JP4887709B2 - Method and apparatus for increasing yield of plant polyphenols - Google Patents
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Description
本発明は、植物のポリフェノールの合成を促進させるポリフェノール増収方法及び増収装置に関するものである。 The present invention relates to a method and an apparatus for increasing yield of a polyphenol that promotes the synthesis of plant polyphenols.
従来から、植物のポリフェノール増収方法としては、例えば特許文献1に示すような、栽培中のサニーレタスの葉中に含まれるポリフェノールの一種であるアントシアニンの合成を促進させる方法が知られている。
Conventionally, as a method for increasing the yield of polyphenols in plants, for example, a method for promoting the synthesis of anthocyanin, which is a kind of polyphenol contained in the leaves of sunny lettuce during cultivation, as shown in
この方法は、栽培中のサニーレタスに対し、アントシアニンの合成に有効とされる波長400〜500nmの青色成分を含む可視光を、アントシアニンが分解されやすい夜間に照射して、葉中のアントシアニンの合成を促進させるものであり、アントシアニンの不足に基づくサニーレタスの着色不良や、葉内の抗酸化成分の不足を防止するものである。しかし、このポリフェノール増収方法では、ポリフェノールの合成が必ずしも十分促進されるとはいえない可能性がある。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、ポリフェノールの合成を十分促進することができ、着色不良や抗酸化成分の不足を防止することができるポリフェノール増収方法及び増収装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and provides a polyphenol yield increasing method and a revenue increasing apparatus capable of sufficiently promoting the synthesis of polyphenol and preventing poor coloring and lack of antioxidant components. The purpose is to do.
上記目的を達成するために請求項1の発明は、栽培中のベビーリーフに、150〜600μmol/m2/secである可視光、及び100μW/cm2以上であり、280〜300nmの波長を除去したUV−B光を照射することを特徴とする植物のポリフェノール増収方法である。
The invention of
ここでベビーリーフとは、発芽後10〜30日程度の若い葉菜の総称を意味し,具体的には、例えば、レタス(ロロロッサ,デトロイト、レッドロメイン、レッドオーク等),ミズナ,ホウレンソウ,ビート,カラシナなどがある。ただし、上記野菜を使用しなければベビーリーフではないとするような規定はなく、若い葉を使用していればベビーリーフとみなされている。また、UV−B光とは、一般的に波長域が280〜320nmの光を意味する。 Here, baby leaf means a generic name of young leafy vegetables about 10 to 30 days after germination. Specifically, for example, lettuce (Lolorossa, Detroit, Red Romaine, Red Oak, etc.), Mizuna, Spinach, Beet , Mustard and so on. However, there is no provision that it is not a baby leaf if the above vegetables are not used, and it is regarded as a baby leaf if young leaves are used. UV-B light generally means light having a wavelength range of 280 to 320 nm.
