(57)【要約】【課題】キク科植物のクロロゲン酸含有量を増加させる方法を提供する。【解決手段】キク科植物の幼植物体に、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１６時間以上照射する工程を備える、前記キク科植物のクロロゲン酸含有量を増加させる方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
キク科植物の幼植物体に、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１６時間以上照射する工程を備える、前記キク科植物のクロロゲン酸含有量を増加させる方法。
【請求項２】
前記工程を２日間以上行う、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記工程をＣＯ２濃度１０００〜２０００ｐｐｍで行う、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記工程を根域制限下で行う、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記キク科植物がレタスである、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
クロロゲン酸含有量が１００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上である、キク科植物。
【請求項７】
レタスである、請求項６に記載のキク科植物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、キク科植物のクロロゲン酸含有量を増加させる方法及びキク科植物に関する。
【背景技術】
【０００２】
生体内において、呼吸や脂質の過酸化等によって生じた過剰な活性酸索やフリーラジカルが、染色体や細胞の損傷を引き起こし、発癌や老化の原因になることが知られている。また、抗酸化物質には、活性酸素やラジカルを捕捉・除去する働きがあり、その機能性が健康維持への貢献につながることが期待されている。
【０００３】
抗酸化物質の１つであるクロロゲン酸（以下、「ＣＧＡ」という場合がある。）は、コーヒー等に多く含まれるポリフェノールの一種である。ＣＧＡは、動脈硬化性疾患、糖尿病の予防等に効果があるとされており、また高い抗酸化能を持つことが知られている。
【０００４】
１日に約５０ｍｇのＣＧＡを摂取するとその効果が得られるとされている。しかしながら、そのためには毎日約３〜４杯のコーヒーを飲む必要があり、特に子供や妊婦は継続的な摂取が困難であると考えられる。また、ＣＧＡは熱に弱く、すぐにキナ酸とコーヒー酸に分解してしまう。このため、抽出の過程で必ず熱を加える必要があるコーヒーの摂取により、安定してＣＧＡを摂取することは困難である。
【０００５】
ＣＧＡは、キク科植物に多く蓄積することが報告されている。発明者らは、以前に、暗期中の連続補光処理や二酸化炭素処理によって、キク科植物であるレタスのＣＧＡ含有量が増加することを明らかにした（例えば、非特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Yoshida, H. et al., Increase in Chlorogenic Acid Concentration in Lettuce by Overnight Supplemental Lighting and CO2 Enrichment. Acta Horticulturae, 1134, 293-300, 2016
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、非特許文献１に記載した方法では、キク科植物に蓄積できるＣＧＡ含有量は最大でも６０ｍｇ／１００ｇ新鮮重量程度にとどまっており、更なるＣＧＡ含有量の増加が望まれていた。そこで、本発明は、キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の態様を含む。
［１］キク科植物の幼植物体に、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１６時間以上照射する工程を備える、前記キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させる方法。
［２］前記工程を２日間以上行う、［１］に記載の方法。
［３］前記工程をＣＯ２濃度１０００〜２０００ｐｐｍで行う、［１］又は［２］に記載の方法。
［４］前記工程を根域制限下で行う、［１］〜［３］のいずれかに記載の方法。
［５］前記キク科植物がレタスである、［１］〜［４］のいずれかに記載の方法。
［６］ＣＧＡ含有量が１００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上である、キク科植物。
［７］レタスである、［６］に記載のキク科植物。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させる方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実験例２におけるレタスのＣＧＡ含有量の測定結果を示すグラフである。
【図２】実験例３におけるＣＧＡ含有量の測定結果を示すグラフである。
【図３】実験例３における地上部乾物率の測定結果を示すグラフである。
【図４】実験例３におけるレタスの乾燥重量あたりのＣＧＡ含有量の測定結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させる方法］
