JP2005151850A - そば育成方法及びそば育成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの量を品種に応じて最大化して育成できるようにする。
【解決手段】複数色のＬＥＤ５１を有し、それらＬＥＤ５１からの光を育成すべき蕎麦に向かって照射可能に配置した光照射部５と、前記各色のＬＥＤ５１の発光比を調整して育成すべき蕎麦の品種又は育成状態に応じた光質の光を前記光照射部５から照射させ、当該蕎麦のスプラウト８に含まれるルチンの含有量を制御するルチン含有量制御部７１とを備えるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、蕎麦のスプラウト（本葉が出る前までの子葉が出ている状態）を育成するための蕎麦のスプラウト育成方法及びに蕎麦のスプラウト育成装置に関する。

蕎麦は、血管強化作用や血圧低下作用、抗酸化作用等を促すルチン（Rutin、ケルセチン−３−ルチノシド：quercetin-3-rutinoside）を多く含んだ食品として知られており、特にだったんそば種子には、普通蕎麦種子の１００倍のルチンが含まれていることが知られている。さらに近時では、蕎麦のスプラウトにも多くのルチンが含まれていることが判明し、商品として売り出されるなど注目を集めつつある。

一方、近時、人工的に種々の波長の光を植物に照射して、その育成を促進し、植物を露地栽培ではなく、工場で育成するという植物工場の試みがなされてきている。このような人工光での植物育成の例としては、特許文献１に示すように、複数色の蛍光ランプを用いたものが知られている。
特願平９−１３８８８６

しかしながら従来、蕎麦のスプラウトを育成する場合に、どのようにすればルチンの含有量を制御できるのか、あるいはどのようにすればルチン含有量を増大させることができるのか、といった点に着目した例は見あたらない。

そこで本発明は、この点に着目するという従来にない課題認識を踏まえて行われたものであり、その主たる目的とするところは、蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの量を品種等に応じて制御し、最大化して育成できるようにすることにある。

すなわち本発明は、ＬＥＤからの光を蕎麦に照射して、そのスプラウトを育成する方法であって、育成すべき蕎麦の品種又は育成状態に応じて、ＬＥＤから照射される光の光質、デューティ比、パルス周波数、明暗周期又はそれらの組み合わせを調整することにより、その品種の蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの含有量を制御するようにしたことを特徴とする蕎麦のスプラウト育成方法である。

このようなものであれば、ＬＥＤからの光の光質調整等により、蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの量を品種に応じて最大化することが可能になる。しかして、このように蕎麦スプラウトにおけるルチンの含有量が、照射する光の光質等により変化することは、本発明者がルチン含有量を制御するという新たな課題認識を踏まえて鋭意研究した結果、はじめて見いだしたことである。

また、光源としてＬＥＤを用いていることから、光合成に必要な太陽光成分の中で、最も重要な波長分布を容易に得ることができ（高選択性）、さらにＬＥＤは低発熱性であるため、植物の近傍で光照射ができること（高効率性）、消費電力量が少なくてランプ寿命が長いうえに冷却水が不要であること（高経済性）、或いは波長強度や明暗期を自由に制御できる（高制御性）といった利点が得られる。

ルチンの含有量には、光照射の時期も関係することが本発明者の研究の結果判明している。例えば露地栽培では、まず１週間ほど暗室で育成し、その後の１週間を光にあてて育てることが経験的に行われているが、本発明では、種子又は種子から発芽した直後から蕎麦への光照射を開始する方が、ルチン含有量を多くでき、しかも外観的にしっかりとしたスプラウトを育成することができる。

蕎麦のスプラウトは、茎が赤い方が外観的にもよく、食感をそそるものとなる。従来の露地栽培ものでも茎が赤くなるが、季節により又は品種により茎が赤くならない場合がある。かかる不具合を解決し、常に茎が赤くなるように制御するには、スプラウトの茎に向かって側方から青色又は紫外域の補助光を照射することが好ましい。また、この方法であれば子葉が邪魔にならず、光を効率的に茎に照射することができる。ここで青色又は紫外域の補助光とは、約３００ｎｍ〜約５００ｎｍの波長の光をいう。

