CN110809398B - 植物中的酚性化合物的增量方法 - Google Patents

植物中的酚性化合物的增量方法 Download PDF

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Abstract

提供一种可以有效地/高效地增加多酚之类的酚性化合物的量的方法。本发明提供一种植物中的酚性化合物的增量方法或生产酚性化合物的含量增加的植物的方法，其特征在于，按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2且310nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％的方式对植物照射紫外光。

Description

植物中的酚性化合物的增量方法
技术领域
本发明涉及植物中的酚性化合物的增量方法及生产酚性化合物的含量增加的植物的方法。
背景技术
已经明确，植物中的酚性化合物(例如多酚)具有抗氧化活性、抗菌活性、抑制血压上升活性之类的各种生理活性，随着近年健康意识的日益提高而备受关注。
因此，正在开发使植物中所含的酚性化合物增量的技术。其中，考虑到植物是为了避免太阳光中所含的紫外光的影响而合成在紫外区具有极大吸收的类黄酮，因此，利用紫外光照射来增量植物中的类黄酮的技术引起关注。
例如，专利文献1涉及下述方法：通过照射特定波段(240nm以上且320nm以下或300nm以上且400nm以下)的紫外光，使“收获后”的植物中多酚含量增加。专利文献1中，合适的紫外光照射量被设为每天0.5J/cm2以上且50J/cm2以下。记载了：照射于收获后的植物的紫外光的波长应根据目标多酚的极大吸收来选择。
专利文献2涉及下述方法：通过对单子叶栽培植物(特别是芽葱)照射波段为280～380nm且在波长312nm附近具有峰值的紫外光，而使该植物中的抗坏血酸和/或多酚含量增加。专利文献2中，合适的紫外光强度被设为0.1～1.0mW·cm－2。
另外，在非专利文献1记载了：为了调查UVB胁迫对拟南芥的影响，1天或连续4天照射窄频带UV－B(280～320nm；峰值波长312nm；830mW/m2/S)，结果通过1天以上的紫外光照射，观察到花青苷、黄酮醇增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004－121228
专利文献2：日本特开2008－086272
非专利文献
非专利文献1：Kusano et al.,The Plant Journal,2011,67,354－369
发明内容
发明要解决的课题
如上所述，已知使植物暴露于紫外光(UVA或UVB)从而该植物中的酚性化合物的量增加。但是，另一方面还已知，紫外光不仅对植物，对生物通常是有害的。而且，在现有技术中，作为紫外光，使用的是波段较宽的光，非专利文献1中使用的UV灯的发光光谱例如如图9所示，是在312nm具有峰值波长的跨越宽波段的光。
因此，如果能够确定紫外光中的真正有助于酚性化合物的增量的波段，则可以降低紫外光曝露对植物的不良影响、并且高效地使酚性化合物增量。
从而，依然期待一种可以使植物中的多酚之类的酚性化合物的量有效地/高效地增加的方法。
用于解决课题的方案
本发明人们对有助于酚性化合物的增量的波长及照射量进行了深入研究，结果发现，比以往已知的波段更短的特定波段的紫外光对酚性化合物的增量有效，另一方面以往使用的紫外光包含了对酚性化合物的增量没有帮助、反而会导致存在量降低的波段的光，从而完成了本发明。
根据本发明，提供一种植物中的酚性化合物的增量方法，其特征在于，按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2且310nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物照射紫外光。
根据本发明，另外，提供一种生产酚性化合物的含量增加的植物的方法，其特征在于，按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2，另一方面310nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物照射紫外光。
根据本发明，另外，提供一种照明装置，其特征在于，具备光源和控制部，所述光源能发出波段270～290nm的光且波段300nm～400nm的发光量不足波段270～290nm的发光量的50％、波段200nm以上且小于270nm的发光量不足波段270～290nm的发光量的10％，所述控制部按照对植物的波段270～290nm的光的照射量达到1500～50000μmol/m2的方式控制光源，所述照明装置用于使植物中的酚性化合物增量。
发明效果
根据本发明的方法，可以避免暴露于仅仅有害的紫外光所引起的不良影响，因此可以高效地增加植物中的酚性化合物，可以高效地生产较多地含有酚性化合物的植物。
附图说明
图1示出实施例(实验1)中使用的紫外光LED的发光光谱。
