚含量继续降低，与此相对，确认到在18W组、21W组以及24W组的任一组中多酚含量都继续进一步线性地增加，并且在15W组中也有大幅度的增加。

[实施例1-3]

已知叶绿素在皮肤疾病和烫伤等中表现出恢复促进作用。此外，人们倾向于喜爱叶绿素含量多即绿色较浓的蔬菜，因而叶绿素含量多关系到蔬菜的商品价值的提高。而且，已知叶绿素含量与β-胡萝卜素含量具有高相关性，因而叶绿素含量的增加随着β-胡萝卜素含量增加的可能性较高。已知β-胡萝卜素在被摄入人体时显示出与维生素A相同的作用，是对癌的增殖抑制和免疫机能的强化有用的成分。于是，对本发明的方法对蔬菜的叶绿素含量产生的效果进行了研究。

在与实施例1-1相同的步骤及条件下栽培叶用莴苣(培育栽培及调整栽培)，使用叶绿素计SPAD502(柯尼卡美能达(コニカミノルタ)制造)来测定进行了上述光处理的莴苣叶子中的叶绿素含量。

结果示于图6。光照时间为18小时的组中，通过仅1天的调整栽培，其叶绿素含量与对照组(12H组)相比增加了15.2％，在光照时间为21小时的21W组及光照时间为24小时的24W组中，叶绿素含量增加得更多。此外，通过3天及5天的调整栽培，在光照时间为15小时的15W组中的叶绿素含量也有增加，而在18W组、21W组及24W组中的叶绿素含量的增加远比此显著。

[实施例2]对莴苣的水耕液中的硝态氮浓度的研究

对调整栽培的水耕液中的硝态氮浓度与植物体的硝酸根离子含量之间的关系进行了研究。

(栽培方法)

作为莴苣，使用叶用莴苣。将通过播种后水耕栽培(培育栽培)30天进行育苗的植物体随意分为5组，对于其中4组植物体将水耕液的浓度设为硝态氮浓度为38～170ppm(EC为0.4～1.8mS/cm)，对于余下的1组将水耕液换成自来水(硝态氮浓度为1.29ppm以下)，分别以光照时间为18小时、光照强度为10000～15000勒克斯的生长条件继续进行4天的漫灌式栽培后，收获植物体，用实施例1所记载的方法测定硝酸根离子含量。

(结果)

结果示于图7。与用硝态氮浓度为170ppm的水耕液栽培时的植物体中硝酸根离子含量(约390mg/100g)相比，用硝态氮浓度降低至38ppm的水耕液栽培的植物体中硝酸根离子含量仅仅降低为原来的约85％(约330mg/100g)。与此相对，将水耕液换成自来水的情况下，降低为原来的约33％(约130mg/100g)。从这些结果来看，为了实现本发明的目的，较好将调整栽培阶段的水耕液中硝态氮浓度设为约15ppm以下。

[实施例3]对蔬菜类的水耕液及光照时间的改变的效果的研究

对于日本芜菁、小松菜、茼蒿，对水耕液及光照时间的改变的效果进行了如下的研究。

(栽培方法)

对日本芜菁、小松菜、茼蒿分别进行作为各蔬菜的最适合期间的21天、28天及32天的培育栽培后，将每种蔬菜随意分为4组，对于其中3组将水耕液换成自来水的同时将光照时间分别设为12小时、18小时及21小时，并继续进行1天的漫灌式水耕栽培。对于余下的1组(对照组)，仍旧以光照时间为12小时、水耕液为培养液(硝态氮浓度约为170ppm、EC为1.8mS/cm)的生长条件继续进行1天的漫灌式水耕栽培。接着，收获植物体，以与实施例1相同的方法对各组的植物体测定硝酸根离子含量、抗坏血酸含量以及糖度。

(结果)

结果示于图8～10。

1.硝酸根离子含量

图8示出各组中植物体的硝酸根离子含量。如图中所示，通过将水耕液换成水并将光照时间设为18小时以上，进行仅1天的调整栽培，就确认到了硝酸根离子含量的降低。对于日本芜菁及小松菜虽然在将水耕液换成水并将光照时间设为12小时的组中，也确认到硝酸根离子有稍微(不到10％)的降低，但是在改变了水耕液并将光照时间设为18小时的组中硝酸根离子含量的降低则非常明显。此外，对于任一种蔬菜，当将水耕液换成水并将光照时间设为21小时的时候，都确认到了硝酸根离子含量的进一步的降低。