赤色化を促進させるためには、補助光の照射時期も重要である。具体的には、発芽直後から１週間以内に補助光照射を開始することが好ましい。スプラウトとして育成が終了した後は、補助光を照射しても効率的な赤色化は望めないからである。なお、この赤色化は、アントシアニンの増加による。アントシアニンを加水分解すると色素（アントシアニジン：anthocyanidin）と糖に分かれる。この色素が茎部の赤色化をもたらす物質と考えられる。ポリアントシアニジン（アントシアニジンの高分子体）は、強力な抗酸化活性・胃潰瘍抑制・動脈硬化抑制・発ガン抑制・育毛抑制・美白効果等の生理活性を有する。

本発明にかかる方法を好適に実現する蕎麦のスプラウト育成装置としては、複数のＬＥＤを有し、それらＬＥＤからの光を育成すべき蕎麦に向かって照射可能に配置した光照射部と、育成すべき蕎麦の品種又は育成状態に応じて、前記光照射部から照射される光の光質、デューティ比、パルス周波数、明暗周期又はそれらの組み合わせを調整し、その品種の蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの含有量を制御するルチン含有量制御部とを備えているものを挙げることができる。

ルチンを特に効率よく制御し増大させるには、前記光照射部が、子葉に向かって光を照射するように配置してあるものが好ましい。本発明者の研究により、ルチンの多くは子葉に蓄積されることが判明しているからである。

前述したように、ルチンの含有量には光照射の時期も関係することから、前記ルチン含有量制御部が、所定の時期において光照射部を自動駆動し、蕎麦への光照射を開始させる機能を有するものであれば尚好ましい。

茎の赤色化を効率的に促進するには、育成すべきスプラウトの茎に向かって側方から青色又は紫外域の補助光を照射可能に配置した補助光照射部をさらに備えているものが望ましい。このようなものであれば子葉を避けて直接補助光を茎に照射することができる。

スプラウトは通常密集して栽培するため、周囲のスプラウトに邪魔されて中のスプラウトの特に茎に前記補助光が当たりにくい場合がある。スプラウトの茎が比較的細いことに着目してこれを解決するには、スプラウトに風を当てるファンをさらに備え、それらスプラウトが揺らぐように構成しているものが好ましい。この揺らぎにより、中のスプラウトにも多くの補助光が照射される。

スプラウトの育成には、湿度を制御する湿度制御機構をさらに備え、その湿度制御機構により、育成雰囲気中の湿度を７０％以上、より好ましく８０％以上に保つようにしているものが望ましい。

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係る蕎麦のスプラウト育成装置１を模式的に示したものである。

このスプラウト育成装置１は、蕎麦又はそのスプラウト８を収容し育成するための育成用チャンバ２と、そのチャンバ２内の温度及び湿度をコントロールする温度制御機構３及び湿度制御機構４と、複数色のＬＥＤ５１を有した光照射部５と、青色のＬＥＤ６１を有した補助光照射部６と、それら光照射部５から射出される光を制御する制御装置７とを備えている。

各部を説明する。

育成用チャンバ２は、蕎麦又はそのスプラウト８を出し入れするための扉を有する中空のもので、この扉を閉めることにより外気と内部とを遮断可能に構成してある。

温度制御機構３は、温度センサ３１と、ペルチェ素子等を利用した温度アクチュエータ３２と、温度制御部３３とを備えたもので、設定温度と温度センサ３１による測定温度との差から温度制御部３３が温度アクチュエータを駆動し、チャンバ２内の温度を、設定温度に近づけるように動作するものである。

湿度制御機構４は、湿度センサ４１と、加湿器、除湿器等を利用した湿度アクチュエータ４２と、湿度制御部４３とを備えたもので、設定湿度と湿度センサ４１による測定湿度との差から湿度制御部４３が湿度アクチュエータ４２を駆動し、チャンバ２内の湿度を、設定湿度に近づけるように動作するものである。

光照射部５は、例えば多数のＬＥＤ５１を平面基板５２上に敷設し、それらＬＥＤ５１が面状をなすように構成したもので、各ＬＥＤ５１の発光方向が下方を向き、収容したスプラウト８の子葉（後に葉部と称する場合もある）８１に向かって光が照射されるように、前記チャンバ２の天井部に配置されている。それらＬＥＤ５１には、赤色・青色・緑色・近赤外・紫外等を射出するものがそれぞれ複数個ずつ含まれている。

