JP2021132585A - 植物の生育または熟成の抑制のための組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
(項目1)
植物の生育または熟成の抑制のための、植物体由来の高分子量のエチレン吸着成分を含有する組成物。
(項目2)
前記植物体が、ナス科、キク科、シソ科、またはヒノキ科の植物体である、項目1に記載の組成物。
(項目3)
前記植物体が、植物体の茎、幹、葉、根、花、または果実である、項目1〜2のいずれか一項に記載の組成物。
(項目4)
前記組成物中のエチレン吸着成分の平均分子量が、前記植物体から得られる抽出物中のエチレン吸着成分の平均分子量と比較して大きい、項目1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
(項目5)
植物の生育または熟成の抑制のための、高分子量のエチレン吸着成分を含有する組成物であって、前記エチレン吸着成分がポリフェノールである、組成物。
(項目6)
前記エチレン吸着成分が、タンニンである、項目1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
(項目7)
前記タンニンが、縮合型タンニンである、項目6に記載の組成物。
(項目8)
前記タンニンが、加水分解型タンニンである、項目6に記載の組成物。
(項目9)
前記加水分解型タンニンが、タンニン酸である、項目8に記載の組成物。
(項目10)
前記組成物中のエチレン吸着成分の平均分子量が、未処理のタンニン酸の平均分子量と比較して大きい、項目1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
(項目11)
前記高分子量のエチレン吸着成分が、約6,500以上の分子量を有する、項目1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
(項目12)
前記高分子量のエチレン吸着成分が、前記植物体から得られる抽出物中のエチレン吸着成分、または未処理のタンニン酸の40%以下を占める、項目1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
(項目13)
少なくとも1gの乾燥させた植物体から得られた前記組成物を1gのコットンに吸収させて乾燥し、100kPaの絶対圧力下に置いたときに、約0.4cm3/g以上のエチレンを吸着する、項目1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
(項目14)
項目1〜13のいずれか一項に記載の組成物を含む、包装物。
(項目15)
植物体の抽出物を得る工程と、
前記抽出物から高分子量のエチレン吸着成分を分画する工程と
を包含する、植物の生育または熟成の抑制のための組成物の製造方法。
(項目16)
前記分画する工程が、透析を包含する、項目15に記載の製造方法。
(項目17)
前記透析が、約6,500より大きい分画分子量を有する透析膜による透析を包含する、項目16に記載の製造方法。
(項目18)
前記植物体を抽出して前記抽出物を得る工程をさらに包含する、項目15〜17のいずれか一項に記載の製造方法。
(項目19)
前記抽出が、水、メタノール、エタノール、アセトン、プロパノール、およびこれらの混合物からなる群から選択される溶媒を用いる抽出を包含する、項目18に記載の製造方法。
(項目20)
前記植物体が、ナス科、キク科、シソ科、またはヒノキ科の植物体である、項目15〜19のいずれか一項に記載の製造方法。
(項目21)
前記植物体が、植物体の茎、幹、葉、根、花、または果実である、項目15〜20のいずれか一項に記載の製造方法。
本開示において「植物の生育または熟成の抑制」とは、植物の落花、落葉、または落果、あるいは植物の果実の軟化、成熟、または追熟を、遅延、鈍化、または停止することを指す。
以下に本発明の好ましい実施形態を説明する。以下に提供される実施形態は、本発明をよりよく理解するために提供されるものであり、本開示の範囲が以下の記載に限定されることを意図したものではない。そのため、当業者は、本明細書中の記載を参酌して、本開示の範囲内で適宜改変を行うことができる。また、当業者は、本開示の以下の実施形態を、単独で使用してもあるいはこれらを組み合わせて使用してもよい、と理解する。
