WO2005082145A1 - 肥料・植物活力剤 - Google Patents

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WO2005082145A1
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proline
solution
concentration
plant
fermentation
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PCT/JP2005/003015
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French (fr)
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Makoto Takeuchi
Yuki Miyazawa
Hiroyuki Sato
Masazumi Date
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Ajinomoto Co., Inc.
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N43/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds
    • A01N43/34—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
    • A01N43/36—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having rings with one nitrogen atom as the only ring hetero atom five-membered rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C05—FERTILISERS; MANUFACTURE THEREOF
    • C05F—ORGANIC FERTILISERS NOT COVERED BY SUBCLASSES C05B, C05C, e.g. FERTILISERS FROM WASTE OR REFUSE
    • C05F11/00—Other organic fertilisers
    • C05F11/10—Fertilisers containing plant vitamins or hormones

Definitions

  • the present invention relates to a composition for fertilizers or plant stimulants comprising an aqueous solution of L-proline (hereinafter sometimes simply referred to as “proline”).
  • the present invention also relates to a method for storing or distributing an aqueous proline solution without being contaminated by various bacteria.
  • Proline which is a kind of amino acid, is known to have an effect as a fertilizer or a plant activating agent, and there are many prior literatures on the effect (for example, Patent Document 1). Also, products demonstrating this effect have been released.
  • proline has many commercial forms as a raw material for pharmaceuticals and foods. However, all are in crystalline or powdered form, and are stored, distributed, and sold in solid commercial forms that contain almost no water. Among them, the products containing proline at a high content, which are currently sold in Japan for use as fertilizers or as plant stimulants, include Hana-kagami (trade name) [Manufacturing 'Sales Shoko Tsusho Co., Ltd. ] Is also known, but is also stored, distributed, and sold in solid powder form.
  • Hana-kagami trade name
  • proline in a solid state, even with the complicated labor and cost as described above, is that in a liquid state, proline is easily decomposed by microorganisms and decomposed. to cause.
  • many amino acids, including proline are not in an aseptic environment because of their high nutritional value in aqueous solutions without the addition of any additives that have the effect of preventing microbial contamination such as preservatives and bactericides.
  • microbial contamination such as preservatives and bactericides.
  • fertilizers, plants For use as a vitalizing agent it is preferable to distribute proline in a liquid state that is excellent in storage stability, operability and distribution.
  • Patent Document 2 describes proline and a hydrolyzate of a proline-containing protein or an amino acid mixture as a source of proline used in a flower bud formation promoter using proline and peracil in combination. ing.
  • liquid is mentioned as a form of the raw material proline used when preparing this flower bud formation promoter.
  • Patent Document 3 discloses, as a solution containing various amino acids including proline, a solution obtained by decomposing proteins such as soybeans, cereals, and microbial cells by various methods, and various amino acids. Although the fermentation broth and the like are described, the storage form, distribution form and distribution method of the amino acid-containing liquid containing proline are described.
  • Patent Literature 416 describes a method in which an amino acid fermentation solution containing proline, alanine, parin, glutamic acid, or the like is sterilized or sterilized. There is no specific description of the storage form, distribution form, and distribution method of such amino acid-containing liquid.
  • an amino acid fermentation solution applied to a plant may be in a form mixed with an inorganic or organic substance that is blended to facilitate storage, transportation, and handling of the amino acid fermentation solution! ⁇ .
  • an inorganic or organic substance that is blended to facilitate storage, transportation, and handling of the amino acid fermentation solution! ⁇ .
  • the added substance for improving the storage property include various kinds of alcohols, ethers, ketones, aromatic hydrocarbons, paraffinic hydrocarbons, and aldehydes in the case of liquids. .
  • Patent Document 7 discloses a method of removing bacteria from an amino acid fermentation liquor containing various amino acids, because the components of the solution are changed by the growth of various bacteria as it is. States that the pH should be adjusted to 3 or less and stored. Usually medium In order to adjust the pH of the fermentation liquor obtained at a pH close to the pH to 3 or less, it is necessary to add a large amount of strong mineral acids such as hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • Patent Document 9 describes that additives such as a surfactant, a pH adjuster, and a preservative may be added to the amino acid fermentation liquor, if necessary.
  • Patent Document 10 describes the shape of a proline-containing product and, when used as a liquid, preparation by adding a surfactant.
  • Patent Document 11 describes that a bactericide, a surfactant, an antiseptic, and the like can be blended from the viewpoint of decay prevention.
  • Patent Document 1 JP 2001-131009
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication No. 46-42566
  • Patent Document 3 JP-B-56-32961
  • Patent Document 4 Patent No. 2852677
  • Patent Document 5 Patent No. 2874788
  • Patent Document 6 Patent No. 2874789
  • Patent Document 7 JP-A-6-80530
  • Patent Document 8 Patent No. 3377873
  • Patent Document 9 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-192310
  • Patent Document 10 JP-A-2002-199812
  • Patent Document 11 JP-A-2003-48803
  • a problem of the conventionally known proline-containing solution is that various additives for suppressing the growth of microorganisms are used in order to prevent the preservation of the solution from being contaminated by microorganisms.
  • a method of lowering the pH by adding an acid to the proline-containing solution to suppress the growth of various bacteria is similar to that of a disinfectant because an acid solution is sprayed around when applying the proline-containing solution to plants. Includes environmental destruction issues.
