(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多糖類であるキチン質からのグルコサミンのポリマーであるキトサンに、その水溶液状態又は乾燥状態において、１〜２０００ｋＧｙのγ線又は電子線を照射して分解することにより得られた低分子化多糖類からなり、植物に必須な微量元素の吸収を妨げずに重金属を吸収除去する、植物の重金属による障害抑制剤。
【請求項２】
キトサンが水溶液状態の場合には、１〜２００ｋＧｙの線量を照射し、キトサンが乾燥状態の場合には１００〜２０００ｋＧｙの線量を照射することにより得られた請求項１記載の障害抑制剤。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多糖類であるキチン質から得られるグルコサミンのポリマーであるキトサンに電離放射線を照射することにより、該多糖類を分解して得られる植物の重金属障害抑制活性を有する物質及びその製造法を提供するものである。即ち、植物の重金属によって生ずる生育阻害などの障害を除去あるいは緩和する活性を有するキトサン分解生成物を、大量かつ効率よく製造する方法を提供するものである。
【０００２】
近年、化石燃料の排煙や工場からの重金属排出による汚染が深刻化しており、汚染環境下での植物の生育阻害などの問題を引き起こしている。これら重金属の植物生育阻害を防除することは、安全な食糧確保・増産を行う上で重要である。
【０００３】
【従来の技術】
一般に植物は重金属耐性に欠け、生育障害を受けるものが多い。しかし、１部の耐性植物は重金属汚染土壌中でも生育でき、特異的に重金属を植物体内に蓄積するものもいる。しかし、植物による重金属の吸収は食糧中への濃縮を意味し、食糧として用いることができなくなる。また、これら汚染重金属を除去する方法も試みられているが、汚染重金属だけを除くことは難しい。従って、重金属汚染環境下での植物の生育阻害を防ぎ、子実体での蓄積を抑制する栽培法の開発が望まれている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
キトサンはキレート形成能を有するために重金属の除去に有効であることは知られているが、同時に植物に必須の微量元素も吸着してしまうことが容易に推察される。本発明が解決しようとする課題は、必須の微量元素の植物の吸収を妨げずに、重金属の障害を除去する物質を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、キトサンなどの多糖類に電離放射線を照射することにより、植物のクロロシスなどの障害を起こすことなく重金属による障害を抑制できることを見出した。
【０００６】
本発明は天然資源であるキトサンを水溶液または乾燥状態で放射線などで分解することにより得られた、低分子化多糖類の植物の重金属障害除去剤の製造に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、キトサンに照射する電離放射線には、γ線、電子線及びエックス線が含まれる。電離放射線の線量は、１〜２０００ｋＧｙの範囲であることが望ましい。線量が低すぎると効果が得られず、線量が高すぎると分解が進みすぎて活性が失われるためである。
【０００８】
キトサンの放射線照射に際しては、キトサンを、乾燥又は水溶液の状態に調製する。乾燥状態の場合には、線量は１００〜２０００ｋＧｙ程度の高線量であることが望ましい。乾燥状態での放射線処理は高い線量を必要とするが、大量処理が容易である等の観点から有利である。キトサンが水溶液の場合には、線量は１〜２００ｋＧｙ程度の低線量でよく、必要な線量を低減化できるといった利点を有する。上述の通り、キトサンが乾燥状態の場合には高線量の照射が必要であるが、そのような場合には電子加速器を用いて高線量率下で、短時間で照射処理を完了しうる。
【０００９】
以下に本発明の実施例にしたがって説明する。なお、キトサンの分子量、脱アセチル化度などにより性質が異なるため、実施例と異なる物性値となることがあるが、それは本発明の本質的意義を損なうものではない。
【００１０】
【実施例１】
水耕栽培液にバナジウム（Ｖ）を添加してコメ、コムギ、オオムギ、ダイズなどを栽培すると、１００ｐｐｍのＶ濃度でほとんど発芽できなくなった。また、低濃度でも著しい生育阻害が認められ、図１に示すように、特にコメは８０−１００ｐｐｍのＶ濃度で枯れてしまった。
【００１１】
一方、図２に示すように、コメにキトサンを添加すると生育障害とくにクロロシスが生じることが認められた。しかし、この障害はキトサンを照射することにより防ぐことができ、１００ｋＧｙ照射キトサンでは無添加よりも良好な生育が見られた。
【００１２】
これらの結果に基づき、Ｖを１０ｐｐｍ添加した水耕液に、１００ｋＧｙ照射したキトサン水溶液を添加すると、図３に示すように、Ｖの障害を抑制できることがわかった。また、亜鉛（Ｚｎ）についても、水耕栽培液に６５及び１３０ｐｐｍ添加するとコメ及びコムギの生育に著しい生育阻害が生じるが、照射キトサンにより障害を抑制できることが認められた。
【００１３】
【実施例２】
実施例１に示したように、非照射キトサンでは障害（クロロシス）が認められたが、照射キトサンではクロロシスの発生が押さえられ、１００ｋＧｙ照射キトサンで最も生育が良いという結果が得られた。クロロシスを生じた植物体では、Ｆｅ含量が減少していると考えられるので、コメ地上部の鉄（Ｆｅ）含量を測定した。表１に示すように、非照射及び２０ｋＧｙ照射キトサンではＦｅ含量が半分以下に減少していたのに対し、５０ｋＧｙ以上の照射区ではＦｅ含量が増加し１００ｋＧｙ照射で最も高いＦｅ含量が得られた。これらの結果は、クロロシスの発生防止効果とよく対応している。
【００１４】
【表１】
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【００１５】
【実施例３】
コメ及びコムギを用いて、１０ｐｐｍのＶを含む水耕液中に１００ｋＧｙ照射キトサンを添加したときの生育を測定した。地上部の乾物重量を測定した結果、１０ｐｐｍのＶでコムギは約６０％、コメは７５％に減少したが、１００ｐｐｍ及び２００ｐｐｍの照射キトサン添加により、著しい回復効果が認められた（表２）。コメでは、対照よりも十数％高いという結果が得られ、Ｖストレス下でも照射キトサンの添加による生育促進効果が認められた。
【００１６】
【表２】
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【００１７】
【実施例４】
表３に、コメ及びコムギのＶ含量の変化を示す。１０ｐｐｍのＶ存在下での根及び地上部のＶ含量は、コメ、コムギともに非常に高い値が得られたが、２００ｐｐｍの照射キトサンの添加によりＶ含量は著しく低下した。根での含量低下に比べ、地上部での含量減少が特に著しく、キトサンが植物体へのＶの吸収移行の抑制に有効であることが明らかとなった。
【００１８】
【表３】
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【００１９】
【発明の効果】
本発明は、多糖類であるキチン質から得られるグルコサミンのポリマーであるキトサンに電離放射線を照射して得られた分解生成物を、植物の重金属障害抑制活性を有する物質として使用することにより、重金属汚染による植物の生育阻害を防止して安全な食糧確保及び増産を行うことができるという本発明に特有な顕著な効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｖによるコメの生育阻害を示す図である。
【図２】コメの生育に対するキトサンの添加効果を示す図である。
【図３】Ｖによるコメの生育阻害の照射キトサンによる抑制効果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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