1つの局面において本開示は、植物体由来の高分子量のエチレン吸着成分を含有する組成物を提供する。1つの実施形態において、本開示の植物体由来の高分子量のエチレン吸着成分は、少なくとも1gの乾燥させた植物体から得られた組成物を1gのコットンに吸収させて乾燥し、100kPaの絶対圧力下に置いたときに、約0.1cm3/g以上、約0.2cm3/g以上、約0.3cm3/g以上、約0.4cm3/g以上、約0.5cm3/g以上、約0.6cm3/g以上、約0.7cm3/g以上、約0.8cm3/g以上、約0.9cm3/g以上、または約1.0cm3/g以上のエチレンを吸着し、好ましくは0.2cm3/g以上、より好ましくは0.4cm3/g以上のエチレンを吸着し得る。ここで、本開示において、絶対圧力は、真空の圧力を0とした時の圧力を指す。
1つの局面において、本開示は、本開示に記載の組成物を含む製品を提供する。1つの実施形態において、製品の用途は、植物の生育または熟成の抑制、あるいは石油蒸留工程におけるエチレンの回収である。特定の理論に束縛されることを望むものではないが、エチレンは植物ホルモンとして作用し、落花、落葉、および落果の促進、果実の軟化、成熟、および追熟の促進、球根の休眠打破の促進、花成の促進、開花の促進などの植物の生育および熟成をもたらすことが知られており、本開示の組成物を含む製品は、これらの作用を抑制する。1つの実施形態において、本開示の組成物を含む製品の用途は、切り花、花の苗、生け花などの落花、落葉、および落果を抑制し、植物体の鮮度を維持することである。1つの実施形態において、本開示の組成物を含む製品の用途は、農場、田畑、および果樹園を含む植物の栽培設備において、植物の落花、落葉、および落果を抑制することで、収穫時期を調整して収穫効率を向上させることである。1つの実施形態において、本開示の組成物を含む製品の用途は、農場、田畑、および果樹園を含む植物の栽培施設において、果実の軟化、成熟、および追熟を抑制することで、収穫時期を調整して収穫効率を向上させることである。1つの実施形態において、本開示の組成物を含む製品の用途は、収穫された植物体を陳列、保存、輸送、および貯蔵を含む工程において、植物の育成または成熟を抑制し、植物体の鮮度を維持することである。1つの実施形態において、本開示の組成物を含む製品の用途は、園芸、造園、街路樹の管理、森林管理、および林業などにおいて、植物体の成長を制御することである。
本発明者は、植物由来の高分子量成分が、高いエチレン吸着能を有することを見出した。また、高分子量のタンニン酸を含む組成物が、優れたエチレン吸着能を有することも見出した。以下の方法は、この知見に基づき、高分子量のエチレン吸着成分を得ることを目的としたものである。
本開示において「または」は、文章中に列挙されている事項の「少なくとも1つ以上」を採用できるときに使用される。「もしくは」や「あるいは」も同様である。本明細書において「2つの値」の「範囲内」と明記した場合、その範囲には2つの値自体も含む。
トマト(桃太郎ミニトマト、イエローピコミニトマト、またはラブリーさくらシシリアンルージュCF)の茎を50℃で乾燥させ、乾燥物1〜3gを250μm程度まで粉砕した。固液比が1:10または1:5の条件で、ソックスレー抽出器を用いて抽出を行った。溶媒として、水、メタノール、エタノール、アセトン、アルコール−水、およびアセトン−水などを用いた。ソックスレー抽出後の抽出液は茶色に着色した。アルコール、アセトンの場合には着色の程度は薄かった。抽出液をロータリーエバポレーターまたは50℃加熱により、20倍に濃縮した。
タンニン酸(富士フイルム和光純薬 201-06332、またはナカライテスク 32616-15)をイオン交換水に溶解して1%タンニン酸水溶液を調製し、実施例1と同様に透析し、エチレンの吸着等温線を得た。その結果、タンニン酸溶液の透析残留成分は、絶対圧力100kPaで約0.65cm3/gのエチレンを吸着した。一方で、透析をしていないタンニン酸溶液の透析透過成分は、約0.3cm3/gのエチレンを吸着し、透析透過成分は約0.04cm3/gのエチレンしか吸着しなかった(図2)。このことから、タンニン酸の中でも特に高分子量のタンニン酸が、優れたエチレン吸着能を有することが分かった。
トマト抽出物に含まれるエチレン吸着成分において、エチレン吸着能の高さと分子量の大きさの関連について調べるため、トマト抽出物を様々な分子量に分画し、これらのエチレン吸着能を調べた。実施例1と同様に、水およびエタノールを用いて、トマトの茎から抽出物を抽出した。このトマト茎抽出物を、透析膜に入れ、イオン交換水中で透析を行った。透析膜としてまず、分画分子量約6,500の透析膜を用いた。さらに、分画分子量約6,500の透析膜による透析で膜外に出た成分をフロート型透析チューブに入れ、分画分子量3,500〜5,000、500〜1,000、および100〜500の3種の透析膜により順に分画した(REPLIGEN Spectra/Por(登録商標) Float-A-Lyzer(登録商標) G2)。得られた、分画分子量6,500の透析膜による透析残留成分(「6,500以上」)、分画分子量6,500の透析膜による透析透過成分(「6,500以下」)、分画分子量3,500〜5,000の透析膜による透析残留成分(「3,500〜5,000」)、分画分子量500〜1,000の透析膜による透析残留成分(「500〜1,000」)、分画分子量100〜500の透析膜による透析残留成分(「100〜500」)、および透析されていないトマト茎抽出物(「トマト全体」)の6つの試料をコットンに含浸させて乾燥し、エチレンの吸着等温線を測定した(図5)。
