(57)【要約】【課題】双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法の提供。【解決手段】双子葉植物を、花、葉及び茎を有する状態で収穫し、４００〜５００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光、及び６００〜７００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する赤色光のいずれか一以上の光を照射しながら乾燥を行う工程を含む、収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
双子葉植物を、花、葉及び茎を有する状態で収穫し、４００〜５００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光、及び６００〜７００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する赤色光のいずれか一以上の光を照射しながら乾燥を行う工程を含む、収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【請求項２】
照射する光の光合成有効光量子束密度が５０〜２５０μｍｏｌ  ｍ-2ｓ-1である請求項１記載の収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【請求項３】
光を照射する時間が１日２４時間として１６〜２０時間であり、連続して２日以上照射を行う請求項１又は２記載の収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【請求項４】
４００〜５００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光、及び６００〜７００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する赤色光のいずれか一以上の光を照射する前に、紫外線照射処理を行う工程を含む、請求項１〜３のいずれか１項記載の収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【請求項５】
紫外線がＵＶ−Ａであり、ＵＶ−Ａを照射する時間が５分以上１６時間以内である請求項４記載の収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【請求項６】
照射する光の積算エネルギー量が０．５〜５５ＭＪ  ｍ-2である請求項１〜５のいずれか１項記載の収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【請求項７】
双子葉植物がキク目キク科の植物である請求項１〜６のいずれか１項記載の収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【請求項８】
双子葉植物がカモミールである請求項１〜６のいずれか１項記載の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、花、詳細には収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物が産生する二次代謝物質は、一次代謝物質から派生してできたものであり、食料品や医薬品、香料（精油）等として広く利用されている。特に、双子葉植物の花は香気成分を蓄積する主要な器官であり、多くの香料（精油）が双子葉植物の花から抽出されている。精油に含まれる二次代謝物質は、花が形成される生殖成長期において、葉身等の他の器官で産生した物質が葉茎や茎を通じて花に移動し、且つ幾つかの酵素による化学変換を経て蓄積される。花から精油を抽出するにあたっては、葉や茎等に由来する夾雑物が抽出の妨げとなり、また、精油の品質を低下させることから、植物体から花のみを採取（収穫）して注意深く分別する。また、抽出の前処理として予め花を乾燥する場合もある。
【０００３】
植物における二次代謝物質の組成や産生量は、植物の栽培条件等に大きく影響されることが知られており、従来、所望の二次代謝物質を安定的に取得するための技術開発が行われている。例えば、特許文献１には、カンゾウ属植物の養液栽培において、収穫前に低温栽培を行い、収穫後にはカンゾウ属植物の根部を採取して特定条件で貯蔵、乾燥処理を行うことにより、カンゾウ属植物の根部における薬用成分濃度向上方法が報告されている。
また、植物の栽培中や収穫後に特定波長領域の光を照射する技術として、特許文献２及び３には、白菜（チンゲン菜）や緑色ブロッコリ等のクロロフィルを含有する植物細胞や植物組織、或いはクロロフィルを含む採取された植物細胞や植物組織に、赤色光等の所望の波長の光を照射することによって、前記植物細胞内または植物組織内のアスコルビン酸、グルタチオン等の濃度を上昇する方法が報告されている。さらに、特許文献４には、カモミールに、波長域４００〜５１５ｎｍ及び５７０〜７３０ｎｍの光合成光量子束密度（ＰＰＦＤ）比が１：４〜１：２の光を照射して栽培し、収穫後約６０℃で温風乾燥、抽出したカモミール抽出物の抗酸化効果等の効果を高める方法が報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３３２０２号公報
【特許文献２】特表２００７−５１１２０２号公報
【特許文献３】特表２００９−５２４４２３号公報
【特許文献４】特開２０１５−２１２２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これまで、収穫した双子葉植物の花における二次代謝物質の蓄積を増大させる方法は報告されていない。双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質量を高められれば、その抽出量も増え、香料（精油）の安定的な供給を図れると期待される。
本発明は、斯かる実情に鑑み、双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題に鑑み、双子葉植物の花の処理に着目して鋭意検討したところ、精油を抽出する際に、従来のように花のみを収穫し、乾燥するのではなく、花及び葉がそれぞれ切断されることなく茎に接続している状態で収穫し、所定の光を照射しながら乾燥を行うことにより、花に含まれる二次代謝物質量が増加することを見出した。
