JP3082474U

JP3082474U - 絹タンパク質由来の天然アミノ酸肥料

Info

Publication number: JP3082474U
Application number: JP2001004544U
Authority: JP
Inventors: 潔平林; 正和武居
Original assignee: ロード・ニジュウイチ株式会社
Priority date: 2001-06-06
Filing date: 2001-06-06
Publication date: 2001-12-14
Anticipated expiration: 2007-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】絹の天然アミノ酸肥料源としての有効利用を
提供すること。【解決手段】絹タンパク質の加水分解及び／又は酵素
分解により得られる粉末であって、平均分子量１５０〜
５００００のアミノ酸及び／又はペプチドからなる天然
アミノ酸肥料。該天然アミノ酸肥料は、液肥としても使
用することができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、絹タンパク質由来の天然アミノ酸肥料に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、植物の成長を促す窒素源が施肥されてきた。例えば、硝酸イオン、アンモニウムイオン等は植物に吸収後、植物の成育を調整するアミノ酸に合成されることが知られており、このような無機イオン源として、硫安、塩安、リン安、硝酸石灰、硝酸カリウム等が使用されてきた。また、窒素源としてアミノ酸を施肥すれば、植物内でのアミノ酸合成エネルギーを不要とし、また上記無機塩の吸収されるイオン以外の成分は土壌に放置・蓄積されるに対し、アミノ酸は土壌に放置されないという利点がある。このようなアミノ酸源として、従来、合成アミノ酸が知られており、またアミノ酸構成単位を含む魚粕、植物性加工食品の粕類、鶏糞家畜等の排泄物等天然物アミノ酸源が用いられている。

【０００３】ところで絹は天然タンパク質であるが、そのまま（蚕蛹、繭、絹フィブロイン、絹糸等）では土壌に入れても生分解されにくい。このため、窒素源及び／またはアミノ酸源肥料として絹を施肥する習慣はほとんどない。近年、絹の微粉砕物または加水分解物を化粧料等に利用することは提案されているが、農業用途においては分解しにくい天然有機物である点を活用して、結糸、ネット状繊維等として使用することが提案されている程度であり、アミノ酸源としての利用は知られていない。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来、多種のアミノ酸構成単位を含むにも拘らず、天然アミノ酸源肥料としては検討されなかった絹タンパク質のアミノ酸成分を肥料として有効利用することを提案するものである。これにより同時に絹産業の副産物として多量に排出されるクズ繭、紡糸、製織工程などで生じる糸クズなどの有効利用も図ることができる、絹タンパク質由来の天然アミノ酸肥料を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、絹タンパク質の加水分解及び／又は酵素分解により得られる水溶性粉末であって、平均分子量１５０〜５００００のアミノ酸及び／又はペプチドからなる天然アミノ酸肥料を提供する。上記平均分子量は、１５０〜５００であることが望ましい。また、上記天然アミノ酸肥料粉末を０．１〜５％水溶液の液肥で使用することも好ましい。上記絹タンパク質は、通常絹フィブロインタンパク質である。

【０００６】

【考案の実施の形態】

以下、本考案をより具体的に説明する。本考案に係わるアミノ酸含有肥料は、絹タンパク質の加水分解及び／又は酵素分解によって得られるアミノ酸及び／又はペプチドからなる。本明細書において、加水分解の語は、酸又はアルカリによる加水分解のみならず、酵素分解も含めた意で用いられる。本考案では、絹タンパク質を平均分子量１５０〜５００００程度の加水分解物とする。該加水分解物は、アミノ酸（遊離）又はペプチドからなるが、以下、便宜上これらを水溶性タンパク質と称することもある。

【０００７】加水分解に供される絹タンパク質原料としては、絹タンパク質を含むものであれば何でもよく、絹糸に限らず、蚕蛹、繭玉、又は紡糸、製織工程等で生じる糸クズ等、特に制限されない。これらのうちでも産業廃棄物となる繭クズ、糸クズ等を利用すれば、廃棄物処理及び経済性の両面から好ましい。絹糸は蚕の絹糸腺から分泌される繊維状タンパク質であって、フィブロイン繊維がセリシンで固められたものである。絹タンパク質としてフィブロイン繊維を用いるときには、公知の精練方法によりセリシンを除去してフィブロイン繊維を得ることができ、例えば、繭玉、絹糸から溶解、沈澱、抽出、精製、培養等の処理を行うことにより得られる。