実施例1においてトマト茎抽出物の透析残留成分が塩化鉄と反応して黒色を呈色したことと、実施例2においてタンニン酸がエチレン吸着能を有したことから、タンニン酸を含むポリフェノールが本願発明の高分子量のエチレン吸着成分の1つであることが示唆された。これを踏まえ、本願の高分子量のエチレン吸着成分の透析による量変化を推定するために、透析によるトマト抽出液中のポリフェノールの量変化を求めた。ここでポリフェノールは、そのフェノール基を介して溶液中の鉄イオンと錯体を形成し、青色を呈することから、この性質を利用した酒石酸鉄比色法を用いて実験を行った。まず検量線を作成するために、ポリフェノールの代表的な1種であるタンニン酸と青色の程度の関連を調べた。具体的には、様々な濃度のタンニン酸水溶液を実施例2のタンニン酸水溶液と同様の手法により用意した。これを鉄イオンと錯体形成させて、吸光度を測定し、タンニン酸濃度と吸光度の関係を求めた。次に、未透析のトマト茎抽出物を鉄イオンと錯体形成させて吸光度を測定し、未透析のトマト茎抽出物中のポリフェノールの量を、上記のタンニン酸濃度と吸光度の関係に基づき、その吸光度を生じるのに必要なタンニン酸の量(タンニン酸成分相当量)として計算した。そうしたところ、未透析のトマト茎抽出物は、吸光度において100ppmの濃度のタンニン酸に相当するポリフェノールを有することが分かった。
アカジソ(5月または9月に採取)、シュンギク、およびヒマワリを、実施例1および3と同様に乾燥・粉砕し、抽出物を得て、透析し、透析残留成分のエチレンの吸着等温線を測定した(図6)。その結果、シソ(5月)は絶対圧力50kPaで約0.46cm3/g、シュンギクは約0.3cm3/g、ヒマワリは約0.24cm3/g、シソ(9月)は約0.15cm3/gのエチレンを吸着した。このエチレン吸着量は、トマト茎抽出物の透析残留成分(50kPaで0.24cm3/g;実施例1)およびタンニン酸溶液の透析残留成分(50kPaで0.22cm3/g;実施例2)と同等であり、何も含浸させなかったコットン(50kPaで0.04cm3/g;実施例1〜2)より大きかった。さらに、シソのエチレン吸着能が季節により変動したことから、エチレン吸着量が、季節による植物内でのフラボノイド類の生成量の変化に関連する可能性が示唆された。これらの結果は、アカジソなどのシソ科植物、ならびにシュンギクおよびヒマワリなどのキク科植物も、高分子量のエチレン吸着成分を含んでいることを示す。
スギ板を実施例1および3と同様に乾燥・粉砕し、抽出物を得て、透析し、透析残留成分のエチレンの吸着等温線を測定した(図7)。その結果、絶対圧力100kPaで約0.85cm3/gのエチレンを吸着した。このエチレン吸着量は、トマト茎抽出物の透析残留成分(100kPaで0.7cm3/g;実施例1)およびタンニン酸溶液の透析残留成分(100kPaで0.65cm3/g;実施例2)と同等であり、何も含浸させなかったコットン(100kPaで0.06cm3/g;実施例1〜2)より大きかった。この結果は、上記のような草木のみならずスギのような樹木であっても、高分子量のエチレン吸着成分を含むことを示す。
トマトの茎抽出物を透析して得られた高分子量のエチレン吸着成分が、実際に植物の熟成を抑制できるか調べるために、次の比較実験を行った。A3サイズの不織紙を用意し、何も処理しなかったものを試料A、トマト茎抽出物を含浸し50℃で乾燥させたものを試料B、そして、トマト茎抽出物を実験1および3に基づいて透析して得られた透析残留成分を含浸し、50℃で乾燥させたものを試料Cとした。これらの不織紙を二つ折りにしてその上にバナナ(エクアドル産)を置き、バナナの熟成を示す指標である黒色点(スイートスポット)の1cm2あたりの数の経時変化を記録した。
陰性対照である試料Aでは7日、エチレン吸着能の低い試料Bでは9日でバナナが黒色化したのに対し、エチレン吸着能の高い試料Cでは11日目までバナナが黒色化しなかった。この結果は、本願の高分子量のエチレン吸着成分を含む組成物を利用することで、植物体から放出されたエチレンによるバナナの黒色化を2/3程度の速度まで遅らせられることを表し、果物が消費者の手元に届く頃にその果物が食べごろになるよう調節できることを示す。
