JP5291890B2

JP5291890B2 - 亜鉛高含有イネ

Info

Publication number: JP5291890B2
Application number: JP2007113298A
Authority: JP
Inventors: 洋副島; 英史篠田; 尚彦桂川
Original assignee: Snow Brand Seed Co Ltd
Current assignee: Snow Brand Seed Co Ltd
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2027-04-23
Also published as: JP2008263892A

Description

本発明は、玄米中に亜鉛を高濃度含有し、食品また食品材料として有用なイネ及びその製造法に関する。

ヒトが生命を維持するためには鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、セレン（Ｓｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ヨウ素（Ｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、フッ素（Ｆ）、ヒ素（Ａｓ）、鉛（Ｐｂ）などといった微量金属元素を体外から摂取する必要があり、これらの元素は必須元素と呼ばれている（非特許文献１）。なかでも亜鉛（Ｚｎ）は人体内に微量金属元素としては鉄についで多く含まれており、カルボキシペプチダーゼ、炭酸脱水素酵素、アルコール脱水素酵素などの重要な酵素に含有され、体内の代謝系で重要な役割を担っていることが知られている。また、亜鉛が欠乏すると成長障害、性機能低下、皮膚や毛髪の損傷、味覚異常などを示すことが知られており問題となっている。さらに、成人の亜鉛所要量は１日当たり１２〜１５mgとされている一方で、平均的な日本食では１日あたり９mg程度しか亜鉛を摂取できないとされ、日本人の亜鉛不足が問題視されている（非特許文献２）。このことから平成１４年には厚生労働省が栄養機能食品成分として亜鉛を追加し、また平成１６年には文部科学省により給食中亜鉛含量の目標値が設定されるなどといった公的機関による対策が講じられている。

以上のように、亜鉛（Ｚｎ）は人体が生命活動を営む上で重要であるため、適正量を日常的な食事によって摂取することが望まれている。しかしながら、これらの元素を多く含む食品は比較的限られている。例えば亜鉛（Ｚｎ）は牡蠣（カキ）中には１３．２mg／１００ｇ、牛レバーには３．８mg／１００ｇといった高い濃度で含有されている（非特許文献３）。しかしながら、現在の日本人の食生活習慣においてこれらの食材を毎日摂取するのは一般的とはいえない。これに対してイネは子実を炊飯として主食にできるほか、煎餅などに加工して日常的に摂取できる食材といえる。この点からイネの可食部である玄米にこれらの微量金属元素の含有量を高めることができれば有用と考えられるが、イネの栽培法に関する技術分野では微量金属元素の研究は必要最低限の施肥方法などの研究は行われているものの、可食部に積極的に取り込ませる技術については満足できるものではなかった。

イネではないものの、最近ライムギの子実中の亜鉛含量を高めるために遺伝子組み換えによってシロイヌナズナ由来の亜鉛トランスポーター遺伝子を過剰発現させるという技術が開発された。しかしながら、この遺伝子組み換え体に亜鉛を施肥しても亜鉛吸収速度は高まらなかった（非特許文献４）。この原因については亜鉛トランスポーター遺伝子が発現していても亜鉛が存在すると他の金属トランスポータータンパク質でみられる（非特許文献５）ように、翻訳後調節によって亜鉛トランスポータータンパク質が消失してしまうためではないかと考察されている。このように現在先端的な技術である遺伝子組み換え技術を用いても作物の可食部に亜鉛などの微量金属元素をとりこませることは困難である。

