JP6998256B2

JP6998256B2 - タマネギ中のケルセチン増量剤およびタマネギの栽培方法

Info

Publication number: JP6998256B2
Application number: JP2018064885A
Authority: JP
Inventors: 拓毛利; 健上北
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2018-03-29
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2038-03-29
Also published as: JP2019170321A

Description

本発明はタマネギ中のケルセチン含量を向上する剤、およびケルセチンの増加したタマネギの栽培方法を提供することに関する。

近年、フラボノイド類は、抗酸化性、抗変異原性、血圧上昇抑制、紫外線防御などの機能が明らかにされており、疾病、特に生活習慣病の予防に有効であることで注目されている。フラボノイドの一種であるケルセチンは野菜に広く含まれており、通常は様々な糖が結合した配糖体の形で存在している。また、ケルセチンは、フラボノイドの中で、抗酸化活性が強いことが知られている（非特許文献１）。タマネギはケルセチン配糖体を特異的に多く含有する野菜であり、健康に関心を持つ消費者を中心に食品の持つ機能性が認識されはじめている。

ここで、タマネギのケルセチン含量を向上させる方法としては、以下のような方法が知られている。例えば、特許文献１には、タマネギの鱗茎に対して光照射を行った後に、該鱗茎を微細化し、冷水により糖質を除去して乾燥することで、タマネギのケルセチン含量を向上させることが記載されている。特許文献２には、タマネギに５－アミノレブリン酸を有効成分とする肥料を施肥して栽培して収穫された前記タマネギに対して、室温４～１２℃、湿度４０～５５％の環境下で紫外線を照射することで、ケルセチン含量が向上すると記載されている。また、品種改良によりタマネギ中のケルセチン含量を向上させる方法もある（非特許文献２）。

特許第３６９７５２４号特許第５５４８０７０号

Brous, w. et al. Methods Enzymol. 186, 343-355 Takato Muroa et al. Hort. Res. 2015

ところで、特許文献１、２のように光照射や紫外線を照射する場合、このような処理を行う特別な施設が必要であったり、タマネギの外皮を除去する労力が必要であることから、工業的に大量に処理することが難しい場合がある。また、非特許文献２のように植物の品種改良を行う場合、非常に労力と時間がかかる傾向にあり、加えて、各地域に適した様々な品種への適用が難しいという問題がある。

そこで、本発明の課題は、簡便な手段によりタマネギ中のケルセチンを増加させる手段を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を行い、その結果、酸化型グルタチオン（GSSG）を生育中のタマネギに施用し栽培することで、タマネギの球に光合成産物である糖の量は増えず、光合成などから生成される活性酸素から防御するケルセチンの量が増加していることを見出した。

すなわち本明細書では上記課題を解決するための手段として、以下の発明を開示する。

（１）．酸化型グルタチオンを有効成分として含有する、タマネギ球中のケルセチン量を増加させるための、ケルセチン増加剤。

（２）．（１）に記載のケルセチン増加剤を、タマネギに施用する工程を含む、ケルセチンの増加したタマネギの栽培方法。

（３）．ケルセチン増加剤を、球肥大開始１ヶ月前後のいずれかの時期に施用する、（２）に記載の栽培方法。

（４）．球肥大開始１ヶ月前後にケルセチン増加剤を少なくとも１回ずつ施用する、（３）に記載の栽培方法。

（５）．ケルセチン増加剤を栽培期間を通して０．０１から１００ｋｇ／ｈａ施用する、（２）～（４）のいずれかに記載の栽培方法。

本発明によれば、簡便な手段により、タマネギ中のケルセチン含量を増加させることが可能である。

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。なお、本発明はこれに限定されるものではない。

１．酸化型グルタチオン
酸化型グルタチオン（ＧＳＳＧ）とは、還元型グルタチオン（ＧＳＨ、Ｎ－（Ｎ－γ－Ｌ－グルタミル－Ｌ－システイニル）グリシン）の２分子がジスルフィド結合を介して結合して形成される物質である。

本発明では、酸化型グルタチオン（ＧＳＳＧ）とは、他の物質と結合しておらずイオン化していないフリー体、ＧＳＳＧと酸又は塩基とで形成される塩、これらの水和物、これらの混合物等の、各種形態のＧＳＳＧを包含し得る。

