JP2021191307A - 収量を維持しながら、色が良く、カテキンの豊富な茶を栽培する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 茶の品質は、摘採前の一定期間の茶園の被覆遮光によって、色素であるクロロフィル類が増加することによって向上する。それにより、茶の色が濃緑となるだけでなく、旨みが増加する。しかし、遮光により生育が抑制される、機能性成分であるカテキンが減少する等のデメリットもある。つまり、茶葉の品質向上と収量増加の両方を訴求することが求められている。【解決手段】 本発明は、波長をコントロールした光を茶に与えることにより、収量を維持しながら、クロロフィルを増やし、色を改善しながら、アミノ酸やカテキン類等の機能性成分を増やす茶の栽培方法である。青色光を多く与えることにより、遮光による新芽の生育の抑制を抑え、クロロフィルを増やし、色を改善し、かつカテキン、アミノ酸のバランスが取れたおいしいお茶を栽培することができる。また、赤色光を多く与えることにより、新芽の生育が改善し、緑色が鮮やかで、かつカテキンの豊富な機能性に特徴のあるお茶を栽培することができる。

Description

今回の発明は、特定の波長の光を茶に与えることにより、植物の生育を促進するだけでなく、植物の代謝機構に影響を与え、有用成分の生産を促すことに関する。

高級茶用茶葉の栽培では、茶園を一定期間葭簀（よしず）や藁（わら）、最近では遮光性に優れた寒冷紗（ポリエチレン、ポリプロピレン等を素材とした黒色のもの。以下、「黒色化繊」という。）等の資材で覆う被覆栽培がおこなわれている。遮光により、茶の色が濃緑となるだけでなく、旨みが増加する。しかし、遮光により、太陽光が減少するため、生育が抑制される、機能性成分であるカテキンが減少する等のデメリットもある。

これまで高級な茶葉を生産するために、葭簀（よしず）や藁（わら）に替わる寒冷紗の研究がされてきた。今までの検討では、波長に注目されることはなく、全波長の光の透過を抑制する黒色の寒冷紗や、全波長の光を反射する白色、銀色のものが一般的であった。特に、太陽光の熱源である赤外線も反射する銀色のものが、茶樹の温度を下げ、タンニン（しぶみや、にがみ）を抑える作用を有しているという理由で使用されている。

また、黄色のフィルムは太陽光の紫青色域や紫外線の除去が新葉の形状の向上やうまみ成分の増加に寄与していることが非特許文献１で報告されていたが、詳細が不明で、効果が実感されないため、現在使用されていない。他に、葭簀（よしず）や藁（わら）等の天然資材で被覆すると、紫外線及び４００ｎｍ以下の光が完全に遮られることにより、カテキンの減少と旨み成分の増加に効果があるという報告（非特許文献２）があり、紫外線除去の寒冷紗も要望されている。また、蛍光資材により波長を変化させることにより、芽重が増えるという報告（特許文献１）もある。

通常、遮光して育てた場合、茶葉中のクロロフィル濃度は増加し、緑色が強くなっても、生育量が不足することから新芽全体のクロロフィルの総量は大きく減少している。アミノ酸濃度も同様に増加しても、新芽全体のアミノ酸の総量は大きく減少する。同様にカテキン類についても新芽全体では減少しているが、濃度が増加することもある。以上のことから、新芽の伸長とクロロフィルやアミノ酸、カテキン等の成分のコントロールの両立が必要とされている。

植物の研究が進む中で光の波長が注目され、波長ごとの光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）が新芽の形成や二次代謝物酵素の誘導、クロロフィルの生成に寄与していることがわかってきた。太陽光は、波長によりＰＰＦＤに大きな差がないため、それぞれの波長が種々の酵素誘導等に寄与している。

一例として、レタスで赤色の光でポリフェノールが増加すること（特許文献２）やシソでは青色の光でロズマリン酸が増加すること（特許文献３）が報告されている。最近では、アブラナ科で日没後の補光による栄養成分の増加（特許文献４）や波長コントロールによる無農薬栽培（特許文献５）、秋口の茶の新芽生成期に近赤外を露光することによる新芽増加（特許文献６）等の報告もある。

特開平８−１４０４９９ 特開２０１２−０５５２０２ 特開２００７−０５５２０２ 特開２００６−３４０６８９ 特開２０１０−２７９２５１ 特開２０１２−１４７９０８

「施設農業における光質利用の技術化に関する総合研究（１９７６年）」（農林水産技術会議事務局、研究成果Ｎｏ８６） 茶業研究報告 ＶＯＬ １１６（２０１３）１−１３

玉露・抹茶等の品質は、摘採前の一定期間の茶園の被覆遮光によって、色素であるクロロフィル類が増加することによって得られる。遮光により、茶の色が濃緑となるだけでなく、旨みが増加する。しかし、遮光により、太陽光が減少するため、生育が抑制される、機能性成分であるカテキンが減少する等のデメリットもある。