【０００８】絹タンパク質の（部分）加水分解は、酸、アルカリ又は酵素を用いて行うことができる。具体的には例えば、上記絹フィブロイン繊維を、塩酸（塩酸法と称することもある）、硫酸、リン酸等から選ばれる鉱酸の濃厚液に加熱溶解し、加水分解した後、中和、脱塩して絹タンパク質の加水分解物を得ることができる。また、アルカリを用いる場合には、例えば、上記絹フィブロイン繊維を、塩化カルシウム４５％溶液、あるいは塩化カルシウムとエタノールと水の１：２：８（重量比）溶液（これらを塩化カルシウム法と称することもある）に溶解させ、この溶液を脱塩して得ることもできる。

【０００９】また、本考案では、絹タンパク質を水溶性タンパク質に分解することができれば、酵素分解でもよい。例えば、アクチナーゼ、キモトリプシン、サモアーゼ、エラスターゼ、バンクレアチン、ペプシン、トリプシン、レニン、カテプシン及びロクターゼ等のタンパク質分解酵素を用いることができる。これらのうち、例えば、アクチナーゼ、エラスターゼを用いると平均分子量２００〜４０００の分布をもつ水溶性ペプチドを得ることができる。このような酵素による具体的な分解方法は、例えば、特開平６−２９２５９５号公報に記載されており、該公報の記載を引用して本明細書に記載されるものとして、ここでの重複を避ける。

【００１０】本考案では、また上記酸又はアルカリによる加水分解の後、さらにタンパク質分解酵素、例えば、パパイン、サモアーゼ、エラスターゼ、バンクレアチンを用いて加水分解することもでき、これにより分子量の小さい絹タンパク質の加水分解物を得ることができる。

【００１１】絹タンパク質の加水分解は、遊離アミノ酸の生成量が１〜７０％（質量）程度となるように加水分解好ましくは部分加水分解することが好ましい。尚、水溶性タンパク質溶液中の遊離アミノ酸の生成量は、水溶性タンパク質溶液を塩基性タンパク質溶液を塩基性炭酸銅で処理し、アミノ酸及びペプチドを銅錯体とし、これを陰イオン交換樹脂に吸着させ、０．０５Ｍホウ酸緩衝液で溶出させた遊離アミノ酸を自動アミノ酸分析装置で定量することにより分析することができる。尚、ホウ酸緩衝液により遊離しない酸性アミノ酸は、水溶性タンパク質溶液をそのままアミノ酸分析装置で分析することができる。

【００１２】上記加水分解液を、噴霧乾燥、凍結乾燥等の手法により乾燥すれば、絹タンパク質由来の分子量の小さい水溶性タンパク質の粉末が得られる。水溶性タンパク質の平均分子量は、通常、１５０〜５００００程度であるが、本考案の肥料用途では水溶性タンパク質の平均分子量は１５０〜５００程度であることが好ましく、特に、平均分子量３００程度の水溶性タンパク質を用いることが好ましい。加水分解物の平均分子量が５００００を超えて大きいと、水溶性が低下してゲル化しやすくなり、液肥として使用しにくくなる。

【００１３】本考案の天然アミノ酸肥料は、上記のような水溶性タンパク質からなる。水溶性タンパク質は絹タンパク質の由来のアミノ酸構成単位を含むが、ここで、その一例として家蚕の絹タンパク質（セリシン及びフィブロイン）のアミノ酸残基及び窒素量組成を下表１に示す。

【００１４】本考案の天然アミノ酸肥料は、上記のような絹タンパク質由来の多種アミノ酸成分を含む。例えば、下記の生合成回路（クエン酸回路）のグルコース代謝に関連する脱炭素反応のうちに含まれるアラニン、グルタミン酸、アスパラギン酸等を含み、植物の成長を促進する。これにより植物は丈夫になるため、種子の消毒効果を省くこともできる場合もある。〈グルコース代謝に関連する脱炭素反応〉グルコース → ＣＯ_２ ↓ ペントースリン酸経路ピルビン酸 → アラニン ↓ → ＣＯ_２アセチルＣｏＡ ↓ クエン酸 ↓ イソクエン酸 ↓ → ＣＯ_２ α−ケトグルタール酸 → グルタミン酸 ↓ → ＣＯ_２コハク酸 ↓ フマール酸 ↓ リンゴ酸 ↓ オキザロ酢酸 → アスパラギン酸 ↓ クエン酸また、本考案の天然アミノ酸肥料は、プロリンを含み、稲の耐冷害性効果も発現することができる。