本発明の方法でタマネギに施用される成分及び本発明のケルセチン増量剤には、ＧＳＳＧに加えて還元型グルタチオン（ＧＳＨ）が含まれていてもよい。前記成分又は前記ケルセチン増量剤中のＧＳＳＧの含有量はＧＳＨの含有量よりも相対的に多いことが好ましい。より好ましくは、前記成分又は前記ケルセチン増量剤中に含まれＧＳＳＧとＧＳＨとの総質量（全てフリー体として換算した質量）に対してＧＳＳＧの総質量（フリー体として換算した質量）は、合計で５０質量％以上、より好ましくは６０質量％以上、より好ましくは７０質量％以上、更に好ましくは８０質量％以上、更に好ましくは９０質量％以上、最も好ましくは１００質量％である。

ＧＳＳＧの塩としてはアンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩等の肥料として許容される１種以上の塩であれば特に限定されないが、好ましくはアンモニウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩から選択される１種以上の塩である。特許第６０５５４０８号に開示されている通り、ＧＳＳＧの固体状のアンモニウム塩、カルシウム塩及びマグネシウム塩は低潮解性であり取扱いが容易であるとともに高水溶性であることから特に好ましい。このような塩は、特許第６０５５４０８号に記載されている通り、アンモニウムイオン、カルシウムカチオン、及びマグネシウムカチオンから選択される少なくとも１種を生成し得る物質の存在下、ＧＳＳＧを水及び／又は水可溶性媒体から選択される水性媒体と接触させながら温度３０℃以上に加温することにより固体として得ることができる。この方法で得られるＧＳＳＧ塩としてはＧＳＳＧの１アンモニウム塩、ＧＳＳＧの０．５カルシウム塩又は１カルシウム塩、ＧＳＳＧの０．５マグネシウム塩又は１マグネシウム塩等が例示できる。

２．ＧＳＳＧの施用
ＧＳＳＧの施用は、土壌等の栽培担体のタマネギが生育している領域の面積に対して、栽培期間を通して合計で０．０１～１００ｋｇ／ｈａ、より好ましくは０．０５ｋｇ／ｈａ以上、より好ましくは５０ｋｇ／ｈａ以下、より好ましくは１０ｋｇ／ｈａ以下の施用量で行うことが好ましい。ここで施用量は、前記面積に対する、ＧＳＳＧのフリー体として換算した重量として示す。

施用方法としてはＧＳＳＧが、タマネギの根、茎、葉等の植物体に接触する方法であれば特に限定されず、タマネギ体にＧＳＳＧが直接接するように施用してもよいし、土壌等の栽培担体にＧＳＳＧを施用してもよい。

ＧＳＳＧの植物体及び／又は栽培担体への施用は、ＧＳＳＧが水及び／又は水溶性溶媒に溶解又は分散した、好ましくは溶解した液体の状態で植物体及び／又は栽培担体に施用する方法や、ＧＳＳＧを含む粉末等の固形物を植物体及び／又は栽培担体に施用する方法等により行うことができる。前記水溶性溶媒としては、エタノール、メタノール等のアルコールが使用できる。これらの方法では、タマネギの植物体１つ（タマネギが株を形成している場合は１株）に対してＧＳＳＧ（フリー体換算）が０．１～１０，０００ｍｇ、より好ましくは１～５００ｍｇとなるように施用することが好ましい。前記液体中でのＧＳＳＧを含有量は特に限定されないが、例えば０．１～１０，０００ｐｐｍが挙げられる。前記固形物中でのＧＳＳＧの含有量は特に限定されないが、例えば０．０１～５０質量％が挙げられる。より好ましくは、ＧＳＳＧを水中で溶出可能な形態で含む固形物をタマネギの根の近傍の栽培担体の表面又は栽培担体中に配置して施用する方法や、ＧＳＳＧを水及び／又は水溶性溶媒に溶解又は分散した液体の状態でタマネギの植物体の地上部（葉）に噴霧、塗布等の方法で接触させて施用する方法が挙げられる。