图2为示出实验1中照射了紫外光的植物(拟南芥)的花青苷量的HPLC色谱图(以500nm检测)。所照射的紫外光的峰值波长为280nm(B～D)或310nm(F～H)，照射时间为15分钟(B、F)、4小时(C、G)或4天(D、H)。A及E为没有照射紫外光的对照。
图3示出实施例(实验2)中使用的紫外光LED的发光光谱。峰值波长280nm及310nm的发光光谱是实验1中使用的发光光谱。
图4为示出实施例(实验2)中照射了紫外光的植物(拟南芥)的酚性化合物量的HPLC色谱图(以500nm检测)。将所照射的紫外光的峰值波长示于图中左侧。照射时间为0(即，不照射紫外光的对照；最左侧栏)、15分钟(从左侧起第二栏)、4小时(从左侧起第3栏)或4天(最右侧栏)。峰值波长280nm及310nm的结果为实验1的结果。
图5为示出实施例(实验3)中照射了紫外光的植物(酸橘(果皮)、鬼臼(根)、茶树(叶)及大豆(果皮))中的酚性化合物量的HPLC色谱图(以258nm检测)。所照射的紫外光的峰值波长为280nm，照射时间为0(即，不照射紫外光的对照；最左侧栏)、15分钟(从左侧起第2栏)或4小时(从左侧起第3栏)。最右侧栏示出以箭头指示的峰的吸收光谱。
图6为示出实施例(实验4)中照射了紫外光的葡萄(果皮)中的花青苷量的HPLC色谱图(以520nm检测)。所照射的紫外光的峰值波长为280nm，照射时间为0(即，不照射紫外光的对照；最左侧栏)、15分钟(从左侧起第2栏)或4小时(最右侧栏)。
图7为示出实施例(实验5)中紫外光照射后在暗处放置12、24、48、72、92或288小时后的植物(拟南芥)中的花青苷量的HPLC色谱图(500nm检测)。所照射的紫外光的峰值波长为280nm，照射时间为15分钟。
图8是植物中的酚性化合物(花青苷)的生物合成路径。
图9示出非专利文献1中使用的紫外线灯(CSL－30B,COSMO BIO)的发光光谱。
具体实施方式
本发明从一个观点出发为一种植物中的酚性化合物的增量方法，其特征在于，按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2且310nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物照射紫外光。
本发明从另一个观点出发为一种生产酚性化合物的含量增加的植物的方法，其特征在于，按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2且310nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物照射紫外光。
本说明书中，数值范围“a～b”(a、b为具体的数值)表示包括两端的值“a”及“b”在内的范围。换而言之，“a～b”与“a以上且b以下”含义相同。
本发明基于以下新见解：如后述实施例所示，波段约270～290nm附近的紫外光对于植物中的酚性化合物的增量有效，另一方面，波段约310～400nm附近的紫外光不仅对酚性化合物的增量没有帮助、而且甚至会造成不良影响。由此，根据本发明的方法，能够降低紫外光曝露所产生的不良影响(结果会导致酚性化合物的存在量降低的影响)、并且照射对于植物中的酚性化合物的增量而言有效的特定波段的紫外光，因此可以高效地使植物中的酚性化合物增量。
本发明中，就紫外光而言，相较于远紫外光，优选使用在大气中不易被吸收的近紫外光，按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2且310nm～400nm波段的光的照射量不足270～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物进行照射。
当270～290nm波段的紫外光的照射量小于1500μmol/m2时，可能无法达到显著活化酚性化合物合成系统的程度，因此无法实现植物中的酚性化合物的显著增量。另一方面，当270～290nm波段的光的照射量超过50000μmol/m2时，植物的损伤变明显，因此无法得到酚性化合物增量的状态的植物。优选270～290nm波段的光的照射量为2000～40000μmol/m2。通过使用该范围的照射量，可以更高效地得到酚性化合物增量的植物。
另一方面，310nm～400nm波段的紫外光对于植物中的酚性化合物的增量没有帮助、反而会引起植物的损伤，因此当其照射量达到270～290nm波段的紫外光的照射量的50％以上时，变得无法高效地得到酚性化合物增量的状态的植物。从避免对植物的不良影响的观点出发，310nm～400nm波段的光的照射量优选不足270～290nm波段的光的照射量的30％，更优选不足20％，更优选不足10％，最优选不足5％。
在一实施方式中，300nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％，优选不足30％，更优选不足20％，更优选不足10％。另一实施方式中，超过290nm且400nm以下波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％，优选不足30％，更优选不足20％，更优选不足10％。