実施例6の試料A〜Cを用いて、本願の高分子量のエチレン吸着成分が花の育成を抑えられるか調べた。仏花などに広く用いられ、1〜2cm程度の小型の花を咲かせるカスミソウの花束を試料A〜Cの不織紙に包み、そのツボミが開花する数の経時変化を記録した。
陰性対照である試料Aでは5日目で花が全開になり、エチレン吸着能の低い試料Bでは、試料Aよりも開花のペースは遅いもののやはり5日目で全開になった。他方、エチレン吸着能の高い試料Cでは、試料A〜Bでは全開になっていた5日目であっても、大多数の花が咲いていなかった。この結果は、本願の高分子量のエチレン吸着成分を含む組成物を利用することで、切り花などの植物の育成・開花を1/2程度の速度まで遅らせられることを表す。なお、いずれの試料を用いても6日目程度で花が萎えてしまったのは、乾燥や雑菌の繁殖などにより切り花が傷んでしまったことによる。また、本願の高分子量のエチレン吸着成分を、この吸着成分を含浸した不織紙で花を包むのではなく、吸着成分を花瓶の水に混ぜて植物を育成したところ、やはり開花を遅らせることができた。これらの結果から、本願の高分子量のエチレン吸着成分により、エチレンにより媒介される開花および落花を抑制し、開花時期をずらす、開花してから落花するまでの期間を長くするなどの植物の育成の調節が可能であることが示された。
Claims (21)
- 植物の生育または熟成の抑制のための、植物体由来の高分子量のエチレン吸着成分を含有する組成物。
- 前記植物体が、ナス科、キク科、シソ科、またはヒノキ科の植物体である、請求項1に記載の組成物。
- 前記植物体が、植物体の茎、幹、葉、根、花、または果実である、請求項1〜2のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物中のエチレン吸着成分の平均分子量が、前記植物体から得られる抽出物中のエチレン吸着成分の平均分子量と比較して大きい、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 植物の生育または熟成の抑制のための、高分子量のエチレン吸着成分を含有する組成物であって、前記エチレン吸着成分がポリフェノールである、組成物。
- 前記エチレン吸着成分が、タンニンである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記タンニンが、縮合型タンニンである、請求項6に記載の組成物。
- 前記タンニンが、加水分解型タンニンである、請求項6に記載の組成物。
- 前記加水分解型タンニンが、タンニン酸である、請求項8に記載の組成物。
- 前記組成物中のエチレン吸着成分の平均分子量が、未処理のタンニン酸の平均分子量と比較して大きい、請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記高分子量のエチレン吸着成分が、約6,500以上の分子量を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記高分子量のエチレン吸着成分が、前記植物体から得られる抽出物中のエチレン吸着成分、または未処理のタンニン酸の40%以下を占める、請求項1〜11のいずれか一項に記載の組成物。
- 少なくとも1gの乾燥させた植物体から得られた前記組成物を1gのコットンに吸収させて乾燥し、100kPaの絶対圧力下に置いたときに、約0.4cm3/g以上のエチレンを吸着する、請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物を含む、包装物。
- 植物体の抽出物を得る工程と、
前記抽出物から高分子量のエチレン吸着成分を分画する工程と
を包含する、植物の生育または熟成の抑制のための組成物の製造方法。 - 前記分画する工程が、透析を包含する、請求項15に記載の製造方法。
- 前記透析が、約6,500より大きい分画分子量を有する透析膜による透析を包含する、請求項16に記載の製造方法。
- 前記植物体を抽出して前記抽出物を得る工程をさらに包含する、請求項15〜17のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記抽出が、水、メタノール、エタノール、アセトン、プロパノール、およびこれらの混合物からなる群から選択される溶媒を用いる抽出を包含する、請求項18に記載の製造方法。
- 前記植物体が、ナス科、キク科、シソ科、またはヒノキ科の植物体である、請求項15〜19のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記植物体が、植物体の茎、幹、葉、根、花、または果実である、請求項15〜20のいずれか一項に記載の製造方法。
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