2.抗坏血酸含量

图9示出各组中植物体的抗坏血酸含量。如图中所示，在将水耕液换成水并将光照时间设为12小时的组(12W)中，进行1天的栽培时在任何一种植物体中都没有确认到抗坏血酸含量的增加。但是，在改变了水耕液并将光照时间设为18小时的组(18W)中，在进行仅1天的栽培时抗坏血酸含量就显著地增加了。与对照组相比较的增加率如下：日本芜菁约为33％、小松菜约为28％、茼蒿约为16％。此外，在将光照时间设为21小时的组(21W)中，抗坏血酸含量的增加变得更加显著，与对照组相比较的增加率如下：日本芜菁约为66％、小松菜约为39％、茼蒿约为38％。

3.糖度

图10示出各组中植物体的糖度。如图中所示，在将水耕液换成自来水并将光照时间设为12小时的组(12W)中，进行1天的水耕栽培时糖度的增加很少，但在将光照时间设为18小时的组(18W)中，任何一种植物体与对照组比较时糖度都提高了15％以上。此外，在将光照时间设为21小时的组(21W)中，任何一种植物体与对照组比较时糖度都提高了20％以上

[实施例4-1]对红色莴苣的水耕液及光照时间改变的效果的研究-1

作为红色莴苣，使用叶用莴苣，对水耕液及光照时间改变的效果进行了研究。

(栽培方法)

将上述叶用莴苣培育栽培34天后，随意分成4组。对于其中2组(14W、24W)，将水耕液换成自来水并将光照时间分别设为14小时及24小时，对于余下的2组(14H、24H)，将水耕液换成硝态氮浓度约为170ppm、EC为1.8mS/cm的培养液并将光照时间分别设为14小时及24小时，全都栽培4天。接着，收获各组的植物体，对下面的项目进行分析、评价。

(评价项目及评价方法)

1.花色苷含量测定

向将植物体在液氮中冻结、粉碎而得到的1g样品中添加10ml的1％盐酸-甲醇，在冰箱中静置一晚来提取出花色苷。然后，以3000rpm的转速进行10分钟的离心分离，用分光光度计(UV-160：岛津制作所制造)测定波长530nm及657nm处的吸光度，将通过下述计算式算出的、消除了因叶绿素产生的吸光的影响的值作为花色苷含量(参考文献：《植物生理学杂志(PlantPhysiol.)》，(1991)96，1079-1085)。

花色苷量A’₅₃₀＝A₅₃₀-A₆₅₇×0.25

2.色相值分析

色相值是表示色调差异的值，可评价外观的红色的显色。采用规定的照明条件，用数码相机(μ725SW：奥林巴斯(OLYMPUS)制造)从植物体的正上方70cm处拍摄640×480像素的图像。将拍摄的图像分解成三原色的彩色面，从莴苣区域的像素的色彩信息计算出作为该图像整体的平均值的色相值。

3.全糖含量的测定

向将植物体在液氮中冻结、粉碎而得到的1g样品中添加10ml蒸馏水，于95℃下加热1小时进行提取。向经稀释的分析样品中添加等量的5％苯酚溶液以达到适当的浓度后，加入2.5倍量的浓硫酸并立即进行搅拌。于室温下放置20分钟后，用分光光度计(UV-160：岛津制作所制造)测定在波长490nm处的吸光度。根据标准溶液(葡萄糖水溶液)的校准曲线计算出全糖含量。

(结果)

结果示于图11及图12。

1.花色苷含量及色相值

结果示于图11。在将水耕液换成自来水并且将光照时间设为24小时的组(24W)中，与对照组(14H)相比，花色苷含量显著增加了3.6倍，此外，作为外观色彩的指标的色相值向表示红色的方向移位约40°，而且肉眼观察也呈现为作为红色莴苣的色彩。与此相对，与对照组相比，在仅将水耕液换成自来水的组(14W)以及仅将光照时间延长至24小时的组(24H)中的植物体的花色苷含量的增加都有上限，前者最高为约1.2倍，后者最高为约1.8倍，而在色相值中向红色方位的移位也只不过5°左右，肉眼观察也只看到极少着色。该结果显示，为了实现花色苷含量的充分的增加和充分的红色的着色，同时进行将水耕液换成水和将光照时间延长最为有效。

2.全糖含量

结果示于图12。与对照组(14H)相比，在将水耕液换成自来水并且将光照时间设为24小时的组(24W)中的植物体的全糖含量显著增加了约2.5倍。与此相对，与对照组相比，在仅将水耕液换成自来水的组(14W)以及仅将光照时间延长至24小时的组(24H)中的植物体的全糖含量最高达到对照组的1.5～1.6倍。该结果显示，为了实现作为各种有用成分的根本的全糖含量的充分的增加，同时进行将水耕液换成水和将光照时间延长最为有效。