請求項2の発明は、前記可視光を照射する可視光源と、前記UV−B光を照射するUV−B光源と、を備え、請求項1に記載のポリフェノール増収方法により、ベビーリーフを栽培することを特徴とする植物のポリフェノール増収装置である。
Invention of
請求項1の発明によれば、光量を限定した可視光、及び光量を限定したUV−B光を照射するので、従来技術に比べてより発色の良い収穫物を得ることができる。また、請求項1の発明によれば、280〜300nmの波長を除去したUV−B光を照射するので、従来技術に比べて、植物の枯死やわい化などの生育障害を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, the visible light having a limited light amount and the UV-B light having a limited light amount are irradiated, so that a crop with better color development can be obtained as compared with the prior art. In addition, according to the invention of
請求項2の発明によれば、各種光源を一体化したので、光源から出力される光の均斉度の調節が容易に実施できる。
According to the invention of
以下、本発明の第1の実施形態に係る植物のポリフェノール増収方法及び増収装置について図面を参照して説明する。図1は、本実施形態に係るポリフェノール増収装置の構成を示す。このポリフェノール増収装置1は、可視光を照射する白色ランプ2(可視光源)と、UV−B光を照射する蛍光灯3(UV−B光源)と、を備えている。蛍光灯3は、280〜300nmの波長と340〜550nmの波長とを除去するホウケイ酸ガラスシリンダ6を有している。白色ランプ2及び蛍光灯3の直下には、U字状の栽培容器5が配置されている。栽培容器5の内部には、培地7が充填されており、培地7には、ベビーリーフ4が植えられている。ベビーリーフ4とは、発芽後10〜30日程度の若い葉菜の総称を意味し,具体的には、例えば、レタス(ロロロッサ,デトロイト、レッドロメイン、レッドオーク等),ミズナ,ホウレンソウ,ビート,カラシナなどがある。ただし、上記野菜を使用しなければベビーリーフではないとするような規定はなく、若い葉を使用していればベビーリーフとみなされている。
Hereinafter, a plant polyphenol increasing method and an increasing device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration of a polyphenol increase apparatus according to the present embodiment. The polyphenol gain-increasing
白色ランプ2と蛍光灯3とから出力される光は、照射強度測定機などの照射強度手段(図示せず)を用いて照射強度が測定される。白色ランプ2と蛍光灯3とは、この測定結果をフィードバックすることにより、所望の照射強度の光を出力するように制御されている。なお、ポリフェノール増収装置1は、各光源を一体化しているため、各光源から出力される光の均斉度の調節が容易に行える。また、栽培容器5と白色ランプ2又は蛍光灯3との間に、光の均斉度を向上させるためのフレネルレンズ等の光学部材を設けることにより、光の均斉度の調節を行うことができる。
The irradiation intensity of the light output from the
白色ランプ2は、照射強度が150〜600μmol/m2/secである、例えば、松下電器産業株式会社製FL20SS・EX-Nを用いている。図2は、白色ランプ2に松下電器産業株式会社製FL20SS・EX-Nを用いた場合の出力波長域の分布を示している。白色ランプ2の出力波長域は、図2に示すように、主に400〜780nmである。
The
蛍光灯3は、UV-B光が100μW/cm2以上得られる、例えば、株式会社三共製GL20SE、又は、フィリップス株式会社製TL20W/01RSの蛍光灯を用いている。図3は、蛍光灯3に株式会社三共製GL20SEを用いた場合の出力波長域の分布を示し、図4は、蛍光灯3にフィリップス株式会社製TL20W/01RSを用いた場合の出力波長域の分布を示している。株式会社三共製GL20SEの出力波長域は、図3に示すように、280〜580nmの範囲であり、ピーク波長は310nmである。 As the fluorescent lamp 3, for example, a fluorescent lamp of GL20SE manufactured by Sankyo Co., Ltd. or TL20W / 01RS manufactured by Philips Co., Ltd., which can obtain UV-B light of 100 μW / cm 2 or more is used. 3 shows the distribution of the output wavelength range when Sankyo GL20SE is used as the fluorescent lamp 3, and FIG. 4 shows the output wavelength range when Philips TL20W / 01RS is used as the fluorescent lamp 3. Distribution is shown. As shown in FIG. 3, the output wavelength range of Sankyo Co., Ltd. GL20SE is in the range of 280 to 580 nm, and the peak wavelength is 310 nm.
ホウケイ酸ガラスシリンダ6は、280〜300nmの波長を除去する例えば、コーニング社製パイレックス(登録商標)ガラスのシリンダから形成される。また、上記のコーニング社製パイレックスガラスを用いて光学多層膜を形成することにより、340〜550nmの波長も除去している。なお、コーニング社製パイレックスガラスを用いて、さらに光学多層膜を形成することにより340nm以上の波長を除去することや、コーニング社製パイレックスガラスを用いて、バンドパスフィルタを形成することにより、300〜340nmの波長だけを透過させることもできる。 The borosilicate glass cylinder 6 is formed from a cylinder of Pyrex (registered trademark) manufactured by Corning, for example, which removes a wavelength of 280 to 300 nm. Moreover, the wavelength of 340-550 nm is also removed by forming an optical multilayer film using the above-mentioned Corning Pyrex glass. In addition, by using Pyrex glass manufactured by Corning, further removing a wavelength of 340 nm or more by forming an optical multilayer film, or by forming a bandpass filter using Pyrex glass manufactured by Corning, 300 to Only the wavelength of 340 nm can be transmitted.
