【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は植物中の成分、例えば硝酸、リン酸、塩化物、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの無機イオン、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸等の抽出方法および、これに用いるための部材およびその方法によって抽出された成分の測定方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
植物中には硝酸、リン酸、塩化物、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの無機イオン、シュウ酸、クエン酸、等の有機酸等多くの成分が含まれている。これらの成分の植物中での濃度は植物の性質や生育と深い関係があることがわかっている。例えば植物中の硝酸、リン酸、塩化物、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの無機イオンの濃度は植物の成長と深い関係があるほか、その濃度が高すぎたり低すぎたりした場合は様々な病気が発生する。また植物中のシュウ酸の濃度は、その植物を食用にした場合の食味に関係しており、例えばシュウ酸の濃度が高い植物は食べたときにエグ味が強くなり植物の食味を著しく低下させる。さらに硝酸やシュウ酸を多量に摂取することは人間やその他の動物に害を及ぼす。硝酸は、人間の体内において腸内細菌の働きにより食物中の二級アミンと反応し、発癌性のＮ−ニトロソアミンが生成する。また乳児が硝酸塩を多量に摂取するとブルーベビー症候群を発症するという報告もある。一方、シュウ酸は人間の体内でカルシウムと結合しカルシウムの吸収阻害や結石の原因になる。そのため農業分野では作物中の無機イオンや有機酸の濃度を知ることが重要視されており、作物中の成分の分析が行われている。
【０００３】
植物中の無機成分を分析する場合、まずそれらの成分を植物から抽出した後、抽出物中の成分の濃度を機器分析などで測定するという手順がとられる。
【０００４】
従来、植物中の成分抽出方法としては、植物の葉や茎を熱や強酸で分解した後の残留物を、水や酸などの水溶液に溶解して抽出液とする方法、植物の葉や茎などをすりつぶした後，不溶分のろ過や活性炭による着色成分の除去を行い抽出液を得る方法、植物の葉や茎をハサミなどで細かく切断したものを、水や塩類溶液などに数時間浸し溶液中に成分を抽出する方法などがある。
【０００５】
これらの方法で抽出した成分濃度の測定には、原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、イオンクロマトグラフィー、発色剤を用いた比色法などが用いられている。
これらの方法は、例えば、非特許文献１および同２に記載されており、農業分野でもよく用いられている。また特許文献１では、植物を細かく切断し成分を抽出するための部材と、抽出した成分の濃度を測定するための試験紙および反射式光度計を組み合わせた植物の成分測定用の装置が紹介されている。
しかし前記の従来法による植物中の成分分析法を前記農業分野における作物体中の成分の分析に適用するには、従来法で用いられる成分抽出法に問題がある。
【０００６】
植物を熱や強酸で分解する方法は、電気炉などの設備が必要であり、また強酸は危険な薬品であるので前記の農業分野での利用には不適当である。また植物をすりつぶしたり、細かく切って溶液に浸すことで成分を抽出する方法は、操作に伴う危険は少ないが、切断、圧搾、ろ過、着色成分の除去などの煩雑な手作業が多く測定者の作業負担が大きい。また乳鉢や試験管などの部材や、抽出用の水や塩類溶液などの液体を用いるため、圃場などの安定な作業台がない場所では作業が難しい。さらに、農業分野では分析に関する専門の技術や知識のない者が測定を行う場合もあるため、これらの操作を正確に行うことは難しい。
【０００７】
前述の通り、従来の植物成分の抽出法には多くの欠点があり、農業分野での使用に適した方法はいまだ見出されていないのが現状である。つまり、植物中の成分分析法を農業分野での使用に適したものにするには、植物中の成分の抽出方法をより簡便にする必要がある。
【０００８】
さらに、園芸作物の品質簡易検査法として、園芸作物の新鮮な生態から発生する揮発性ガスと呈色反応する試薬を、紙などからなる小片に浸透させた検査紙を接着または同封し、呈色反応の状態から該園芸作物の品質を判定する検査法が開示されている（特許文献２）。しかし該方法において定量の対象となり得るのは作物内部から外界に放散される揮発性成分のみであり、作物体中の成分の定量を行うことはできない。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２９７９４７８号公報（第１−５頁）
【特許文献２】
特開昭５８−５２５６１号公報（第１−６頁）
【非特許文献１】
植物栄養実験法編集委員会著「植物栄養実験法」博友社、１９９０年７月２５日、ｐ．１１４〜２５０、ｐ．３７１〜３９０
【非特許文献２】
細谷 毅、三浦泰昌著「新版 花弁の栄養生理と施肥」農山漁村文化協会、１９９５年３月３１日、ｐ．１０９〜１１８
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は上記問題を解決し、従来法より優れた植物中の成分を抽出するための方法を提供することにある。さらに詳細には、抽出操作に際して測定者が分析に関する特別の知識や技術を持っていなくとも抽出操作を安全に行うことができ、かつ抽出に際して液体の添加、切断、圧搾、ろ過、希釈などの作業を必要しない簡便な植物中の成分を抽出・測定するための方法を提供することにある。
また、本発明の課題は、抽出した成分の濃度の測定を試験紙を用いた比色法を用いて簡便に行える植物中の成分測定方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者らは、上記課題に鑑み、医療部材の分野において知られている吸水性部材に着目した。
例えば、特開２００２−６３９号公報では、救急絆創膏用パッドおよびそれを用いた救急絆創膏として自重の５０〜２５０重量％の吸水率を有するハイドロコロイド層を救急絆創膏用パッドとしポリウレタンまたは合成ゴムからなる伸縮性布帛などからなる粘着シートの片面に形成した救急絆創膏を紹介している。この救急絆創膏を切り傷や擦り傷の創傷部位に貼付することにより、救急絆創膏用パッドによって創傷部位から滲出する体液が吸収され、創傷部位が適度な湿潤状態に保たれることによって、創傷部の治癒を促進する効果があると報告されている。
【００１２】
また、特開平１０−１５５８９２号公報では、医療用高分子ゲルとして、水膨潤性高分子ゲルに薬剤を結合させたものが紹介されている。この医療用高分子ゲルを、例えば切り傷などの創傷部位に貼付することによって、ゲルに結合された薬剤が創傷部位に対して適当量放出され、創傷部の治癒を促進する効果がある。さらに前記特開２００２−６３９号公報に開示されている方法と同様に、創傷部位から滲出する体液を吸収することによる創傷部の治癒促進効果もあると報告されている。
【００１３】
本発明の発明者らは、上記課題および全くの異分野である医療分野における上記知見に鑑み研究を進めた結果、驚くべきことに、抽剤を染み込ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることによって、植物中の成分の抽出が極めて簡便かつ安全に、しかも高い再現性において行えることを見出し、さらに鋭意研究を重ねることによって本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、植物中の成分を抽出する方法であって、抽剤を含ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることを含む、前記方法に関する。
また、本発明は、吸水性部材が、紙、布帛、または高分子ゲルである、前記方法に関する。
【００１５】
さらに、本発明は、抽剤が、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、セルラーゼおよびペクチナーゼの１種または２種以上を含む水溶液である、前記方法に関する。
また、本発明は、植物中の成分を抽出するための抽剤を含ませた吸水性部材を含む、植物成分抽出部材に関する。
さらにまた、本発明は、植物表面と吸水性部材表面との接触を固定するためおよび／または吸収性部材中の水分の蒸発を防ぐための支持部材をさらに含む、前記植物成分抽出部材に関する。
【００１６】
またさらに、本発明は、前記いずれかの方法によって植物中の成分を抽出した後、抽出された植物中の成分を測定することを含む、植物中の成分の測定方法に関する。
そして、本発明は、植物中の成分の測定が、植物中の成分を抽出した後の吸収性部材と、測定用の試験紙とを接触させることを含む、前記方法に関する。
【００１７】
本発明による植物中の成分抽出法においては、分析対象である植物の表面に抽剤を染み込ませた吸水性部材を接触せしめることによって、植物体の表面が前記抽剤によって破壊され、植物細胞内、細胞間、維管束内などにある溶液が植物の表面に滲出し、該溶液が前記吸水性部材に吸収されることによって成分の抽出が行われる。すなわち、本発明による植物中の成分抽出法によれば、分析対象である植物の表面に抽剤を染み込ませた吸水性部材を接触せしめるという極めて簡便な操作によって、分析に関する特別な知識や技術を用いることなく植物中の成分の抽出を行うことができる。
【００１８】
本発明による植物中の成分抽出法においては、従来法で必要であった植物の切断、圧搾、溶液のろ過などの煩雑な操作が不要であり、測定者の作業負担が大きく低減されている。また、本発明による植物中の成分抽出法においては、乳鉢や試験管などの器具や、水、塩類溶液等の液体を用いないため、圃場など安定な作業台がない場所でも容易に植物中の成分の抽出を行うことができる。
【００１９】
さらに、本発明による植物中の成分抽出法においては、酸などの危険な溶液自体を取り扱う必要がなく、抽出および測定操作ならびに測定後の廃棄物の処理を安全に行うことができる。
上記のことから、本発明による植物中の成分抽出法においては、従来法と比較して、遥かに簡便かつ安全な操作によって植物中の成分の抽出が可能であるため、同法は農業分野などにおいて行われる分析に特に好適である。
【００２０】
また、本発明による植物中の成分抽出法においては、成分を抽出するための吸収性部材として、紙、布帛、または高分子ゲルなどの広範な種類の資材を用いることができる。
【００２１】
さらに、本発明による植物中の成分抽出法においては、抽剤として塩酸、硫酸または硝酸などの汎用性の高い酸を用いることができ、特別な試薬を用いる必要はない。したがって、本発明による植物中の成分抽出法においては、植物中の成分抽出を低コストで行うことができる。
【００２２】
また、本発明による植物成分抽出部材においては、前記抽剤を含有せしめた吸収性部材を具備している。したがって、本発明による植物成分抽出部材によれば、植物中の成分の抽出を簡便かつ安全に行うことができる。
また、本発明による植物中の成分を抽出するための部材であって、植物表面と吸水性部材表面との接触を固定するための支持部材をさらに含む植物成分抽出部材によれば、吸収性部材の固定をより安定的に行うことが可能になり、植物中の成分の抽出をより効率的に行うことができる。
【００２３】