  • a proline-containing solution whose pH has been lowered by using an acidic solution, especially a mineral acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, can cause the accumulation of inorganic ions such as hydrochloride and sulfate in the soil where the applied plants grow. , Causing soil pollution called salt accumulation. It is also feared that repeated application over many years could lead to so-called salt damage, which could hinder plant growth by increasing the salt concentration in the cultivated soil.
  • the present invention provides a proline solution for a fertilizer or a plant activating agent which has improved storage stability, operability, and distribution without using any of the above-mentioned additives that may cause environmental pollution.
  • the task is to provide.
  • the present inventors have conducted intensive studies to achieve the above object, and as a result, by adjusting the proline concentration in the proline-containing solution to an appropriate range, the operability of the solution is not significantly impaired.
  • the present inventors have found that they exhibit an anti-corruption effect and completed the present invention based on such knowledge.
  • the present invention is as follows.
  • a composition for a fertilizer or a plant vitalizer comprising an L-proline aqueous solution having a concentration of 20% (W / W) or more.
  • composition wherein the L-proline concentration is 40-70% (W / W).
  • composition obtained by removing the bacteria from the L-proline fermentation broth, desalting, and concentrating the salt obtained by removing the bacteria from the L-proline fermentation broth, desalting, and concentrating the salt.
  • a method for preserving or distributing an L-proline aqueous solution without being contaminated by various bacteria comprising adjusting the L-proline concentration of the L-proline aqueous solution to 20% (WZW) or more and storing or distributing the L-proline solution.
  • the L-proline aqueous solution is obtained by culturing a microorganism having L-proline-producing ability in a medium, and removing and concentrating an L-proline fermented solution obtained by producing and accumulating L-proline in the medium. The method obtained above.
  • proline means “L-proline”.
  • the composition for a fertilizer or a plant activating agent of the present invention is used for improving the growth of a plant by spraying the composition on the plant.
  • the target plant and the present invention are used.
  • the method of applying the composition to plants is not particularly limited.
  • the target plants are flowers such as roses and pansies, vegetables such as irises, tomatoes, strawberries, melons, spinach, fruits such as pears, oranges, grapes, and rice and beans. Grains and the like can be mentioned.
  • Examples of the application method include, for example, mixing and injecting the cultivated land where the plant is growing into the soil, or spraying the plant on the aerial part.
  • the composition for a fertilizer or a plant vitalizer of the present invention comprises an aqueous L-proline solution having a concentration of 20% (WZW) or more (hereinafter, the composition of the present invention is referred to as a "proline solution of the present invention").
  • a proline solution of the present invention usually, an aqueous solution of an amino acid adjusts the amino acid concentration (or water content), for example, by evaporating the water in the aqueous solution, the water in the aqueous solution decreases while the amino acid concentration is reduced. , The osmotic pressure of the aqueous solution increases.
  • the concentration of the amino acid in the aqueous solution gradually increases, and when the amino acid exceeds the saturated solubility in water, the dissolved amino acid crystallizes and precipitates in the solution. Resulting in.
  • the amino acid aqueous solution in which the crystals are precipitated is not preferable in a storage state or a flowing state in which the uniformity cannot be maintained due to the precipitation of the crystals at the bottom and the operability is poor due to the mixture of solids.
  • the present inventors have conducted various studies on the relationship between the concentration of proline in an aqueous solution of proline, the growth state of microorganisms in the solution, and the operability of the solution. As a result, the proline concentration of the proline-containing solution was adjusted to a specific range. It was found that it was possible to prevent the propagation of microorganisms without impairing the operability by adjusting the temperature within the range. Furthermore, by increasing the concentration of proline, it is possible to make the product packaging more compact, and distribution is improved in terms of storage and transportation.
  • the proline concentration in the proline solution of the present invention is preferably 80% (W / W) or less, more preferably 20-70% (W / W) 40-70. % (W / W) is more preferable.
  • a particularly preferred proline concentration is around 50% (WZW).
  • the proline solution of the present invention can be produced, for example, by dissolving proline in water so as to have the above concentration range.
  • the proline solution of the present invention may contain other components in addition to proline as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • Other components include, for example, other fertilizer components, plant stimulants, plant regulators, vitamins, minerals, spreading agents, and other commonly applied agricultural and horticultural materials.
  • components other than proline are used. Is preferably smaller.
  • solution or “aqueous solution” means that the solvent is water or an aqueous solution.
  • the aqueous solution may be prepared by adding water to a water-soluble organic solvent, for example, alcohol such as ethanol.
  • concentration of the water-soluble organic solvent is not particularly limited as long as the predetermined solubility of proline can be stably maintained.For example, when ethanol is contained, the concentration is preferably 20% (W / W) or less. It is preferably at most 10% (W / W).
  • a method for preparing a proline concentration is not particularly limited.
  • the proline concentration can be adjusted using a commonly known moisture removal device such as a vacuum evaporation concentrator or a reverse osmosis membrane. It is also possible to increase the proline concentration by adding solid proline such as proline crystals or a high-concentration proline-containing liquid to the sterilized proline fermentation solution, thereby increasing the proline concentration in the fermentation sterilization solution. it can.
  • the proline-fermented eradication bacterium removes salts other than proline.
