JP2008086272A

JP2008086272A - 植物体の栄養成分増強方法

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Publication number: JP2008086272A
Application number: JP2006271701A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamauchi; 直樹山内; Masayoshi Shigyo; 正義執行
Original assignee: Yamaguchi University NUC
Current assignee: Yamaguchi University NUC
Priority date: 2006-10-03
Filing date: 2006-10-03
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2026-10-03
Also published as: JP4280835B2

Abstract

【課題】
単子葉栽培植物、特に芽ネギの栄養成分の改良を行うことを課題とする。
【解決手段】
人工紫外線のＵＶ−Ｂを、単子葉栽培植物の芽ネギに照射することにより、植物体中のジフェニルピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）ラジカル消去活性を高めるアスコルビン酸やポリフェノールなどの機能性物質含量を増加させる栽培方法を提供すること、またこの方法で生産される芽ネギ、および生産された芽ネギを処理して得られる食品や医薬品を提供する。
【選択図】なし

Description

本発明は、光照射により単子葉栽培植物、特に、芽ネギの栄養成分を増強する栽培方法、
栄養成分が増強された芽ネギおよびその利用に関する。

単子葉栽培植物の代表である芽ネギは、葉ネギを若取りしたものを総称し、スプラウトの１種である。スプラウトとは、一定の温度、光、栄養液がコントロールされた栽培施設で生育されている栽培野菜をいう。スプラウトの芽ネギは、古い時代から薬用植物として珍重されているネギの栄養成分を有し、日本人の食生活になじみの深いネギの食分野に広がりつつある。芽ネギの大きさは、葉長約１０ｃｍ、径約２ｍｍで、現在は、特に寿司のネタとして利用されることが多い。スプラウトが注目されるようになったのは、アメリカでブロッコリーの新芽に、ガン予防効果を持つというスルフォラファンが、多く含まれていると発表された後、ブロッコリーに限らずスプラウトには、発がん抑制効果や、抗酸化作用を有する物質など機能性物質が多く含まれていることが判明したからである。一般によく栽培されているスプラウトは、もやし、カイワレ大根、アルファルファ、ブロッコリー、クレス、レッドキャベツ、小松菜、マスタード、豆苗などがある。

植物体内のビタミンやポリフェノール、ルチンなどの機能性物質を特徴的に増加させる方法は、すでに特許文献で報告されている。特許文献１には、大豆もやしに近紫外〜青色領域波長の光を照射することにより、含有ビタミンＡ、ビタミンＥを増量させる方法が開示されており、特許文献２には、小松菜に対して、人工紫外線照射を１日５分間行うことで、機能性物質であるα−トコフェロールやビタミンＣを増加させる栽培方法が開示され、特許文献３には、人工光源の青色光、赤色光及び遠赤色光の強度を調整することにより、小松菜、レタスのビタミンＣやビタミンＡを増加させる方法が開示されている。また、特許文献４には、植物に含まれるポリフェノールを増量させるために、通常の植物栽培の光量より５倍以上の光を照射して（光ストレスを与えて）、ベニバナ、ソバを栽培する方法が開示されており、特許文献５には、芽だし野菜（スプラウト）のブロッコリー、マスタード、ケール、レッドキャベツおよびダッタンソバに、赤外光、可視光、紫外光を組み合わせた人工光源を照射して、フェニル基含有アミノ酸を含む養分液との併用で、植物中のポリフェノール含量を増加させる方法が開示されている。さらに、特許文献６には、蕎麦のスプラウトに、複数のＬＥＤ（光ダイオード）を調整して使用し、血管強化作用や血圧低下作用、抗酸化作用を有するルチンの含量を増加させる方法が開示されている。
特開平１１−１０３６８０号公報特開２００４−３０５０４０号公報特開平８−２０５６７７号公報特開２００３−００９６６５号公報特開２００６−２０５６５号公報特開２００５−１５１８５０号公報