本発明による植物成分抽出部材は、水または水溶液を保持する性質を有し、かつその周囲の環境との間で、拡散によって水や水溶液中の成分を交換せしめる性質を有する吸収性部材を具備したものであれば如何なるものであってもよく、広範な資材を用いることができる。したがって、測定者は、該部材を予め調製または入手し、測定時に前記部材を用いることができる。また、この部材は大きさを数ｃｍ以下と小さくすることができるため、運搬が極めて容易であり、分析の対象である植物の圃場に運搬し、成分の抽出およびその測定を行うことができる。したがって、本発明による植物中の成分を抽出するための部材は、農業分野において用いる際に特に好適である。
【００２４】
本発明による植物中の成分の分析方法においては、前記本発明による植物中の成分抽出法によって、植物中の成分の抽出が行われる。したがって、本発明による測定方法によれば、測定対象である成分の抽出を、極めて簡便かつ安全に行うことができる。
また、本発明による植物中の成分の測定方法において、抽出後の成分の測定を、植物中の成分を抽出した後の吸収性固体を測定用の試験紙の測定部分と接触させた後に行えば、該試験紙の色の変化を目視で観察するか、または光度計で測定することによって吸水性部材中の成分の測定を行うことができるため簡便である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
図１に本発明の実施形態の一例を示す。
図１に示す実施の形態は吸水性部材１に抽剤を含有させたもので構成されており、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図である。吸水性部材１は抽剤を保持し、かつ植物から抽出した成分を保持する機能を有する。吸水性部材に用いる資材としては、水または水溶液を保持する性質を有し、かつその周囲の環境との間で、拡散によって水や水溶液中の成分を交換せしめる性質を有する資材であればいずれでもよい。植物の表面に接触せしめたときに、植物表面の形状に応じて変形するように適度な柔軟性を有しているものは好ましい。
好ましい資材として、例えば紙、布帛、高分子ゲルなどが挙げられる。
【００２６】
本発明で吸水性部材として用いられる布帛として、木綿、麻、羊毛などの天然繊維、レーヨン、キュブラなどの再生繊維、アセテート、ナイロン、ポリエステル、アクリル樹脂と総称される、アクリル酸およびそのエステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸ならびにそのエステルの重合体および共重合体、酢酸ビニル、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系、ポリウレタン、ポリクラールなどの重合体もしくはそれらのうち２種以上のモノマーよりなる共重合体から得られる合成繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維、木材パルプなどのうち１種または２種以上を含む織布、不織布などが挙げられる。製造時のコストなどの面から、不織布は好ましい。
【００２７】
本発明で吸水性部材として用いられる不織布の製造方法に特に制限はなく、エアレイパルプ法、湿式法、スパンレース法、メルトブロー法などによって製造された不織布を用いることができる。
【００２８】
不織布の材質としては、アクリル樹脂、またはガラス繊維を含む不織布が、耐酸性、耐候性の面において好ましい。また、抽剤として水酸化アルカリを用いる場合は、アクリル樹脂が耐アルカリ性の面において好ましい。
【００２９】
本発明で吸水性部材として用いられる高分子ゲルとしては、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどの合成高分子およびそれらの誘導体、デンプン、ガラクトマンナン、セルロース、ペクチン酸、アルギン酸、カラギーナン、寒天、プロテオグリカンなどの多糖類およびそれらの誘導体、ゼラチン、卵白アルブミン、血清アルブミン、コラーゲン、カゼインなどのタンパク質およびそれらの誘導体、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリジンなどのポリアミノ酸およびそれらの誘導体などのうち、少なくとも１種を共有結合、静電結合、水素結合、疎水結合などの形態で架橋した高分子ゲルの少なくとも１種を用いることができる。これらのうち、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどの合成高分子およびそれらの誘導体を架橋したものは好ましい。
【００３０】
例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドンおよびこれらの誘導体に、架橋剤としてビスアクリルアミド、エチレングリコールビスメタクリレートなどの多官能性化合物を加えることによって共有結合で架橋した高分子ゲルが得られる。これらの合成高分子から高分子ゲルを合成する際には、それぞれを構成するモノマーを重合させて高分子としたものを架橋した高分子ゲルも用いることができ、モノマーの重合と架橋を同時に行うことによって合成した高分子ゲルも同様に用いることができる。また、重合や架橋の際には、用いるモノマーなどを適当な溶媒に溶解したものを用いてもよい。
【００３１】
高分子ゲルの合成方法としては、重合開始剤を加えることによって重合させる方法を用いてもよいし、加熱、光照射または放射線照射によって反応させる方法も適宜用いることができる。重合開始剤としては、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウムなどの過酸化物、アゾビス−２−アミノジプロパン塩酸塩などのアゾビス化合物などを適宜用いることができる。また光照射による重合を行う場合はリボフラビンなどの色素などを光増感剤として用いることができる。
【００３２】
また、ポリアクリル酸、アルギン酸、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸などカルボキシル基を有する化合物の溶液にＣａ２＋などの多価カチオンまたはそれらの化合物を加えることによって静電結合によって架橋した高分子ゲルが得られる。また、カラギーナン、寒天などの多糖類やゼラチン、コラーゲンなどのタンパク質の水溶液または有機溶媒溶液を冷却することによって水素結合で架橋した高分子ゲルが得られる。また卵白アルブミンや血清アルブミンなどのタンパク質の水溶液を加熱することにより疎水結合で架橋した高分子ゲルを得ることができる。
【００３３】
前記資材のうち、吸水性部材として用いたときの十分な強度および保水力、また水を吸収したときの優れた保形性などの面から上質紙、中質紙、クラフト紙、グラシン紙などの紙、アクリロニトリル、アクリルアミド、酢酸ビニルのうちの１種または２種以上またはガラス繊維を含む不織布または、ポリアクリルアミドを架橋した高分子ゲルは好ましい。さらに、抽出した成分の測定を試験紙を使った比色法で行う場合には吸水性部材が無色透明である方が好ましいため、この場合の吸水性部材としては、ポリアクリルアミドを架橋剤で架橋した高分子ゲルが特に好適である。
【００３４】
吸水性部材としてポリアクリルアミドを用いる場合、高分子ゲル中のアクリルアミドの濃度範囲は１．０〜６０％（重量百分率。以下全ての％について同じ）であると好ましい。
アクリルアミドの濃度が１．０％であれば、高分子ゲルの強度が低下しないため、吸水性部材としての使用時に裂けることがないため使い勝手が良好である。またアクリルアミドの濃度が６０％以下であれば、ゲルが硬く、もろくならないため、植物の表面に対する付着性に優れる。また、アクリルアミドの濃度が６０％以下であればゲルが割れにくい。したがって、アクリルアミドの濃度が６０％以下であれば、吸水性部材として使い勝手が良好である。
【００３５】
吸水性部材として用いる高分子ゲル中のアクリルアミドの濃度範囲は、さらに好ましくは２．０〜３０％であり、最も好ましくは７．０〜１３％である。
【００３６】
またアクリルアミドを架橋する際に架橋剤としてビスアクリルアミドを用いる場合の濃度範囲は、好ましくは高分子ゲル中の高分子に対して０．０１〜１０％である。
上記ビスアクリルアミドの濃度においては、高分子ゲルの強度が低下しないため、吸水性部材としての使用時に裂けることがないため使い勝手が良好である。
また、上記ビスアクリルアミドの濃度範囲においては、ビスアクリルアミド濃度が高い場合に生じるゲルが硬くかつもろくなることに起因する、植物の表面に対する付着性の低下を避けることもできる。また、上記濃度範囲においては、ゲルが割れにくいため、吸水性部材として使い勝手が良好である。
【００３７】
架橋剤として用いる高分子ゲル中のビスアクリルアミドの濃度範囲は、さらに好ましくは０．０５〜５．０％であり、最も好ましくは０．１〜１．０％である。
【００３８】
吸水性部材の形状については特に制限はなく、例えば平板状（円形、正方形、長方形、ひし形）、繊維状、円筒、角柱、円錐、四角錘、三角錐、球形などやそれらのうち２種類以上を組み合わせた形状など、任意の形状を用いることができる。
植物に付着させる場合により密着しやすい形状であると好ましい。例えば吸水性部材としてポリアクリルアミドを架橋剤で架橋した高分子ゲルを用いる場合は、
平板状のものは好ましい。
【００３９】
吸水性部材の大きさとしては、一辺の長さが１．０〜３０ｍｍの範囲が好ましく、厚さは０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましい。一辺の長さが５．０〜１５ｍｍおよび厚さ０．８〜１．３ｍｍの範囲はそれぞれ特に好ましい。したがって、一辺の長さが１．０〜３０ｍｍの範囲である平板状の吸収性部材および厚さが０．２〜２．０ｍｍの範囲の平板状の吸収性部材はそれぞれ好ましく、一辺の長さが１．０〜３０ｍｍである平板状の吸収性部材、厚さ０．２〜２．０ｍｍの範囲である平板状の吸収性部材はより植物に付着させやすいため、それぞれより好ましい。
【００４０】
上記のように吸水性部材の一辺の長さが１．０ｍｍ以上であれば、適度な大きさを有するため測定時の取り扱いが容易であり、また、３０ｍｍ以下であれば、大きすぎることがないため、吸水性部材が測定対象である植物からはみ出すなどして、吸収性部材全体を植物の表面に付着させにくくなることがなく、測定誤差を低減することができる。
また、吸水性部材の厚さが０．２ｍｍ以上であれば、吸水性部材の強度および保水性に優れる。また、吸水性部材の厚さが２．０ｍｍ以下であれば、吸水性部材の柔軟性が低下しないため、植物の形状に拘わらず吸水性部材全体を容易に貼り付けることができ、測定誤差を低減できるため好ましい。
【００４１】
前記の材質で作製した吸水性部材を成形するためには、例えば吸水性部材が紙または布帛である場合には、希望の形状に裁断することができる。一方、ポリアクリルアミドなどの高分子ゲルを吸水性部材として用いる場合、高分子ゲルが一定の形状を保つのに十分な強度を有している場合は、高分子ゲルの合成後に希望の形状になるように裁断するか、ゲルの合成時に希望の形状の型に入れることにより希望の形状に成形することができる。一方、高分子ゲルが一定の形状を保つのに十分な強度を有していない場合は、例えば高分子ゲルを支持体に展膏した後、希望の形状に裁断したものを吸水性部材として用いることができる。ここで用いる支持体としては、後述する支持部材に用いることができる材質と同じものを用いてよい。
【００４２】
本発明の吸水性部材は前記方法で作製したものをそのままの形状で用いてもよいが、吸水性部材の作製後、吸水性部材を裁断するなどしてその形状を変更することは自由に行うことができる。例えば、測定する植物の形状などの使用条件によって吸水性部材の形状を任意に変更することができる。