[实施例4-2]红色莴苣的水耕液及光照时间改变的效果-2

与实施例4-1相同，将叶用莴苣培育栽培32天后，随意分成7组，对于其中5组，将水耕液换成自来水并且将光照时间分别设定为12小时(12W)、15小时(15W)、18小时(18W)、21小时(21W)以及24小时(24W)。对于余下的2组，将水耕液换成硝态氮浓度约为170ppm、EC为1.8mS/cm的培养液并将光照时间分别设定为14小时及24小时(12H、24H)。将各组中的植物体栽培1～3天，根据实施例4-1的方法计算出在栽培1天后及栽培3天后的时候的各组中的植物体的花色苷含量及色相值。

(结果)

结果示于图13及图14。

分别将栽培1天后的结果示于图13、将栽培3天后的结果示于图14。在与对照组(12H)的比较中，在将水耕液换成自来水并且将光照时间设为18小时的组(18W)中，栽培1天后植物体的花色苷含量增加约26％，色相值也发生了向红色方位的移位。此外，在将水耕液换成自来水并将光照时间设为21小时的组(21W)中，栽培1天后植物体的花色苷含量及色相值两者都大幅度地提高，肉眼观察也能确认到叶子上的红色的显色。此外，栽培3天后，在前者(18W)确认到花色苷含量的2.5倍以上的增加以及色相值的向红色方位15°以上的移位，在后者(21W)确认到花色苷的3.5倍以上的增加以及色相值的向红色方位30°以上的移位，两者的红色都变得更深。与此相对，在使用培养液作为水耕液并将光照时间设定为24小时的组(24H)中，栽培1天后虽然观察到花色苷含量及色相值的提高，但栽培3天后花色苷含量及色相值都倒退至与对照组(12H)相同的程度。

[实施例5]对红色莴苣的调整栽培中光照强度与硝酸根离子含量的降低效果之间的关系的研究

对使用红色莴苣、将水耕液换成水进行水耕栽培时的光照时间为24小时下的光照强度与植物体中的硝酸根离子含量的降低的效果之间的关系进行研究。

(方法)

与实施例4-1相同，将经培育栽培的红色莴苣随意分成3组，对于每组都将水耕液换成水并且将生长条件分别设定为在光照强度10000～15000勒克斯下光照时间为12小时(P组)、在光照强度5000～7500勒克斯下光照时间为24小时(Q组)以及在光照强度10000～15000勒克斯下光照时间为24小时(R组)，栽培4天后测定各组的植物体的硝酸根离子含量。

(结果)

结果示于图15。将生长条件设定为在光照强度10000～15000勒克斯下光照时间为12小时的P组中植物体的硝酸根离子含量为142mg/100g(光照时间12小时)，与此相比，将生长条件设定为在光照强度5000～7500勒克斯下光照时间为24小时的Q组中植物体的硝酸根离子含量为133mg/100g，显示出仅有7％左右的降低，而将生长条件设定为在光照强度10000～15000勒克斯下光照时间为24小时的R组中植物体的硝酸根离子含量为93mg/100g，显示出约35％的显著的降低。此外，肉眼观察时在Q组没有确认到叶子上红色的显色的提高，而在R组确认到了显著的红色的显色。该结果显示，光照强度为5000～7500时没有产生实质上的效果。

[实施例6]对芜菁的水耕液及光照时间改变的效果的研究

为了确认根据本发明的方法是否在植物的养分贮藏器官(汇集部位)也能获得效果，使用芜菁来调查通过改变水耕液及光照时间会使作为其养分贮藏器官的膨大根的硝酸根离子含量及糖度发生什么样的变化。即，将芜菁的种子播种并培育栽培28天后，将其一部分作为对照组(12H组)仍以使用培养液光照时间为12小时的生长条件进行栽培，将其它的作为生长条件为将水耕液换成水且光照时间变为12小时、18小时及21小时的组(分别为12W组、18W组及21W组)，继续进行1天或5天的漫灌式水耕栽培。另外，将光照强度设为10000～15000勒克斯。接着，将植物体分为叶部及茎部(地上部)和根的膨大部(地下膨大部)进行收获，测定各自的硝酸根离子含量及地下膨大部的糖度。

(结果)

1.硝酸根离子含量：

结果示于图16。在与其它的叶菜类相同地将水耕液换成水并将光照时间设定为18小时、21小时的组(分别为18W、21W组)中，进行1天的栽培时可观察到地上部、地下膨大部与对照组相比有超过18％的降低。此外，进行5天的栽培时硝酸根离子的降低变得更加显著。

2.糖度(Brix(％))：

结果示于图17。在18W、21W组中，进行仅1天的栽培时糖度就比对照组增加了5.4％以上，进行5天的栽培时糖度进一步大幅度地增加。与此相对，在光照时间采用与对照组相同的12小时而仅将水耕液换成水的组(12W)中，没有确认到糖度的增加。