由于DNA、RNA的吸收极大波长在260nm附近，因此担心波长为260nm以下的光对植物的不良影响(例如细胞损伤)大。因此，波长为200nm～260nm的光的照射量优选不足270～290nm波段的光的照射量的20％，更优选不足10％，进一步优选不足5％，最优选不足1％。
在一实施方式中，200nm以上且小于270nm(优选为100nm以上且小于270nm、更优选为10nm以上且小于270nm、进一步优选为1nm以上且小于270nm)波段的光的照射量不足270～290nm波段的光的照射量的20％，优选不足10％，更优选不足5％，最优选不足1％。
例如，以0.01～100μmol/m2/s的光量子通量密度(英文：photon flux density)照射270～290nm波段的紫外光。在小于0.01μmol/m2/s的情况下，有时无法高效地实现植物中的酚性化合物的增量。超过100μmol/m2/s的情况下，有时会较早地诱导植物的损伤。优选以0.1～20μmol/m2/s、更优选以1～5μmol/m2/s的光量子通量密度照射270～290nm波段的紫外光。
作为紫外光的光源，只要是可以照射270～290nm波段的光的光源则没有特别限制，例如，可以使用UV灯等通常使用的紫外光光源。作为UV灯，例如，优选使用利用了SrSiO3：Pb荧光体的氙灯。另外，作为紫外光，也可以使用利用滤光片等从太阳光截取的紫外光。
当所使用的光源在发出270～290nm波段的光的同时，还以270～290nm波段的光的光量子通量密度的50％以上发出310nm～400nm波段或300nm～400nm波段或超过290nm且400nm以下波段的光时，可以组合使用对270～290nm波段的光的透射率分别大于对310nm～400nm波段或300nm～400nm波段或超过290nm且400nm以下波段的光的透射率的滤光片。另外，当在发出270～290nm波段的光的同时，还以270～290nm波段的光的光量子通量密度的10％以上发出200nm～260nm波段或小于270nm的波段(例如200nm以上且小于270nm、或100nm以上且小于270nm、或10nm以上且小于270nm、或1nm以上且小于270nm波段)的光时，可以组合使用对270～290nm波段的光的透射率分别大于对200nm～260nm波段或小于270nm的波段的光的透射率的滤光片。
从能量效率的观点出发，以例如在280±5nm内、更优选在280±2nm内具有主峰值波长的光的形式照射270～290nm波段的光。优选第2峰不存在、或者即使存在其强度也为主峰的1/10以下。
主峰(峰值波长270～290nm内)的半峰宽优选为5～15nm。通过使主峰的半峰宽为15nm以下，从而可以避免对植物中的酚性化合物的增量没有帮助(仅可能有害)的波段的光对植物的照射、并且能够照射对于植物中的酚性化合物的增量而言有效的波段的光(即，选择性照射)，而且能量效率也进一步提高。主峰的半峰宽小于5nm的光也可以用于本发明的方法，但从性价比的观点出发，目前优选使用主峰的半峰宽为5nm以上的光。在1个优选的具体实施方式中，照射植物的紫外光为具有峰值波长280±5nm及半峰宽5～15nm的波长谱的光。
作为紫外光的光源，特别优选为在发光光谱中具有单峰的发光二极管(LED)。在使用LED作为光源时，能够容易地实现：避免对植物中的酚性化合物的增量没有帮助(仅可能有害)的波段的光对植物的照射、并且照射对于植物中的酚性化合物的增量而言有效的波段的光(即，选择性照射)。另外，由于LED的低发热性、低耗电、长寿命，因此从能量效率及经济性的观点出发也优选使用LED。而且，容易进行照射量和/或光量子通量密度的控制/管理。
可以发出270～290nm的紫外光的LED可以使用例如AlGaN系材料、InAlGaN系材料。作为这种LED的具体例，可列举Deep UV－LED/型号NCSU234BU280(中心波长280nm；日亚化学工业)。
例如，可以通过控制光源的点亮及熄灭(例如植物在封闭空间内静置时)、或控制植物从照射区域通过所需要的时间(例如植物在输送装置上移动时)，从而将270～290nm波段的光对植物的照射量设定为1500～50000μmol/m2。
本说明书中，植物没有特别限定，优选为草本。植物可以是例如被子植物、特别是双子叶植物。作为适合于本发明的方法的双子叶植物，包括例如：十字花科(特别是芸苔属、萝卜属)、茄科(特别是茄属)、小檗科(特别是鬼臼属)、山茶科(特别是山茶属)、豆科(特别是大豆属)、芸香科(特别是柑橘属)、葡萄科(特别是葡萄属)、蔷薇科(特别是草莓属)、菊科(特别是莴苣属)、唇形科(特别是紫苏属)的植物。作为本发明中可以使用的植物的具体例，可列举拟南芥、鬼臼、茶树、大豆、酸橘、葡萄、卷心菜、西蓝花、小松菜、青梗菜、萝卜、芜菁、番茄、茄子、草莓、莴苣及紫苏等。
本说明书中，植物可以是具有UVR8光受体的植物。
虽然不受理论约束，但根据后述的基因表达分析的结果认为：270～290nm波段的光在植物的UVR8光受体的介导下使与酚性化合物(例如苯丙素、类黄酮、花青苷等)的生物合成路径相关的酶、转录因子的基因表达上调，其结果是植物中的酚性化合物的生物合成活性化。
