JP2018174708A - 高機能性成分含有植物の育成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
このように健康維持機能を野菜に求めようとする研究開発、施策が国内、海外でも積極的に進められ、野菜ジュースや野菜加工食品、野菜入り補助食品などを求める消費者の嗜好が強くなってきている。健康維持機能性成分(以下、機能性成分という。)を含有する野菜には、例えばニンジン、ホウレンソウ、パセリ、シュンギク、コマツナ、ニラ、カボチャ、ブロッコリー、サヤエンドウ、シソ、アスパラガスのように生体重当り100g中にβ−カロテンを600μg以上含んでいるもの、およびβ−カロテンの含有量が生体重当り100g中に600μg以下であっても、多く食べられているトマトやピーマンなどは緑黄色野菜と定義され、日常的に多く摂取することが推奨されている(非特許文献3及び4参照)。
またβ−カロテンと同様に、カロテノイド色素に属するルテインも抗酸化物質で人体では目の網膜の中心にある黄斑に多く存在し、紫外線によって生じる活性酸素を不活性化して黄斑を保護し、加齢を原因とする黄斑変性にならないようにしているとされている。
しかしながら、作物収穫を目的とした農園芸生産における上記有効微生物の利用技術は開発されていない。
本発明は、β−カロテン、レチノール当量、ビタミンE(α−トコフェロール)、ビタミンK、ビタミンC、クロロゲン酸、ポリフェノール等の高機能性成分を多く含む高機能性成分野菜を育成(製造)するための方法を提供することを目的とする。
また、本発明により、高機能性成分を多く含む高機能性成分野菜を育成(製造)するための受託番号NITE P−02438で寄託された微生物であるセファリオフォラ属(Cephaliophora sp.)xsd08001株を提供することができる。
本発明者は土壌中から数多く単離した菌株の中に、その固体培地培養物を含む培養土を用いて育成すると、固体培地培養物を用いない育成方法と比べて、植物固有の機能性成分を増加させる微生物xsd08001株を見出した。
xsd08001株は、一般的に微生物の同定に用いられる近隣結合法(neighbor−joining method)により、ITS5SrRNA領域のシークエンスデータが即知であるCephaliophora sp.と96%の類似性を示した。
これをCephaliophora sp.xsd08001と命名した。
本出願に際し、Cephaliophora sp.xsd08001は、千葉県木更津市かずさ鎌足2−5−8所在の独立行政法人製品評価技術基盤機構 特許微生物寄託センター(NPMD)に2017年3月6日付で寄託し、AP−02438として受領書が発行された。微生物の生存確認試験が実施されて受託証が発行され、受託番号NITE P−02438として寄託された。
すなわち、本発明の実施例で使用した微生物は、Cephaliophora sp. xsd08001と命名され、受託番号NITE P−02438として寄託された微生物である。
固体培地には、オカラ、竹粉、その他、オガクズ、フスマ、モミガラ、バガス、セルロースパウダー、セロビオース、コーヒー粕、デンプンなど、常用されている成分が用いられる。オカラまたは竹粉は元来、農業資材として使用されているものであり、本微生物を固体培地で培養した微生物を含む培養物を、そのまま培養土に用いることができる。
培養は乾燥した固体培地に適度な水分を加えて滅菌する。放冷後に固体培地上に微生物Cephaliophora sp.xsd08001の培養片をそっと置き、25度(室温で可)で約20日静置しておく。10日後には滅菌雰囲気下にて固体培地を混ぜ、全体に微生物が繁殖するようにした。
本発明が育成の対象とする野菜は、特に限定されない。
野菜の青果栽培、つまり市場出荷や食用を目的とした栽培では、例えば、キャベツ、ハクサイ、ホウレンソウ等の葉部を食用とする葉菜類や、ダイコン、カブ、ニンジン、ネギ等の根茎部を食用とする根菜類では、花芽分化、抽だい、開花させることなく、植物学的には未熟な成長段階で収穫されるものである。また、ブロッコリー、カリフラワー等は、未熟な花蕾の段階で収穫されるものであり、開花させるには至らない。また、果実生産を目的とするキュウリ、ピーマン、ナス等の果菜類も未熟な果実を収穫するものである。
育成の対象とする野菜は、例えばホウレンソウ、フダンソウ、テンサイ等のアカザ科作物、レタス、サラダナ、シュンギク、ゴボウ等のキク科作物、キャベツ、ブロッコリー、ハクサイ、ダイコン、カブ等のアブラナ科作物、タマネギ、ネギ等のユリ科作物、ニンジン、セルリー、ミツバ等のセリ科作物、トマト、ナス、ピーマン、トウガラシ、トルバム、アカナス、タバコ等のナス科作物、キュウリ、メロン、スイカ、カボチャ、カンピョウ等のウリ科作物、スイートコーン等のイネ科作物、及び、エンドウ、ソラマメ、インゲン、ダイズ等のマメ科作物などを挙げることができる。