また、従来の施肥技術の一つとして葉面散布法も実用化されている。この方法は散布液が直接接触する細胞中に肥料成分を取り込ませることは可能であるため、葉の要素欠乏症状の防止もしくは改善させるといったことは出来る。しかしながら、葉から種子中に転流させる、すなわち、複数の細胞間を移行させることによって、散布液が直接接触することのない種子中に金属元素含量を高濃度で蓄積させるといった技術はみられなかった。特に亜鉛は窒素、リン、カリウム、マグネシウムなどといった転流しやすい元素ではない（非特許文献６）ため、従来の葉面散布方法では種子中に高濃度で蓄積させることは困難であった。
桜井・田中（編著）１９９３．生物無機化学．廣川書店冨田１９９８．元気になるミネラル亜鉛パワーの秘密．宙出版香川（監）２００３．『五訂食品分析表２００３』女子栄養大学出版部Ｒａｍｅｓｈら２００４．ＰｌａｎｔＭｏｌ．Ｂｉｏｌ．Ｃｏｎｎｏｌｙら２００２．ＰｌａｎｔＣｅｌｌＭａｒｓｃｈｎｅｒ１９９５．ＭｉｎｅｒａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎｏｆＨｉｇｈｅｒＰｌａｎｔｓ（２ｎｄｅｄ．）ＡｃａｄｅｍｉｃＰｒｅｓｓ

本発明の目的は、イネの可食部、すなわち子実中に亜鉛を高濃度含有するイネ及びその製造法を提供することにある。

そこで本発明者は、イネの子実中に亜鉛を高濃度で取り込ませるべく種々検討した結果、全く意外にも、亜鉛含有液を葉面及び穎果に散布することにより、土壌に施用する場合に比べて高濃度に子実中に取り込まれ、子実中の亜鉛濃度が従来にない高濃度のイネが得られることを見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は、玄米中に亜鉛を２．２mg／１００ｇ以上含有するイネ完熟子実を提供するものである。

また、本発明は、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、イネの幼穂形成期から葉面又は葉面及び穎果に散布することを特徴とする完熟子実玄米中に亜鉛を２．２mg／１００ｇ以上含有するイネの製造法を提供するものである。

また、本発明は、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有するイネの葉面又は穎果散布用液であって、完熟子実玄米中に亜鉛を２．２mg／１００ｇ以上含有するイネ製造用資材を提供するものである。

本発明のイネ子実は、従来遺伝子組み換え技術によっても作製し得なかった高濃度の亜鉛を含有しており、栄養価の高い食品及び食品材料として有用である。
また、本発明のイネの製造法は、土壌施用でなく、葉面等への散布であることから、土壌に亜鉛を大量に施肥した場合に生じるとされている、土壌中の鉄の吸収移動を阻害し、鉄欠乏症状を引き起こしてしまう、いわゆる“重金属誘導クロロシス”という問題（熊沢・西沢１９７６．植物の養分吸収．東京大学出版会）が生じない。また、土壌に大量に施用した場合は河川への流亡も環境保全上問題となる。例えば日本においては平成１５年の環境基本法改正により河川や海水中の亜鉛濃度基準が１０〜３０μｇ／Ｌ以下と設定されているが、本発明方法によれば、かかる問題も生じない。

本発明のイネ完熟子実は、玄米中に亜鉛を２．２mg／１００ｇ以上含有する。通常完熟イネ玄米中の亜鉛濃度は１．６〜２．０mg／１００ｇとされており、本発明のように高濃度の亜鉛を含有する完熟イネ子実は知られていない。完熟イネ玄米中のより好ましい亜鉛濃度は２．２〜１２．０mg／１００ｇであり、特に好ましくは２．５〜６．０mg／１００ｇである。ここで、亜鉛濃度は原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、ＩＣＰ質量分析法により測定でき、この濃度は乾燥物１００ｇ中の亜鉛含有量（mg）である。

本発明におけるイネとしては、日本型イネ（Oryza sativa subsp. japonica）、インド型イネ（Oryza sativa subsp. indica）、ジャワ型イネ（Oryza sativa subsp. javanica）及びこれらの交雑種等が挙げられるが、このうち日本型イネ（Oryza sativa subsp. japonica）が好ましい。ここでイネには、うるち米品種、もち米品種が含まれる。また、その栽培上の特性からは、水稲、陸稲が含まれる。