本発明が解決しようとする課題は 茶葉の品質向上と収量増加の両方を訴求することである。つまり、クロロフィルを増やすことにより色を改善することに訴求しながら、新芽の伸長を促し、且つ、アミノ酸やカテキン類等の機能性成分を増やす茶の栽培方法が求められている。

本発明は、特定の波長の光を茶に与えることにより、クロロフィルを増やすことにより色を改善しながら、アミノ酸やカテキン類等の機能性成分を増やす茶の栽培方法である。

本発明において、茶におけるクロロフィル合成や新芽の生成と伸長には、赤色光（６００〜７００ｎｍ）と青色光（４３０〜５３０ｎｍ）、特にクロロフィルａの合成には青色光が寄与していること、カテキン類の増加には赤色光が、遊離アミノ酸の増加には青色光が寄与していることを明らかにした。それにより、茶葉の品質向上と収量増加の両方に訴求できる栽培方法を提供する。

つまり、青色光を赤色光より多く与えることにより、新芽の生育が良く、クロロフィルを増やし、色を改善しながら、カテキン、アミノ酸のバランスが取れたおいしいお茶を栽培することができる。また、赤色光を青色光より多く与えることにより、新芽の生育が良く、緑色が鮮やかで、かつカテキンの豊富な機能性に特徴のあるお茶を栽培することができる。

本発明は、茶の栽培方法であって、▲１▼４３０〜５３０ｎｍのＰＰＦＤが４００〜７００ｎｍの全ＰＰＦＤの３５％以上となるような光を与えること、▲２▼６００〜７００ｎｍのＰＰＦＤが４００〜７００ｎｍの全ＰＰＦＤの４０％以上となるような光を与えることを特徴とする。青色光と赤色光の比率を変える方法には、特に制約はないが、太陽光にはすべての波長の光が含まれており、その強度も大きいので、太陽光を遮光することが必要である。

太陽の光がない植物工場では４３０〜５３０ｎｍの光は青色のＬＥＤに相当し、６００〜７００ｎｍの光は赤色のＬＥＤに相当するため、ＬＥＤの色と量を調整する栽培方法である。

屋外の茶園においては、波長により透過率の異なる被覆資材を使用することにより、４３０〜５３０ｎｍのＰＰＦＤと６００〜７００ｎｍのＰＰＦＤを調整する栽培方法である。

次に、本発明における実施例として、ＬＥＤ使用のものと、被覆資材使用のものについて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種を、４葉期から８０ｃｍ四方の箱で完全に覆い太陽光から遮光し、赤色ＬＥＤ（波長６３５〜６７７ｎｍ ＰＰＦＤ ８０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１）を１日 １４時間、１４日間、与えた。１４日後、茶葉の生育を調べるため、新芽をすべて採取し、重量と新芽の数を測定し、一芽重も算出した。また、クロロフィルを抽出し測定した。さらに、摘採を行い、一般的な方法で製茶し、アミノ酸量、カテキン量を計測した。

比較例５

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種を、４葉期から８０ｃｍ四方の箱で完全に覆い太陽光から遮光し、青色ＬＥＤ（波長４３５〜４８０ｎｍ ＰＰＦＤ ４０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１）を１日 １４時間、１４日間与えた。１４日後、実施例１と同様にサンプルを採取し、計測した。

比較例１

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種を、４葉期から８０ｃｍ四方の箱で完全に覆い太陽光から遮光し、黄色ＬＥＤ（波長４８０〜５９５ｎｍ ＰＰＦＤ ８０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１）を１日 １４時間、１４日間与えた。１４日後、実施例１と同様にサンプルを採取し、計測した。

比較例２

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種を、４葉期から８０ｃｍ四方の箱で完全に覆い太陽光から遮光した。１４日後、実施例１と同様にサンプルを採取し、計測した。

実施例１，２、比較例１，２の結果（８０ｃｍ四方の新芽重量、新芽数、茶葉中のクロロフィル濃度、カテキン、カフェイン、アミノ酸濃度、及び８０ｃｍ四方の新芽中のクロロフィル、カテキン、アミノ酸量を表１に示した。また、官能検査結果を表２に示す。

比較例１や比較例２に比べて、実施例１、比較例５では芽数が増加していることがわかる。さらに、実施例１、比較例５
ともにクロロフィル合成が増加しており、さらに、より鮮やかな緑色を呈するクロロフィルａは比較例５で増加していることがわかる。

青色光（比較例５）は実施例１、比較例１，２に比べて、カテキン濃度が少ない。さらに、比較例２の暗黒下には及ばないものの、実施例１、比較例１に比べて遊離アミノ酸も増加している。これが表２の官能検査結果としての高評価につながっている。これらのことは、青色光には、赤色光や黄色光よりも、緑色が鮮やかで、かつカテキン、アミノ酸のバランスが取れたおいしいお茶を生育させる力があることを示している。