しかしながら、芽ネギを初め、単子葉栽培植物の栄養成分の改良に関するものではない。本発明は、Ｂ領域紫外線（ＵＶ−Ｂ）を照射して、栄養成分中の機能性物質を増加させた単子葉栽培植物、特に芽ネギの栽培方法を提供すること、またこの方法で生産される芽ネギ、および生産された芽ネギを処理して得られる食品や医薬品を提供することをその主な課題とする。

本発明者等は、人工紫外線のＵＶ−Ｂを、単子葉栽培植物の芽ネギに照射することにより、植物体中のジフェニルピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）ラジカル消去活性を高めるアスコルビン酸やポリフェノールなどの機能性物質含量を増加させることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は以下の（１）〜（９）からなる。

（１）単子葉栽培植物の栽培方法において、ＵＶ−Ｂ照射により、植物中の機能性物質含量を増加させることを特徴とする単子葉栽培植物の栽培方法。

（２）単子葉栽培植物が芽ネギである上記（１）に記載の栽培方法

（３）ＵＶ−Ｂ照射が、温度と光を制御されて生育した植物の播種後３〜３０日のものに対し、１２時間日長周期の明期に、３〜１０分間を４〜８日間行うものである上記（１）または（２）のいずれかに記載の栽培方法。

（４）ＵＶ−Ｂが、波長域２８０〜３８０ｎｍで、かつ波長３１２ｍｍ付近にピークを有する光源由来のものである上記（１）〜（３）のいずれかに記載の栽培方法。

（５）前記の機能性物質が、従来の植物と比較して、ＤＰＰＨラジカル消去活性を１．１〜１．５倍高める抗酸化物質である上記（１）〜（４）のいずれかに記載の栽培方法。

（６）前記の抗酸化物質が、アスコルビン酸及び／またはポリフェノールである上記（１）〜（５）のいずれかに記載の栽培方法。

（７）前記の（１）〜（６）のいずれかに記載の方法により得られた芽ネギ。

（８）前記の（１）〜（６）のいずれかに記載の方法により栽培された芽ネギを用いたことを特徴とする食品。

（９）前記の（１）〜（６）のいずれかに記載の方法により栽培された芽ネギを用いたことを特徴とする医薬品。

本発明により、単子葉栽培植物、特に芽ネギ中のアスコルビン酸、ポリフェノールなどの抗酸化能を有する機能性物質含量を増加させることができ、さらに、芽ネギを用いた一般加工食品のほか、特定保健用食品や栄養機能食品などの保健機能食品、および漢方薬を含む医薬品を提供することができる。

本発明は、単子葉栽培植物、特に芽ネギの栽培方法において、ＵＶ−Ｂを照射することにより、植物中の機能性物質含量を増加させることを特徴とする栽培方法よりなるものである。

本発明で使用する単子葉栽培植物としては、芽ネギのほか、イネ科やユリ科に属するライムギ、ハトムギ、ラッキョウ、ノビル、アサツキなどがあげられる。

本発明で使用する芽ネギは、播種後、温度、光が制御された施設で栽培されるものを用いる。設定される温度は、１８〜３０℃、好ましくは２２〜２８℃である。光源は、従来、植物の栽培施設で用いる蛍光灯や、白色灯、人工光源などを使用することができ、本発明のＵＶ−Ｂ照射対象物として充分に生育することができる条件であればいずれを使用しても良い。また、発芽まで暗所で栽培し、発芽後、上記の光源照射下で生育させることもできる。これらの光源からの照射は、発芽後、１２時間周期の明期と暗期を繰り返して行い、明期の光強度は、光合成有効光量子束密度として、１０〜１００μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１であり、好ましくは２０〜９０μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１である。この範囲を超す光強度の過度な強弱は、生育障害につながり、重量不足や葉の伸長不足となる。