本発明の子実中に高濃度亜鉛を含有するイネは、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、幼穂形成期から葉面又は葉面及び穎果に散布することにより製造できる。
本発明者等の検討によれば、イネの子実中に亜鉛を高濃度に吸収させるには、土壌処理でなく、葉面又は穎果散布が好ましいことが判明した。従って、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有し、イネの葉面又は葉面及び穎果散布用液は、子実玄米中に亜鉛を２．２mg／１００ｇ以上含有するイネ製造用資材として有用である。

散布に用いる液（以下、葉面散布資材ということもある）は、亜鉛を０．０１〜２重量％含有する液が好ましい。当該液を調製するために用いる亜鉛としては水溶性があれば特に制限はなく、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、蟻酸亜鉛、酢酸亜鉛、及びEDTA亜鉛のようなキレート体亜鉛などが挙げられる。このうち、子実への亜鉛移行性の点から硫酸亜鉛が特に好ましい。
葉面散布資材中の亜鉛濃度としては、亜鉛として０．０２〜１重量％が好ましく、特に０．１〜０．５重量％が好ましい。

また、本発明で用いる葉面散布資材には、海藻抽出物を含有させることにより、イネ子実への亜鉛移行率が向上する。海藻としては褐藻類が好ましく、なかでもコンブ目（Laminariales）が好ましい。さらにチガイソ科（Alariaceae）が好ましい。最も好適なのはアイヌワカメ（Alaria praelonga）である。これらの原料となる海藻は水分を含んだままでもよいし、乾燥させてもよいが、処理のしやすさを考慮すると乾燥物のほうが好ましい。

海藻抽出物の葉面散布資材中の含有量は、乾燥物換算で０．１〜２０重量％、さらに１〜１０重量％、特に３〜５重量％が好ましい。

海藻抽出物は、例えば以下の如くして調製できる。材料となる海藻は希硫酸水あるいは希塩酸水などの酸を加え、６０℃以上に加温することによって加水分解を行う。この場合、用いる酸の種類は硫酸が好ましく、濃度は０．５〜２Ｎが好ましい。加温する温度については分解速度の速さから煮沸するのが好ましい。得られた加水分解物は適宜アルカリを加えることによってpHを調整したのち、遠心分離又はろ過により固形分を取り除き、海藻抽出物を得る。好ましい葉面散布資材を得るには、この海藻抽出物そのもの又は希釈液に亜鉛を適宜添加すればよい。

葉面散布資材には、葉面及び穎果への付着性を高めるため、農業上通常用いられる展着剤、界面活性剤を添加するのが好ましい。用いる展着剤、界面活性剤は特に制限はないが、界面活性剤としては非イオン性、陰イオン性、陽イオン性及び両イオン性のいずれも使用することが出来る。例を挙げると、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンポリマー、オキシプロピレンポリマー、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、第四級アンモニウム塩、オキシアルキルアミン、レシチン、サポニン等である。また、必要に応じてゼラチン、カゼイン、デンプン、寒天、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダなどを補助剤として用いることが出来る。

葉面散布資材を散布する場合、農業上通常用いられる葉面散布用肥料と混合してもよい。この場合、肥料成分としては特に制限はないが、溶解後アルカリ性を示すものについては亜鉛が塩として沈殿を起こすため好ましくない。混合する場合に好ましい肥料成分を例示すれば、尿素、燐酸アンモニウム、塩酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、燐酸、ピロ燐酸、などが挙げられる。中でも尿素の混用は亜鉛の吸収量を高める場合があるため好ましい（MortvedtとGilkes1993．Zinc fertilizer．“Zinc in soils and plants”Kluwer academic publishers）。

本発明のイネを栽培する場合の土壌に施用する基肥・追肥はその地域で行われている施肥量・施肥方法に準拠すればよい。ただし、土壌に亜鉛処理すれば子実中亜鉛含量をさらに若干増加させることが出来ることは言うまでもない。