  • salts include inorganic salts derived from a culture medium.
  • desalting method include ion exchange resin treatment, electrodialysis, and reverse osmosis membrane treatment. It is.
  • the ratio (weight ratio) of contaminants to proline in the proline solution is preferably 1 or less, more preferably 0.5 or less, and even more preferably 0.3 or less.
  • the proline fermentation broth can be obtained by culturing a microorganism having L-proline-producing ability in a medium and producing and accumulating L-proline in the medium.
  • the microorganism is not particularly limited as long as it has a proline-producing ability, and examples thereof include Escherichia bacteria, Corynebacterium bacteria, Serratia bacteria, and the like. Specifically, the following strains are exemplified. However, the present invention is not limited to these strains.
  • Escherichia coli AJ11544 (FERM P-5484) (Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-144093) Brevibataterum Ratatofamentum AJ11225 (FERM P-4370) (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-87788)
  • the microorganism used for proline fermentation may be a wild-type strain or a mutant strain or a genetically modified strain bred to improve proline-producing ability.
  • the medium used for proline fermentation may be a medium used for ordinary proline fermentation containing a carbon source, a nitrogen source, inorganic ions, and, if necessary, organic trace nutrients such as amino acids and vitamins.
  • Examples of the carbon source include sugars such as glucose, fructose, sucrose, and maltose; starch saccharified solutions containing these sugars; sweet potato molasses; Alcohols and the like.
  • Examples of the nitrogen source include nitrogen-containing raw materials such as ammonia gas, aqueous ammonia, ammonium salts, urea, and nitric acid.
  • the culturing conditions are not particularly different from the conventional culturing method for proline-producing bacteria.
  • the proline solution of the present invention can be stored or distributed without contamination by various bacteria by adjusting the proline concentration to the above range.
  • the germs include microorganisms belonging to the genus Bacillus, the genus Aspergillus, the genus Saccharomyces, and the like.
  • the proline fermentation broth can be obtained, for example, by the method described in Example 2 of JP-A-5-284985. Specifically, it can be manufactured as follows.
  • the AJ11522 strain is an L-proline-producing bacterium having L-isoleucine auxotrophy and having high citrate synthase activity (Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-284985).
  • the cells are removed from the culture by a centrifuge. Further, the water in the sterilized solution is heated and evaporated under vacuum using a rotary evaporator to obtain 1.2 ml of a concentrated solution.
  • the proline concentration in this concentrate is about 50 gZdl.
  • Desalting of the proline fermentation broth can be performed by a general method.
  • a method using an ion exchange resin will be exemplified.
  • Proline fermentation is performed by the method described in the above (1) or another appropriate method, and the pH of the obtained fermentation broth becomes 3 in 320 ml of the obtained proline fermentation solution (for example, containing 20 g of proline). Add sulfuric acid up to. Thereafter, the cells are removed using an ultrafilter. 450 ml of this proline solution was passed through 100 ml (H type) of a commercially available strongly acidic cation exchange resin packed in a column, and the proline in the solution was adsorbed to the resin to remove contaminants from the fermentation broth. Separate proline.
  • Eluate 700 ml obtained by treating the proline fermented solution obtained by the method described in (1) or other appropriate proline fermentation as described above. It contains about 16 g of proline at a concentration of about 2.3 g dl. Further, by removing the water by concentrating this desalted solution by heating under vacuum, for example, 32 ml of a proline solution can be obtained. The proline concentration in this is 50 gZdl.
  • a commercially available proline crystal of a pharmaceutical raw material quality (manufactured by Ajinomoto Co.) was dissolved in tap water so that the proline concentration shown in Tables 2 and 3 was obtained, and a 50 ml proline aqueous solution was obtained. Further, for the purpose of adding microorganisms, 0.5 g of unsterilized soil was added to each proline solution, and stored in a bottle at 25 ° C and 40 ° C for 4 weeks. Tables 2 and 3 show the growth of microorganisms in each proline solution after storage.
  • proline fermentation solution a solution obtained by removing bacteria from a proline fermentation solution
  • desalting solution a solution obtained by removing contaminant salts from the fermentation solution
  • composition for a fertilizer or a plant activating agent of the present invention is liquid and has excellent operability, can prevent various bacterial contamination, and has a low possibility of causing salt damage when applied to plants.