本発明で、使用するＵＶ−Ｂは、波長域が２８０〜３８０ｎｍで、かつ波長３１２ｎｍ付近にピークを有する紫外線であることが望ましいが、最も好ましいＵＶ−Ｂは、波長域が２８０〜３２０ｎｍで、かつ波長３１２ｎｍにピークを有するものである。３１２ｎｍに波長のピークを有する光源であれば、独自に作成したものや市販のものを使用することもできる。

本発明で、ＵＶ−Ｂ照射を開始する芽ネギは、播種後、３〜３０日のものを使用する。ＵＶ−Ｂ照射は、明期３〜９時間後に、芽ネギの上部１０〜５０ｃｍの位置から照射する。その場合、ＵＶ−Ｂ単独を照射することもできるが、従来、植物の栽培施設で用いる蛍光灯や、白色灯、人工光源などを同時に使用することもできる。ＵＶ−Ｂ単独、あるいは他の光源と合わせた時の、芽ネギに照射する光合成有効光量子束密度としては、１０〜１００μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１であり、好ましくは、２０〜９０μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１である。また紫外線強度としては、０．１〜１．０ｍＷ・ｃｍ−２であり、好ましくは、０．１５〜０．２ｍＷ・ｃｍ−２である。

本発明の植物体に生産させる機能性物質としては、アスコルビン酸やポリフェノール、ビタミンＥなど、ＤＰＰＨラジカル消去活性を高める物質、すなわち抗酸化能を有する物質である。

アスコルビン酸は、ビタミンＣとよばれ、ヒトの生体内では作り出すことができない成分であり、メラニンの抑制やコラーゲン合成の促進、抗酸化作用などさまざまな性質を有する。新鮮な野菜では、多く還元型として存在する。

ポリフェノールは、植物細胞の生成、活性化などを助ける働きをもつが、ヒトに対しては抗酸化作用、ホルモン促進作用などの効力を与える物質で、種類も多く、特にカテキンやクロロゲン酸等に代表されるオルトジフェノールは、強い抗酸化能であるラジカル消去能を有する。

ＤＰＰＨとは、抗酸化作用の評価に良く用いられている合成のラジカルである。このＤＰＰＨラジカル消去には、アスコルビン酸、ポリフェノール、ビタミンＥなどの抗酸化物質がすべて関与している。アスコルビン酸の消去活性は高く、アスコルビン酸含量が高いと消去活性も高くなる。このように、ＤＰＰＨラジカル消去活性は抗酸化能を総合的にみたものとなり、ＤＰＰＨラジカル消去活性が高いということは、抗酸化能が高いということができる。

本発明の機能性物質であるアスコルビン酸やポリフェノールなど、ＤＰＰＨラジカル消去活性を高める物質を植物体内に増加させる栽培方法は、ＵＶ−Ｂの光源、光強度、照射開始生育日、照射期間、機能性物質の種類などにより異なる。

例えば、アスコルビン酸含量およびポリフェノール含量の高い芽ネギは、播種後２１〜３０日から、ＵＶ−Ｂ照射を光強度０．１８ｍＷ・ｃｍ−２（蛍光灯＋ＵＶ−Ｂ照射で光合成有効光量子束密度２０〜３０μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１）で、毎日５〜１０分間、６〜１０日間行うことによって栽培することができる。この条件により、通常の１．２〜１．８倍量のアスコルビン酸および１．８〜２．８倍量のポリフェノールが芽ネギ中に生産する。上記の条件では、ＤＰＰＨラジカル消去活性が、通常の１．１〜１．５倍量高くなる。

また、短期間栽培によるアスコルビン酸含量の高い芽ネギは、播種後１５〜１７日から、ＵＶ−Ｂ照射を光強度０．１８ｍＷ・ｃｍ−２（蛍光灯＋ＵＶ−Ｂ照射で光合成有効光量子束密度８０〜９０μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１）で、毎日１〜５分間、４〜６日間行うことによって栽培することができる。この条件により、通常の１．３〜１．５倍量のアスコルビン酸が芽ネギ中に生産する。