本発明のイネを栽培する場合の栽植密度は、その地域で推奨されている密度でよいが、葉面散布資材中の亜鉛濃度を０．１重量％以上とする場合は、減収を軽減する目的で栽植密度（単位面積あたり播種量）を通常より１．２〜２倍高めることが好ましい。

葉面散布資材の散布方法としては、穎果及び葉の裏面まで葉面散布資材が展着するようにすることが望ましい。スプレーヤーを使用する場合は散布液量を１ヘクタール当たり１０００リットル以上、好ましくは１０００〜３０００リットル、より好ましくは１２００〜２０００リットルとすることが望ましい。その際、噴霧器の加圧は２〜３ＭＰａと高めに設定することが好ましい。また、噴孔を小さくするなど、噴霧される液の粒子径が小さくなるような装置を使用した方がよい点については言うまでもない。また、静電気を利用することにより噴霧液の植物体への付着を促進させるいわゆる静電噴霧機や静電噴霧ノズル口を用いることも望ましい。

葉面散布資材の散布時期については幼穂形成期から穎果が黄化する時期までがよく、特に穂ばらみ期〜黄化直前までの時期が好ましい。葉面散布資材の散布間隔については１日１回乃至２週間に１回が好ましい。さらに１週間〜２週間に１回散布することがより好ましい。また、作物生育期間中での合計散布回数は２〜８回が好ましい。

次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。

製造例１
海藻エキスの調製
アイヌワカメ（Alaria praelonga）、チガイソ（Alaria crassifola）、マコンブ（Laminaria japonica）、スジメ（Costraia costata）の乾燥物はそれぞれハサミで５cm角に細断した。これらの細断物４５０ｇに１Ｎ硫酸を２，５５０mL加え、２時間撹拌しながら煮沸した。得られた液体は容器をクラッシュアイス内に入れることにより冷却し、ついで遠心分離機により８，０００Ｇ×６０分で遠心分離した。得られた上澄み１．５Ｌに水１Ｌを加えて希釈し、硫酸亜鉛七水和物２．５kgを加えて溶かした。この液に水酸化カリウムを加えpH２．０に調整した。このうち、アイヌワカメを原料としたものを亜鉛入りアイヌワカメエキスと以後称することとする。なお、アイヌワカメ現物中の亜鉛含量は２．３４mg／kgであることから、亜鉛含有アイヌワカメエキス中でアイヌワカメそのものに由来する亜鉛は０．１１mg／kgに過ぎず、実質上無視できる。

実施例１
北海道江別市の圃場においてイネ品種「ななつぼし」を栽培した。基肥は『北海道施肥ガイド』（北海道農政部編２００２、社団法人北海道農業改良普及協会）の施肥基準に準じて行った（標準施肥区）が、その一部に硫酸亜鉛（ZnSO₄）を亜鉛含量として１kg／ha施用した硫酸亜鉛土壌施用区、酸化亜鉛（ZnO）を亜鉛含量として１kg／ha施用した酸化亜鉛土壌施用区を設けた。播種は４月２０日に育苗用ポットに行い、移植は５月２６日に行った。標準施肥区で生育している植物体に幼穂形成期である７月８日より２週間おきに５回、硫酸亜鉛七水和物の０．２５％、０．５％、１％水溶液（亜鉛濃度としては０．０５５％、０．１１％、０．２２％となる）、および製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキスの０．５％、１％、２％水溶液（亜鉛濃度としては同じく０．０５５％、０．１１％、０．２２％となる）にポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル含有展着剤アプローチＢＩ（花王（株）社製）を０．１％加えたものを１５０mL／m²葉面散布した。試験は各処理２反復とした。サンプリングは収穫期である９月２０日に行い、植物体を風乾後、脱穀機で玄米を分離した。得られた玄米は重量を測定した後、乾燥機内で９０℃、３日間乾燥させた。乾燥後の子実はすみやかに乾物重を測定し、乾物率を算出した。乾燥物は超遠心粉砕機ＭＲＫ−ＲＥＴＳＣＨ（三田村理研工業社製）で粉砕した後、０．５ｇを秤量し、精密分析用硝酸（和光純薬社製）５mLを加え、テフロン（登録商標）密閉加圧分解容器にて分解した。分解液を一定量に定容し、その液をＩＣＰ発光分光分析装置ＳＰＳ４０００（セイコーインスツルメンツ社製）によって亜鉛含量を測定した。定量値は乾物率を用いて逆算することで現物中の亜鉛含有量を算出した。