(1)慣行農法に基づいて、各地域において、農薬、肥料の投入量や散布回数等において相当数の生産者が実施している一般的な農法で育成した。
(2)有機農法モデルに基づいて、元肥のない土壌に有機堆肥を添加し、土壌中の有機物を栄養に作物を作る農法で育成した。
<ビタミンA(α-カロテン,β-カロテン)>
高速液体クロマトグラフ法(可視部吸光光度検出,ODS系順相カラム使用)にて、試料中のα-カロテン,β-カロテンの含量を求めた。試料溶液調整、測定条件は日本食品標準成分表分析マニュアル(七訂)に準じて行った。そのβ-カロテンの値よりレチノール当量を下式(1)にて求めた。
(1)β-カロテン値÷12=レチノール当量
(測定例)
試料を包丁で粗く切断し、4gを100ml容白色広口全量フラスコに量り取る。ピロガロール2g、水5ml、HAET混液(ヘキサン−アセトン−エタノール−トルエン 10:7:6:7)40ml及びエタノール20mlを加え、15分間振とうする。エタノールで定容し、超音波槽に10分間放置する。抽出液8mlを50ml容共栓褐色遠沈管に量り取り、エタノール8ml、60w/v%水酸化カリウム溶液1.6mlを加え、ガラス棒で時々かき混ぜながら70℃水浴中で30分間加熱けん化する。水冷後1w/v%塩化ナトリウム水溶液18.4mlとn-ヘキサン−2-プロパノール−酢酸エチル混液(9:1.5:1)10mlを加え。10分間振とう、遠心分離後上層(有機層)をナス型フラスコに移す。下層(水層)にn-ヘキサン−2-プロパノール−酢酸エチル混液10mlを加え、更に2回同様に抽出する。抽出液を40℃で減圧濃縮後エタノールに溶解して高速液体クロマトグラフに注入し、α-カロテン,β-カロテンのピーク面積を測定する。
(高速液体クロマトグラフ操作条件)
カラム:Inertsil ODS-P GL-Science Inc
移動相:メタノール85:エタノール15
流速:1.0ml/min
温度:40℃
測定波長:455nm
<ビタミンC(アスコルビン酸)>
高速液体クロマトグラフ法(可視部吸光光度検出,シリカゲル順相カラム使用)にて、試料中のアスコルビン酸含量を求めた。試料溶液調整、測定条件は日本食品標準成分表分析マニュアル(七訂)に準じて行った。
<ビタミンE(α-トコフェロール)>
高速液体クロマトグラフ法(蛍光検出,シリカゲル順相カラム使用)にて、試料中のα-トコフェロール含量を求めた。試料溶液調整、測定条件は日本食品標準成分表分析マニュアル(七訂)に準じて行った。
<ビタミンK(フィロキノン)>
高速液体クロマトグラフ法(蛍光検出,ODS系逆相カラム,白金カラム(還元カラム)使用)にて、試料中のフィロキノン含量を求めた。試料溶液調整、測定条件は日本食品標準成分表分析マニュアル(七訂)に準じて行った。
機能性成分の分析に使用する植物体の部位は発芽後から開花開始期までの栄養成長期間中の茎葉であれば特に限定されない。例えば、展開した子葉(一般に貝割れと称す)や展開途中や完全展開した成葉、開花開始前の花序部が使用できる。展開とは、生長点で分化した葉が生長して広がり葉身が受光する形態になることをいう。つまり、可食部である。
サラダナを慣行農法モデルに基づいて育成した。
使用培養土:タキイ野菜の土(肥料内容 1リットルあたり N 280mg、P 320mg、K 300mg)670g/1鉢
試供種:サラダナ(岡山サラダナ)2株/1鉢、3反復
ハウス内温度:18〜25℃
固体培地の培養物添加量:1/0%
収穫物:図1参照
収穫したサラダナ地上部の生重量を図2に、これらの機能性成分の分析結果を図3に示す。
サラダナを有機農法モデルに基づいて育成した。
使用培養土:そのきや培養土(NPK 元肥一切なし)670g/1鉢
堆肥:バイオダルマ pH7.0−7.2(N 3.4%、P2O5 6%、
K2O 3.6%、CaO 20%)主な成分は畜糞
試供種:サラダナ(岡山サラダナ) 2株/1鉢、3反復
ハウス内温度:18−25℃
固体培地培養物の添加量:1.0%
収穫物:図4参照
収穫したサラダナ地上部の生重量を図5に、これらの機能性成分の分析結果を図6に示す。
固体培地培養物を含む培養土を用いて育成した野菜の安全性試験を行った。Cephaliophora sp.は糸状菌であるため、カビ毒を発生すると食中毒の原因となる。海外では残留基準値の設定はなく、日本国内でも同様だが、注意喚起として1800ppb−1200ppb以下とされている。
ロリトレムBの含量を調べた結果は図10であり、定量下限値以下であった。
ホウレンソウを慣行農法にてハウス内圃場にて育成した。
試供種:ホウレンソウ(トライ)
使用肥料:IB化成S1号
固体培地培養物の添加量:10g/m2