ＵＶ−Ｂを照射した芽ネギは、収穫した後、そのまま使用することもできるが、自然乾燥、あるいは凍結乾燥、熱風乾燥を行うと保存性が良くなるので扱い易くなる。乾燥後、あるいは乾燥前には、商品価値を高めるために着色することもできる。さらに、用途に合わせて切断や粉砕の処理を行い、得られた処理体を素材として食品や医薬品を製造することができる。

本発明の「食品」は、飲料を含む食品全般を意味するが、いわゆる健康食品を含む一般加工食品のほか、厚生労働省の保健機能食品制度に規定される特定保健用食品や栄養機能食品をも含むものである。

本発明の「食品」のうち、一般加工食品としては、スポーツ飲料、果実飲料、乳飲料、乳性飲料、茶飲料、アルコール飲料又は炭酸飲料等の飲料や、うどん、そば等の麺類や、かまぼこ、ハム、魚肉ソーセージ等の魚肉練り製品や、みそ、しょう油、ドレッシング、マヨネーズ等の調味類や、豆腐、こんにゃく、納豆などの豆製品や、フライ、餃子、コロッケ、サラダ、スープ、シチュー等の各種総菜や、パン、ケーキ、クッキー、煎餅などの焼き菓子、羊羹などの和菓子、チューインガム、キャンディ等の菓子類や、クラッカー、チップス等のスナック類をあげることができる。

また、本発明の「食品」が、特定保健用食品や栄養機能食品である保健機能食品である場合は、処理した芽ネギを単独で、あるいは食品衛生上許容される配合物、例えば、安定化剤、保存剤、着色料、香料ビタミン等の配合物を混合し、常法により錠剤状、顆粒状、粉末状、カプセル状、液状、クリーム状に製造し、最終食品に適した形態にて使用することができる。

本発明の「医薬品」は、漢方薬を含む医薬品全般を意味するが、血圧降下剤、糖尿病の予防及び治療剤、免疫賦活剤、抗がん剤、皮膚外用剤、冷え性改善剤などに利用でき、芽ネギを単独で、あるいは医薬品として許容される賦形剤、結合剤、崩壊剤、増沢剤などを加えて、錠剤、顆粒剤、カプセル剤などの経口用製剤や、軟膏などの外用剤の形にすることもできる。

これらの食品や医薬品には、ＵＶ−Ｂを照射した芽ネギを０．１〜９０％含むことができるが、製品によってそれぞれ適した含量を選ぶことが望ましい。

以下、本発明を更に詳しく説明するため、実施例をあげるが本発明はこれに限定されない。

（１）実験材料および生育条件
温度２５℃で１２時間日長周期（光合成有効光量子束密度２０μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１）、水耕で生育させた芽ネギの播種後２７日から３４日までの間、明期の約６時間後に、ＵＶ−Ｂ（Ｔ−１５Ｍランプ、紫外線強度０．１８ｍＷ・ｃｍ−２、ピーク波長３１２ｎｍ）を、芽ネギの真上３０ｃｍの位置から毎日５分間、または１０分間照射した（蛍光灯＋ＵＶランプでの光合成有効光量子束密度２３．５μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１）。収穫後以下の方法で、照射した芽ネギ中の成分を測定し、紫外線照射を行っていないものとの比較を行った。

（２）アスコルビン酸含量（ヒドラジン法）の測定
上記（１）で得られた芽ネギ５ｇ（新鮮重量：ＦＷ）を１０％メタリン酸１０ｍｌと少量の石英砂と共に氷中の乳鉢で磨砕した。そこへ蒸留水３５ｍｌを加えて吸引濾過を行い、この抽出液から１ｍｌ取り、ヒドラジン法により測定を行った。すなわち，抽出液１ｍｌに２％メタリン酸、チオ尿素液を各１ｍｌ、さらに、ＤＮＰ液０．５ｍｌを加え、５０℃のウォーターバス中で７０分間放置した。その後、試験管を氷中に移し、各試験管に８５％硫酸２．５ｍｌを少しずつ加え、混和冷却した。室温で３０分間放置し、分光光度計（ＨＩＴＡＣＨＩ３３０；日立製作所社製）でＯ．Ｄ．５３０ｎｍにおける吸光度を測定した。その結果、芽ネギ中のアスコルビン酸含量は、図１に示すように、ＵＶ−Ｂ照射により増加することが明らかになった。