１実施形態において、本発明は、キク科植物の幼植物体に、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり２０時間以上照射する工程（以下、「光照射工程」という場合がある。）を備える、前記キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させる方法を提供する。
【００１２】
本実施形態の方法によりＣＧＡ含有量を増加させることができるキク科植物としては、レタス、シュンギク、ゴボウ等が挙げられる。例えば、キク科植物がレタスである場合、その品種は特に制限されず、例えばグリーンウェーブ、レッドファルダー、ノーチップ等が挙げられる。
【００１３】
本実施形態の方法は、例えば、植物工場等でキク科植物を栽培する場合に実施することができる。
【００１４】
キク科植物の幼植物体としては、例えば、本葉が数枚出た状態の植物体が挙げられる。ここで、数枚としては、例えば２〜１０枚が挙げられる。
【００１５】
本実施形態の方法は、キク科植物が幼植物体に成長した段階から実施してもよいし、キク科植物の種を播種した段階から実施してもよい。
【００１６】
本実施形態の方法の実施期間は、栽培するキク科植物によって適宜調整すればよいが、例えばキク科植物の幼植物体が出荷可能な大きさになるまでの期間実施すればよく、キク科植物の幼植物体に対して、例えば２日間以上、例えば４日間以上、例えば７日間以上、例えば１０日間以上、例えば１５日間以上、例えば２０日間以上実施すればよい。本実施形態の方法は、キク科植物の育成期間の一部で実施してもよい。実施例において後述するように、キク科植物の幼植物体に対して、本実施形態の方法の実施を開始してから１週間以内において、キク科植物のＣＧＡ含有量の増加が特に顕著である傾向にある。
【００１７】
本実施形態の方法において、光合成有効光量子束密度とは、光合成に必要とされる４００〜７００ｎｍの波長に含まれる単位時間、単位面積あたりの光子数のことである。光合成有効光量子束密度は光量子計等を用いて測定することができる。
【００１８】
実施例において後述するように、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１６時間以上照射することにより、キク科植物のＣＧＡ含有量を、例えば１００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上に増加させることができる。なお、発明者らは、本実施形態の方法において、波長４０５ｎｍ、４５０ｎｍ及び４７０ｎｍの光を用いることにより、キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させることができることを確認した。
【００１９】
キク科植物のＣＧＡ含有量が１００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上であれば、例えばサラダで一般的に食べられる量である５０ｇを摂取することにより、動脈硬化性疾患、糖尿病の予防等に効果があるとされる５０ｍｇのＣＧＡを摂取することができる。
【００２０】
なお、発明者らは、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で連続照射する場合に、１日あたり１０時間の暗期を設けると、キク科植物のＣＧＡ含有量の増加効果が見られなくなることを確認した。すなわち、１日あたり１４時間の光照射条件ではＣＧＡ含有量の増加効果が得られない場合がある。
【００２１】
１日あたりの光照射時間は、１６時間以上であり、２０時間以上が好ましく、２２時間以上がより好ましく、２４時間であること、すなわち、暗期を設けないことが特に好ましい。
【００２２】
波長４００〜５００ｎｍの光は青色の光である。波長４００〜５００ｎｍの光としては、光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で照射することができる限り特に制限されず、例えば、波長４７０ｎｍ付近に分光放射照度のピークを有する青色ＬＥＤの光を用いることができる。
【００２３】
本実施形態の方法は、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度１００〜３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で照射することができる限り、その他の波長の光を含有していてもよい。
【００２４】
光照射工程において、ＣＯ２濃度を１０００〜２０００ｐｐｍに調整することが好ましい。実施例において後述するように、光照射工程において、ＣＯ２濃度を上記の範囲にすることにより、キク科植物のＣＧＡ含有量を特に増加させることができる。
【００２５】
光照射工程において、キク科植物の根域制限を行うことが好ましい。根域制限とは、容量が制限された培地で植物を栽培することにより、根の発達を制限する栽培方法である。根域制限することにより、養水分吸収を適正範囲に制御することができる。
【００２６】
例えば、キク科植物１株あたりの根域を２５ｃｍ３以内に制限することが好ましく、１６ｃｍ３以内に制限することがより好ましい。上記の範囲に根域制限することにより、キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させるとともに、乾物率を更に上昇させ、結果として新鮮重量あたりのＣＧＡ含有量を飛躍的に向上させることができる。
【００２７】
［キク科植物］
１実施形態において、本発明は、ＣＧＡ含有量が１００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上である、キク科植物を提供する。キク科植物のＣＧＡ含有量は、１５０ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上であることがより好ましく、１５０ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上であることが更に好ましく、２００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上であることが特に好ましい。