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Abstract

　プロリン濃度が２０％（Ｗ／Ｗ）以上となるように調製したプロリン水溶液を肥料用又は植物活力剤用の組成物とし、これを保存又は流通させることにより、雑菌の汚染を防止する。

Description

明 細 書
肥料 ·植物活力剤
技術分野
[0001] 本発明は、 L プロリン（以下、単に「プロリン」と記載することがある。）水溶液からな る肥料用又は植物活力剤用の組成物に関する。また、本発明は、プロリン水溶液を、 雑菌に汚染されることなく保存又は流通させる方法に関する。
背景技術
[0002] アミノ酸の一種であるプロリンは、肥料または植物活力剤としての効果が知られてお り、その効果に関しては、多くの先行文献がある (例えば特許文献 1)。またその効果 を謳った商品も発売されている。
[0003] 従来、プロリンは、医薬品、食品の原料として数多くの商品形態がある。しかし、何 れも結晶状態又は粉末状態であり、水分を殆ど含まない固形の商品形態で保存、流 通、販売されている。それらの中で、肥料用途または植物活力剤として、現在日本国 内で販売されている、プロリンを高含有率で含む商品としては、花果神（商品名） [製 造'販売昭光通商株式会社]が知られているが、これも同様に、固形の粉末状態で保 存、流通、販売されている。
[0004] 上記のような固形状態で保存、流通、販売されているプロリン製品の問題点として は、プロリンの持つ高い吸湿性に由来する、固結、潮解等の品質劣化がある。この問 題を回避するために、従来の固形の商品では、プロリンの吸湿を防ぐ目的で、製品 中により吸湿力の強 ヽシリカゲルを同封したり、透湿性のほとんど無 、高価なアルミ 蒸着フィルム等を包装材料として使用する必要があった。
[0005] 上記のような煩雑な手間やコストをかけてまでも、プロリンを固形状態で流通させて いる主な理由は、液体状態ではプロリンが容易に微生物によって分解され、腐敗して しまうことに起因する。すなわち、プロリンをはじめとする多くのアミノ酸は、防腐剤、殺 菌剤等の微生物汚染を防ぐ効果を持つ添加剤を何も添加しない水溶液状態では、 その高い栄養価のために、無菌環境下でない通常の保存環境状態では、数日程度 から徐々に微生物汚染による分解が生じてしまう。この問題が無ければ、肥料、植物 活力剤用途には、保存性、操作性、更には流通性に優れた液体状態でのプロリンの 流通が好ましい。
[0006] 従って、肥料用もしくは植物活力剤としてのプロリン商品、特に液体状態のものに ついて、その保存形態、流通形態および流通方法が記載されている公知文献は僅 かである。そして、これらに言及されている場合には、何れも防腐剤、殺菌剤等の微 生物汚染を防ぐ目的で、プロリンを含む液体に添加剤を加えている。
[0007] 例えば、特許文献 2には、プロリンとゥラシルを併用した花芽形成促進剤に用いるプ 口リン源として、プロリン、及びプロリンを含有するタンパク質の加水分解物またはアミ ノ酸混合物などが記載されている。しかし、この花芽形成促進剤を調製する際に用い る原料プロリンの形態として、液体は言及されて 、な 、。
[0008] また、特許文 3には、プロリンを含む各種アミノ酸を含有する溶液として、大豆、穀類 、微生物菌体などのタンパク質を種々の方法で分解して得られる溶液、及び、各種ァ ミノ酸の発酵液などが記載されて ヽるが、これらプロリンを含むアミノ酸含有液の保存 形態、流通形態および流通方法にっ 、ては記載されて 、な 、。
さらに、プロリンを植物に施用する例として、特許文献 4一 6には、プロリン、ァラニン 、パリン、グルタミン酸などを含むアミノ酸発酵液を除菌又は殺菌処理したものが記載 されている。し力しこのようなアミノ酸含有液の保存形態、流通形態さらに流通方法に ついて、具体的な記載はない。
[0009] 特許文献 7には、植物に施用するアミノ酸発酵液は、アミノ酸発酵液の貯蔵、輸送、 取り扱 、を容易にするために配合される無機、または有機物質と混合した形でもよ!ヽ との記載がある。すなわち、アミノ酸発酵液の持っている欠点を補うためには、保存性 、流通性を改善するための何らかの無機物、有機物を添加することが好ましいと記載 されている。貯蔵性を改善するための添加物質の具体例として、液体では、各種アル コール類、エーテル類、ケトン類、芳香族炭化水素類、パラフィン系炭化水素類、了 ルデヒド類等が挙げられて 、る。
[0010] 特許文献 7には、各種アミノ酸を含むアミノ酸発酵液を除菌したものについて、その ままでは雑菌の増殖により成分変化が起こるため、直ちに使用する場合を除き、品質 の安定ィ匕のために pHを 3以下に調整して保存するとよいとの記載がある。通常、中 性近辺の pHで得られる発酵液の pHを 3以下に調整するためには、塩酸、硫酸等の 強 ヽ鉱酸類を多量に添加する必要がある。
[0011] また、特許文献 9には、アミノ酸発酵液に、必要に応じて、界面活性剤、 pH調整剤 、防腐剤等の添加物を添加してもよいと記載されている。特許文献 10には、プロリン 含有製品の形状、及び液状として使用するときは、界面活性剤を添加して調製する ことが記載されている。さらに、特許文献 11には、腐敗防止の見地から殺菌剤、界面 活性剤又は防腐剤などを配合することができると記載されている。