本发明中使用的植物可以是包括枝条(茎和叶)及根系的植物体整体的形态，也可以是仅包括枝条之类的部分植物体的形态。
在植物为植物体整体的形态时，可以处于栽培状态，也可以是非栽培状态(并非通过根供给营养的状态)。在此，栽培可以是土壤栽培，也可以是营养液栽培(例如水培、固态培养基栽培)。营养液栽培可以在无菌下进行。
栽培可以在受控环境下进行。就受控的环境条件而言，包括例如明暗周期、温度、湿度、自然光和/或人工光的照射量、二氧化碳浓度。这些条件只要适合于所使用的植物的栽培/生长则没有特别限制。
明暗周期可以根据所栽培的植物及生长阶段适当选择(例如光照期为14～18小时的长日照条件、或例如光照期为6～10小时的短日照条件)。作为人工光的光源，可以使用以往使用的白炽灯、荧光灯、白色灯、高压钠灯、金属卤化物灯、LED等。以根据所栽培的植物及生长阶段等而适当设定的光合光量子通量密度照射人工光。光合光量子通量密度可以是例如100～500μmol/m2/s。
温度可以是例如20～30℃，湿度可以是例如50～80％。
二氧化碳浓度可以是例如约1000～1500ppm。
肥料/液肥可根据所栽培的植物来适当选择。通常，肥料/液肥包括氮、磷、钾。
在植物为非栽培状态时，可以是在自然光下或暗处在常温(例如15～30℃)下或低温(例如0～15℃)下储藏。
利用本发明的紫外光照射时的植物可以处于任意的生长阶段。在一实施方式中，照射时的植物为营养生长期，在另一实施方式中，照射时的植物为非栽培状态(即，收获后的植物[收获物])。
植物可以是植物幼苗，也可以是植物成株。植物幼苗可以是芽。芽也被称为发芽植物，是指种子发芽后、真叶展开前的植物幼苗。芽例如可通过在温度20～25℃的暗处栽培7天～10天而得到。
当植物处于栽培状态时，可以在光照期及暗期中的任一时期进行利用本发明的紫外光的照射。
本发明的方法可以还包括在照射270～290nm波段的光(紫外光)后将植物置于暗处12小时以上。本说明书中，“置于暗处”是指：将植物放置在暗处或暗室(光合光量子通量密度为该植物中不发生光合作用的水平。更具体而言，是指光合光量子通量密度≦10μmol/m2/s)。置于暗处的时间可以优选为24小时以上、更优选为36小时以上、更优选为48小时以上、进一步优选为72小时以上。置于暗处的时间的上限只要使该植物中的酚性化合物的含量相对于非照射植物增加则没有特别限定，例如可以为300小时，更具体而言为(小于)288小时。
置于暗处例如可以是常温下或低温下。
通过在紫外光的照射后将植物置于暗处12小时以上，从而该植物中的酚性化合物的量(含量)进一步增加。
本说明书中，酚性化合物只要是在所使用的植物中可天然合成者则没有特别限制，可以是例如苯丙素及多酚。多酚包括例如类黄酮、鞣酸、木脂体。作为类黄酮，可列举例如花青苷、黄烷(例如儿茶素)、黄酮、异黄酮、黄酮醇。
花青苷是在花青素上键合有糖链(例如葡萄糖、半乳糖、鼠李糖)的糖苷。作为植物中所含的常见花青素，可列举花葵素、矢车菊素、甲基花青素、飞燕草素、矮牵牛素、锦葵色素。花青苷是呈红～紫～蓝色的广泛存在于植物界的色素，(例如在食品中)被用作植物性着色剂，还已知作为抗氧化物质，因此是适合于通过本发明而在植物中使其增量的酚性化合物之一。
例如，作为拟南芥中所含的花青苷的1例，可列举下述化学式所示的物质。
[化1]
Figure BDA0002248567520000101
(线所包围的部分为花青素部分，此时为甲基花青素部分。)
本说明书中，“酚性化合物的增量”或“酚性化合物的含量增加”是指：与未进行利用本发明的紫外光照射的植物相比，酚性化合物的量增加，例如增加10％以上、优选增加20％以上、更优选增加50％以上、更优选增加100％以上[考虑到葡萄的照射15分钟(2250μmol/m2)的结果而追加]。需要说明的是，“酚性化合物的增量”或“酚性化合物的含量增加”也包括在照射后新和成了照射前并未合成的酚性化合物的情况。
酚性化合物的定量可以使用任意的公知方法进行，例如可以通过色谱法进行。作为色谱法，可列举液相色谱法(例如HPLC)。液相色谱法可以是反相色谱法。
通过按照本发明的紫外光照射，相较于非照射者，可以生产酚性化合物的量高达1.1倍以上、优选1.2倍以上、更优选1.5倍以上、更优选2倍以上、例如3倍以上的植物[同上]。因此，根据本发明的方法，可以将所生产的植物作为高附加值食物来廉价提供。
通过本发明的方法生产的植物适合作为用于生产酚性化合物的原料，该酚性化合物在该植物中的含量增加。
因此，本发明还提供一种酚性化合物的生产方法，其特征在于，包括：
按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2、另一方面310nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物照射紫外光的工序；
由该植物取得酚性化合物的工序。
本发明另外提供一种酚性化合物的生产方法，其特征在于，包括：