（３）ポリフェノール含量の測定
１００％エタノール３５ｍｌと蒸留水１０ｍｌを三角フラスコに入れ、ガラス管のついたゴム栓で栓をして加熱し、その後、上記（１）で得られた芽ネギ５ｇ（新鮮重量：ＦＷ）加え再び１５分加熱した。加熱後氷中で冷却し、磨砕して吸引濾過したものを７０％エタノールで８０ｍｌに定容した。この抽出液１ｍｌを３倍希釈したものを総フェノールとオルトジフェノール含量の測定に用いた。

（３）−１）総フェノール（フォーリン・チオカルト法）
上記（３）で得られたサンプル１ｍｌに１Ｎフェノール試薬１mlを加え混合し、３分後に１０％炭酸ナトリウム１ｍｌを加え混合し、１時間後に分光光度計（ＨＩＴＡＣＨＩＵ−２０００；日立製作所社製）を用いて、Ｏ．Ｄ．５３０ｎｍにおける吸光度を測定した。ここで測定した総フェノールはポリフェノール含量を示す。

（３）−２）オルトジフェノール（アルノー法）
上記（３）で得られたサンプル０．５ｍｌに０．５ＮＨＣｌ１ｍｌを加え混合した後、Ａｒｎｏｗ試薬１ｍｌを加えて混和した。次いで１ＮＮａＯＨ１ｍｌ、蒸留水１ｍｌを加えて混和し、室温で２０分間放置した。その後、分光光度計（ＨＩＴＡＣＨＩＵ−２０００；日立製作所社製）を用いて、Ｏ．Ｄ．５３０ｎｍにおける吸光度を測定した。

（３）−３）結果
芽ネギ中の総フェノールとオルトジフェノール含量を図２に示した。ＵＶ−Ｂ照射によりフェノール類の増加が確認された。

（４）ＤＰＰＨラジカル消去活性の測定
上記（１）で得られた芽ネギ５ｇ（新鮮重量：ＦＷ）に１００％エタノール３５ｍｌと蒸留水１０ｍｌを加え、磨砕して吸引濾過し、７０％エタノールで８０ｍｌに定容した。これを５倍濃縮したものをサンプルとして使用した。４００μＭとなるようにエタノールに溶解させた、１，１−ジフェニル−２−ピクリルヒドラジル（ＤＰＰＨ）０．９ｍｌ、２００ｍＭ２−Ｍｏｒｐｈｏｌｉｎｏｅｔｈａｎｅｓｕｌｐｈｏｎｉｃａｃｉｄｍｏｎｏｈｙｄｒａｔｅ（ＭＥＳ）緩衝液（ｐＨ６．０）０．９ｍｌ、および３０％エタノール０．９ｍｌを混合した液に、回帰式を求めるために０．３ｍｌ、０．６ｍｌ、０．９ｍｌのサンプルを７０％エタノールで０．９ｍｌに調製したものを加えた。ブランクとして、７０％エタノール０．９ｍｌを用いた。室温で暗所下に２０分間放置し、分光光度計（ＨＩＴＡＣＨＩＵ−２０００；日立製作所社製）を用いて、Ｏ．Ｄ．５２０ｎｍにおける吸光度を測定した。各サンプルのＩＣ５０（５０％ＩｎｈｉｂｉｔｏｒｙＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ（阻害濃度））を試験管に加えたサンプル量をもとに、ブランクからのＯ．Ｄ．値の減少量を用いて回帰式を求め、計算した。その結果、芽ネギ中の抗酸化能を表すＤＰＰＨラジカル消去活性は図３に示すように、ＵＶ−Ｂ照射５分で増加した。