【００４３】
本発明において、吸水性部材に染み込ませて用いる抽剤は、植物表面に接触することによって、植物組織を構成する細胞壁の成分であるセルロースや、細胞間の結合物質の成分であるペクチンなどを分解し、植物細胞内、細胞間、維管束内などにある溶液を植物の表面に滲出させるための溶液である。このような抽剤としては、例えば水溶液およびメタノール、エタノール、１，２−プロパンジオール、グリセリンなどの１価または多価アルコールならびにアセトンなど水と相分離しない有機溶媒のうち１種類又は２種類以上を混合したものなどが挙げられるが、水溶液が好ましく、酸、水酸化アルカリおよび酵素の１種または２種以上を含むものはより好ましい。
【００４４】
酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸および酢酸などの１種または２種以上が、水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなどの１種または２種以上、ならびに酵素としてはセルラーゼおよびペクチナーゼなどの１種または２種以上が挙げられる。これらのうち、塩酸、硫酸または硝酸の１種または２種以上を含む水溶液は特に好ましく、塩酸を含む水溶液は最も好ましい。
【００４５】
植物中の塩化物イオン、硝酸イオンあるいは硫酸イオンの濃度を測定する場合には、抽剤としてそれと同種のイオンを含まない溶液を用いることによって、測定誤差を低減できるため好ましい。
本発明で抽剤として用いる水溶液の濃度については特に制限はないが、例えば抽剤として塩酸の水溶液を用いる場合、好ましい濃度範囲は０．００００１〜３８％である。高濃度であるほど植物中の成分が抽出されやすくなり、低濃度であるほど使用時の安全性が増大するところ、前記濃度範囲であれば、植物中の成分の抽出を十分に行うことができる。さらにより安全に抽出を行うためには、塩酸の濃度範囲として、０．００００１〜１０％がより好ましく、特に好ましくは０．０１〜１．０％である。
【００４６】
抽剤を吸水性部材に染み込ませる方法としては、吸水性部材を抽剤中に浸す方法や吸水性部材に抽剤を滴下する方法などがある。例えば吸水性部材としてガラス繊維を原料とした不織布（以下グラスファイバー製パッドとする）を用いる場合は、吸水性部材を抽剤に浸して１分以上放置することによって、抽剤を吸水性部材に染み込ませてよい。また、吸水性部材としてポリアクリルアミドを架橋した高分子ゲルを用いる場合は、吸水性部材を抽剤中に浸し５分以上放置することで抽剤を吸水性部材に染み込ませてよい。
【００４７】
本発明の植物成分抽出部材において、植物表面と該植物成分抽出部材表面との接触を固定するための支持部材をさらに含むものは、吸収性部材の固定をより安定的に行うことが可能になり、植物中の成分の抽出をより効率的に行うことができるため好ましい。
【００４８】
本発明のそのような実施形態の一例、すなわち吸水性部材表面に固定された、吸水性部材を固定するための支持部材をさらに具備した態様を図２に示す。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図である。
支持部材２は、吸水性部材を測定対象である植物の表面に接触した状態で固定するために、および／または吸水性部材中の水分が蒸発によって失われるのを防ぐために、吸水性部材を密封するためのものである。
支持部材に用いることができる材質としては、吸水性部材を植物の表面に密着した状態で密封するため、植物表面の形状に応じて変形できるように適度な柔軟性を有しているものが好ましく、例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアクリル酸樹脂、上質紙、中質紙、クラフト紙、グラシン紙などの紙などの少なくとも１種を用いたフィルムまたはシート、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルなどの材質のうち少なくとも１種を用いた織布または不織布などの布帛を用いることができる。
【００４９】
支持部材の形状としては特に制限はないが、シート状のものは取り扱い易さに優れるため好ましい。支持部材の大きさに制限はないが、密封しようとする吸水性部材と同じがそれより大きいと好ましい。支持部材の大きさが、密封しようとする吸水性部材より大きければ、吸水性部材を植物の表面に十分に固定することができる。また、この場合、吸水性部材を確実に密封することができるため、吸水性部材からの抽剤の蒸発を防ぐことができる。
また、支持部材の大きさは用いる吸水性部材の大きさや分析しようとする植物の形状に合わせて任意に変更することができる。
【００５０】
支持部材の厚さは５〜２００μｍの範囲が好ましい。支持部材が厚い場合、強度に優れるため好ましい。また、支持部材が薄ければ、支持部材の柔軟性が保たれ、吸水性部材を植物の表面に固定する際に使い勝手がよく好ましい。したがって、支持部材の厚みの範囲として、５〜１００μｍはより好ましい。例えば大きさ１０×１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの吸水性部材を使って直径５ｍｍの茎から成分を抽出する場合、支持部材として、大きさ１０〜２０ｍｍ、厚さ５〜１００μｍのシートまたはフィルムを用いると最も好ましい。
【００５１】
さらに支持部材２の表面に粘着剤を塗布し、植物の表面に付着しやすくしたものも同様に用いることができる。
上記粘着剤に特に制限はなく、例えばアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルエーテル系粘着剤ポリウレタン系粘着剤、デンプン、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子系粘着剤を用いることができる。
さらに、支持部材の表面の一部または全部にシリコーン樹脂やフッ素樹脂を塗布し剥離処理を施すことによって、支持部材を吸水性部材、支持部材および植物表面から剥離しやすくしたものも用いることができる。
【００５２】
支持部材の使用方法としては、吸水性部材を植物の表面に接触させた後、その上から支持部材を被せて吸水性部材を密封、固定してもよいし、予め支持部材の片面に吸水性部材を固定しておいたものを、吸水性部材が植物の表面に接するように植物の表面に被せて用いてもよい。支持部材に吸水性部材を固定する位置に特に制限はない。
支持部材に吸水性部材を固定する方法としては、支持部材の片面に前記粘着剤を塗布し、その面に吸水性高分子を貼り付けて固定してもよいし、吸水性部材が高分子ゲルの場合は、それらの原料を溶液として支持部材の片面に塗布し、支持部材の上で重合反応を進行させ高分子ゲルを合成してもよい。
【００５３】
また、抽剤を染み込ませた吸水性部材を支持部材で包み密封することによって吸水性部材に染み込ませた抽剤の蒸発を防ぐことができ、吸水性部材を長期間使用可能な状態で保存することができる。さらに、植物中の成分濃度を測定する際には、吸水性部材を包んでいる支持部材を広げ吸水性部材を露出させてから、吸水性部材を植物に接触させ、再度植物と吸水性部材を支持部材で包み密封することによって吸水性部材を植物に密着した状態で固定するとともに、吸水性部材中の抽剤の蒸発を防ぐことができる。
【００５４】
支持部材としては、１つの支持部材を用いて吸水性部材を密封してもよいし、２つ以上の支持部材を用いてもよい。この場合それぞれの支持部材の材質は同じものを用いてもよく、異なる材質を任意に選択して組み合わせて用いてもよい。また、例えば、吸水性部材を保存するときには２つの支持部材を用い、測定を行う際にそのうち１つを吸水性部材からはがし、残りの１つの支持部材によって、吸水性部材を植物表面に固定し、かつ吸水性部材を密封してもよい。
【００５５】
本発明による植物中の成分の抽出および測定は以下に示すような手順によって行うことができる：
ａ）吸水性部材の植物体表面への接触
ｂ）接触を一定時間保持することによる成分の抽出
ｃ）吸水性部材中に抽出された成分の測定。
【００５６】
まず、抽剤を染み込ませた吸水性部材を、成分を測定したい植物の表面に接触させる。吸水性部材を接触させる植物の部位には特に制限はなく、例えば葉、茎、葉柄、果実等の表面に接触させてもよく、また葉、茎、葉柄、果実等の切断面に接触させてもよい。測定部位は、測定の目的や、吸水性部材を接触させやすい形状かどうかなどを基準に任意に選ぶことができる。例えば植物中の硝酸イオン濃度を測定するときには茎や葉柄が分析に適している。これは茎や葉柄では植物中の他の部分と比べ硝酸イオンの存在量が多いためである。
【００５７】
図３は、図１に示した本発明の実施形態を用いて植物の茎の成分を測定している状態を斜めから見た断面図を示したものである。ここに示したような形態で吸水性部材１を植物の茎３の表面に接触させることによって、植物中の成分を吸水性部材に抽出することができる。
【００５８】
次に、吸水性部材を植物の表面に接触させたまま、一定時間放置することによって、成分の抽出を行う。ある時間までは、前記放置時間（以下抽出時間とする）に比例して吸水性部材に抽出される成分量は増加するので、分析する植物の種類や測定対象である成分の種類によって抽出時間を変えることによって、測定に適した濃度の成分を抽出できる。例えばホウレンソウの葉柄中の硝酸イオンを測定する際には、抽出時間を２〜２４時間とすると好ましい。抽出される成分濃度の再現性を高めるためには、抽出時間を８〜２４時間とするとさらに好ましい。
【００５９】
抽剤を染み込ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることによって、吸水性部材に保持された抽剤が前記植物の表面に接触し、抽剤によって植物組織を構成する細胞壁の成分であるセルロースや、細胞間の結合物質の成分であるペクチンなどが分解され、植物細胞内、細胞間、維管束内などにある溶液が植物の表面に滲出する。植物表面に滲出した植物成分は隣接した吸水性部材中に拡散して保持される。このような仕組みによって、本発明による植物中の成分の抽出方法においては、植物中の成分を吸水性部材に抽出することができる。
【００６０】
最後に、吸水性部材中に抽出された成分の測定を行う。なお、本明細書においける「測定」の用語は、任意成分の検出および／または定量を意味する。
本発明の方法においては、植物中に含まれている成分の濃度に比例した量の成分が吸水性部材に抽出される。したがって、吸水性部材に抽出された成分を測定することによって、その植物に含まれる成分の濃度を求めることができる。
【００６１】
吸水性部材中に抽出された植物中の成分を測定するための方法としては、原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、イオンクロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、発色剤を用いた比色法などの既知の方法を用いることができる。
これらの方法によって吸水性部材に抽出された植物成分を測定する場合、吸水性部材を水に浸漬し、吸水性部材中の成分を水に抽出したその水を測定試料としてよい。
前記浸漬時間は吸水性部材の材質によって異なるが、例えば吸水性部材としてポリアクリルアミドを架橋した高分子ゲルを用いている場合は、吸水性部材を水に５分以上浸漬することによって吸水性部材内の成分を水に抽出できる。
【００６２】