按照270～290nm波段的光的照射量达到1500～50000μmol/m2、另一方面300nm～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％、200nm以上且小于270nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的10％的方式，对植物照射紫外光的工序；
由该植物取得酚性化合物的工序。
由植物取得酚性化合物的工序例如可以通过提取来进行。提取可以通过任意公知的方法来进行，例如通过溶剂提取或超临界提取。
作为溶剂提取所使用的溶剂，可以从公知的溶剂中适当选择。溶剂可使用例如水(常温水～沸水)、与水具有混溶性的有机溶剂、或这些的混合溶剂(水与1种以上的与水具有混溶性的有机溶剂的混合溶剂、2种以上的与水具有混溶性的有机溶剂的混合溶剂)。与水具有混溶性的有机溶剂可以是极性有机溶剂，可列举例如甲醇、乙醇、正或异－丙醇、乙腈、丙酮、二噁烷、乙酸乙酯、二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙二醇、四氢呋喃。水可以以热水或沸水的形式使用。
提取可以在加温(例如80～90℃)和/或加压下进行。提取可以是回流提取。提取时间没有特别限制，可以从提取效率的观点出发适当决定。
就提取而言，不论是何种生长阶段均可使用植物的叶和/或茎，优选使用植物整体。植物可以直接用于提取，也可以粉碎后使用。在提取或粉碎前，可以对植物进行干燥和/或冷冻。
例如，为了除去杂质，提取液可以用合适的过滤器进行过滤，也可以供于离心分离。
在目标酚性化合物为花青苷时，提取中可以使用例如极性有机溶剂。可以向极性有机溶剂中加入酸。酸可以是例如盐酸、硫酸、甲酸、乙酸、磷酸、三氯乙酸、三氟乙酸或高氯酸。有机溶剂中，可以以例如0.1～10％、优选为1～3％的重量比包含酸。作为提取溶剂的具体例，可列举三氟乙酸、甲酸或乙酸/甲醇的混合溶剂、丙酮/甲醇/甲酸或乙酸的混合溶剂、盐酸/甲醇混合溶剂。
可以由所得到的提取物纯化酚性化合物。
纯化例如可以利用色谱法进行。色谱法可以是例如柱色谱法(特别是HPLC)，优选在反相模式下进行。
柱色谱法中使用的色谱柱可以根据分离模式从公知的色谱柱中适当选择。反相色谱法中，通常使用十八烷基化硅胶(ODS)柱(也称为C18柱)，但不限于此，例如也可以使用C30柱。
色谱法中，作为洗脱液，可以使用水、极性有机溶剂、或这些的混合溶剂(水与1种以上的极性有机溶剂的混合溶剂、2种以上的极性有机溶剂的混合溶剂)。极性有机溶剂如上所述。洗脱液中可以加入例如0.01～10M的三氟乙酸、甲酸、乙酸、磷酸、三氯乙酸等酸。
色谱法中，可以采用梯度法。这种情况下，作为洗脱液A，使用任选包含0.01～10M的酸的、极性溶剂与水的混合溶剂(例如混合比0：100～10：90)，作为洗脱液B，使用任选包含0.01～10M的酸的、混合极性溶剂(例如混合比50：50)或者极性溶剂与水的混合溶剂(例如混合比50：50～100：0)，可以将梯度设为例如在30～60分钟内A：B＝100：0～0：100之间。
流速没有特别限定，可以是例如0.2～2ml/分钟。
酚性化合物的检测例如可以通过测定250～300nm处的吸光度来进行。花青苷的检测可以通过测定500～550nm处的吸光度来进行。
通过本发明的方法生产的酚性化合物可以作为功能性食品(特定保健用食品、营养功能食品)、药品或其他工业制品的原料来使用。因此，根据本发明的方法，可以廉价提供所生产的酚性化合物来作为功能性食品、药品或其他工业制品的原料。
在一实施方式中，植物为拟南芥。拟南芥由于可在较短时间内生长且容易培育，因此适合于利用本发明的方法的酚性化合物(例如花青苷)的生产。
本发明另外涉及一种照明装置，其特征在于，具备光源和控制部，所述光源能发出波段270～290nm的光且波段300nm～400nm的发光量不足波段270～290nm的发光量的50％、波段200nm以上且小于270nm的发光量不足波段270～290nm的发光量的10％，所述控制部按照对植物的波段270～290nm的光的照射量达到1500～50000μmol/m2的方式控制光源，所述照明装置用于使植物中的酚性化合物增量。
本发明的照明装置在用于上述的本发明所涉及的植物中的酚性化合物的增量方法、生产酚性化合物的含量增加的植物的方法、及酚性化合物的生产方法(概括而言“本发明的方法”)时有用。
光源与关于本发明的方法而上述的光源相同。
光源优选为200nm以上且小于270nm(更优选为100nm以上且小于270nm、更优选为10nm以上且小于270nm、进一步优选为1nm以上且小于270nm)波段的光的照射量不足270～290nm波段的光的照射量的5％的光源，更优选为不足1％的光源。
另外，光源优选为300～400nm波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的30％、更优选不足20％、进一步优选不足10％的光源。在1个更具体的实施方式中，光源的超过290nm且400nm以下波段的光的照射量不足上述270～290nm波段的光的照射量的50％，优选不足30％，更优选不足20％，更优选不足10％。