対照としては、培養物を添加せずに育成した。
収穫物:図7参照
収穫したホウレンソウ地上部の生重量を図8にこれらの機能性成分の分析結果を図9に示す。
トウモロコシを慣行農法にてハウス内圃場にて育成した。
試供種:ゴールドラッシュ88
使用肥料:IB化成S1号
固体培地培養物の添加量:10g/m2
対照としては、培養物を添加せずに育成した。
収穫物:図11参照
収穫した皮付きトウモロコシの生重量を図12に大きさを図13に示す。
ナスを慣行農法にて露地栽培した。
試供種:千両ナス
使用肥料:サンライム、鶏フン
固体培地培養物の添加量:10g/m2
対照としては、培養物を添加せずに栽培した。
収穫物:4日間の収穫物を図14に示す。
4日間のナス収穫量とこれらの機能性成分の分析結果を図15に示す。
有機農法で堆肥を使用した場合、化学肥料のように植物が根から吸収できる養分ではなく、地中において微生物等により分解された後のものしか吸収することができない。図1と図4を比較すると、図4の堆肥を使用した場合の方が、セファリオフォラ属を添加すると無添加の場合に比べて生長促進効果が2倍になり、よりその機能が働くことがわかった。
セファリオフォラ属は野菜の根部において、有機肥料を分解し、サラダナの生長が無添加に比べて著しく現れたものと思われる。
植物は地中に根を張った部分からのみ土壌成分を吸収することができるが、セファリオフォラ属は地中に広く菌糸を広げ、広範囲の土壌成分を自らの菌糸中に吸収、分解し、植物の根へその成分を送ると思われる。植物はセファリオフォラ属から得た土壌成分をもとに成長し、機能性成分を生成する。そして、その過程で生成した糖(炭素分)をセファリオフォラ属へ与え、セファリオフォラ属はより良い環境を求めて、広い範囲へと菌糸を伸ばしていく。このように本発明のセファリオフォラ属は植物と共生関係にあるエンドファイトではないかと考えられる。
Claims (9)
- セファリオフォラ属の微生物の固体培地培養物を含む培養土を用いることにより、固体培地培養物を含まない培養土を用いる育成方法と比べて植物固有の機能性成分を増加させることを特徴とする植物の育成方法。
- セファリオフォラ属の微生物が受託番号NITE P−02438で寄託された微生物であるセファリオフォラ属(Cephaliophora sp.)xsd08001株である請求項1に記載の植物の育成方法。
- 上記植物が、ホウレンソウ、レタス、サラダナ、キャベツ、ブロッコリー、ハクサイ、ダイコン、タマネギ、ネギ、ニンジン、セルリー、ミツバ、トマト、ナス、ピーマン、キュウリ、イネ、コムギ、オオムギ、ライムギ、オートムギ、トウモロコシ、サトウキビ、エンドウ、ソラマメ、インゲン、ライグラス類、ケンタッキーブルーグラス、フェスク類、ベントグラス類、ノシバ、コウライシバ、およびバミューダグラスからなる群から選ばれた野菜である請求項1に記載の植物の育成方法。
- 植物固有の機能性成分がカロテノイド類、ビタミン類、ポリフェノール類である請求項1に記載の植物の育成方法。
- 固体培地がオカラ又は竹粉を主成分とするものであることを特徴とする、請求項1または2に記載の植物の育成方法。
- セファリオフォラ属の微生物の固体培地培養物を含む培養土を用いて植物を育成することを特徴とする植物の生長促進方法。
- セファリオフォラ属の微生物が、受託番号NITE P−02438で寄託された微生物であるセファリオフォラ属(Cephaliophora sp.)xsd08001株である請求項6に記載の植物の生長促進方法。
- 受託番号NITE P−02438で寄託された微生物であるセファリオフォラ属(Cephaliophora sp.)xsd08001株の固体培地培養物。
- 受託番号NITE P−02438で寄託された微生物であるセファリオフォラ属(Cephaliophora sp.)xsd08001株。
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---|---|---|---|---|
CN110249967A (zh) * | 2019-08-01 | 2019-09-20 | 郑州市蔬菜研究所 | 一种无土栽培黄瓜的基质和方法 |
WO2024070193A1 (ja) * | 2022-09-30 | 2024-04-04 | セトラスホールディングス株式会社 | エンドファイト資材及びエンドファイトの培養方法 |
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2017
- 2017-04-03 JP JP2017073441A patent/JP6898637B2/ja active Active
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