一方、発色剤などを染み込ませて乾燥させた試験紙を用いた比色法で測定する場合は、試験紙を吸水性部材の表面に接触させることによってより簡便に成分を測定できるため好ましい。本発明において用いることができる試験紙として、発色剤として測定対象成分と水溶液中で混合することによって色が変化する物質を溶液としてろ紙に染み込ませた後、該ろ紙を乾燥したものである。この時、ｐＨ調整剤として溶液のｐＨを調整する物質や、マスキング剤として測定する試料中に測定対象成分以外の物質が共存することによる測定値の変化を抑制する物質を、発色剤とともに溶液に溶解せしめ、ろ紙に染み込ませたものも同様に用いることができる。
【００６３】
このような試験紙としては既知のものを用いることができ、例えば硝酸、リン酸、硫酸、カリウム、カルシウム、マグネシウム、シュウ酸等を測定するための試験紙が複数のメーカーから市販されている。本発明に用いる試験紙としては、これらのいずれのものでも問題なく用いることができる。
試験紙を用いた植物成分の測定手順としては、まず植物成分を抽出した吸水性部材の表面に試験紙の測定部を接触させる。これによって吸水性部材中の成分が水とともに試験紙に拡散し試験紙内の発色剤と反応する。この反応による試験紙の色の変化を目視で観察するか、または光度計で測定することによって吸水性部材中の成分の検出および／または定量を行うことができる。
前述した通り吸水性部材中に抽出される植物の成分濃度と植物中の成分濃度との間には相関があるため、吸水性部材中に抽出された成分濃度から植物中の成分濃度を算出することができる。
【００６４】
本発明の方法によれば、植物中に含まれるあらゆる水溶性または水懸濁性の物質の１種または２種以上の検出および／または定量を、特に制限はなく行うことができる。例えば、硝酸、亜硝酸、リン酸、硫酸、塩化物、臭化物、フッ化物などの無機陰イオン、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、鉄、銅、亜鉛、マンガン、アンモニウムなどの無機陽イオン、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸などの有機酸、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸などのアミノ酸、グルコース、シュークロース、マルトース、トレハロースなどの糖類などが挙げられる。
【００６５】
本発明の方法によって成分の抽出および測定を行うことができる植物として、ホウレンソウ、チンゲンサイ、コマツナ、カブ、ダイコン、キュウリ、トマトなどの野菜、ダイズ、インゲンマメなどの豆類、シクラメン、キク等の花卉等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００６６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、参考例として植物中の成分の測定に通常用いられている従来法によって、実施例と同一の試料を測定した結果を示す。
【００６７】
〔実施例１〕
実施例として吸水性部材としてポリアクリルアミドゲル、抽剤として０．１％塩酸を用いて、ホウレンソウ中の硝酸濃度を測定した例を示す。
まず吸水性部材として用いるポリアクリルアミドゲルを調製した。アクリルアミド１．００ｇを水３ｍｌに溶解し、１０ｍｇ／ｍｌ Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド水溶液を３００μｌ加えてから全量が１０ｍｌになるように水を加えた。この溶液を水流アスピレーターで減圧し気泡が出なくなるまで脱気した。脱気した溶液に１０％ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液を５０μｌ、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンを５μｌ加え穏やかに混合した。混合した溶液を厚さ１．０ｍｍのＵ字型のゴムパッキンを挟んだ、２枚の板ガラスの間に開口部から流し込んだ後、液の上面に水１ｍｌを重層し２５℃で２時間放置しポリアクリルアミドゲルを作製した。このポリアクリルアミドゲル（厚さ１ｍｍ）を１０×１０ｍｍの大きさに切断したものを吸水性部材として用いた。
【００６８】
ポリアクリルアミドゲル（１０×１０×１ｍｍ）を０．１％塩酸に浸けて２５℃で３０分放置し、ポリアクリルアミドゲルに塩酸を含浸させた。０．１％塩酸を含浸させた該ポリアクリルアミドゲルをホウレンソウの葉柄の表面に密着静置させ、その上からポリ塩化ビニリデンのフィルムを被せて密封し、８時間放置することによってホウレンソウの成分をポリアクリルアミドゲル中に抽出した。成分の抽出を行った後、ホウレンソウの成分を抽出したポリアクリルアミドゲルの重量を天秤で測定してから、ゲルを水１０ｍｌに浸けて２５℃で３０分間放置し、ゲル内の成分を水に抽出した。ゲルから成分を抽出した水に含まれる硝酸イオンの濃度をイオンクロマトグラフィーを用いて測定した。
【００６９】
ポリアクリルアミドゲルに抽出された硝酸イオンの濃度は式１によって算出した。式１でＣは吸水性部材中の硝酸イオン濃度、Ｃ１は測定した水に含まれる硝酸イオン濃度測定値、ｇは吸水性部材の重量である。また、分子の１０はゲルから成分を抽出するときに用いた水の重量であり、分母の０．９は吸水性部材として用いたポリアクリルアミドゲルの重量に占める水の割合である。
【００７０】
【数１】
【００７１】
この方法を用いて、産地の異なる複数のホウレンソウについて硝酸イオンの濃度を測定した。また、同じ試料について下記参考例１の方法によって測定した硝酸イオンの濃度との相関を確認した結果を図４に示す。従来植物中の硝酸イオン濃度の測定に用いられている参考例１の方法によって、産地の異なるホウレンソウを分析した硝酸イオン濃度の分布を横軸にとり、本発明の方法で測定した硝酸イオン濃度の分布を縦軸にとったところ、前記２種類の方法で得た測定値の相関係数ｒ２は０．９１２となり、高い相関があることが確認された。
【００７２】
〔参考例１〕
実施例１で用いたのと同じホウレンソウの葉柄４ｇを長さ１０ｍｍになるように切断したものをニンニク搾り器で圧搾し搾汁液を得た。搾汁液１００μｌに水１０ｍｌを加え希釈した後、孔径０．４５μｍのニトロセルロース製のフィルターに通してろ過した。このろ液中の硝酸イオン濃度をイオンクロマトグラフィーで測定した。イオンクロマトグラフィーでの測定値に測定試料の希釈倍率である１００を乗じた値を搾汁液中の硝酸イオン濃度とした。測定結果として産地の異なる複数のホウレンソウを分析したときの搾汁液中の硝酸イオン濃度の分布を図４の横軸に示す。
【００７３】
〔実施例２〕
実施例１と同じ方法でホウレンソウの葉柄から成分を抽出したポリアクリルアミドゲルの重量を天秤で測定してから、ゲルを水１０ｍｌに浸けて２５℃で３０分間放置しゲル内の成分を水に抽出した。
ゲルから成分を抽出した水に含まれるリン酸、硫酸、シュウ酸の各イオン濃度をイオンクロマトグラフィーで測定した。ポリアクリルアミドゲルに抽出された各成分の濃度を式１を用いて算出した。
産地の異なる３種類のホウレンソウについて各成分の抽出量を測定した結果を表１に示す。３種類のホウレンソウから抽出されたそれぞれの成分の濃度は、リン酸が１９０、１６０および４３ｍｇ／ｍｌ、硫酸が７３、５１および１０ｍｇ／ｍｌ、シュウ酸が８３０、３５０および９５０ｍｇ／ｍｌであった。
【００７４】
【表１】
【００７５】
〔実施例３〕
実施例１と同じ方法でホウレンソウの葉柄から成分を抽出したポリアクリルアミドゲルを、硝酸イオン測定用試験紙の測定部に密着させ２分間放置した後、試験紙の吸光度を反射式光度計で測定した。その結果、ポリアクリルアミドゲル中の硝酸イオン濃度は２０００ｍｇ／ｍｌであった。
【００７６】
〔実施例４〕
吸水性部材としてグラスファイバー製パッドを用いた測定例を示す。
グラスファイバー製パッド（厚さ１．４ｍｍ）を１０×１０ｍｍに切断したものを１％硫酸に浸けて室温で５分間放置しグラスファイバーパッド中に硫酸を浸透させた。硫酸を浸透させたグラスファイバー製バッドをホウレンソウの葉の裏面に密着させてからパラフィン製のフィルムで密封し２５℃で２時間放置することによってホウレンソウの成分をグラスファイバー製パッドに抽出した。ホウレンソウの成分を抽出したグラスファイバー製パッドを水１０ｍｌに浸け２５℃で３０分間放置した。この水５ｍｌに１％硝酸を加えて全量を５０ｍｌとした溶液に含まれるカリウム、カルシウム、マグネシウムの濃度をＩＣＰ発光分析法で測定した。
ポリアクリルアミドに抽出されたカリウム、カルシウム、マグネシウムの濃度を式２を用いて算出した。式２において、Ｃは吸水性部材中の各成分の濃度、Ｃ１は測定した水に含まれる各成分の濃度測定値、ｇ１は吸水性部材として用いたグラスファイバー製パッドにホウレンソウ成分を抽出した後の重量であり、ｇ２は吸水性部材として用いたグラスファイバー製パッドの乾燥重量である。また、分子の１００は吸水性部材から成分を抽出するときに用いた水の重量１０ｇに、それを１％硝酸で希釈したときの希釈倍率１０を乗じた値である。
ホウレンソウの葉からポリアクリルアミドゲルに抽出された成分の濃度はそれぞれ、カリウム１７００ｍｇ／ｍｌ、カルシウム４０ｍｇ／ｍｌ、マグネシウム３５０ ｍｇ／ｍｌであった。
【００７７】
【数２】
【００７８】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の方法は、従来法と比較して操作が簡便であるにも拘わらず、従来法と同等の精度で植物中の成分の濃度を測定することができる。また、従来法の欠点であった植物の切断、圧搾、ろ過などの手作業が不要であり、また本発明の方法は、抽出に水や塩類溶液などの液体を一切用いないため、圃場など分析のための設備や安定な作業台がない場所でも手軽に測定を行うことができる。さらに、本発明の方法においては、酸のような危険な試薬を溶液として直接用いないため、測定を安全に行うことができる。
したがって、本発明の方法は、例えば農業分野で用いられるような簡易な植物成分抽出および測定方法として極めて好適であり、農業分野および関連産業に対して寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例として、本発明で用いる吸水性部材１の形状の一例を示したものであり、（ａ）は上面図、（ｂ）側面図である。
【図２】本発明の実施形態の一例として、吸水性部材１を支持部材２の片側の表面に固定したものの一例を示したものであり、（ａ）は上面図、（ｂ）側面図である。
【図３】本発明の実施形態の一例として、吸水性部材１を植物の茎３に接触させた様子を断面図で示したものである。
【図４】ホウレンソウ中の成分を実施例１に示す本発明の方法で抽出したときの成分抽出量と、参考例１に示す従来法で測定したときの測定値を比較したものである。
【符号の説明】
１．吸水性部材
２．支持部材
３．植物の茎[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for extracting a component in a plant, for example, an inorganic ion such as nitric acid, phosphoric acid, chloride, potassium, calcium, and magnesium, oxalic acid, citric acid, and an organic acid such as malic acid. The present invention relates to a member and a method for measuring components extracted by the method.