補助光照射部６は、例えば青色のＬＥＤ６１を一列又は複数列に横に複数並べ設けたもので、発光方向が水平方向となり、収容したスプラウト８の茎（後に茎部と称する場合もある）８３に向かって補助光が照射されるように、例えば前記チャンバ２の側壁部に配置されている。

制御装置７は、光照射部５及び補助光照射部６の各ＬＥＤ５１、６１への供給電力（供給電流）を制御するもので、図示しないＣＰＵやメモリ、増幅器の他、スイッチ等の入力手段やディスプレイ等を備えている。そしてメモリに記憶させた所定プログラムによってＣＰＵを始めとする周辺機器を動作させることにより、図２に示すように、ルチン含有量制御部７１や赤色化制御部７２等としての機能を発揮する。なお、この制御装置７を前記ＣＰＵやメモリを用いず、ワイヤ結線したディスクリート回路で構成してよいのは言うまでもない。

しかして、ルチン含有量制御部７１は、前記光照射部５を駆動して各色ＬＥＤ５１の発光比、すなわち各色ＬＥＤ５１の発光個数比や発光強度比を変えることにより、当該光照射部５から照射される光の色（光質或いはスペクトル分布）を調整するものである。この実施形態では、例えば育てるべき蕎麦の品種をオペレータが前記入力手段を用いて選択すると、その品種をこのルチン含有量制御部７１が受け付け、メモリの所定領域に設定した光質格納部７３（例えば蕎麦の品種と光質とを一対にしたテーブル）を参照して、光照射部５の各種ＬＥＤ５１の発光比率を定め、その蕎麦に適した光質の光、すなわちルチン含有量を増大させるような光をこの光照射部５から照射させるように構成している。また、光照射の時期は、オペレータからの指令乃至自動で定めればよいが、ここでは種子又は種子から発芽した直後から蕎麦への光照射を開始するようにしている。その他に、オペレータが前記入力手段を用いて光質を自由に選択乃至調整できるようにし、その指定された光質となるように、このルチン含有量制御部７１が光照射部５の各種ＬＥＤ５１の発光比率を定めるように構成しても構わない。また、光質の他に、光をパルス照射できるようにし、そのパルスの周波数やデューティ比をこのルチン含有量制御部７１が、蕎麦の種類に応じて自動調整乃至オペレータからの入力指令値で設定するように構成してもよい。

赤色化制御部７２は、前記補助光照射部６を駆動して各青色または紫外域ＬＥＤ６１を発光させ、蕎麦スプラウト８の側方から茎８２に向かって青色または紫外域の補助光を照射させるものである。このことにより茎８２の赤色化が促進される。光照射の時期は、オペレータからの指令乃至自動で定めればよいが、ここでは種子又は種子から発芽した直後から蕎麦への光照射を開始するようにしている。

（１）基本照射条件並びに分析法

前述のスプラウト育成装置１を用いて蕎麦スプラウトを育成した。前記光照射部５を構成するＬＥＤ５１として、赤色（Ｒ）、青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）、近赤外（ＦＲ）の４種を用いた。中心波長はＲ（６６０ｎｍ）、Ｂ（４７５ｎｍ）、Ｇ（５２５ｎｍ）、ＦＲ（７３５ｎｍ）である。

基本的に、チャンバ２内は、湿度８０%、温度２０℃、ＣＯ_２濃度１５００ｐｐｍに設定した。蕎麦に含まれるルチン含有量は高速液体クロマトグラフィー（ＨＰＬＣ）を用いて、またアントシアニン生成に起因する茎部赤色変化は、色彩輝度計を用いて測定した。蕎麦の種は殺菌溶液に、２４時間浸した後、水を切ってから再生紙で製造したバルブポットを用いて生育した。

（２）実験例−１

３種のＬＥＤ５１の比をＲ４、Ｂ１、ＦＲ１として照射した場合（Ｒ／Ｂ／ＦＲと表記する）、青色１色の場合（Ｂ／Ｂ／Ｂと表記する）、赤色１色の場合（Ｒ／Ｒ／Ｒと表記する）でそれぞれルチン含有量を測定した。

普通蕎麦の種を２４時間殺菌溶液に浸漬したのち水を切り、バルブポットに移して室温・暗所で７日間放置した。その後チャンバ２内に移し、温度、湿度、ＣＯ_２濃度をそれぞれ２０℃、８０%、１５００ｐｐｍに制御しながら、Ｂ／Ｂ／Ｂ及びＲ／Ｒ／Ｒの場合にはデューティサイクル＝１分で、Ｒ／Ｂ／ＦＲではＢ・Ｒ・ＦＲ・暗期のサイクルを１分ごとに繰り返して２週間照射した。