特許文献 1 :特開 2001— 131009号公報
特許文献 2：特公昭 46-42566号公報
特許文献 3 :特公昭 56 - 32961号公報
特許文献 4：特許第 2852677号公報
特許文献 5：特許第 2874788号公報
特許文献 6：特許第 2874789号公報
特許文献 7：特開平 6— 80530号公報
特許文献 8：特許第 3377873号公報
特許文献 9 :特開 2001— 192310号公報
特許文献 10 :特開 2002— 199812号公報
特許文献 11：特開 2003-48803号公報
発明の開示
[0012] 従来知られているプロリン含有液の有する問題は、微生物汚染による液の保存性 悪ィ匕を防ぐために、微生物の繁殖を抑えるための各種添加剤を使用している点にあ る。
[0013] 通常、プロリンを含有する肥料又は植物活力剤等の施用は、植物体が生育して!/ヽ る耕作地の土壌への混合、注入または植物体地上部への散布等で行われる。従つ て、プロリン含有溶液に添加された各種添加剤は、肥料または植物活力剤としての プロリンを植物に施用する際に、当該植物が生育している周囲の環境にも同時に施 用されてしまうことになる。その結果、例えば防腐剤、殺菌剤等を農作物に施用する と、農地の土壌中に含まれる土壌細菌を始めとする各種生物の生育に悪影響を与え ることになる。近年、土壌中への各種農薬や環境ホルモンの残留が問題となっており 、農業生産に伴う環境汚染をいかに防止するかが、大きな社会問題となりつつある。 さらに、上記のような防腐剤、殺菌剤をハウス等の栽培施設内で施用する場合も、 周囲の環境への影響は勿論のこと、作業者の健康に及ぼす悪影響も問題となる。 また、プロリン含有液に酸を添加することにより pHを下げ、雑菌の繁殖を抑える方 法も、プロリン含有液を植物に施用する際に、周囲に酸性液を散布するために殺菌 剤と同様な環境破壊の問題を含んでいる。
さらに、酸性液、なかでも塩酸、硫酸等の鉱酸類を用いて pHを下げたプロリン含有 液は、施用した植物の生育する土壌に、塩酸塩、硫酸塩等の無機イオンが蓄積され ることで、塩類集積と呼ばれる土壌汚染を引き起こす。長年にわたる度重なる施用に より、耕作地の土壌の塩濃度が高まることで植物の生育が阻害される、いわゆる塩害 を引起す可能性も心配されている。
これらの殺菌剤、防腐剤、酸性液の問題は、たとえプロリンを含有する液を肥料ま たは植物活力剤として使用する際に、多量の水で希釈して用いたとしても、度重なる 施用により、徐々に環境汚染を引起すことになり、本質的な問題の解決にはなり得な い。
本発明は、上記のような環境汚染を引起す可能性のある添加物を一切使用するこ となぐ保存性、操作性、流通性を向上させた肥料用又は植物活力剤用のプロリン溶 液を提供することを課題とする。
[0014] 本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を行った結果、プロリン含有溶液 中のプロリン濃度を適正な範囲内に調節することで、液の操作性を損なうことなぐ著 しい腐敗防止効果を示すことを見出し、このような知見に基づいて本発明を完成した
[0015] すなわち、本発明は以下のとおりである。
(1) 20% (W/W)以上の濃度の L プロリン水溶液カゝらなる、肥料用又は植物活力 剤用の組成物。
(2) L プロリン濃度が 80% (W/W)以下である前記組成物。
(3) L プロリン濃度が 40— 70% (W/W)である前記組成物。 (4) L プロリン生産能を有する微生物を培地に培養し、同培地中に L プロリンを生 成、蓄積させることにより得られる L プロリン発酵液を除菌、及び濃縮することにより 得られる前記組成物。
(5)前記 L プロリン発酵液を除菌後、脱塩し、これを濃縮することにより得られる前記 組成物。
(6) L プロリン水溶液を雑菌に汚染されることなく保存又は流通させる方法であって 、 L プロリン水溶液の L プロリン濃度を 20% (WZW)以上に調整し、これを保存又 は流通させることを特徴とする方法。
(7)前記 L プロリン水溶液は、 L プロリン生産能を有する微生物を培地に培養し、 同培地中に L プロリンを生成、蓄積させることにより得られる L プロリン発酵液を除 菌、及び濃縮することにより得られるものである前記方法。
(8)前記 L プロリン水溶液は、前記 L プロリン発酵液を除菌後、脱塩し、これを濃縮 することにより得られるものである前記方法。
(9)前記 L -プロリン水溶液は、肥料用又は植物活力剤用の組成物である前記方法 発明を実施するための最良の形態
[0016] 以下、本発明を詳細に説明する。尚、本明細書において、「プロリン」とは、「L-プロ リン」を意味する。
[0017] 本発明の肥料用又は植物活力剤用の組成物は、植物に散布することにより、植物 の生育を向上させるためのものであり、本発明においては、対象とする植物、及び本 発明の組成物の植物への施用方法は特に制限されない。典型的には、対象とする 植物としては、バラ、パンジーなどの花卉類、キゥリ、トマト、イチゴ、メロン、ホウレン草 などの野菜類、ナシ、ミカン、ブドウなどの果榭類、イネ、豆などの穀物類等が挙げら れる。また、施用方法としては、例えば、植物体が生育している耕作地の土壌への混 合、注入、または植物体の地上部への散布等が挙げられる。