本実施形態に係るベビーリーフ4のポリフェノール増収方法では、ベビーリーフ4に対し、150〜600μmol/m2/secである可視光、及び100μW/cm2以上であるUV−B光を照射する。また、UV−B光源に含まれる280〜300nmの波長を除去したものを用いる。さらに、UV−B光源に含まれる340〜550nmの波長を除去したものを用いる。
In the method for increasing the yield of polyphenol of the baby leaf 4 according to the present embodiment, the baby leaf 4 is irradiated with visible light that is 150 to 600 μmol /
次に、ベビーリーフ4の栽培条件を示す。ポリフェノール増収装置1の培地7に、ベビーリーフ4の一種であるレッドロメインとレッドオークに植え、1日の内の14時間を明期、残りの10時間を暗期をとし、かつ、明期の間は30℃、暗期の間は25℃という条件の下、合計20日間栽培を行った。
Next, the cultivation conditions of the baby leaf 4 are shown. Planted in the red romaine and red oak, which are a kind of baby leaf 4, in the
上述した条件によるベビーリーフの育成状況及びアントシアニンの生成量についての検証結果を表1に示す。なお、各ベビーリーフの育成状況は、目視で観察した。各ベビーリーフのアントシアニンの生成量は、採取した試料を5%ギ酸で48時間浸漬抽出後、抽出液を、測定波長を540nmとした吸光分析にて評価し、シアニジン相当量で得られたものを相対値で表示した。
表1より、150〜600μmol/m2/secである可視光、及び100μW/cm2以上であり、280〜300nmの波長を除去したUV-B光を照射することにより、ベビーリーフ4のアントシアニンの合成が促進されることが分かる。また、280〜300nmの波長を除去したUV−B光を照射することにより、ベビーリーフ4の枯死やわい化などの生育障害を防止できることが分かる。また、340〜550nmの波長を除去したUV−B光を照射することにより、特に夜間にUV−Bを照射する場合、虫の誘引を抑制できることが分かる。なお、この検証では、UV-B光を明期時間のみ点灯させたが、暗期に点灯しても同様に効果が得られる。 From Table 1, the irradiation of 150 to 600 μmol / m 2 / sec of visible light and 100 μW / cm 2 or more of UV-B light from which a wavelength of 280 to 300 nm has been removed is applied to the baby leaf 4 anthocyanins. It can be seen that the synthesis is promoted. Moreover, it turns out that the growth disorder | damage | failure, such as the death or dwarf of the baby leaf 4, can be prevented by irradiating UV-B light which removed the wavelength of 280-300 nm. It can also be seen that by attracting UV-B light from which wavelengths of 340 to 550 nm have been removed, attracting insects can be suppressed particularly when UV-B is irradiated at night. In this verification, the UV-B light is turned on only during the light period, but the same effect can be obtained even when it is turned on in the dark period.