＜実験結果＞

乾燥した蕎麦種１ｇ中のルチン含有量は、普通蕎麦０．１５ｍｇ、他品種Ａ ０．０９ｍｇ、他品種Ｂ ０．２０
ｍｇ、他品種Ｃ ０．５２ ｍｇと少ないが、だったん蕎麦には約１５ ｍｇ（普通蕎麦の１００倍）のルチンが含まれている。ＬＥＤ５１の照射により育成した蕎麦スプラウトには、図３に示すように、だったん蕎麦種と同等かそれ以上のルチンが含まれていることを確認した。また青色ＬＥＤ５１（Ｂ／Ｂ／Ｂ）だけで育成した普通蕎麦のスプラウトは、赤色ＬＥＤ５１（Ｒ／Ｒ／Ｒ）やＲ／Ｂ／ＦＲを用いた場合と比較してルチン含有量が少ないため（図３参照）、光質変化に対してより鋭敏であり、ルチン含有量を光質で制御できることが示唆された。このことから光質を最適なものに試行錯誤することにより、ルチン含有量を最大化することが可能であるといえる。

また、同図３から明らかなように、ルチンは葉部に多く含まれるため、スプラウトの上側に位置する葉部に光をあてるべく、光照射部５により上方から光を照射することが有効であることが確認された。

さらに、３種ＬＥＤ５１（ここではＲ／Ｂ／ＦＲ、Ｒ／Ｇ／Ｂ、Ｂ／Ｂ／Ｂ）を播種直後から照射した場合には、１週間暗所放置してから照射した場合に比べて著しい生長促進効果が観測された（図４〜図８参照）。蕎麦スプラウト栽培の有望な改良方法である。また乾燥重量１ｍｇあたりのルチン含有量に関しても、播種直後から光を照射したものの方が、そうでないものに比べ４０％程度、多いことが確認されている。

（３）実験例−２

青色ＬＥＤ６１照射による茎部の赤色化

蕎麦スプラウトの茎部は、光照射により赤味を帯びる。茎部の赤色化は植物中におけるアントシアニンの生成に起因すると考えられる。赤色度を色差計モードで測定することにより茎部の赤色化が促進されることが確認された。だったん蕎麦のスプラウト育成における茎部赤色化例を図９に示す。この赤色化変化の程度は、蕎麦品種により異なるが、青色ＬＥＤ５１を照射すると赤色化が促進されることを見出した。この照射は播種後暗所に７日間程度放置した状態から開始すると顕著であるが、スプラウトとして生育し終えた段階では光照射の効果が見られないため、照射開始時期が重要である。また、赤色化は、成長する蕎麦スプラウトの茎部に直接紫外線が照射されると促進されるため、横方向からの照射が重要である。上部から照射した場合には、子葉により茎部への照射が抑制されることから、茎部の赤色化効率は低くなる。なお、紫外光を照射した場合にも、青色ＬＥＤ６１を用いた場合と同様な赤色効果を得られ、照射開始時期も重要となる。また、側方からの補助光のみならず、赤・青・緑色ＬＥＤの組み合わせで、明暗期（光照射時間と暗期時間）の変化により茎の赤色化を促進できる可能性もある。特に図６はＲ／Ｇ／Ｂで、明暗期を１２時間として２週間照射した結果である。

なお、本発明は上記図示例に限られず、種々の変形が可能である。

例えば、ＬＥＤ発光時間をプログラム化し、チャンバを多方面透明容器として多光色で蕎麦スプラウトを育成すれば、装置そのものををインテリア照明として利用できるとともに、品種の光応答特性に応じて、より精細な光質変化による生長促進・機能性栄養成分生成促進を可能にできる。

また、光質の調整のみならず、育成すべき蕎麦の品種又は育成状態に応じて、前記光照射部から照射される光のデューティ比、そのパルス周波数、明暗周期又はそれらに光質を加えた組み合わせを調整し、その品種の蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの含有量を制御することで、蕎麦のスプラウトの生育を最大化できる可能性がある。またこのことにより、乾燥重量が増せば、全体としてルチンをさらに多く生成できる。