[0002]
[Prior art]
Plants contain many components such as inorganic ions such as nitric acid, phosphoric acid, chloride, potassium, calcium and magnesium, and organic acids such as oxalic acid and citric acid. It has been found that the concentration of these components in plants is closely related to the properties and growth of plants. For example, the concentration of inorganic ions such as nitrate, phosphate, chloride, potassium, calcium, and magnesium in plants is closely related to plant growth, and various diseases can occur if the concentration is too high or too low. appear. Also, the concentration of oxalic acid in a plant is related to the taste when the plant is edible, for example, a plant with a high concentration of oxalic acid has a strong astringency when eaten and significantly reduces the taste of the plant . In addition, high intakes of nitrate and oxalic acid harm humans and other animals. Nitric acid reacts with secondary amines in food by the action of intestinal bacteria in the human body to produce carcinogenic N-nitrosamine. There is also a report that infants develop blue baby syndrome when they consume large amounts of nitrate. Oxalic acid, on the other hand, binds to calcium in the human body and inhibits calcium absorption and causes calculi. Therefore, in the field of agriculture, it is important to know the concentration of inorganic ions and organic acids in crops, and components in crops are being analyzed.
[0003]
When analyzing inorganic components in a plant, a procedure is first adopted in which the components are first extracted from the plant, and then the concentrations of the components in the extract are measured by instrumental analysis or the like.
[0004]
Conventionally, as a method for extracting components from plants, a method of dissolving a residue after decomposing plant leaves or stems with heat or a strong acid into an aqueous solution of water or acid to obtain an extract, plant leaves or stems A method of obtaining an extract by filtering out insolubles and removing colored components with activated charcoal, etc., and immersing the leaves and stems of plants in small pieces with scissors etc. in water or salt solution for several hours. There is a method of extracting the components inside.
[0005]
For the measurement of the concentration of the components extracted by these methods, an atomic absorption method, an ICP emission analysis method, an ion chromatography, a colorimetric method using a color former, and the like are used.
These methods are described, for example, in Non-Patent Documents 1 and 2, and are often used in the agricultural field. Patent Document 1 also introduces an apparatus for measuring a component of a plant that combines a member for cutting a plant into pieces and extracting the component, a test paper for measuring the concentration of the extracted component, and a reflection photometer. ing.
However, there is a problem in the component extraction method used in the conventional method when applying the above-described conventional component analysis method in a plant to the analysis of components in crops in the agricultural field.
[0006]
The method of decomposing plants with heat or a strong acid requires equipment such as an electric furnace, and strong acids are dangerous chemicals, so they are unsuitable for use in the agricultural field. In addition, the method of extracting components by crushing the plant or cutting it into small pieces and immersing it in a solution has little danger associated with the operation, but requires many complicated manual operations such as cutting, squeezing, filtration, and removal of coloring components. Work load is heavy. In addition, since a member such as a mortar or a test tube, or a liquid such as water or a salt solution for extraction is used, it is difficult to work in a place such as a field without a stable work table. Furthermore, in the agricultural field, it may be difficult to perform these operations accurately, since a person who does not have specialized analysis skills or knowledge may perform the measurement.
[0007]
As described above, the conventional method for extracting plant components has many disadvantages, and at present, a method suitable for use in the agricultural field has not been found yet. That is, in order to make the method for analyzing components in plants suitable for use in the agricultural field, it is necessary to simplify the method for extracting components in plants.
[0008]
Furthermore, as a simple method for inspecting the quality of horticultural crops, a test paper made by infiltrating a small piece of paper with a reagent that undergoes a color reaction with volatile gas generated from fresh ecology of horticultural crops is adhered or enclosed, and coloration is performed. An inspection method for determining the quality of the horticultural crop from the state of the reaction is disclosed (Patent Document 2). However, in this method, only volatile components emitted from the inside of the crop to the outside can be quantified, and the components in the crop body cannot be quantified.
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 29797478 (pages 1-5)
[Patent Document 2]
JP-A-58-52561 (pages 1-6)
[Non-patent document 1]
"Plant Nutrition Experiment Method" Editing Committee, "Plant Nutrition Experiment Method", Hirotosha, July 25, 1990, p. 114-250, p. 371-390
[Non-patent document 2]
Takeshi Hosoya and Yasumasa Miura, "Nutrition Physiology and Fertilization of Petals in New Edition", Agricultural and Mountain Cultural Association, March 31, 1995, p. 109-118
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems and to provide a method for extracting a component in a plant that is superior to the conventional method. More specifically, the extraction operation can be performed safely even if the operator does not have special knowledge or skills in the analysis during the extraction operation, and operations such as addition, cutting, squeezing, filtration and dilution of the liquid during the extraction operation are performed. An object of the present invention is to provide a simple method for extracting and measuring a component in a plant which does not require a component.
Another object of the present invention is to provide a method for measuring a component in a plant, which can easily measure the concentration of an extracted component using a colorimetric method using a test paper.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the inventors of the present invention focused on a water-absorbing member known in the field of medical members.
For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-639, as a first-aid bandage pad and a first-aid bandage using the same, a hydrocolloid layer having a water absorption rate of 50 to 250% by weight of its own weight is used as a first-aid bandage pad and is made of polyurethane or synthetic rubber. It introduces an emergency bandage formed on one side of a pressure-sensitive adhesive sheet made of a functional cloth or the like. By applying this rescue bandage to the wound site of the cut or abrasion, the body fluid exuding from the wound site is absorbed by the rescue bandage pad, and the wound site is kept in a moderately moist state, so that the healing of the wound site is improved. It is reported to have a promoting effect.
[0012]
Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-155892 introduces a medical polymer gel obtained by binding a drug to a water-swellable polymer gel. When this medical polymer gel is applied to a wound site such as a cut, an appropriate amount of the drug bound to the gel is released to the wound site, which has the effect of promoting the healing of the wound. Furthermore, as in the method disclosed in JP-A-2002-639, it is reported that there is also an effect of accelerating the healing of a wound by absorbing body fluid exuding from a wound site.
[0013]
The inventors of the present invention have conducted research in view of the above-mentioned problems and the above-mentioned findings in the medical field which is a completely different field, and as a result, surprisingly, the water-absorbing member impregnated with the extractant was brought into contact with the surface of the plant. By doing so, it was found that the extraction of the components in the plant could be carried out extremely easily and safely and with high reproducibility, and the present invention was completed by further intensive studies.
[0014]
That is, the present invention relates to a method for extracting a component in a plant, the method including contacting a water-absorbing member containing an extractant with the surface of the plant.
The present invention also relates to the above method, wherein the water-absorbing member is paper, fabric, or a polymer gel.
[0015]
Furthermore, the present invention relates to the above method, wherein the extractant is an aqueous solution containing one or more of hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, acetic acid, sodium hydroxide, potassium hydroxide, cellulase and pectinase.
The present invention also relates to a plant component extraction member including a water-absorbing member containing an extractant for extracting a component in a plant.
Furthermore, the present invention relates to the plant component extraction member, further comprising a support member for fixing contact between the plant surface and the water absorbent member surface and / or preventing evaporation of water in the absorbent member.
[0016]
Furthermore, the present invention relates to a method for measuring a component in a plant, comprising extracting a component in a plant by any one of the above methods, and then measuring the component in the extracted plant.
Then, the present invention relates to the above method, wherein the measurement of the component in the plant includes contacting the absorbent member after extracting the component in the plant with a test paper for measurement.
[0017]
In the method for extracting a component in a plant according to the present invention, the surface of a plant is destroyed by the extractant by bringing the water-absorbing member impregnated with the extractant into contact with the surface of the plant to be analyzed, and the plant cell A solution existing between cells, in a vascular bundle, or the like exudes to the surface of a plant, and the solution is absorbed by the water-absorbing member to extract components. That is, according to the method for extracting components in a plant according to the present invention, a special knowledge and technique relating to analysis are obtained by a very simple operation of bringing a water-absorbing member impregnated with an extractant into contact with the surface of a plant to be analyzed. Extraction of components in plants can be performed without using them.
[0018]
In the method for extracting components in a plant according to the present invention, complicated operations such as cutting, pressing and filtering a solution, which are required in the conventional method, are not required, and the work load on the measurer is greatly reduced. Further, in the method for extracting components in plants according to the present invention, instruments such as mortars and test tubes, water, and liquids such as salt solutions are not used. Component extraction can be performed.
[0019]
Furthermore, in the method for extracting components from plants according to the present invention, it is not necessary to handle a dangerous solution itself such as an acid, and extraction and measurement operations and waste treatment after measurement can be performed safely.
From the above, in the method for extracting components in plants according to the present invention, compared with the conventional method, it is possible to extract components in plants by much simpler and safer operation. It is particularly suitable for the analysis performed in.
[0020]
Moreover, in the method for extracting components from plants according to the present invention, a wide variety of materials such as paper, cloth, or polymer gel can be used as an absorbent member for extracting components.
[0021]
Furthermore, in the method for extracting components from plants according to the present invention, a highly versatile acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid or nitric acid can be used as an extractant, and it is not necessary to use a special reagent. Therefore, in the method for extracting a component in a plant according to the present invention, component extraction in a plant can be performed at low cost.
[0022]
Further, the plant component extraction member according to the present invention includes an absorbent member containing the extractant. Therefore, according to the plant component extraction member of the present invention, the components in the plant can be easily and safely extracted.
Further, according to the plant component extracting member for extracting a component in a plant according to the present invention, further comprising a supporting member for fixing contact between the plant surface and the water absorbing member surface, the absorbent member Can be fixed more stably, and the components in the plant can be extracted more efficiently.