なお、上記実施形態では、可視光を照射する光源として、白色ランプ2を単独で用いているが、白色ランプ2と自然光と併用するものであってもよい。この場合は、自然光の照射強度を測定する測定手段を備え、この測定結果と目標照射強度との差分だけ白色ランプ2が可視光を照射すればよく、白色ランプ2を単独で用いる場合に比べてコストの低減を図ることができる。
In the above-described embodiment, the
次に、本発明の第2の実施形態に係る植物のポリフェノール増収方法及び増収装置について図面を参照して説明する。図5は、本実施形態に係るポリフェノール増収装置の構成を示す。このポリフェノール増収装置1は、遠赤色光(Far-Red)を意味し、700〜800nmの波長の光であるFR光を照射する蛍光ランプ8と、各光源から照射した光を反射する反射板10を備え、蛍光灯3が、280〜300nmの波長を除去するホウケイ酸ガラスシリンダ11を有している以外は、第1の実施形態に係るポリフェノール増収装置と同様である。また、栽培容器5の培地7には、スプラウト9が植えられている。白色ランプ2と、蛍光灯3と、蛍光ランプ8とから出力される光は、第1の実施形態に係るポリフェノール増収装置と同様に、照射強度測定機などの照射強度手段(図示せず)を用いて照射強度が測定され、所望の照射強度の光を出力するように制御されている。スプラウト9とは、発芽後10日程度の植物新芽の総称を意味し、具体的には、例えば、ソバスプラウト、タデ、ベニバナ、ダイコン、ブロッコリー、キャベツ、ハクサイなどがあり、その他にも多数が食用として栽培されている。
Next, a plant polyphenol yield increasing method and a revenue increasing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 5 shows a configuration of the polyphenol increase apparatus according to the present embodiment. This polyphenol
蛍光ランプ8は、汎用的な蛍光ランプである、例えば、松下電器産業株式会社製FL20S・FR・Pを用いている。蛍光ランプ8は、FR光と可視光成分とを同時に出光し、照射強度は可視光換算で10〜40μmol/m2/secの範囲で任意のものを選択できる。図6は、蛍光ランプ8に松下電器産業株式会社製FL20S・FR・Pを用いた場合の出力波長域の分布を示し、出力波長域は、主に400〜780nmである。 The fluorescent lamp 8 is a general-purpose fluorescent lamp, for example, FL20S · FR · P manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. The fluorescent lamp 8 emits the FR light and the visible light component simultaneously, and the irradiation intensity can be arbitrarily selected in the range of 10 to 40 μmol / m 2 / sec in terms of visible light. FIG. 6 shows the distribution of the output wavelength region when FL20S · FR · P manufactured by Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. is used for the fluorescent lamp 8, and the output wavelength region is mainly 400 to 780 nm.
ホウケイ酸ガラスシリンダ11は、第1の実施形態と同様に、ホウケイ酸ガラス(コーニング社製パイレックスガラス)シリンダに光学多層膜を形成したものである。 The borosilicate glass cylinder 11 is formed by forming an optical multilayer film on a borosilicate glass (Corning Pyrex glass) cylinder as in the first embodiment.
本実施形態に係る植物のポリフェノール増収方法では、スプラウト9に対し、100〜600μW/cm2であるUV−B光を照射する。また、10〜40μmol/m2/secである可視光を照射する。また、可視光換算で10〜40μmol/m2/secのFR光を照射する。また、UV−B光源に含まれる280〜300nmの波長を除去したものを用いる。 In the plant polyphenol yield increasing method according to this embodiment, the sprout 9 is irradiated with UV-B light of 100 to 600 μW / cm 2 . Moreover, the visible light which is 10-40 micromol / m < 2 > / sec is irradiated. Moreover, 10-40 micromol / m < 2 > / sec FR light is irradiated in conversion of visible light. Moreover, what removed the wavelength of 280-300 nm contained in a UV-B light source is used.