加えて、スプラウトに風を当てるファンをさらに設け、それらスプラウトが揺らぐように構成しておけば、密集して栽培されているスプラウトのうち、中の方のスプラウトの茎にも前記補助光を当てて赤色化や育成を促進できる。

さらに、光質の調整にあたっては、必ずしもルチン含有量制御部で光照射部を制御する必要はない。例えば各色ＬＥＤの構成比率の異なる複数の基板を品種に応じて予め用意しておき、それらを蕎麦の品種によって交換するようにしても構わない。

また光質の調整は、蕎麦の品種毎に常に一定である必要はなく、生育段階等、スプラウトの育成状態に応じて設定するようにしてもよい。

その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

以上に詳述したように、本発明によれば、ＬＥＤからの光の光質調整により、蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの量を、品種に応じて最大化することが可能になる。

本発明の一実施形態における蕎麦のスプラウト育成装置の全体模式図。 同実施形態における制御装置の機能ブロック図。 蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの光質別及び品種別の量を示すルチン含有量表。 播種直後から光を照射した場合と１週間暗所放置してから照射した場合との育成結果を比較して示す比較表。 播種直後から光を照射した場合と１週間暗所放置してから照射した場合との育成結果を比較して示すスプラウトの播種後２週間の写真。 播種直後から光を照射した場合と１週間暗所放置してから照射した場合との育成結果を比較して示すスプラウトの播種後２週間の写真。 播種直後から光を照射した場合と１週間暗所放置してから照射した場合との育成結果を比較して示すスプラウトの播種後２週間の写真。 播種直後から光を照射した場合と１週間暗所放置してから照射した場合との育成結果を比較して示すスプラウトの播種後２週間の写真。 だったん蕎麦スプラウト育成における茎部赤色化例を示すスプラウトの播種後８日後の写真。

符号の説明

１・・・蕎麦のスプラウト育成装置
５・・・光照射部
６・・・補助光照射部
５１、６１・・・ＬＥＤ
７１・・・ルチン含有量制御部
８・・・蕎麦のスプラウト
８１・・・子葉
８２・・・茎

Claims (9)

1. ＬＥＤからの光を蕎麦に照射して、そのスプラウトを育成する方法であって、
   育成すべき蕎麦の品種又は育成状態に応じて、ＬＥＤから照射される光の光質、デューティ比、パルス周波数、明暗周期又はそれらの組み合わせを調整することにより、その品種の蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの含有量を制御するようにしたことを特徴とする蕎麦のスプラウト育成方法。
2. 種子又は種子から発芽した直後から蕎麦への光照射を開始することを特徴とする請求項１記載の蕎麦のスプラウト育成方法。
3. スプラウトの茎に向かって側方から青色又は紫外域の補助光を照射し、茎の赤色化を制御するようにしている請求項１又は２記載の蕎麦のスプラウト育成方法。
4. 複数のＬＥＤを有し、それらＬＥＤからの光を育成すべき蕎麦に向かって照射可能に配置した光照射部と、
   育成すべき蕎麦の品種又は育成状態に応じて、前記光照射部から照射される光の光質、デューティ比、パルス周波数、明暗周期又はそれらの組み合わせを調整し、その品種の蕎麦のスプラウトに含まれるルチンの含有量を制御するルチン含有量制御部とを備えていることを特徴とする蕎麦のスプラウト育成装置。
5. 前記光照射部が、子葉に向かって光を照射するように配置してある請求項４記載の蕎麦のスプラウト育成装置。
6. 前記ルチン含有量制御部が、所定の時期において光照射部を駆動し、蕎麦への光照射を開始させるものである請求項４又は５記載の蕎麦のスプラウト育成装置。
7. 育成すべきスプラウトの茎に向かって側方から青色又は紫外域の補助光を照射可能に配置した補助光照射部をさらに備えている請求項４、５又は６記載の蕎麦のスプラウト育成装置。
8. スプラウトに風を当てるファンをさらに備え、それらスプラウトが揺らぐように構成している請求項４、５、６又は７記載の蕎麦のスプラウト育成装置。
9. 湿度を制御する湿度制御機構をさらに備え、その湿度制御機構により、育成雰囲気中の湿度を７０％以上に保つようにしている請求項４、５、６、７又は８記載の蕎麦のスプラウト育成装置。