本発明のケルセチン増量剤をタマネギに施用する時期は特に限定されず、タマネギが、ケルセチン増量剤を常に吸収し得る条件下で、本発明のケルセチン増量剤を施用してもよいし、栽培期間を通して、間欠的にケルセチン増量剤を吸収し得る条件でもよい。または、特定の生育時期にのみ、本発明のケルセチン増量剤を施用してもよい。本発明のケルセチン増量剤を特定の時期に施用することにより、ケルセチン増量剤の使用量を減少させることができ、栽培にかかるコストを低減することができる。タマネギの生長段階は、一般的に育苗期、外葉発育期、球肥大期に区分される。ケルセチン増量剤の施用時期の例として、育苗期の播種時、外葉発育期の移植時または追肥時、球肥大開始期の１ヶ月前後が好ましい。特に好ましくは、播種時、球肥大開始１ヶ月前後であり、球肥大開始１ヶ月前と後に少なくとも１回ずつ施用するのが好ましい。

３．ＧＳＳＧ含有ケルセチン増量剤の形態
本発明のケルセチン増量剤は、ＧＳＳＧを含有し、タマネギのケルセチンを増量する用途で用いられるものであれば、ＧＳＳＧ自体であってもよいし、他の成分と組み合わされたＧＳＳＧ含有組成物の形態であってもよい。

本発明のケルセチン増量剤は、タマネギの植物体及び／又は栽培担体に直接施用される液状物；水、水溶性溶媒（メタノール、エタノール、エチレングリコール等）、これらのうち２種以上の混合溶媒等の溶媒により希釈してからタマネギの植物体及び／又は栽培担体に施用される液状物；水、水溶性溶媒（メタノール、エタノール、エチレングリコール等）、これらのうち２種以上の混合溶媒等の溶媒により溶解又は分散してからタマネギの植物体及び／又は栽培担体に施用される粉末、顆粒等の固形物；タマネギの植物体及び／又は栽培担体に直接散布される粉末（粉剤）等の固形物；クレー、タルク、バーミキュライト、珪藻土、カオリン、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、土壌等の固形物により希釈してからタマネギの植物体及び／又は栽培担体に施用される粉末（粉剤）等の固形物のような任意の形状であることができ、保存安定性を考慮すると固形物の形態が好ましい。

本発明のケルセチン増量剤が液状物である場合、ＧＳＳＧ以外に、水、メタノール、エタノール等の水溶性溶媒等の溶媒、界面活性剤（直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩等）、分散安定化剤（カルボキシメチルセルロース、その塩等）、増粘剤、酸化防止剤等の成分を含むことができる。該液状物中でのＧＳＳＧ濃度は特に限定されないが、タマネギに施用される時点において、例えば１～１０，０００ｐｐｍとなる濃度であることが好ましい。

本発明のケルセチン増量剤が固形物である場合、界面活性剤（直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ラウリル硫酸塩、ヒマシ油カリ石けん等）、分散安定化剤（カルボキシメチルセルロース、その塩、等）、賦形剤（乳糖等）、崩壊剤、増粘剤、酸化防止剤等の成分を含むことができる。該固形物中でのＧＳＳＧ濃度は特に限定されないが、タマネギに施用される時点において、例えば０．０１～５０質量％となる濃度であることが好ましい。

本発明のケルセチン増量剤は、ＧＳＳＧに加えて、タマネギに有益な他の成分を更に含んでいてもよい。他の成分としては窒素、リン酸、及びカリウムから選択される１種以上の肥料成分や、農薬、ＧＳＨ等が挙げられる。

本発明に係るケルセチン増量剤の製造方法は特に限定されず、各成分を混合したり、固形状組成物であれば必要に応じて粉砕、造粒、乾燥等の操作をして、液体状組成物であれば必要に応じて撹拌、乳化分散等の操作をして製造することができる。

４．タマネギ
本発明に係るケルセチン増量剤を施用するタマネギはタマネギ（Allium cepa L.）に属する植物であれば特に限定されない。タマネギの品種は特に限定されず、例えば、淡路中甲高、今井早生、アーリーグラノ、大阪丸、愛知白、貝塚早生、山口丸、札幌黄、仙台黄、クリームゴールド、平安球型黄、貴錦、ターボ、パワー、アトン、収太郎、ソニック、O・K黄、ラッキー、泉州中高黄、チャージ、オメガ、ケルたま、ネオアース、スーパーハイゴールド、ケルたま、泉州黄、マッハ、O・P黄、O・L黄、ウルフ、スーパー北もみじ、ジェットボール、スーパーハイゴールド、サラダたまねぎ、アサヒ甘玉、ホワイトベアー、ノンクーラー、もみじ3号、猩々赤、湘南レッド、アーリーレッド、甲高ルージュ、七宝早生7号、Arka Kalyan、Arka Niketan、Agrifound Dark Red、Agrifound Light Red、Agrifound White、L-28、N-2-4-1、N-53、Baswant -780、Phule Safed、Phule Suwarna、Phule Samarth、Akola Safed、Bhima Super、Bhima Red、Bhima Raj、Bhima Kiran、Bhima Shakti、Bhima Shweta、Bhima Shubra、Bhima Dark Red、Yellow Onions、Red Onions、White Onions、Brown Onionを挙げることができる。