[0018] 本発明の肥料用又は植物活力剤用の組成物は、 20% (WZW)以上の濃度の L プロリン水溶液からなる（以下、本発明の組成物を、「本発明のプロリン溶液」というこ とがある）。 [0019] 通常、アミノ酸の水溶液は、アミノ酸濃度 (又は水分含量)を調節するために、例え ば、水溶液中の水分を蒸発させていくと、水溶液中の水分が減少する一方で、ァミノ 酸濃度が上がることにより、水溶液の浸透圧が上昇する。溶液の浸透圧が上昇する に伴い、多くの微生物はその溶液中で生存できる浸透圧濃度を超えた環境下になる と、生存できなくなる。しかし、どの程度まで水分を減少させ、浸透圧が上昇すれば、 雑菌等の微生物の繁殖が抑えられるかは、溶液の種類、溶質の種類、温度や pHな ど溶液の物理的条件等に影響され、一定ではな ヽ。
[0020] また一方で、水分を蒸発させていくと、水溶液中のアミノ酸濃度が徐々に上がり、当 該アミノ酸の水に対する飽和溶解度を超えると、溶解していたアミノ酸が結晶となり溶 液中に析出してしまう。結晶が析出したアミノ酸水溶液は、底部に結晶が沈殿するた めに均一性が保てない上に、固形分が混在するために操作性が悪ぐ保存状態、流 通状態としては好ましくない。さらに、結晶が析出した時点で、それ以上水分を減少 させても、溶液中のアミノ酸濃度は上昇せず、従ってその時点での浸透圧条件が微 生物の繁殖が可能な範囲内であれば、それ以上の水分調節による腐敗防止効果発 現は望めなくなる。
[0021] 従って、これまでに、このようなアミノ酸水溶液中の水分を調製する方法で微生物に よるアミノ酸の分解を防止する保存状態、流通状態および流通方法は、ほとんど実用 化されていない。特にプロリンに関してはそのような流通形態のものは知られていな かった。
[0022] 本発明者らは、プロリン水溶液中のプロリン濃度と、同溶液中の微生物の生育状況 及び同溶液の操作性との関係を種々検討した結果、プロリン含有液のプロリン濃度 を特定の範囲内に調節することで、操作性を損なうこと無ぐ微生物の繁殖を防止で きることが可能なことを見出した。さらに、プロリン濃度を高めることで、商品荷姿をコ ンパタトにすることが可能となり、保存、運搬等の面でも流通性が向上する。
[0023] 本発明のプロリン溶液中のプロリン濃度は、 80% (W/W)以下であることが好まし く、 20— 70% (W/W)であることがより好ましぐ 40— 70% (W/W)であることがさ らに好ましい。特に好ましいプロリン濃度は、 50% (WZW)程度である。プロリン濃度 を前記範囲に調整することにより、雑菌の増殖を防止することができる。また、プロリン 濃度がこの範囲内であれば、保存中にプロリンの析出を防ぐことができ、さらにはプロ リン溶液の粘度が高くなり過ぎず、ポンプ等を用いた送液又は噴霧に適した物性を 維持することができる。
[0024] 本発明のプロリン溶液は、例えば、プロリンを上記濃度範囲となるように水に溶解さ せることにより、製造することができる。本発明のプロリン溶液は、本発明の効果を損 なわない限り、プロリン以外に他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、例え ば、他の肥料成分、植物活力剤、植物調節剤、ビタミン、ミネラル、展着剤、その他の 一般的に施用される農業 ·園芸資材等が挙げられる。しかし、本発明のプロリン溶液 は、肥料用又は植物活力剤用として耕作地に散布する場合、夾雑物の影響による植 物の生育阻害 (塩害)及び環境汚染を防止する観点から、プロリン以外の成分は少 ない方が好ましい。
[0025] 尚、本発明にお 、て「溶液」又は「水溶液」とは、溶媒が水又は水性溶液であること をいう。水性溶液は、水に水溶性有機溶媒、例えばエタノール等のアルコールをカロ えたものであってもよい。水溶性有機溶媒の濃度は、プロリンの所定の溶解度が安定 的に維持できる限り特に制限されないが、例えば、エタノールを含む場合、濃度は、 20% (W/W)以下であることが好ましぐ 10% (W/W)以下であることが好ましい。
[0026] 一方、経済的観点力 は、本発明の効果を損なわない限り、より安価な原料を用い てもよい。そのような原料としては、例えば、プロリン生産能を有する微生物を用いた プロリン発酵液が挙げられる。
[0027] 本発明のプロリン溶液の原料としてプロリン発酵液を用いる場合、プロリン濃度の調 製の方法は、特に制限されない。例えば、プロリン発酵液中の微生物菌体を除去し た後に、真空蒸発濃縮装置や、逆浸透膜などの通常知られている水分除去装置を 用いて、プロリン濃度を調整することができる。また、除菌したプロリン発酵液にプロリ ン結晶のような固体状のプロリン又は高濃度のプロリン含有液体を加えることにより、 プロリン濃度を高めることで、発酵除菌液中のプロリン濃度を高めることもできる。本 発明においては、プロリン発酵除菌液は、プロリン以外の塩類を除去することが好ま しい。このような塩類としては、培地に由来する無機塩類が挙げられる。脱塩の方法と しては、例えば、イオン交換榭脂処理、電気透析、又は逆浸透膜処理などが挙げら れる。プロリン溶液中のプロリンに対する夾雑塩類の割合 (重量比）は、好ましくは 1以 下、より好ましくは 0. 5以下、さらに好ましくは 0. 3以下である。
