JP7079576B2

JP7079576B2 - 植物体内の含有物質増加剤、及び植物体内の含有物質を増加させる方法

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Publication number: JP7079576B2
Application number: JP2017157291A
Authority: JP
Inventors: 海平小塩; 順紀寺田; 一臣内田
Original assignee: 一臣内田
Priority date: 2017-08-17
Filing date: 2017-08-17
Publication date: 2022-06-02
Anticipated expiration: 2037-08-17
Also published as: JP2019033697A

Description

本発明は、植物体内の含有物質増加剤、及び植物体内の含有物質を増加させる方法に関する。

従来より、植物体において特定の物質の含有量を増加させようとするニーズがある。このような物質としては、特定のアミノ酸類（例えば、システイン、ＧＡＢＡ（γ［Ｇａｍｍａ］‐ＡｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃＡｃｉｄ：γ‐アミノ酪酸）、Ｌ－カルニチン、ビタミンＵ）やペプチド類（例えば、カルノシン、アンセリン、バリニルチロシン、チロシニルプロリン、ＧＳＨ：グルタミルシステイニルグリシン）が挙げられる（特許文献１等を参照）。
特許文献１に記載の技術では、収穫直前のスプラウト（植物体）を、増加させようとする物質を特定の濃度で含む溶液中に、特定の温度・照度等の環境下で、特定の時間浸漬することで、植物体における特定の物質の含有量を高めることができる。

特許第４６３５１５９号

しかしながら、上述した特許文献１に記載の技術は、植物体の蒸発散機能を利用して植物体の地上部内に含有量を高めようとする物質を溶液から吸収させて留まらせているに過ぎず、植物体内で該物質を生成させて含有量を高めているわけではない。このような方法においては、含有量を高める目的で外部から取り込んで留まっている物質が、植物体内で生成された他の物質へ影響を及ぼしてしまうことが懸念される。
また、含有量の増加に係る作業においても、所定期間にわたって植物を栽培した後、別途浸漬作業を行ってから収穫したり、浸漬作業中において諸環境（温度・照度等）を調整しなければならないため、煩雑であり、かつ、植物体が置かれる環境を調整するための設備が必要となる。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、増加させようとする物質を植物体内で生成させることを前提としつつ、工程数が少なく、かつ、簡便な作業によって植物体内の含有物質を増加させることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様の植物体内の含有物質増加剤は、少なくとも、アルデヒド基を有する化合物を含むことを特徴とする。

本発明によれば、工程数が少なく、かつ、簡便な作業によって植物体内の含有物質を増加させることができる。

トマト果実に青葉アルデヒドを処理した場合のエチレンの生成量に対する影響を示す図である。トマト果実に青葉アルデヒドを曝露処理した場合の主要代謝産物の含有量に対する影響を示す図である。茶葉に青葉アルデヒドを曝露処理した場合のＧＡＢＡの含有量に対する影響を示した図である。茶葉に青葉アルデヒドを曝露処理した場合の主要代謝産物の含有量に対する影響を示した図である。青葉アルデヒドであるトランス-2-ヘキセナールの構造式を示す図である。

以下、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

（植物体内の含有物質増加剤）
本発明の植物体内の含有物質増加剤（以下、「本発明の増加剤」ともいう。）は、アルデヒド基を有する化合物を少なくとも含む。アルデヒド基を有する化合物としては、２位に二重結合をもつアルデヒドであることが好ましく、本発明の効果を特に奏しやすいという観点から、後述する青葉アルデヒドが最も好ましい。

発明者らは、鋭意研究の結果、アルデヒド基を有する化合物を収穫後の植物体（トマト等）に対して曝露処理することで、植物体内の所望の物質の含有量を増加させることができる点を見出した。

ここで、青葉アルデヒドについて説明する。
青葉アルデヒドは、トランス-2-ヘキセナール（trans-2-hexenal）とも称され、脂肪族アルデヒドの一種である。
また、青葉アルデヒドは、図５に示す構造式によって表すことができ、化学式はＣ_６Ｈ_１０Ｏである。

本発明の増加剤には、本発明の効果を阻害しない範囲で、アルデヒド基を有する化合物以外の物質が含まれていてもよい。本発明の増加剤は青葉アルデヒドからなることが好ましい。