その結果は表１に示した。土壌に亜鉛を施用し、葉面散布を行わなかった区で比較すると、もっとも玄米中亜鉛含量が高かったのは硫酸亜鉛１kg／ha施用区で、玄米中亜鉛含量は２．０５mg／１００ｇで無施用区より１０％高かった。

一方、土壌に亜鉛を施用せず、硫酸亜鉛七水和物水溶液を葉面散布した区で得られたイネ玄米中の亜鉛含量は２．２４〜２．９３mg／１００ｇであり、いかなる土壌施用区よりも高かった。さらに、製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキス散布区は、散布液中の亜鉛濃度が同じであっても玄米中亜鉛含量が高いことが明らかとなった。以上の結果から、イネの玄米中に亜鉛を取り込ませようとする場合、一般的な肥料の施用方法である土壌施用と比較して、幼穂形成期からの葉面散布法が有効であり、さらに葉面散布液に海藻抽出物を添加することでその効果をより高めることが明らかとなった。

Claims

玄米中に亜鉛を２．２４〜２．９９mg／１００ｇ含有するイネ完熟子実。
イネが、日本型イネ（Oryza sativa subsp. japonica）、インド型イネ（Oryza sativa subsp. indica）、ジャワ型イネ（Oryza sativa subsp. javanica）及びこれらの交雑種から選ばれる請求項１記載のイネ完熟子実。
亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、イネの幼穂形成期から葉面又は葉面及び穎果に散布することを特徴とする完熟玄米中に亜鉛を２．２〜６．０mg／１００ｇ含有するイネの製造法。
亜鉛を含有する液が、さらに海藻抽出物を含有するものである請求項３記載の製造法。
亜鉛を含有する液の散布量が、１ヘクタール当たり１０００リットル以上である請求項３又は４記載の製造法。
亜鉛を含有する液の散布が、幼穂形成期から１〜２週間おきに行うものである請求項３〜５のいずれか１項記載の製造法。
完熟玄米中の亜鉛含有量が２．２４〜２．９９mg／１００ｇである請求項３〜６のいずれか１項記載の製造法。
イネが、日本型イネ（Oryza sativa subsp. japonica）、インド型イネ（Oryza sativa subsp. indica）、ジャワ型イネ（Oryza sativa subsp. javanica）及びこれらの交雑種から選ばれる請求項３〜７のいずれか１項記載の製造法。
さらに、土壌に亜鉛を施用する請求項３〜８のいずれか１項記載の製造法。
亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する、イネの葉面又は莢着生部位散布用液であって、完熟玄米中に亜鉛を２．２〜６．０mg／１００ｇ含有するイネの製造用資材。
さらに海藻抽出物を含有するものである請求項１０記載の資材。
完熟玄米中の亜鉛含有量が２．２４〜２．９９mg／１００ｇである請求項１０又は１１記載の資材。
イネが、日本型イネ（Oryza sativa subsp. japonica）、インド型イネ（Oryza sativa subsp. indica）、ジャワ型イネ（Oryza sativa subsp. javanica）及びこれらの交雑種から選ばれるものである請求項１０〜１２のいずれか１項記載の資材。