次に、スプラウト9の栽培条件を示す。ここでは、例えば、スプラウト9の一種であるソバスプラウトを用いる。まず、種子重量の2倍重量の水道水に8時間種子を25℃で浸漬する。そして、ウレタンマットに播種した後、散水栽培装置(図示せず)にセットし、1時間に10秒間散水させる環境の下、25℃で7日間暗黒の中で栽培する。この時点のソバスプラウトは、白色でアントシアニンの発色はほとんどない。その後、ソバスプラウトを、ポリフェノール増収装置1の培地7にセットし、温度25℃の下、0〜72時間連続で光照射を行ない、ポリフェノール成分を増加させる。
Next, the cultivation conditions of the sprout 9 are shown. Here, for example, a soba sprout which is a kind of sprout 9 is used. First, seeds are soaked at 25 ° C. for 8 hours in tap water twice the weight of the seeds. Then, after seeding on a urethane mat, it is set in a watering cultivation device (not shown) and cultivated in the dark at 25 ° C. for 7 days under an environment of watering for 10 seconds per hour. The soba sprout at this point is white with little anthocyanin coloration. Thereafter, the soba sprout is set in the
従来は、施設内で太陽光を照射するが、夏場は太陽光が強すぎて、ポリフェノールは増加するが、子葉が黄化して商品価値を損なう。また、場合によっては枯死に至ることもある。一方、冬場や曇天時には、ポリフェノールが充分に形成されないなど、安定的な生産が困難である。 Conventionally, sunlight is radiated in a facility, but in the summer, sunlight is too strong and polyphenols increase, but the cotyledons turn yellow and impair commercial value. In some cases, it may lead to death. On the other hand, in winter and cloudy weather, stable production is difficult because polyphenols are not sufficiently formed.
上述した条件によるソバスプラウトの育成状況及びアントシアニンの生成量について、検証結果を表2に示す。なお、ソバスプラウトの育成状況は、目視で観察した。各ソバスプラウトのアントシアニンの生成量は、採取した試料を5%ギ酸で48時間浸漬抽出後、抽出液を、測定波長を540nmとした吸光分析にて評価し、シアニジン相当量で得られたもので表示した。
表2により、ソバスプラウトにそれぞれ光量を限定したUV−B光、可視光、及びFR光を照射するので、従来技術に比べてよりポリフェノール含有量の多く、また、発色の良い収穫物を得ることができるが分かる。 According to Table 2, UV-B light, visible light, and FR light with a limited amount of light are irradiated on the soba sprout, so that a crop with a higher polyphenol content and better color development than the prior art can be obtained. I understand.
次に、イチゴ果実表皮の着色について、ポリフェノール増収装置1を用いて検証を行った。検証結果を表3に示す。本検証は、ハウス栽培時に曇天が続き、やや着色不足なイチゴを用いて行った。
表3より、25℃で48時間、UV-B光を360μW/cm2 、可視光を23μmol/m2/sec照射することで、イチゴ果実の表皮が充分な赤色に着色することが分かる。 From Table 3, it can be seen that irradiation of UV-B light at 360 μW / cm 2 and visible light at 23 μmol / m 2 / sec for 48 hours at 25 ° C. causes the strawberry fruit epidermis to be colored sufficiently red.
また、バラ花びらの着色についても、ポリフェノール増収装置1を用いて検証を行った。検証結果を表4に示す。本検証は、上述したイチゴと同様な処理をやや着色不足のバラを用いて行った。
表4より、バラは、25℃、48時間で鮮やかな赤色に着色することが分かる。 From Table 4, it can be seen that roses are colored bright red at 25 ° C. for 48 hours.
また、上記の本実施形態に係るポリフェノール増収方法によれば、280〜300nmの波長を除去したUV−B光を照射するので、従来技術に比べて、植物の枯死やわい化などの生育障害を防止することができる。 In addition, according to the polyphenol yield increasing method according to the above-described embodiment, UV-B light from which a wavelength of 280 to 300 nm is removed is irradiated, so that growth disorders such as plant death and dwarfing are prevented as compared with the prior art. can do.
なお、本発明は上記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を変更しない範囲で適宜に種々の変形が可能である。 The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments, and various modifications can be made as appropriate without departing from the spirit of the invention.
1 ポリフェノール増収装置
2 白色ランプ(可視光源)
3 蛍光灯(UV−B光源)
4 ベビーリーフ
5 栽培容器
6 ホウケイ酸ガラスシリンダ
7 培地
8 蛍光ランプ(FR光源)
9 スプラウト
10 反射板
11 ホウケイ酸ガラスシリンダ
1
3 Fluorescent lamp (UV-B light source)
4
9
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2005
- 2005-09-27 JP JP2005280878A patent/JP4887709B2/en active Active
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