本発明の増加剤によって増加させることができる物質（以下、「植物体内の含有物質」ともいう。）としては、植物体内に存在する任意の物質が挙げられ、例えば、エチレン、グルコース、ＧＡＢＡ、及び有機酸（クエン酸、リンゴ酸）を例示できる。

上記物質のうち、エチレンは、公知のエチレン促進剤（エスレル）を用いることで、増加させることができる。しかし、天然物質である青葉アルデヒドは、生体や環境に優しい上に、液体を気化させて使用するため、取り扱い易い点でエチレン促進剤（エスレル）よりも有効であり得る。

本発明の増加剤によって植物体としては特に限定されないが、トマト、茶葉、ナス、ピーマン、トウガラシ、カボチャ、キュウリ、ニガウリ、スイカ、レタス、キャベツ、ハクサイ、ダイズ、リョクトウ、アズキ、ソラマメ、ダイコン、ニンジン、シソ、オオバ、ミョウガ、アスパラガス、キウイ、リンゴ、ナシ、カンキツ、カキ等が挙げられる。これらのうち、トマト、茶葉が特に本発明の効果を奏しやすい点で好ましい。植物の成熟度は特に限定されない。本発明の効果が特に奏されやすい点で、植物体としては完熟してないトマトが好ましい。

（植物体内の含有物質を増加させる方法）
本発明の増加剤を、上記の植物体に曝露することで植物体内の含有物質を増加させることができる。なお、本発明において、「植物体内の含有物質が増加する」とは、植物体内の特定の物質について、本発明の増加剤に曝露しない場合に比べて、本発明の増加剤に曝露した場合において該物質の植物体内濃度が増加していることを意味する。

上記の曝露工程の条件は、得ようとする効果に応じて適宜設定できる。例えば、曝露時間は３時間以上が好ましい。曝露温度は－５℃～５０℃が好ましい。

本発明の増加剤の植物体への曝露量は過度でなくとも本発明の効果が奏される。そのため、例えば、本発明の増加剤が好ましくは５０ｐｐｍ以下、さらに好ましくは２０ｐｐｍ以下、より好ましくは１５ｐｐｍ以下、最も好ましくは１０ｐｐｍ以下となる雰囲気下に植物体を曝露してもよい。本発明の増加剤の植物体への曝露量の下限値は０ｐｐｍ超となる雰囲気下であればよく、０．５ｐｐｍ以上が好ましく、１ｐｐｍ以上がより好ましい。

以下、実施例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１：本発明の増加剤によるトマト果実の成熟促進効果及び含有物質の増加効果＞
トマト果実に青葉アルデヒドを曝露処理することで成熟度や含有物質の生成量に及ぼす効果を検討した。
ガラス瓶内にトマト果実を入れて密閉し、トマト果実に０、１、１０、１００、又は１０００ｐｐｍの濃度の青葉アルデヒドを１時間曝露した。その後、暗所条件下で、２５℃で保存した後に、ガラス瓶内の空気を取り出して、１時間の曝露によるエチレンの増加量を測定し、次いで、保存後５時間後における植物体内の主要な代謝産物の分析を行った。本試験の結果を図１及び２に示す。

図１は、トマト果実に青葉アルデヒドを処理した場合のエチレンの生成量に対する影響を示す図である。
図１に示すように、１０ｐｐｍをピークとして青葉アルデヒドの濃度と比例して、エチレン生成が促進される結果となった。一方で、１００ｐｐｍよりも高い濃度では、エチレン生成が抑制される結果となった。

図２は、トマト果実に青葉アルデヒドを曝露処理した場合の主要代謝産物の含有量に対する影響を示す図である。
図２に示すように、グルコース、ＧＡＢＡ、クエン酸、及びリンゴ酸においては、青葉アルデヒドを処理することによって、それぞれ増加することがわかった。
詳細には、グルコースは、１ｐｐｍ濃度の青葉アルデヒドによって特に増加することがわかった。
ＧＡＢＡは、青葉アルデヒドの濃度が高いほど、増加することがわかった。有機酸であるクエン酸及びリンゴ酸は、青葉アルデヒドの濃度に関係なく増加することがわかった。