从上述的观点出发，作为光源的适合的具体例，可列举LED或(具备必要的滤光片(参照上述)的)氙灯(例如使用SrSiO3：Pb荧光体的氙灯)，更优选LED。
本发明的照明装置可以仅具有1个光源，也可以具有多个光源。
控制部控制光源的点亮及熄灭的时机和/或调光。控制部例如可以是计时器和/或脉冲宽度调制电路。
本发明的照明装置可以设置在用于栽培和/或保管植物的密闭空间内。密闭空间只要能够栽培和/或保管植物则其形状、大小没有限制，例如可以是植物栽培施设、植物工场、仓库、容器、冰箱等。
在密闭空间内，照明装置可以配置在植物的上方和/或侧方和/或下方。
密闭空间内可以设有空调装置，空调装置将内部的温度和/或湿度控制在规定值。
在1个优选的实施方式中，在来自照明装置的波段270～290nm的光的照射量达到1500～50000μmol/m2后，在12小时以上期间，密闭空间的光合光量子通量密度保持在10μmol/m2/s以下(即，“暗处”或“暗室”状态)。暗处状态更优选持续24小时以上、更优选持续36小时以上、更优选持续48小时以上、进一步优选持续72小时以上。关于暗处状态的持续时间的上限，只要使该植物中的酚性化合物的含量相对于非照射植物增加则没有特别限制，可以是例如300小时，可以是(小于)288小时。
实施例
(实验1)
用MS(Murashige－Skoog)琼脂培养基对拟南芥进行无菌营养培育。具体而言，将灭菌处理后的种子播种于MS琼脂培养基，在温度22～23℃下，在植物培育箱(BMS－PS08RGB2、Bio Medical Sciences)中在长日照条件(光照期16小时/暗期8小时；光合有效光量子通量密度200μmol/m2/s)下从播种起培育14天。
培育14天后，使用LED，以光量子数2.5μmol/m2/s的照度，对拟南芥连续照射15分钟、4小时或4天峰值波长280nm(半峰宽10nm；Deep UV－LED/型号：NCSU234BU280)或峰值波长310nm(半峰宽10nm；Deep UV－LED/型号：NCSU234BU310)的紫外光(累积光量子数：2250、36000及864000μmol/m2)。将使用的LED的发光光谱示于图1。
然后，在暗处静置，直至测定花青苷为止。作为对照，使用不照射紫外光、而是在暗处静置24小时的拟南芥。
紫外光照射的24小时后，将拟南芥(干燥重量约30mg)冷冻粉碎，供于使用80％甲醇的溶剂提取。
按照下述条件用高效液相色谱(LC－10、岛津制作所)分析所得到的提取液的花青苷量。
HPLC条件
·色谱柱：ODS柱(Kinetex 5u C18 100A、Phenomenex)
·柱温度：40℃
·流速：2ml/分钟
·注入量：10μl
·流动相：洗脱液A 0.1％甲酸的水溶液
洗脱液B 0.1％甲酸的乙腈溶液
线性梯度经过49分钟B：1％～99％
·检测：210～750nm
将结果示于图2。
在照射了15分钟或4小时的峰值波长280nm的紫外光的拟南芥中，花青苷的量(峰高)相对于对照(A)分别增加到3倍以上(B)或接近2倍(C)。照射4天后的植物则没有检测到花青苷(D)。
另一方面，照射了15分钟、4小时或4天的峰值波长310nm的紫外光的拟南芥中，花青苷的量相对于对照(E)均降低(F～H)。
该结果表明，照射280nm附近的紫外光对增加拟南芥中的花青苷量有效，另一方面照射310nm附近的紫外光不仅没有帮助，而且还带来引起花青苷量降低之类的负面影响。
(实验2)
使用的LED的峰值波长为270nm(半峰宽10nm；Deep UV－LED/型号：NCU234BU270)或300nm(半峰宽10nm；Deep UV－LED/型号：NCU234BU300)，照射时间在峰值波长270nm时为15分钟(累积光量子数：2250μmol/m2)、在峰值波长300nm时为15分钟或4小时(累积光量子数：分别为2250及36000μmol/m2)，除此以外，与实验1进行同样的实验。将使用的LED的发光光谱示于图3。需要说明的是，图3中，为了比较还示出了峰值波长280nm及310nm的发光光谱。
将结果示于图4。需要说明的是，图中为了比较还示出了实验1的结果。
在使峰值波长270nm的紫外光照射15分钟、或使峰值波长300nm的紫外光照射15分钟或4小时的拟南芥中，花青苷的量(峰高)相对于对照均降低。
该结果表明：小于270nm的紫外光的照射和300nm附近的紫外光的照射不仅对于增加拟南芥中的花青苷量没有帮助，而且还带来引起花青苷量降低之类的负面影响。
示出实验1及2中使用的LED的波长成分比。
[表1]
Figure BDA0002248567520000161
(实验3)
对于采集或购买的酸橘(果皮)、鬼臼(根)、茶树(叶)及大豆(果皮)，使用LED(DeepUV－LED/型号：NCSU234BU280)以光量子数5μmol/m2/s的照度连续照射15分钟的峰值波长280nm(半峰宽10nm)的紫外光(累积光量子数：4500μmol/m2)。对于叶、茎，为了防止干燥及老化，在稍微浸入纯水中的状态下照射紫外线。