[0023]
The plant component extraction member according to the present invention has an absorptive member having a property of retaining water or an aqueous solution, and having a property of exchanging components in water and an aqueous solution by diffusion with the surrounding environment. Any material can be used, and a wide range of materials can be used. Therefore, the measurer can prepare or obtain the member in advance and use the member at the time of measurement. In addition, since this member can be reduced in size to several cm or less, it is extremely easy to transport, and can be transported to a field of a plant to be analyzed, and components can be extracted and measured. Therefore, the component for extracting components in a plant according to the present invention is particularly suitable for use in the agricultural field.
[0024]
In the method for analyzing a component in a plant according to the present invention, the component in the plant is extracted by the method for extracting a component in a plant according to the present invention. Therefore, according to the measuring method of the present invention, the component to be measured can be extracted extremely simply and safely.
Further, in the method for measuring a component in a plant according to the present invention, the measurement of the component after extraction may be performed after the absorbent solid after extracting the component in the plant is brought into contact with a measurement portion of a test paper for measurement. It is convenient because the components in the water-absorbing member can be measured by visually observing the change in color of the test paper or by measuring with a photometer.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention.
The embodiment shown in FIG. 1 is configured with a water-absorbing member 1 containing an extractant. FIG. 1A is a top view, and FIG. 1B is a side view. The water absorbing member 1 has a function of holding an extractant and holding a component extracted from a plant. As the material used for the water-absorbing member, any material having the property of retaining water or an aqueous solution, and having the property of exchanging components in water or an aqueous solution by diffusion with the surrounding environment can be used. Good. It is preferable that the material has appropriate flexibility so as to be deformed in accordance with the shape of the plant surface when brought into contact with the surface of the plant.
Preferred materials include, for example, paper, fabric, polymer gel, and the like.
[0026]
The fabric used as the water-absorbing member in the present invention includes natural fibers such as cotton, hemp, wool, and the like, regenerated fibers such as rayon and cuvula, acetate, nylon, polyester, acrylic resin, acrylic acid and its esters, and acrylamide. , Polymers and copolymers of acrylonitrile, methacrylic acid and its esters, vinyl acetate, vinylon, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and polymers such as polyurethane and polyclar, or two of them Examples thereof include woven fabrics and nonwoven fabrics containing one or more of inorganic fibers such as synthetic fibers, glass fibers, and alumina fibers obtained from a copolymer of the above monomers, and wood pulp. Nonwoven fabrics are preferred from the viewpoint of production cost and the like.
[0027]
The method for producing the nonwoven fabric used as the water-absorbing member in the present invention is not particularly limited, and a nonwoven fabric produced by an air pulp method, a wet method, a spunlace method, a melt blow method, or the like can be used.
[0028]
As a material of the nonwoven fabric, an acrylic resin or a nonwoven fabric containing glass fiber is preferable in terms of acid resistance and weather resistance. When alkali hydroxide is used as the extractant, acrylic resin is preferable in terms of alkali resistance.
[0029]
Examples of the polymer gel used as the water-absorbing member in the present invention include synthetic polymers such as polyacrylamide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, and polyvinyl alcohol and derivatives thereof, starch, galactomannan, cellulose, pectic acid, alginic acid, and carrageenan. , Agar, polysaccharides such as proteoglycans and derivatives thereof, gelatin, proteins such as ovalbumin, serum albumin, collagen, casein and derivatives thereof, polyamino acids such as polyaspartic acid, polyglutamic acid, polylysine and derivatives thereof. Among them, at least one kind of a polymer gel in which at least one kind is crosslinked in a form such as a covalent bond, an electrostatic bond, a hydrogen bond, or a hydrophobic bond can be used. Among them, those obtained by crosslinking synthetic polymers such as polyacrylamide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone, and polyvinyl alcohol and derivatives thereof are preferable.
[0030]
For example, by adding a polyfunctional compound such as bisacrylamide or ethylene glycol bismethacrylate as a crosslinking agent to polyacrylamide, polyacrylic acid, polyvinylpyrrolidone and derivatives thereof, a polymer gel crosslinked by covalent bonds can be obtained. When synthesizing a polymer gel from these synthetic polymers, a polymer gel obtained by polymerizing the monomers constituting each and forming a polymer can be used, and polymerization and crosslinking of the monomers are simultaneously performed. The polymer gel synthesized in this way can be used in the same manner. In the case of polymerization or cross-linking, a solution obtained by dissolving a monomer to be used in an appropriate solvent may be used.
[0031]
As a method for synthesizing the polymer gel, a method of polymerizing by adding a polymerization initiator may be used, or a method of reacting by heating, light irradiation, or radiation irradiation may be appropriately used. As the polymerization initiator, peroxides such as potassium peroxodisulfate and ammonium peroxodisulfate, and azobis compounds such as azobis-2-aminodipropane hydrochloride can be appropriately used. In the case of performing polymerization by light irradiation, a dye such as riboflavin can be used as a photosensitizer.
[0032]
In addition, Ca is added to a solution of a compound having a carboxyl group such as polyacrylic acid, alginic acid, polyaspartic acid, and polyglutamic acid. 2+ By adding a polyvalent cation or a compound thereof, a polymer gel crosslinked by electrostatic bonding can be obtained. Further, a polymer gel cross-linked by hydrogen bonding can be obtained by cooling an aqueous solution or an organic solvent solution of a polysaccharide such as carrageenan or agar, or a protein such as gelatin or collagen. By heating an aqueous solution of a protein such as ovalbumin or serum albumin, a polymer gel crosslinked by hydrophobic bonds can be obtained.
[0033]
Of the above materials, high-quality paper, medium-quality paper, kraft paper, glassine paper, and the like from the viewpoint of sufficient strength and water retention when used as a water-absorbing member, and excellent shape retention when absorbing water. A nonwoven fabric containing one or more of paper, acrylonitrile, acrylamide, vinyl acetate or glass fiber, or a polymer gel crosslinked with polyacrylamide is preferred. Furthermore, when the measurement of the extracted components is performed by a colorimetric method using a test paper, it is preferable that the water-absorbing member is colorless and transparent, so that polyacrylamide is crosslinked with a crosslinking agent as the water-absorbing member in this case. Particularly preferred are polymer gels.
[0034]
When polyacrylamide is used as the water-absorbing member, the concentration range of acrylamide in the polymer gel is preferably from 1.0 to 60% (weight percentage; hereinafter, the same applies to all percentages).
When the concentration of acrylamide is 1.0%, the strength of the polymer gel does not decrease, and the polymer gel does not tear when used as a water-absorbing member. When the concentration of acrylamide is 60% or less, the gel is hard and does not become brittle, so that the adhesion to the plant surface is excellent. If the concentration of acrylamide is 60% or less, the gel is hardly cracked. Therefore, when the concentration of acrylamide is 60% or less, usability as a water absorbing member is good.
[0035]
The concentration range of acrylamide in the polymer gel used as the water-absorbing member is more preferably from 2.0 to 30%, and most preferably from 7.0 to 13%.
[0036]
When bisacrylamide is used as a cross-linking agent when cross-linking acrylamide, the concentration range is preferably 0.01 to 10% with respect to the polymer in the polymer gel.
At the above concentration of bisacrylamide, since the strength of the polymer gel does not decrease, the polymer gel does not tear when used as a water-absorbing member, so that the usability is good.
Further, in the above-mentioned concentration range of bisacrylamide, it is also possible to avoid a decrease in the adhesion to the plant surface due to the fact that the gel generated when the concentration of bisacrylamide is high becomes hard and brittle. Further, in the above concentration range, the gel is hard to be broken, so that the usability as a water absorbing member is good.
[0037]
The concentration range of bisacrylamide in the polymer gel used as a crosslinking agent is more preferably 0.05 to 5.0%, and most preferably 0.1 to 1.0%.
[0038]
There is no particular limitation on the shape of the water-absorbing member. Any shape, such as a combined shape, can be used.
It is preferable that the shape be such that it adheres more easily to plants. For example, when using a polymer gel obtained by crosslinking polyacrylamide with a crosslinking agent as the water absorbing member,
A flat plate is preferred.
[0039]
As the size of the water-absorbing member, the length of one side is preferably in the range of 1.0 to 30 mm, and the thickness is preferably in the range of 0.2 to 2.0 mm. The range of the length of one side of 5.0 to 15 mm and the thickness of 0.8 to 1.3 mm is particularly preferable. Therefore, a flat absorbent member having a side length in the range of 1.0 to 30 mm and a flat absorbent member having a thickness in the range of 0.2 to 2.0 mm are respectively preferable, and the length of one side is preferred. Is preferably from 1.0 to 30 mm, and a flat absorbent member having a thickness in the range of 0.2 to 2.0 mm is more preferably attached to plants.
[0040]
If the length of one side of the water-absorbing member is 1.0 mm or more as described above, it is easy to handle at the time of measurement because it has an appropriate size, and if it is 30 mm or less, it is not too large. Therefore, it is possible to reduce the measurement error without making it difficult for the water-absorbing member to protrude from the plant to be measured and to adhere the entire absorbent member to the surface of the plant.
When the thickness of the water-absorbing member is 0.2 mm or more, the water-absorbing member has excellent strength and water retention. Further, if the thickness of the water-absorbing member is 2.0 mm or less, the flexibility of the water-absorbing member does not decrease, so that the entire water-absorbing member can be easily attached regardless of the shape of the plant, and the measurement error is reduced. This is preferable because it can be reduced.
[0041]
In order to mold the water-absorbing member made of the above-mentioned material, for example, when the water-absorbing member is paper or cloth, it can be cut into a desired shape. On the other hand, when a polymer gel such as polyacrylamide is used as the water-absorbing member, if the polymer gel has sufficient strength to maintain a certain shape, the desired shape is obtained after the synthesis of the polymer gel. The gel can be formed into a desired shape by cutting as described above or putting the gel into a mold having a desired shape at the time of synthesis. On the other hand, if the polymer gel does not have sufficient strength to maintain a certain shape, for example, after plastering the polymer gel on a support, cut into a desired shape is used as the water-absorbing member be able to. As the support used here, the same material that can be used for a support member described later may be used.
[0042]
The water-absorbing member of the present invention may be used in the same shape as that manufactured by the above method, but after manufacturing the water-absorbing member, the shape of the water-absorbing member can be freely changed by cutting or the like. be able to. For example, the shape of the water-absorbing member can be arbitrarily changed according to use conditions such as the shape of the plant to be measured.