[0028] プロリン発酵液は、 L プロリン生産能を有する微生物を培地に培養し、同培地中に L プロリンを生成、蓄積させること〖こより得ることができる。前記微生物としては、プロ リン生産能を有する限り特に制限されないが、例えば、ェシエリヒア属細菌、コリネ型 細菌、セラチア属細菌等が挙げられる。具体的には、以下の菌株が例示される。但し 、本発明は、これらの菌株に限定されない。
[0029] ※ェシエリヒア'コリ AJ11543 (FERM P- 5483) (特開昭 56— 144093号公報）
エシ リヒア 'コリ AJ11544 (FERM P- 5484) (特開昭 56— 144093号公報） ブレビバタテリゥム'ラタトフアーメンタム AJ11225 (FERM P-4370) (特開昭 60— 877 88号公報）
ブレビバタテリゥム 'フラバム AJ11512 (FERM P-5332) (特公昭 62-36679号公報） ブレビバタテリゥム 'フラバム AJ11513 (FERM P-5333) (特公昭 62-36679号公報） ブレビバタテリゥム 'フラバム AJ11514 (FERM P-5334) (特公昭 62-36679号公報） コリネバタテリゥム 'グルタミクム AJ11522 (FERM P-5342) (特公昭 62-36679号公報
)
コリネバタテリゥム 'グルタミクム AJ11523 (FERM P-5343) (特公昭 62-36679号公報
)
[0030] また、プロリン発酵に用いる微生物は、野生株であってもよぐプロリン生産能が向 上するように育種された変異株又は遺伝子組換え株であってもよ 、。
[0031] プロリン発酵に用いる培地は、炭素源、窒素源、無機イオン、さらに必要に応じてァ ミノ酸、ビタミン等の有機微量栄養素を含有する通常のプロリン発酵に用いられるも のでよい。
[0032] 炭素源としては、グルコース、フラクトース、シユークロース、マルトース等の糖類、こ れら糖類を含有する澱粉糖化液、甘藷糖蜜、甜菜糖蜜、ハイテストモラセス、酢酸等 の有機酸類、エタノール、グリセリン等のアルコール類などが挙げられる。
[0033] 窒素源としては、アンモニアガス、アンモニア水、アンモ-ゥム塩類、尿素、硝酸等 の窒素含有原料が挙げられる。 培養条件も、従来のプロリン生産菌の培養方法と特に変わらない。
[0034] 本発明のプロリン溶液は、プロリン濃度が上記範囲に調整することによって、雑菌に 汚染されることなく保存又は流通させることができる。前記雑菌としては、バチルス属 、コウジ力ビ属、サッカロミケス属等に属する微生物が挙げられる。
実施例
[0035] 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。
[0036] 〔参考例 1〕プロリン発酵液の製造
(1)プロリン発酵
プロリン発酵液は、例えば、特開平 5— 284985号公報の実施例 2に記載の方法に よって、取得することができる。具体的には、以下のようにして製造することができる。
[0037] 表 1に示す組成の液体培地を調製し、 pHを 7. 2に調製した後、 20mlを 500ml容 振盪フラスコに分注し、加熱殺菌する。これに、予め天然培地上で生育させたコリネ バタテリゥム'ダルタミクム AJ11522の菌体を一白金耳量接種し、 30°Cにて 72時間 振盪培養を行う。典型的には、培養終了後、培養液中に L-プロリンが 3. 4gZdl生 成する。
前記 AJ11522株は、 L イソロイシン要求性を有し、かつクェン酸合成酵素活性の 高 、L-プロリン生産菌である（特開平 5— 284985号公報)。
[0038] [表 1]
、
成分 農度 グルコース 1 0 g/d l
KH2P04 0 . 1 g/d l
(NH4) 2S04 6 . 0 g/dl
MgS04 - 7H20 0 . 0 4 g/dl
FeS04 - 7H20 1 mg/dl
MnS04 - 4H20 1 mg/dl ピオチン 2 5 0 g/1 サイアミン塩酸塩 5 0 0 g/1
大豆タンパク加水分解液 0 . 3 ml/dl イソロイシン 1 5 ml/dl
CaC03 (別殺菌) 5 g/dl
[0039] 次に、上記培養液から菌体を遠心分離機により除菌する。更に、この除菌液中の水 分をロータリーエバポレーターにより真空加熱蒸発させ、濃縮液 1. 2mlを得る。この 濃縮液中のプロリン濃度は約 50gZdlである。
[0040] (2)脱塩濃縮プロリン液の製造
プロリン発酵液の脱塩方法は、一般的な方法で行うことができる。以下に、イオン交 換榭脂を用いる方法を例示する。
[0041] 上記（1)に記載の方法、又は他の適切な方法でプロリン発酵を行 、、取得したプロ リン発酵液 320ml (例えばプロリン 20gを含む）に、同発酵液の pHが 3になるまで硫 酸を添加する。その後、限外ろ過機を用いて菌体を除去する。このプロリン溶液 450 mlを、カラムに充填した市販の強酸性カチオン交換榭脂 100ml (H型）に通液し、溶 液中のプロリンを榭脂に吸着させ、発酵液中に存在する夾雑ァユオンとプロリンを分 離する。その後、溶離液として 1規定の NaOH 200mlをカラムに通液し、更にプロリ ンがカラムより完全に溶出するまで水を通液する（通常 600ml程度)ことで、榭脂に吸 着していたプロリンを溶離させる。（1)に記載の方法、又は他の適切なプロリン発酵で 得られるプロリン発酵液を上記のようにして処理することにより得られる溶出液 700ml 中には、プロリンが約 2. 3g dlの濃度で 16g程度含まれている。更に、この脱塩液 を真空加熱濃縮することで水分を除去すると、例えばプロリン溶液 32mlを得ることが できる。この中のプロリン濃度は 50gZdlである。