【００１５】上記加水分解後の乾燥で得られる粉末は、水溶性であり、従って本考案に係るアミノ酸肥料の使用形態は、粉末をそのまま土壌に施肥してもよく、また液肥として葉面等に散布してもよい。液肥は、施肥する植物によっても異なるが、通常水１リットルに対し１〜５０ｇの１０００〜２０倍希釈すなわち０．１〜５％水溶液に調製される。施肥方法は植物の種類等によっても異なり、また施肥回数、施肥時期等も特に限定されるものではない。施肥対象植物も特に限定されず、数例を挙げれば、小松菜、レタス、春菊、ホウレン草、白菜、キャベツ、チンゲンサイ、ネギ、大根、人参、茄子、トマト、キュウリ、メロン等の種々の野菜類、稲等の穀物、リンゴ、梨等の果樹類、さらには鑑賞用花類等の肥料として使用することができる。

【００１６】野菜類の場合には、施肥１回につき、本考案のアミノ酸肥料を、３．３ｍ^２当り粉末量換算で通常１〜５ｇ施肥すれば、栄養のある野菜が育つと共に、葉色が濃く、野菜の色が鮮やかになり、光合成促進効果があり、また収穫後の日持ちも長くなるという効果を奏する。例えば、野菜類についは、発芽時、苗の植付け時、植え替え時等では、０．２％程度の液肥を用いることができ、葉面散布では葉の表面が濡れる程度、根元散布では株元がしっとり濡れる程度に散布する。また、移植後の葉面散布、根元散布では、０．１％程度の液肥を用いることができ、一週間に一回程度の割合で、葉の表面が濡れる程度、あるいは株元がしっとり濡れる程度に散布する。収穫前には、０．５％程度の液肥を株元に施肥する。

【００１７】より具体的に、小松菜、ホウレン草、白菜、キャベツ、チンゲンサイ等の葉菜類には、通常、０．３〜０．５％程度の水溶液を使用することが好ましい。これら葉菜類には、通常、収穫約１ヶ月〜３週間前に葉面全面に散布する。これにより葉色の濃緑色化、光合成効果増進効果を奏することができ、０．５％水溶液を散布した例では、上記効果に加え、植物体の肥大促進効果が確認できた。アフリカキャベツ▲Ｒ▼への天然アミノ酸肥料の有無による成長の違いを、図１に示す。左側がアミノ酸肥料を施肥したもの、右側が施肥しなかったものである。

【００１８】また、トマト、キュウリ、茄子等の果菜類には、通常、０．５〜１％程度の水溶液を使用することが好ましい。これら果菜類には、通常、収穫約１ヶ月前に葉面全面に散布する。これにより葉色の濃緑色化及び果実の旨味の増進効果を奏することができる。リンゴ、梨等の果実類には、通常、１〜３％程度の水溶液を使用することが好ましい。これら果実類には、通常、収穫約１ヶ月前に葉面全面に散布する。これにより葉色の濃緑色化及び果実の旨味の増進効果を奏することができる。

【００１９】稲作の場合には、苗：シルクパウダー１０００倍以下希釈液、田植え後：２００ｍ^２当り５００ｇ程度以上が好ましい。本考案の天然アミノ酸肥料は、本考案の目的を損なわない範囲であれば、他の肥料とを併用することができる。

【００２０】

【実施例】

次に本考案を実施例により具体的に説明するが、本考案はこれら実施例に限定されるものではない。（製造例１）〈絹タンパク質の加水分解〉絹糸１００ｇ（水分１０％）を濃塩酸に溶解した後、水を加えて約２リットルとし、塩酸濃度を２Ｎに調製しながら、５０℃、４時間３０分加水分解を行った。次いで苛性ソーダにて中和し、電気透析により脱塩後、減圧濃縮により約２００ｍｌに濃縮し、凍結乾燥した。平均分子量３００、遊離アミノ酸生成量が２８質量％の水溶性粉末（以下、シルクパウダー）が８２ｇ得られた。このシルクパウダーに含まれる主たるアミノ酸の組成を表２に示す。