[实施例7]对水耕液及光照时间对硫代葡萄糖苷含量的效果的研究

作为以羽衣甘蓝等十字花科植物为主的植物中含有的芥子油苷的硫代葡萄糖苷，是作为芥末或萝卜的辣味成分的异硫氰酸酯的前体。已知该成分强化解毒机能，此外具有抗癌作用。此外，已知羽衣甘蓝中含有的硫代葡萄糖苷几乎全部为黑芥子硫苷酸钾，对人体具有消化促进作用和利尿作用。此外，该成分的增加还关系到提高其独特的味道。于是，对本发明的方法对羽衣甘蓝的硫代葡萄糖苷含量产生的效果进行了研究。

在与实施例1-1相同的步骤及条件下将羽衣甘蓝培育栽培作为最适合期间的30天后，随意分成6组，对于其中5组将水耕液换成自来水并且将光照时间分别设定为12小时、15小时、18小时、21小时以及24小时，继续进行1天的漫灌式水耕栽培(分别为12W组、15W组、18W组、21W组及24W组)。作为对照，对于余下的1组(12H组)仍旧以光照时间为12小时、水耕液为培养液(硝态氮浓度约为170ppm、EC为1.8mS/cm)的生长条件继续进行1天的漫灌式水耕栽培。接着，收获植物体，用下述的方法对各组的植物体测定硫代葡萄糖苷含量。

向将植物体在液氮中冻结、将其粉碎而得到的0.5g样品中(1)添加2.5ml的70％热甲醇，于75℃下加热10分钟，以3000rpm的转速离心分离2分钟以进行采集上清液的操作。进行3次该(1)操作、获得提取液。通过钯离子比色法(パラジウム比色法)来测定提取液的硫代葡萄糖苷含量。即，向0.5ml提取液中添加3ml的2mM氯化钯，静置30分钟后，用分光光度计(UV-160；岛津制作所)测定波长425nm处的吸光度。使用黑芥子硫苷酸钾作为参比物质，将试样中的硫代葡萄糖苷含量作为黑芥子硫苷酸钾当量(μmol/g(微摩尔/克))算出。此外，对于通过其他方式、即将水耕液换成水并将光照时间设为12小时及24小时的组(分别为12H组及24H组)以及仍以光照时间为12小时且水耕液为培养液的为生长条件的组(12H组)，进行3天的漫灌式水耕栽培后，收获植物体，用与实施例1-1相同的方法对各组的植物体测定硝酸根离子含量。

关于硫代葡萄糖苷的结果示于图18。在将水耕液换成水并将光照时间设为18小时、21小时以及24小时的组(各自为18W组、21W组及24W组)中，通过仅1天的处理硫代葡萄糖苷含量就增加了18％以上。此外，硝酸根离子含量示于图19。在仅改变了水耕液的12W组中，通过3天的处理使硝酸根离子含量降低了40％，与此相对，在同时改变了光照时间的组(24W组)中，使硝酸根离子含量降低了57％该差别与实施例1-1的使用莴苣的试验具有相同的倾向，由此可以预测，在本植物种的调整栽培中也会显示与实施例1-1相同的结果。

产业上利用的可能性

本发明可用于以不耗费成本的方法来生产使抗坏血酸、糖、硫代葡萄糖苷、多酚、叶绿素等有用成分(营养成分、风味成分及其它)的含量快速提高且使硝酸根离子含量降低的水耕栽培蔬菜。而且，可以用于生产叶厚和叶色的深度改善了的叶菜，此外可用于无需设置蓝色光光源等附加光源而生产花色苷增加、着色明显的蔬菜。

Claims

1.一种生产方法，为人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生产方法，其特征在于，对培育的蔬菜实施调整栽培，该调整栽培是在蔬菜即将收获之前将培养液换成水，并使光照时间为17小时以上，进行1天以上的水耕栽培。

2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述调整栽培的期间为2天以上。

3.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，光照时间为20小时以上。

4.如权利要求1～3中任一项所述的生产方法，其特征在于，所述调整栽培的期间为7天以内。

5.如权利要求1～4中任一项所述的生产方法，其特征在于，所述光照时间中的光照强度为至少9000勒克斯。

6.如权利要求1～5中任一项所述的生产方法，其特征在于，在所述调整栽培中蔬菜的硝酸根离子含量降低。

7.如权利要求1～6中任一项所述的生产方法，其特征在于，在所述调整栽培中蔬菜的糖度、全糖、抗坏血酸、花色苷、多酚、叶绿素、及/或硫代葡萄糖苷含量增加。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的生产方法生产的蔬菜。