【００２８】
キク科植物のＣＧＡ含有量が１００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量以上であれば、例えばサラダで一般的に食べられる量である５０ｇを摂取することにより、動脈硬化性疾患、糖尿病の予防等に効果があるとされる５０ｍｇのＣＧＡを摂取することができる。
【００２９】
本実施形態のキク科植物は、例えば、上述した方法により得ることができる。キク科植物としては、上述したものが挙げられる。
【実施例】
【００３０】
次に実験例を示して本発明を更に詳細に説明するが、本発明は以下の実験例に限定されるものではない。
【００３１】
［実験例１］
異なる照明条件下でレタスを水耕栽培し、ＣＧＡ蓄積量を検討した。まず、ウレタン培地（縦２３ｍｍ、横２３ｍｍ、高さ３０ｍｍ）にレタス（品種名：グリーンウェーブ）の種を播種し、液体肥料を用いて水耕栽培した。ここで、ウレタン培地を１つずつ別々のシャーレに乗せ、根域を制限した。播種したレタスに、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１２時間照射し、明期及び暗期を各１２時間とした。その結果、播種から２週間後に本葉が数枚出た状態になった。その後、レタスを、対照区、赤色ＬＥＤ区、青色ＬＥＤ区及び白色ＬＥＤ区に分け、更に１週間栽培した。
【００３２】
対照区では、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１２時間照射し、明期及び暗期を各１２時間とした（ｎ＝６）。なお、本実験例で使用した蛍光灯の光には、波長４００〜５００ｎｍの光が約３４％含まれていた。したがって、対照区では波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約３４μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で照射したことになる。
【００３３】
赤色ＬＥＤ区（Ｒ）では、赤色ＬＥＤの光（分光放射照度のピークを波長約６６０ｎｍに有する光）を光合成有効光量子束密度２００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり２４時間連続照射した（ｎ＝６）。
【００３４】
青色ＬＥＤ区（Ｂ）では、青色ＬＥＤの光（分光放射照度のピークを波長約４７０ｎｍに有する光）を光合成有効光量子束密度２００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり２４時間連続照射した（ｎ＝６）。
【００３５】
白色ＬＥＤ区（Ｗ）では、白色ＬＥＤの光を光合成有効光量子束密度２００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり２４時間連続照射した（ｎ＝６）。なお、本実験例で使用した白色ＬＥＤの光には、波長４００〜５００ｎｍの光が約３０％含まれていた。したがって、白色ＬＥＤ区では波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約６０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で照射したことになる。
【００３６】
続いて、各レタスのＣＧＡ含有量を高速液体クロマトグラフィーにより定量した。表１に結果を示す。表１中、「Ｒ」は赤色ＬＥＤ区の結果を示し、「Ｂ」は青色ＬＥＤ区の結果を示し、「Ｗ」は白色ＬＥＤ区の結果を示す。また、同じ列のアルファベットの異符号間にはＴｕｋｅｙ−Ｋｒａｍｅｒ  ｔｅｓｔにより危険率５％未満で有意差があることを示す。
【００３７】
【表１】
2018038331.tif 000002
【００３８】
その結果、根域制限条件下において青色ＬＥＤの光による連続照明を行った群において、ＣＧＡ含有量が有意に高くなり、対照区の１６倍以上である１１４．７ｍｇ／１００ｇ新鮮重量に達したことが明らかとなった。
【００３９】
［実験例２］
ＣＯ２濃度及び光強度を変化させた条件下でレタスを水耕栽培し、ＣＧＡ蓄積量を検討した。まず、実験例１と同様にして、根域制限条件下でレタス（品種名：グリーンウェーブ）を本葉が数枚出た状態にまで栽培した。その後、レタスを、異なるＣＯ２濃度及び異なる光条件下で更に１週間栽培した。ＣＯ２濃度は、４００、１０００、１５００及び２０００ｐｐｍとした。光条件は、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度１００、２００及び３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり２４時間連続照射した。なお、本実験例で使用した蛍光灯の光には、波長４００〜５００ｎｍの光が約３４％含まれていた。したがって、上記の各群では、それぞれ、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約３４、約６８、約１０２μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で照射したことになる。
【００４０】
また、対照区では、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１２時間照射し、明期及び暗期を各１２時間とした。なお、上記と同様に、対照区では波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約３４μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で照射したことになる。
【００４１】