＜実施例２：本発明の増加剤による茶葉における含有物質（ＧＡＢＡ）の増加効果＞
収穫した茶葉を、１０ｐｐｍの濃度となるように青葉アルデヒドを１時間密閉空間で曝露処理し、曝露後のＧＡＢＡ生成量を分析した。試験は、各処理区に対して５回繰り返して行った。その結果を図３に示す。

図３は、茶葉に青葉アルデヒドを曝露処理した場合のＧＡＢＡの含有量に対する影響を示した図である。
図３に示すように、青葉アルデヒドを茶葉に処理することで、ＧＡＢＡの含有量が大幅に増加することがわかった。

従来のＧＡＢＡ含有量の高い茶葉の製造方法では、例えば、茶葉を好気条件下に所定時間置く処理（以下、「好気処理」という。）と、茶葉を嫌気条件下に所定時間置く処理（以下、「嫌気処理」という。）を所定回数交互に施して、茶葉のＧＡＢＡ含有量を増加させていた。
この場合では、各処理において装置等が必要であること、複数の処理工程が存在し作業が煩雑である。また、嫌気処理を施すことで、茶葉や半発酵状態となり、烏龍茶のような風味になってしまい、緑茶としての味わいを損ねる等の問題があった。

しかしながら、上述した本手法を用いることで、単に青葉アルデヒドが所定濃度となる空間を設ければよく、また作業工程も曝露処理のみである上に、茶葉が嫌気条件下に曝されないために半発酵状態とならずに烏龍茶化せず、緑茶としての風味等を損ねることがない。また、青葉アルデヒドを用いているため、液体を気化させて利用すればよく薬剤としての取り扱いも容易である。

上記の結果から推察される、青葉アルデヒドの曝露処理によるエチレン生成のメカニズムは、エチレンの前駆物質であるアミノシクロプロパンカルボン酸を非酵素的に開裂させることによって生じる。なお、この反応は、３０分以上の曝露処理で効果を発揮し、３時間以上曝露すれば、より好適となる。

また、青葉アルデヒドの曝露処理によるＧＡＢＡの含有量増加のメカニズムは以下の通りである。
図４は、青葉アルデヒドの曝露処理後の代謝産物の含有量を示す図である。
図４に示すように、ＧＡＢＡ含有量が増加する際に、同時にピルビン酸、アラニン、αケトグルタル酸が増加した。ＧＡＢＡとピルビン酸からアミノ基を転移してグルタミンを生成する酵素（ＧＡＢＡ：ｐｙｒｕｖａｔｅｔｒａｎｓａｍｉｎａｓｅ）の活性が低下すること、またグルタミンを脱炭酸してＧＡＢＡを生成するｇｌｕｔａｍａｔｅｄｅｃａｒｂｏｘｙｌａｓｅ活性が向上するためである。酵素活性の変化については、酵素タンパク質中のＳＨ残基などがアルデヒド基による修飾を受けて立体構造が変化するためである。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

上述の実施形態では、青葉アルデヒドを例として説明したが、アルデヒド基を有する化合物であればよく、特に２位に二重結合をもつアルデヒドであればより好適であり、例えば、trans-2-hexenalを含むtrans-2-alkenal、ベンズアルデヒド、シナモンアルデヒドなどを用いることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、これらの実施形態は、例示に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものではない。本発明はその他の様々な実施形態を取ることが可能であり、さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、省略や置換等種々の変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、本明細書等に記載された発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、本発明は、上述した各実施形態及び実施例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された学術文献及び特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。

Claims

少なくとも、青葉アルデヒドを含む、茶葉の含有ＧＡＢＡ増加剤。
前記青葉アルデヒドは、１ｐｐｍから１０ｐｐｍとなる範囲の濃度である、請求項１に記載の茶葉の含有ＧＡＢＡ増加剤。
青葉アルデヒドに茶葉を曝露する工程を含む、茶葉の含有ＧＡＢＡを増加させる方法。
前記青葉アルデヒドは、１ｐｐｍから１０ｐｐｍとなる範囲の濃度である、請求項３に記載の茶葉の含有ＧＡＢＡを増加させる方法。
前記曝露の時間は、３時間以上である、請求項３又は４に記載の茶葉の含有ＧＡＢＡを増加させる方法。
前記曝露の温度は、－５℃～５０℃の範囲である、請求項３乃至５の何か１項に記載の茶葉の含有ＧＡＢＡを増加させる方法。