さらに、実施例１（赤色光）は、比較例５、比較例１，２に比べて、カテキン濃度が高い。これが表４の官能検査結果としての渋みの増加につながっている。さらに、８０ｃｍ四方の茶樹で合成されたカテキン量は比較例１の黄色光や比較例５よりも多い。これらのことは、赤色光には、新芽の生育を促進するだけでなく、緑色が鮮やかで、かつカテキンの豊富な機能性に特徴のあるお茶を生育させる力があることを示している。

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種に、１．５葉期からダイオ化成のネオシェード涼紅を２枚に重ねて遮光した。２１日後摘採（７月１０日）に、実施例１と同様にサンプルを採取し計測した。ネオシェード涼紅は６００ｎｍ以下の波長の光を主に吸収するため、６００〜７００ｎｍのＰＰＦＤは４００〜７００ｎｍの全ＰＰＦＤの４７％で平均透過率は３０−３６％である。

比較例６

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種に、１．５葉期からダイオ化成のネオシェード蒼快を２枚に重ねて遮光した。２１日後摘採（７月１０日）に、実施例１と同様にサンプルを採取し計測した。ネオシェード蒼快は５５０ｎｍ以上の波長の光を主に吸収するため、４３０〜５３０ｎｍのＰＰＦＤは４００〜７００ｎｍの全ＰＰＦＤの４８％であり、平均透過率は３０−３６％である。

比較例３

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種に、１．５葉期からダイオ化成のダイオラッセル８５を２枚に重ねて遮光した。２１日後摘採（７月１０日）に、実施例１と同様にサンプルを採取し計測した。４３０〜５３０ｎｍのＰＰＦＤ、６００〜７００ｎｍのＰＰＦＤは４００〜７００ｎｍの全ＰＰＦＤのそれぞれ３５％、２７％で、透過率は４％であった。

比較例４

福寿園ＣＨＡ研究センターの茶園の小葉種に、１．５葉期からも通常通り太陽光を遮光しない条件で２１日間栽培した後、摘採（７月１０日）し、実施例１と同様にサンプルを採取し計測した。４３０〜５３０ｎｍのＰＰＦＤ、６００〜７００ｎｍのＰＰＦＤは４００〜７００ｎｍの全ＰＰＦＤのそれぞれ３２％、３９％であった。

実施例３，４、比較例３，４の分析結果を表３に、官能検査結果を表４に示す。太陽光や黒色遮光下に比べて、赤色光（実施例３）、青色光（比較例６）では芽数が増加し、全重量が増加していることから、芽数増により収量が増加していることがわかる。さらに、赤色光、青色光ともにクロロフィル合成が増加している。さらに、より鮮やかな緑色を呈するクロロフィルａは青色光で増加していることがわかる。

青色光（比較例６）は太陽光に比べて、カテキン濃度が少なく、且つアミノ酸濃度が高い。これが表４の官能検査結果としての高評価につながっている。さらに、２０ｃｍ四方の茶樹で合成されたクロロフィル量、アミノ酸量は赤色光や太陽光よりも多い。これらのことは、青色光を赤色光より多く与えることにより、新芽の生育が良く、緑色がさらに鮮やかで、かつカテキン、アミノ酸のバランスが取れたおいしいお茶を栽培することが可能になることを示している。

さらに、赤色光（実施例３）は太陽光に比べて、カテキン濃度が高い。これが表４の官能検査結果としての渋みの増加につながっている。さらに、２０ｃｍ四方の茶樹で合成されたクロロフィル量、カテキン量は青色光や太陽光よりも多い。これらのことは、赤色光を青色光より多く与えることにより、新芽の生育が良く、緑色が鮮やかで、かつカテキンの豊富な機能性に特徴のあるお茶を栽培することが可能になることを示している。

Claims (5)

1. ６００〜７００ｎｍのＰＰＦＤが４００〜７００ｎｍの全ＰＰＦＤの４０％以上であるという波長分布を持つ光を与えて栽培した後、生育した新芽を摘採することを特徴とする、茶の栽培方法。
2. 全ＰＰＦＤが８０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１以上である請求項１記載の栽培方法。
3. 特定の波長の光を他の波長の光よりも多くするために、ＬＥＤによる補光を実施する請求項１及び２記載の栽培方法。
4. 太陽光の下で茶を栽培する方法であって、前記太陽光を、光の波長により遮光率の異なる遮光資材を用いて栽培中の茶を被覆した請求項１及び２記載の栽培方法
5. 前記遮光資材による波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの平均透過率が５０％以下である請求項４記載の栽培方法。