然后，在暗处静置直至测定酚性化合物为止。作为对照，使用不照射紫外光、而是在暗处静置24小时者。需要说明的是，对于叶、茎，为了防止干燥及老化，在稍微浸入纯水中的状态下置于暗处。
紫外光照射的24小时后，将各植物的部位(干燥重量约30mg)冷冻粉碎，供于使用80％甲醇的溶剂提取。
按照下述条件利用高效液相色谱(Prominence、岛津制作所)分析所得到的提取液的酚性化合物量。
HPLC条件
·色谱柱：ODS柱(Triart C18(150×4.6mm,S－5μm)、YMC)
·柱温度：40℃
·流速：1ml/分钟
·注入量：10μl
·流动相：洗脱液A 0.1％甲酸的水溶液
洗脱液B 0.1％甲酸的乙腈溶液
线性梯度 经30分钟B：1％～100％
·检测：190～800nm
将结果示于图5。
在照射了15分钟或4小时的峰值波长280nm的紫外光的酸橘(果皮)、鬼臼(根)、茶树(叶)及大豆(果皮)中，可以确认到作为酚性化合物特征性的在250～300nm附近具有吸收的峰的增大。
该结果表明，280nm附近的紫外光的照射对于增加酸橘、鬼臼、茶树及大豆中的酚性化合物有效。
(实验4)
对于购买的葡萄的各个果实(果皮)，使用LED(Deep UV－LED/型号：NCSU234BU280)以光量子数2.5μmol/m2/s的照度连续照射15分钟或4小时的峰值波长280nm(半峰宽10nm)的紫外光(累积光量子数：分别为2250或36000μmol/m2)。然后，在暗处静置，直至测定酚性化合物为止。作为对照，使用不照射紫外光、而是在暗处静置24小时的葡萄。
紫外光照射的24小时后，将果皮(干燥重量约40～100mg)冷冻粉碎，供于使用80％甲醇的溶剂提取。通过与实验3相同的条件用高效液相色谱(Prominence、岛津制作所)分析所得到的提取液的酚性化合物量。
将结果示于图6。
在照射了15分钟或4小时的峰值波长280nm的紫外光的葡萄(果皮)中，可以确认到作为花青苷的特征的在520nm附近具有吸收的峰的总面积增大(相对于非照射对照，增加至1.2～1.9倍)。
该结果表明，对于在非照射状态下花青苷含量也多的葡萄，280nm附近的紫外光的照射对于进一步增加花青苷有效。
(实验5)
按照实验1中记载的方法，对拟南芥连续照射15分钟的峰值波长280nm的紫外光(累积光量子数：2250μmol/m2)。
然后，在暗处静置12、24、48、72、96或288小时，直到测定花青苷为止。
在暗处放置后，将拟南芥(干燥重量约30mg)冷冻粉碎，供于使用80％甲醇的溶剂提取。
按照实验1中记载的方法分析所得到的提取液的花青苷量。
将结果示于图7。图中所示的倍数(例如“×0.4”、“×4.0”)为相对于紫外光照射后置于暗处24小时时的量(基准值)的倍数。需要说明的是，需要注意的是，在照射紫外线后置于暗处24小时时，花青苷量相对于非照射对照增加至3倍[参照图1]。即，相对于紫外光照射后置于暗处24小时时的“0.4倍”及“4倍”意味着相对于非照射对照分别为“1.2倍”及“12倍”。
该结果表明，若紫外光照射后置于暗处24小时以上，则紫外线照射植物中的酚化合物的量会进一步增加。
(实验6)
基因表达分析
总RNA的制备
由照射了45分钟的峰值波长280nm(半峰宽10nm；Deep UV－LED/型号：NCSU234BU280)的紫外光的拟南芥，在照射后立即使用RNeasy mini kit(Qiagen)按照操作说明书制备总RNA。
表达分析
对于所制备的总RNA，进行RNA－seq分析(Takara Bio株式会社)。序列分析使用HiSeq2500系统(Illumina公司)，作为参照序列数据而使用了TAIR10.37。
表2中示出表达量(FPKM；Fragments Per Kilobase of exon per Millionmapped reads，每百万读长中来自于某基因每千碱基长度的读长数)达到2倍以上的基因。
[表2]
基因表达分析数据
通过紫外线(峰值波长280nm)照射而表达量增加到2倍以上的基因
Figure BDA0002248567520000191
表中，带有“*”的基因表示其为与酚化合物的生物合成路径(图8)相关的酶的基因。
就照射280nm附近的紫外光的植物中的花青苷的增量而言，推测其原因在于：280nm附近的紫外光通过光受体UVR8的活化(单体化)而刺激UV-B光受体介导信号转导体系(表2)，结果，使作为莽草酸路径的限速酶(日文：律速)之一的查耳酮合酶的表达上调。因此认为，通过照射280nm附近的紫外光，植物中不仅花青苷的量增加，经莽草酸路径合成的酚性化合物通常也增量(实验3及4、图5及6)。
另外，光受体UVR8、UV－B光受体介导信号转导体系及莽草酸路径不仅在拟南芥中存在，而且在植物界中普遍存在，因此认为通过照射280nm的紫外光，通常可以使植物中酚性化合物的量增加。

Claims (19)

1.一种植物中的酚性化合物的增量方法，其特征在于，按照270nm～290nm波段的光的照射量达到1500μmol/m2～50000μmol/m2且310nm～400nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物照射紫外光，