[0043]
In the present invention, the extractant used to be impregnated into the water-absorbing member decomposes cellulose, which is a component of a cell wall constituting a plant tissue, and pectin, which is a component of a binding substance between cells, by contacting the plant surface. It is a solution for exuding a solution in a plant cell, between cells, in a vascular bundle or the like to the surface of a plant. Examples of such an extractant include one or two or more of an aqueous solution and a monohydric or polyhydric alcohol such as methanol, ethanol, 1,2-propanediol, and glycerin, and an organic solvent that does not phase-separate with water such as acetone. An aqueous solution is preferable, and an aqueous solution containing one or more of an acid, an alkali hydroxide and an enzyme is more preferable.
[0044]
As the acid, one or more kinds such as hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid and acetic acid, as the alkali hydroxide, one or more kinds such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and as the enzyme One or more of cellulases and pectinases may be mentioned. Among these, an aqueous solution containing one or more of hydrochloric acid, sulfuric acid and nitric acid is particularly preferred, and an aqueous solution containing hydrochloric acid is most preferred.
[0045]
When measuring the concentration of chloride ion, nitrate ion or sulfate ion in a plant, it is preferable to use a solution containing no ions of the same type as the extractant, because measurement errors can be reduced.
The concentration of the aqueous solution used as the extractant in the present invention is not particularly limited. For example, when an aqueous solution of hydrochloric acid is used as the extractant, the preferred concentration range is 0.00001 to 38%. The higher the concentration, the easier the components in the plant are to be extracted, and the lower the concentration, the greater the safety during use.If the concentration is within the above range, the components in the plant can be sufficiently extracted. . For safer extraction, the concentration of hydrochloric acid is more preferably 0.00001 to 10%, particularly preferably 0.01 to 1.0%.
[0046]
Examples of a method of soaking the extractant into the water-absorbing member include a method of immersing the water-absorbent member in the extractant and a method of dropping the extractant onto the water-absorbent member. For example, when a nonwoven fabric made of glass fiber is used as the water-absorbing member (hereinafter, referred to as a glass fiber pad), the water-absorbing member is immersed in the extraction agent and left for at least one minute, so that the extraction agent is applied to the water-absorbing member. May be soaked. When a polymer gel obtained by cross-linking polyacrylamide is used as the water-absorbing member, the water-absorbing member may be immersed in the extracting agent and allowed to stand for 5 minutes or more to allow the extractant to soak into the water-absorbing member.
[0047]
The plant component extraction member of the present invention further includes a support member for fixing the contact between the plant surface and the plant component extraction member surface, so that the absorbent member can be fixed more stably. It is preferable because the components in the plant can be more efficiently extracted.
[0048]
FIG. 2 shows an example of such an embodiment of the present invention, that is, an aspect further provided with a supporting member fixed to the surface of the water absorbing member for fixing the water absorbing member. FIG. 2A is a top view, and FIG. 2B is a side view.
The support member 2 hermetically seals the water-absorbing member in order to fix the water-absorbing member in contact with the surface of the plant to be measured and / or to prevent water in the water-absorbing member from being lost by evaporation. It is for doing.
As a material that can be used for the support member, a material that has appropriate flexibility so that it can be deformed according to the shape of the plant surface is preferable because the water-absorbing member is tightly sealed to the surface of the plant. For example, a film or sheet using at least one kind of paper such as polyvinyl chloride resin, polyethylene resin, polypropylene resin, polyacrylic resin, high-quality paper, medium-quality paper, kraft paper, and glassine paper, cotton Fabrics such as woven or non-woven fabrics using at least one of materials such as, rayon, acetate, nylon, and polyester can be used.
[0049]
The shape of the support member is not particularly limited, but a sheet-like member is preferable because it is easy to handle. The size of the support member is not limited, but is preferably the same as or larger than the water-absorbing member to be sealed. If the size of the support member is larger than the water-absorbing member to be sealed, the water-absorbing member can be sufficiently fixed to the surface of the plant. In this case, since the water-absorbing member can be securely sealed, evaporation of the extractant from the water-absorbing member can be prevented.
The size of the support member can be arbitrarily changed according to the size of the water-absorbing member to be used and the shape of the plant to be analyzed.
[0050]
The thickness of the support member is preferably in the range of 5 to 200 μm. When the supporting member is thick, it is preferable because the strength is excellent. In addition, when the support member is thin, the flexibility of the support member is maintained, and when the water-absorbing member is fixed to the surface of a plant, the usability is good and it is preferable. Therefore, the thickness of the support member is more preferably 5 to 100 μm. For example, when extracting a component from a stem having a diameter of 5 mm using a water-absorbing member having a size of 10 × 10 mm and a thickness of 1 mm, a sheet or film having a size of 10 to 20 mm and a thickness of 5 to 100 μm is used as a support member. Most preferred.
[0051]
Further, a material in which an adhesive is applied to the surface of the support member 2 so as to easily adhere to the surface of the plant can also be used.
The pressure-sensitive adhesive is not particularly limited, and for example, an acrylic pressure-sensitive adhesive, a rubber-based pressure-sensitive adhesive, a vinyl ether-based pressure-sensitive adhesive, a polyurethane-based pressure-sensitive adhesive, a water-soluble polymer-based pressure-sensitive adhesive such as starch and polyvinyl alcohol can be used.
Furthermore, by applying a silicone resin or a fluorine resin to part or all of the surface of the support member and subjecting the support member to a release treatment, it is also possible to use a water-absorbent member, a support member, and a member that facilitates separation from the plant surface. .
[0052]
As a method of using the support member, after the water-absorbent member is brought into contact with the surface of the plant, the support member may be covered therefrom to seal and fix the water-absorbent member, or the water-absorbent member may be preliminarily absorbed on one side of the support member. What fixed the member may be used by covering the surface of the plant such that the water-absorbing member is in contact with the surface of the plant. There is no particular limitation on the position where the water absorbing member is fixed to the support member.
As a method of fixing the water-absorbing member to the support member, the pressure-sensitive adhesive may be applied to one surface of the support member, and a water-absorbing polymer may be attached and fixed to the surface, or the water-absorbing member may be a polymer gel. In such a case, the raw materials may be applied as a solution to one surface of the support member, and a polymerization reaction may proceed on the support member to synthesize a polymer gel.
[0053]
Further, the water-absorbing member impregnated with the extractant can be prevented from evaporating by wrapping and sealing the water-absorbent member impregnated with the support member, and the water-absorbent member can be stored for a long period of time. be able to. Furthermore, when measuring the component concentration in the plant, the support member surrounding the water-absorbing member is expanded and the water-absorbing member is exposed, and then the water-absorbing member is brought into contact with the plant, and the plant and the water-absorbing member are again contacted. By wrapping and sealing with the support member, the water-absorbing member can be fixed in close contact with the plant, and evaporation of the extractant in the water-absorbing member can be prevented.
[0054]
As the support member, one water-absorbing member may be sealed using one support member, or two or more support members may be used. In this case, the material of each support member may be the same, or different materials may be arbitrarily selected and used in combination. Also, for example, when the water-absorbing member is stored, two supporting members are used, and when performing the measurement, one of the supporting members is peeled off from the water-absorbing member, and the remaining one supporting member fixes the water-absorbing member to the plant surface. Alternatively, the water absorbing member may be sealed.
[0055]
Extraction and measurement of components in plants according to the present invention can be performed by the following procedure:
a) Contact of the water-absorbing member with the plant surface
b) Extraction of components by holding contact for a certain time
c) Measurement of components extracted in the water absorbing member.
[0056]
First, the water-absorbing member impregnated with the extractant is brought into contact with the surface of a plant whose components are to be measured. There is no particular limitation on the part of the plant to be brought into contact with the water-absorbing member. For example, leaves, stems, petiole, may be brought into contact with the surface of fruits, etc., or leaves, stems, petiole, brought into contact with cut surfaces of fruits, etc. Is also good. The measurement site can be arbitrarily selected based on the purpose of measurement, whether or not the shape is such that the water-absorbing member is easily brought into contact. For example, when measuring nitrate ion concentration in a plant, the stem or petiole is suitable for analysis. This is because the amount of nitrate ions in the stem or petiole is higher than in other parts of the plant.
[0057]
FIG. 3 is a cross-sectional view of a state where components of a plant stem are measured using the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 as viewed obliquely. By bringing the water-absorbing member 1 into contact with the surface of the plant stem 3 in the form shown here, the components in the plant can be extracted into the water-absorbing member.
[0058]
Next, components are extracted by leaving the water-absorbing member in contact with the surface of the plant for a certain period of time. Until a certain time, the amount of components extracted to the water-absorbing member increases in proportion to the standing time (hereinafter referred to as extraction time), so the extraction time depends on the type of plant to be analyzed and the type of component to be measured. By changing, a component having a concentration suitable for measurement can be extracted. For example, when measuring nitrate ions in the petiole of spinach, the extraction time is preferably set to 2 to 24 hours. In order to enhance the reproducibility of the concentration of the extracted component, the extraction time is more preferably set to 8 to 24 hours.
[0059]
By bringing the water-absorbing member impregnated with the extractant into contact with the surface of the plant, the extractant held by the water-absorbent member contacts the surface of the plant, and is a component of the cell wall constituting the plant tissue by the extractant. Cellulose and pectin, which is a component of the intercellular binding substance, are decomposed, and the solution in the plant cells, between the cells, in the vascular bundle, etc., exudes to the surface of the plant. The plant components that have exuded on the plant surface are diffused and held in the adjacent water absorbing member. With such a mechanism, in the method for extracting a component in a plant according to the present invention, the component in the plant can be extracted into the water-absorbing member.
[0060]
Finally, the components extracted in the water absorbing member are measured. The term “measurement” in the present specification means detection and / or quantification of an arbitrary component.
In the method of the present invention, a component in an amount proportional to the concentration of the component contained in the plant is extracted into the water-absorbing member. Therefore, by measuring the components extracted in the water absorbing member, the concentration of the components contained in the plant can be determined.
[0061]
Known methods for measuring components in plants extracted in the water-absorbing member include known methods such as atomic absorption spectroscopy, ICP emission spectrometry, ion chromatography, gas chromatography, and colorimetry using a color former. A method can be used.
When measuring the plant component extracted to the water-absorbing member by these methods, the water-absorbing member may be immersed in water, and the water in which the component in the water-absorbing member is extracted may be used as a measurement sample.
The immersion time varies depending on the material of the water-absorbing member. For example, when a polymer gel obtained by cross-linking polyacrylamide is used as the water-absorbing member, the water-absorbing member can be immersed in water for 5 minutes or more. Can be extracted into water.