（１）実験材料および生育条件
ピートバンを用いて播種した芽ネギの種子を、温度２５℃の暗所で発芽させた。３日後、発芽した芽ネギを蛍光灯下１２時間日長周期（光合成有効光量子束密度８７μｍｏｌｅ・ｍ−２・ｓ−１）で生育させた。播種後、１５〜１７日の明期約６時間後に、ＵＶ−Ｂ（Ｔ−１５Ｍランプ、紫外線強度０．１８ｍＷ・ｃｍ−２、ピーク波長３１２ｎｍ）を、芽ネギの真上３０ｃｍの位置から毎日１〜５分間ずつ、４〜６日間照射した。播種後２１日で収穫し、実施例１の（２）アスコルビン酸含量（ヒドラジン法）の測定と同じ方法を用いて、照射した芽ネギ中のアスコルビン酸含量を測定し、紫外線照射を行っていないものとの比較を行った。

２）結果
図４〜６に示すように、４日間処理後収穫する場合は、照射時間を毎日５分間行い、５または６日間処理後収穫する場合は、照射時間を毎日１〜３分間行うことが、アスコルビン酸生産量増加の条件として優れていることが明らかになった。

本発明は、汎用のＵＶ−Ｂを短時間使用して、栽培植物中の栄養成分を増加させる方法であり、既存の栽培施設に容易に設置することが可能で、ライン移動連続照射を行った場合は、栄養成分を付加した栽培植物の大量栽培が可能となる。

芽ネギ中のアスコルビン酸含量に及ぼすＵＶ−Ｂ照射の影響を示す図である。芽ネギ中のフェノール含量に及ぼすＵＶ−Ｂ照射の影響を示す図である。芽ネギ中のＤＰＰＨラジカル消去活性に及ぼすＵＶ−Ｂ照射の影響を示す図である。ＵＶ−Ｂ照射を４日間行った時の芽ネギ中のアスコルビン酸含量に及ぼすＵＶ−Ｂ照射の影響を示す図である。ＵＶ−Ｂ照射を５日間行った時の芽ネギ中のアスコルビン酸含量に及ぼすＵＶ−Ｂ照射の影響を示す図である。ＵＶ−Ｂ照射を６日間行った時の芽ネギ中のアスコルビン酸含量に及ぼすＵＶ−Ｂ照射の影響を示す図である。

Claims

単子葉栽培植物の栽培方法において、ＵＶ−Ｂ照射により、植物中の機能性物質含量を増加させることを特徴とする単子葉栽培植物の栽培方法。
単子葉栽培植物が芽ネギである請求項１に記載の栽培方法
ＵＶ−Ｂ照射が、温度と光を制御されて生育した植物の播種後３〜３０日のものに対し、１２時間日長周期の明期に、３〜１０分間を４〜８日間行うものである請求項１または２のいずれかに記載の栽培方法。
ＵＶ−Ｂが、波長域２８０〜３８０ｎｍで、かつ波長３１２ｍｍ付近にピークを有する光源由来のものである請求項１〜３のいずれかに記載の栽培方法。
前記の機能性物質が、従来の植物と比較して、ＤＰＰＨラジカル消去活性を１．１〜１．５倍高める抗酸化物質である請求項１〜４のいずれかに記載の栽培方法。
前記の抗酸化物質が、アスコルビン酸及び／またはポリフェノールである請求項１〜５のいずれかに記載の栽培方法。
前記の請求項１〜６のいずれかに記載の方法により得られた芽ネギ。
前記の請求項１〜６のいずれかに記載の方法により栽培された芽ネギを用いたことを特徴とする食品。
前記の請求項１〜６のいずれかに記載の方法により栽培された芽ネギを用いたことを特徴とする医薬品。