所述植物为植物幼苗或植物成株，
以0.01μmol/m2/s～100μmol/m2/s的光量子通量密度照射所述270nm～290nm波段的光，
所述方法还包含下述步骤：在照射紫外光后，将植物置于暗处24小时以上。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述310nm～400nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的10％。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，300nm～400nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的50％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，以1μmol/m2/s～5μmol/m2/s的光量子通量密度照射所述270nm～290nm波段的光。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，200nm～260nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的20％。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，200nm以上且小于270nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的10％。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述紫外光是具有峰值波长280±5nm及半峰宽5nm～15nm的波长谱的光。
8.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述紫外光是以LED为光源的光。
9.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，对植物的紫外光照射在暗处进行。
10.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，将植物置于暗处48小时以上且小于288小时。
11.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述植物为十字花科、小檗科、山茶科、豆科、芸香科或葡萄科植物。
12.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述植物为选自拟南芥、鬼臼、茶树、大豆、酸橘、葡萄、卷心菜、西蓝花、小松菜、青梗菜、萝卜、芜菁、番茄、茄子、草莓、莴苣及紫苏中的植物。
13.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，所述酚性化合物为多酚。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述多酚为类黄酮。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述类黄酮为花青苷。
16.一种生产酚性化合物的含量增加的植物的方法，其特征在于，按照270nm～290nm波段的光的照射量达到1500μmol/m2～50000μmol/m2、另一方面310nm～400nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的50％的方式，对植物照射紫外光，
所述植物为植物幼苗或植物成株，
以0.01μmol/m2/s～100μmol/m2/s的光量子通量密度照射所述270nm～290nm波段的光，
所述方法还包含下述步骤：在照射紫外光后，将植物置于暗处24小时以上。
17.一种生产酚性化合物的含量增加的植物的方法，其特征在于，按照270nm～290nm波段的光的照射量达到1500μmol/m2～50000μmol/m2、另一方面300nm～400nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的50％、200nm以上且小于270nm波段的光的照射量不足所述270nm～290nm波段的光的照射量的10％的方式，对植物照射紫外光，
所述植物为植物幼苗或植物成株，
以0.01μmol/m2/s～100μmol/m2/s的光量子通量密度照射所述270nm～290nm波段的光，
所述方法还包含下述步骤：在照射紫外光后，将植物置于暗处24小时以上。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中，植物为芽状态。
19.根据权利要求16或17所述的方法，其中，植物为非栽培状态。
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