続いて、各レタスのＣＧＡ含有量を高速液体クロマトグラフィーにより定量した。図１は、ＣＧＡ含有量の測定結果を示すグラフである。図中、「Ｆ１００」、「Ｆ２００」、「Ｆ３００」は、それぞれ、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度１００、２００及び３００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり２４時間連続照射したことを示す。また、アルファベットの異符号間にはＴｕｋｅｙ−Ｋｒａｍｅｒ  ｔｅｓｔにより危険率５％未満で有意差があることを示す。
【００４２】
その結果、いずれのＣＯ２濃度においても、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度２００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１（波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約６０μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１）で連続照射した場合に、レタスのＣＧＡ含有量が最も高くなることが明らかとなった。
【００４３】
また、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度２００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１（波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約６８μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１）で連続照射した場合において、ＣＯ２濃度１０００〜２０００ｐｐｍでレタスのＣＧＡ含有量が特に高くなり、ＣＯ２濃度２０００ｐｐｍにおいて最大２１５ｍｇ／１００ｇ新鮮重量のＣＧＡ含有量に達したことが明らかとなった。
【００４４】
［実験例３］
ＣＯ２濃度及び光強度を変化させた条件下でレタスを水耕栽培し、ＣＧＡ蓄積量を検討した。まず、実験例１と同様にして、レタス（品種名：グリーンウェーブ）を本葉が数枚出た状態にまで栽培した。この、本葉が数枚出た時点を実験開始時とした。その後、レタスを、根域制限あり又は根域制限なしの条件下で更に約２週間栽培した。根域制限は実験例１と同様にして行った。また、根域制限なし条件とはウレタン培地を別々のシャーレに乗せずに水耕栽培することにより行った。
【００４５】
また、ＣＯ２濃度は、４００又は１０００ｐｐｍとした。また、光条件は、蛍光灯からの光を光合成有効光量子束密度２００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり２４時間連続照射した（連続照明条件下）。なお、本実験例で使用した蛍光灯の光には、波長４００〜５００ｎｍの光が約３４％含まれていた。したがって、上記の条件下では、波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約６８μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で連続照射したことになる。
【００４６】
また、対照区では、蛍光灯の光を光合成有効光量子束密度１００μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で１日あたり１２時間照射し、明期及び暗期を各１２時間とした。なお、上記と同様に、対照区では波長４００〜５００ｎｍの光を光合成有効光量子束密度約３４μｍｏｌ・ｍ−２・ｓ−１で照射したことになる。
【００４７】
実験開始後、４、７、１０及び１３日目に各レタスのＣＧＡ含有量を高速液体クロマトグラフィーにより定量した。また、地上部乾物率も測定した。
【００４８】
図２は、ＣＧＡ含有量の測定結果を示すグラフである。図中、「Ｃ」は対照区の結果を示し、「Ｆ」は連続照明条件下の結果を示す。また、「Ｕ」は根域制限ありの結果を示し、「Ｈ」は根域制限なしの結果を示す。
【００４９】
その結果、連続照明条件下ではＣＧＡ含有量が上昇し、特に根域制限条件下では、実験開始後４日目に約２００ｍｇ／１００ｇ新鮮重量に達した。一方、連続照明条件下であっても、根域制限を行わなかった場合には、実験開始後４日目に一時的にＣＧＡ含有量が増加したものの、その後ＣＧＡ含有量の急速な低下が認められた。また、対照区では根域制限の有無にかかわらずＣＧＡ含有量の増加は認められなかった。
【００５０】
図３は、地上部乾物率の測定結果を示すグラフである。図中、「Ｃ」は対照区の結果を示し、「Ｆ」は連続照明条件下の結果を示す。また、「Ｕ」は根域制限ありの結果を示し、「Ｈ」は根域制限なしの結果を示す。
【００５１】
その結果、レタス植物体の乾物率は、連続照明条件下で増大することが明らかとなった。また、連続照明条件下で根域制限を行った場合には、継続的に高い乾物率が維持される傾向が認められた。
【００５２】
図４は、レタスの乾燥重量あたりのＣＧＡ含有量を示すグラフである。図中、「Ｃ」は対照区の結果を示し、「Ｆ」は連続照明条件下の結果を示す。また、「Ｕ」は根域制限ありの結果を示し、「Ｈ」は根域制限なしの結果を示す。
【００５３】
その結果、ＣＧＡ含有量は、連続照明条件下で増加する傾向が認められた。特に、連続照明条件下で根域制限を行った場合にＣＧＡ含有量の増加が顕著に認められ、１０ｍｇ／ｇ乾燥重量以上に達したことが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明によれば、キク科植物のＣＧＡ含有量を増加させる方法を提供することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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