【００２１】また、加水分解物のアミノ酸分析（日本食品分析センター分析による）により確認された成分分析結果を表３に示す。

【００２２】（実施例１）小堀農園にて移植水稲に対する高施肥量での試験を行った。３月１４日：稲の種子を、ベンレートに入れ、２４時間消毒を行った。３月３１日：１００ｇ／箱で生籾を播種した。４月１０日：播種後１０日目の緑化期の苗に、上記で製造されたシルクパウダー１０００倍希釈液を、１リットル／箱づつ施肥した。４月２５日：田植え４日前の苗に、再び同様の施肥を行った。４月２９日：上記苗を、反当たり２０枚（坪当り５０株）で田植えした。こしひかり化成２０ｋｇ（Ｎ−８、Ｐ−２０、Ｋ−１５、ＭｇＯ− ２）を同時施肥した。５月１２日：田植えから２週間後、除草剤（ザーク粒剤）３ｋｇを散布した。６月２０日：シルクパウダーを２００ｍ^２当り５００ｇを施肥した。７月１４日：穂肥（アフターＸ１０ｋｇ：Ｎ−１５、Ｐ−５、Ｋ−１０、ＭｇＯ −５）及び空中散布（カスラプゾーカードライフロアブル及びモンガードゾル各３０倍液を反当たり３リットル）を行った。８月１日：出穂した。９月９日：稲刈りを行った。９月１５日：籾摺りを行った。反当たり収量は５４０ｋｇであった。上記実施例では、６月２０日のシルクパウダー施肥後、（１）３〜４日で葉色が薄くなり、（２）７〜１０日で葉色が濃くなる変化が観察された。収穫期の田では、倒伏は見られなかった。

【００２３】（比較例１）〈苗の比較〉上記実施例１において、移植前の苗床に、シルクパウダー（４月１０日及び同２５日）を施肥しなかった以外は、実施例１と同様に苗床を作製し、田植えを行った。

【００２４】上記実施例１及び比較例１の田植え直前の各苗床を、図２及び図３に示す。図２及び図３の各図で、右側がシルクパウダーを施肥した実施例で、左側は施肥しなかった比較例である。これから明らかなように、田植え直後の苗（特に根）は、シルクパウダー施肥により、成長が著しいことが分かる。

【００２５】（参考例１）上記実施例１において、穂肥前のシルクパウダー施肥（６月２０日）量を３．３ｍ^２当り２００ｇに増加した以外は実施例１と同様に試験を行った。この量のシルクパウダー施肥後には、葉色は特に変化なくやや濃くなった。また収穫期の倒伏度は４であった。

【００２６】（実施例２）ヒメノモチ直播きを行った。４月２５日：シルクパウダー１０００倍希釈液（０．１％）に、浸種した。５月１０日：催芽同１２日：カルパーコーティングした。（種子：カルパー＝１：２）同１３日：播種条播反当たり５ｋｇ（生籾）結果ベンレートと同等の消毒効果があった。発芽状態もやや良好と言える。

【００２７】（実施例３）北海道深川農場にてメロン施肥試験を行った。液肥散布枡と散布しない枡（各１０株／枡）により比較試験をした。定植（４月２４日）したメロン（ピュレット品種）の株先に、０・５％（シルクパウダー５ｇ／水１リットル）の液肥を散布した。４０日後、液肥散布枡と散布しない枡両者間に検見上、差異はなかった（６月４日）。前記液肥散布枡の１０株に、再び０．５％液肥（全シルクパウダー量２５ｇ）を葉面散布した。２５日後（７月３０日）、メロンを採取した。この時点で液肥散布した枡は、葉も青かった。また収穫されたメロンの糖度は液肥散布しない枡のものに比して０．５高かった。

【００２８】

【考案の効果】

本考案の絹タンパク質由来の天然アミノ酸肥料を野菜類に施肥すれば、葉色の濃緑色化、鮮色化及び植物体の肥大促進効果があり、栄養・旨味が増進されると共に、また、収穫後の日持ちも長くなるという効果を奏する。稲への施肥の場合には、苗（根）の成長促進、耐倒伏性等の効果があり、また冷害による不稔を防止する効果も発現すると考えられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】アフリカキャベツ▲Ｒ▼への本考案の天然ア
ミノ酸肥料の施肥有無による成長の違いを示す写真

【図２】本考案の天然アミノ酸肥料の施肥有無による
苗床成長の違いを示す写真

【図３】図１の各苗の地上茎及び根の成長の違いを示
す写真

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】絹タンパク質の加水分解及び／又は酵素
分解により得られる水溶性粉末であって、平均分子量１
５０〜５００００のアミノ酸及び／又はペプチドからな
る天然アミノ酸肥料。
【請求項２】前記平均分子量が１５０〜５００である
請求項１に記載の天然アミノ酸肥料。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の天然アミ
ノ酸肥料の０．１〜５％水溶液からなる液肥。