[0042] 〔実施例 1〕プロリン水溶液中のプロリン濃度と微生物の繁殖状況
各種の濃度に調整したプロリン水溶液中の、微生物繁殖状況を以下の方法で調査 した。
すなわち、表 2及び表 3に示すプロリン濃度になるように、市販の医薬品原料品質 のプロリン結晶（味の素株式会社製)を水道水に溶解し、 50mlのプロリン水溶液を得 た。更に、微生物を添加する目的で、滅菌していない土を各々のプロリン溶液に 0. 5 gずつ加えて、 25°C及び 40°Cにて 4週間ボトルで保存した。保存後の各々のプロリン 溶液における微生物の繁殖状況を、表 2及び表 3に示す。
[0043] [表 2] 表 2 . フ ' Πリン水溶液中の微生物繁殖状況 （25°C、 4週間保存）
Figure imgf000012_0001
- :カビ発生無し + :カビ発生有り
[0044] [表 3]
表 3 . フ。 Πリン水溶液中の微生物繁殖状況 （40°C、 4週間保存)
Figure imgf000013_0001
- :カビ発生無し + :カビ発生有り
[0045] 以上のように、水溶液中のプロリン濃度が 10%以上になると、微生物の繁殖が抑制 されることがわかる。更に、プロリン濃度が高くなるにつれて微生物の繁殖が一層抑 制され、プロリン濃度が 50%程度になると、微生物の繁殖がほぼ完全に防止できるこ とがわかる。
なお、各プロリン水溶液の 4週間後の pHは、ほとんど一定であり、 pHの変化により微 生物の繁殖が抑制されたわけではなレ、ことを示してレ、る。
また、いずれの溶液も、操作性が良好であり、結晶は析出しなかった。
[0046] 〔実施例 2〕プロリン溶液の夾雑塩濃度と植物に対する塩害
モデル液を用いて、プロリン溶液中の夾雑塩による塩害への影響を調べた。モデル 液として、プロリン発酵液から除菌したもの（以下、単に「プロリン発酵液」という）、及 び同発酵液から夾雑塩を除去したもの（以下、「脱塩液」という）を用いた。プロリン発 酵液の組成を表 4に、脱塩液の組成を表 5に示す。
[0047] 市販の培養土を用いてポット（直径 7. 5cm,深さ 6. 5cm)栽培した小松菜に、各モ デル液を各 2. 5ml、 1回葉面散布して、塩害の程度を確認した。散布後、 18時間後 の結果を表 6に示す。
[0048] [表 4] 表 4 . (表中の単位は重量％)
Figure imgf000014_0001
[0049] [表 5]
(表中の単位は重量％)
Figure imgf000014_0002
[0050] [表 6] 表 6
Figure imgf000014_0003
不良：対照区 Eと比較して葉ゃ荃のしおれが観察され
生育状態が悪い状態
良 ：対照区 Eと比較して葉や茎に勢いがあり、
生育状態が良い状態 上記のように、いずれのプロリン濃度範囲でも、夾雑塩の濃度を低くすることにより、 植物に対する塩害が抑制され、より高濃度のプロリンを散布することができる。また、 それによつて、植物の生育状態が良くなることが確認された。
産業上の利用の可能性 本発明の肥料用又は植物活力剤用の組成物は、液体であることから操作性に優れ 、かつ、雑菌汚染が防止でき、しかも、植物に施用したときに塩害を引き起こす可能 '性が少ない。

Claims

請求の範囲
[1] 20% (W/W)以上の濃度の L プロリン水溶液力もなる、肥料用又は植物活力剤用 の組成物。
[2] L プロリン濃度が 80% (W/W)以下である請求項 1に記載の組成物。
[3] L プロリン濃度が 40— 70% (W/W)である請求項 1に記載の組成物。
[4] L プロリン生産能を有する微生物を培地に培養し、同培地中に L プロリンを生成、 蓄積させることにより得られる L プロリン発酵液を除菌、及び濃縮することにより得ら れる請求項 1一 3のいずれか一項に記載の組成物。
[5] 前記 L -プロリン発酵液を除菌後、脱塩し、これを濃縮することにより得られる請求項 4 に記載の組成物。
[6] L プロリン水溶液を雑菌に汚染されることなく保存又は流通させる方法であって、 L プロリン水溶液の L プロリン濃度を 20% (W/W)以上に調整し、これを保存又は 流通させることを特徴とする方法。
[7] 前記 L プロリン水溶液は、 L プロリン生産能を有する微生物を培地に培養し、同培 地中に L プロリンを生成、蓄積させることにより得られる L プロリン発酵液を除菌、 及び濃縮することにより得られるものである請求項 6に記載の方法。
[8] 前記 L プロリン水溶液は、前記 L プロリン発酵液を除菌後、脱塩し、これを濃縮す ることにより得られるものである請求項 7に記載の方法。
[9] 前記 L -プロリン水溶液は、肥料用又は植物活力剤用の組成物である、請求項 6— 8 の!、ずれか一項に記載の方法。
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