[0062]
On the other hand, when the measurement is performed by a colorimetric method using a test paper impregnated with a coloring agent and dried, the components can be measured more easily by bringing the test paper into contact with the surface of the water-absorbing member, which is preferable. As a test paper that can be used in the present invention, a substance that changes its color when mixed with a component to be measured as a color former in an aqueous solution is soaked into a filter paper as a solution, and then the filter paper is dried. At this time, a substance that adjusts the pH of the solution as a pH adjuster or a substance that suppresses a change in the measured value due to the coexistence of a substance other than the component to be measured in the sample to be measured as a masking agent is added to the solution together with the coloring agent What has been dissolved and soaked in filter paper can also be used in the same manner.
[0063]
Known test papers can be used as such test papers. Test papers for measuring, for example, nitric acid, phosphoric acid, sulfuric acid, potassium, calcium, magnesium, and oxalic acid are commercially available from a plurality of manufacturers. Any of these test papers can be used without any problem as the test paper used in the present invention.
As a procedure for measuring the plant component using the test paper, first, the measuring section of the test paper is brought into contact with the surface of the water-absorbing member from which the plant component has been extracted. As a result, the components in the water-absorbing member diffuse with the water into the test paper and react with the color former in the test paper. The change in the color of the test paper due to this reaction can be visually observed or measured with a photometer to detect and / or quantify the components in the water-absorbing member.
As described above, since there is a correlation between the component concentration of the plant extracted in the water absorbing member and the component concentration in the plant, the component concentration in the plant is calculated from the component concentration extracted in the water absorbing member. be able to.
[0064]
According to the method of the present invention, detection and / or quantification of one or more of all water-soluble or water-suspendable substances contained in a plant can be performed without any particular limitation. For example, inorganic anions such as nitric acid, nitrous acid, phosphoric acid, sulfuric acid, chloride, bromide, and fluoride; inorganic cations such as calcium, magnesium, potassium, sodium, iron, copper, zinc, manganese, and ammonium; oxalic acid And organic acids such as citric acid and malic acid; amino acids such as asparagine, glutamine, aspartic acid and glutamic acid; and sugars such as glucose, sucrose, maltose and trehalose.
[0065]
Plants from which components can be extracted and measured by the method of the present invention include spinach, bok choy, komatsuna, turnip, radish, cucumber, vegetables such as tomato, soybeans, beans such as kidney beans, cyclamen, chrysanthemums and other flowers. Examples include, but are not limited to:
[0066]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited thereto. Also, as a reference example, the results of measurement of the same sample as in the example by the conventional method usually used for measurement of components in plants are shown.
[0067]
[Example 1]
As an example, an example is shown in which the concentration of nitric acid in spinach was measured using polyacrylamide gel as the water absorbing member and 0.1% hydrochloric acid as the extractant.
First, a polyacrylamide gel used as a water absorbing member was prepared. Acrylamide (1.00 g) was dissolved in water (3 ml), 10 mg / ml N, N'-methylenebisacrylamide aqueous solution (300 μl) was added, and then water was added so that the total amount became 10 ml. The solution was depressurized with a water aspirator and degassed until no bubbles were generated. To the degassed solution, 50 μl of a 10% aqueous solution of ammonium peroxodisulfate and 5 μl of N, N, N ′, N′-tetramethylethylenediamine were added and mixed gently. After pouring the mixed solution through an opening between two glass plates sandwiching a U-shaped rubber packing having a thickness of 1.0 mm, 1 ml of water is overlaid on the upper surface of the solution and left at 25 ° C. for 2 hours. A polyacrylamide gel was prepared. The polyacrylamide gel (thickness: 1 mm) cut into a size of 10 × 10 mm was used as a water absorbing member.
[0068]
The polyacrylamide gel (10 × 10 × 1 mm) was immersed in 0.1% hydrochloric acid and left at 25 ° C. for 30 minutes to impregnate the polyacrylamide gel with hydrochloric acid. The polyacrylamide gel impregnated with 0.1% hydrochloric acid was stuck on the surface of spinach petioles and allowed to stand, covered with a film of polyvinylidene chloride, sealed, and allowed to stand for 8 hours to convert the components of spinach into polystyrene. Extracted into acrylamide gel. After extracting the components, the weight of the polyacrylamide gel from which the components of spinach were extracted was measured with a balance, then the gel was immersed in 10 ml of water and left at 25 ° C. for 30 minutes to extract the components in the gel into water. did. The concentration of nitrate ions contained in the water from which the components were extracted from the gel was measured using ion chromatography.
[0069]
The concentration of the nitrate ion extracted on the polyacrylamide gel was calculated according to Equation 1. In the equation 1, C is the nitrate ion concentration in the water absorbing member, C 1 Is the measured value of the concentration of nitrate ion contained in the measured water, and g is the weight of the water absorbing member. The numerator 10 is the weight of water used to extract components from the gel, and the denominator 0.9 is the ratio of water to the weight of the polyacrylamide gel used as the water absorbing member.
[0070]
(Equation 1)
[0071]
Using this method, the concentration of nitrate ions was measured for a plurality of spinach having different production areas. FIG. 4 shows the result of confirming the correlation between the same sample and the concentration of nitrate ion measured by the method of Reference Example 1 below. According to the method of Reference Example 1 conventionally used for measuring the nitrate ion concentration in plants, the distribution of the nitrate ion concentration obtained by analyzing spinach having different production areas is plotted on the horizontal axis, and the distribution of the nitrate ion concentration measured by the method of the present invention is taken. Is plotted on the vertical axis, and the correlation coefficient r of the measured values obtained by the above two methods is 2 Was 0.912, and it was confirmed that there was a high correlation.
[0072]
[Reference Example 1]
4 g of the same spinach petiole used in Example 1 was cut to a length of 10 mm and pressed with a garlic press to obtain a juice. After 10 ml of water was added to 100 μl of the squeezed liquid for dilution, the mixture was filtered through a nitrocellulose filter having a pore size of 0.45 μm. The nitrate ion concentration in the filtrate was measured by ion chromatography. The value obtained by multiplying the value measured by ion chromatography by 100, which is the dilution ratio of the measurement sample, was defined as the nitrate ion concentration in the juice. The distribution of the nitrate ion concentration in the squeezed liquid when a plurality of spinach having different production areas are analyzed as the measurement results is shown on the horizontal axis of FIG.
[0073]
[Example 2]
The weight of the polyacrylamide gel from which the components were extracted from the petiole of spinach in the same manner as in Example 1 was measured with a balance, and the gel was immersed in 10 ml of water and left at 25 ° C. for 30 minutes to extract the components in the gel into water. did.
The ion concentrations of phosphoric acid, sulfuric acid, and oxalic acid contained in the water from which the components were extracted from the gel were measured by ion chromatography. The concentration of each component extracted on the polyacrylamide gel was calculated using Equation 1.
Table 1 shows the results of measuring the amount of each component extracted for three types of spinach having different production areas. The concentrations of the components extracted from the three types of spinach were 190, 160 and 43 mg / ml for phosphoric acid, 73, 51 and 10 mg / ml for sulfuric acid, and 830, 350 and 950 mg / ml for oxalic acid.
[0074]
[Table 1]
[0075]
[Example 3]
The polyacrylamide gel from which the components were extracted from the petiole of spinach in the same manner as in Example 1 was brought into close contact with the measuring section of the test paper for measuring nitrate ions and allowed to stand for 2 minutes, and the absorbance of the test paper was measured with a reflection photometer. . As a result, the concentration of nitrate ions in the polyacrylamide gel was 2000 mg / ml.
[0076]
[Example 4]
A measurement example using a glass fiber pad as a water absorbing member is shown.
A glass fiber pad (thickness: 1.4 mm) cut to a size of 10 × 10 mm was immersed in 1% sulfuric acid and allowed to stand at room temperature for 5 minutes to allow sulfuric acid to permeate the glass fiber pad. A glass fiber bud impregnated with sulfuric acid was brought into close contact with the back of the spinach leaf, sealed with a paraffin film, and left at 25 ° C. for 2 hours to extract spinach components into a glass fiber pad. The glass fiber pad from which the spinach components were extracted was immersed in 10 ml of water and left at 25 ° C. for 30 minutes. The concentration of potassium, calcium and magnesium contained in a solution obtained by adding 1% nitric acid to 5 ml of water to make the total amount 50 ml was measured by ICP emission spectrometry.
The concentrations of potassium, calcium, and magnesium extracted into polyacrylamide were calculated using Equation 2. In Equation 2, C is the concentration of each component in the water absorbing member, C 1 Is the measured value of the concentration of each component contained in the measured water, g 1 Is the weight after spinach component was extracted on the glass fiber pad used as the water absorbing member, g 2 Is the dry weight of the glass fiber pad used as the water absorbing member. Further, 100 of the molecule is a value obtained by multiplying 10 g of the water used for extracting the component from the water absorbing member by a dilution factor of 10 when the component is diluted with 1% nitric acid.
The concentrations of the components extracted from the spinach leaves into the polyacrylamide gel were 1700 mg / ml of potassium, 40 mg / ml of calcium, and 350 mg / ml of magnesium, respectively.
[0077]
(Equation 2)
[0078]
【The invention's effect】
As described above, the method of the present invention can measure the concentration of a component in a plant with the same accuracy as the conventional method, although the operation is simpler than the conventional method. In addition, there is no need for manual operations such as cutting, pressing, and filtering plants, which were disadvantages of the conventional method, and the method of the present invention does not use any liquid such as water or salt solution for extraction. Measurements can be easily performed even in places where there is no equipment or a stable work bench. Furthermore, in the method of the present invention, a dangerous reagent such as an acid is not directly used as a solution, so that the measurement can be performed safely.
Therefore, the method of the present invention is extremely suitable as a simple method for extracting and measuring plant components as used in the agricultural field, for example, and greatly contributes to the agricultural field and related industries.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows an example of a shape of a water-absorbing member 1 used in the present invention as an example of an embodiment of the present invention, wherein (a) is a top view and (b) is a side view.
FIGS. 2A and 2B show an example in which a water absorbing member 1 is fixed to one surface of a supporting member 2 as an example of an embodiment of the present invention, wherein FIG. 2A is a top view and FIG. is there.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state where a water absorbing member 1 is brought into contact with a plant stem 3 as an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 4 shows a comparison between the amount of component extracted when the components in spinach are extracted by the method of the present invention shown in Example 1 and the values measured by the conventional method shown in Reference Example 1.
[Explanation of symbols]
1. Water absorbing member
2. Support member
3. Plant stem