対象となるタマネギは野生型のタマネギには限定されず、変異体や形質転換体等であってもよい。

以下、本発明を、具体例を参照して説明する。しかしながら以下の具体例は本発明の範囲を限定するものではない。

（製造例１）
１．ＧＳＳＧ含有水和剤
クレー（昭和KDE社製、６９０ｇ）、酸化型グルタチオン・アンモニウム塩（３１０ｇ）を混合し、粉砕して微粉状にしたものを、ＧＳＳＧ含有水和剤として使用した。

（実施例１）
＜実験１＞
兵庫県内の圃場において、タマネギ（七宝早生7号）を栽培した。ケルセチン増量剤は、球肥大開始約２週間前（186日目）、及び球肥大開始約２週間後（199日目）に各々GSSG純分として０．３ｋｇ／ｈａとなるようにタマネギへ施用した。試験区は下記の条件にて栽培した。
Ｔ：球肥大２週間前及び球肥大開始２週間後については、製造例１に記載したＧＳＳＧ含有水和剤を10g計量し、10Lの水に溶解後、100L/10aになるように、噴霧器を用いて葉面へ散布した。
C：無処理区については、同量の水を葉面へ散布した。

栽培は、「野菜栽培指針」（全国農業協同組合連合会岡山県本部、平成２４年発刊）に従って行った。肥料としては、牛糞堆肥１ｔ／１０ａ、燐硝安加里Ｓ－６０４（１６－１０－１４）１００ｋｇ／１０ａ、消石灰１００ｋｇ／１０ａを施肥した。栽植距離は畝間140ｃｍ×株間1０ｃｍ、4条植で行った。

無処理区及びケルセチン増加剤処理区のタマネギの球について、ケルセチン配糖体及び糖（全糖）についての定量を行った（N＝３）。ケルセチン配糖体及び光合成産物である糖（全糖）の分析は、食品分析センターにてHPLC法を用いて定量した。その結果を下記表１と２にまとめた。

ケルセチン増加剤を肥大期に施用した区（T）施用したタマネギは無処理区（C）のタマネギと比較して、ケルセチン配糖体であるケルセチン-3,4'-ジグルコシド及びケルセチン-4'-グルコシドの含量が２～３割程度増加した。

ケルセチン増加剤を施用したタマネギにおいて、光合成産物である糖の含量は増えていなかった。従来の知見では、GSSGの植物への施用は光合成活性による生長促進が報告されており、GSSGの施用により植物体において蓄積される糖（全糖）量が増加することが示唆されるが、タマネギに対してGSSGを施用しても球における糖量は増加せず、ケルセチン配糖体量が増加するという効果がある。本発明により、品種改良よりも、労力、時間及びコスト面において簡便にタマネギのケルセチン含量を増加させることが可能である。

本発明は、タマネギを生育する農業、園芸の分野において、球中のケルセチン量を増加させるために利用することができる。

Claims

酸化型グルタチオンを含有する、タマネギ球中のケルセチン量を増加させるための、ケルセチン増加剤。
酸化型グルタチオンを、タマネギに施用する工程を含む、ケルセチン量の増加したタマネギの栽培方法。
酸化型グルタチオンを、球肥大開始１ヶ月前後のいずれかの時期に施用する、請求項２に記載のタマネギの栽培方法。
球肥大開始１ヶ月前後に酸化型グルタチオンを少なくとも１回ずつ施用する、請求項２に記載のタマネギの栽培方法。
酸化型グルタチオンを栽培期間を通して合計で０．０１～１００ｋｇ／ｈａ施用する、請求項２～４のいずれかに記載のタマネギの栽培方法。