【０００７】
すなわち、本発明は、双子葉植物を、花、葉及び茎を有する状態で収穫し、４００〜５００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光、及び６００〜７００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する赤色光のいずれか一以上の光を照射しながら乾燥を行う工程を含む、収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量することができる。従って、双子葉植物の花から香料（精油）等として有用な二次代謝物質を安定的に取得することが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の、収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量する方法は、双子葉植物を、花、葉及び茎を有する状態で収穫し、４００〜５００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光、及び６００〜７００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する赤色光のいずれか一以上の光を照射しながら乾燥を行う工程を含む、方法である。
【００１０】
（双子葉植物）
双子葉植物は、被子植物の分類群の一つで、双子葉類とも称される。
双子葉植物としては、ＡＰＧ（Ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍ  Ｐｈｙｒｏｇｅｎｙ  Ｇｒｏｕｐ  被子植物系統研究グループ）に基づく植物の分類体系におけるキク類キキョウ群の植物が好ましい。キキョウ群は、例えば、モチノキ目（モチノキ科等）、エスカロニア目（エスカロニア科）、キク目（キク科、ミツガシワ科等）、セリ目（セリ科、ウコギ科）等を含む。なかでも、キク目（Ａｓｔｅｒａｌｅｓ）の植物が好ましく、キク科（Ａｓｔｅｒａｃｅａｅ）の植物がより好ましい。
キク科の植物としては、例えば、シカギク属（ジャーマンカモミール等）、カモマイル属（ローマンカモミール等）、ガーベラ属（ガーベラ等）、キク属（キク等）、ヒマワリ属（ヒマワリ等）等が挙げられ、好ましくはシカギク属（Ｍａｔｒｉｃａｒｉａ）であり、より好ましくはジャーマンカモミール（Ｍａｔｒｉｃａｒｉａ  ｒｅｃｕｔｉｔａ  Ｌ．）である。
【００１１】
双子葉植物の栽培は、特に制限されず、土耕栽培、水耕栽培で行うことができる。微生物による汚染リスクが低い点から、好ましくは水耕栽培である。
栽培は、温度や相対湿度、光、明暗周期、二酸化炭素濃度等が制御された条件下で行うことが好ましい。栽培条件は、双子葉植物の種類によって適宜設定することができる。
【００１２】
栽培後は、花、葉及び茎を有する状態で収穫する。ここで、収穫は、植物の生長環境から切り離すことを意味する。花、葉及び茎を有する双子葉植物は、花及び葉がそれぞれ切断されることなく茎に接続している状態であればよい。
花、葉及び茎を有する状態の双子葉植物は、生長時の双子葉植物から根を有する茎部分を切断した植物部位であることが好ましい。花、葉及び茎から切り離された根を有する植物本体は、連続的に再生栽培に利用することができる。
双子葉植物の収穫は、開花後、適当な時期に行えばよい。例えば、カモミールの場合、１本の茎につく蕾のほとんどが、花弁が水平になる程度に開花していることが好ましい。
【００１３】
（乾燥工程）
本発明では、収穫後の花、葉及び茎を有する双子葉植物に、４００〜５００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光、及び６００〜７００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する赤色光のいずれか一以上の光を照射しながら乾燥を行う。一般的に、双子葉植物の花から香料（精油）を取得するにあたっては、花のみを植物体から収穫して乾燥が行われるところ、花及び葉がそれぞれ切断されることなく茎に接続している状態で収穫して乾燥することで、乾燥後の花に含まれる二次代謝物質を増量することができる。二次代謝物質量が増加する理由は明らかではないが、収穫後の光照射により、花以外の器官における二次代謝物質の産生、葉茎や茎を通じた移動が促され、結果として花に蓄積される二次代謝物質量が増加するものと考えられる。
乾燥工程は、双子葉植物を、花、葉及び茎を有する状態で収穫した後速やかに行うことが好ましい。
【００１４】
（光照射）
収穫後の花、葉及び茎を有する双子葉植物に照射する光は、４００〜５００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する青色光、及び６００〜７００ｎｍの波長領域にピーク波長を有する赤色光のいずれか一以上の光である。
光源は、例えば、レーザー、発光ダイオード（ＬＥＤ）等が挙げられ、好ましくは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光源は、花、葉及び茎を有する双子葉植物全体に光照射されるように、植物の上方向、斜上方向、側方向に設置するのが好ましい。
【００１５】
光量は、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ：ｐｈｏｔｏｓｙｎｔｈｅｔｉｃ  ｐｈｏｔｏｎ  ｆｌｕｘ  ｄｅｎｓｉｔｙ）として表される。照射する光の光合成有効光量子束密度は、植物体内の代謝を促す点から、好ましくは５０〜２５０μｍｏｌ  ｍ-2ｓ-1であり、より好ましくは１００〜２００μｍｏｌ  ｍ-2ｓ-1である。なお、青色光と赤色光を組み合わせて照射する場合は、その合計の光量を意味する。
【００１６】
青色光と赤色光を組み合わせて照射する場合、青色：赤色の光量比（ＰＰＦＤの比）は、好ましくは１：４〜４：１、より好ましくは１：３〜２：１である。
【００１７】
また、照射時間は、１日２４時間を周期として、連続２４時間照射（２４時間日長）を行ってもよいが、明暗周期を設定することもできる。暗周期を設定する場合は、４〜８時間が好ましく、６〜８時間がより好ましい。二次代謝物質の産生の点から、光の照射時間は、好ましくは連続して１６〜２０時間であり、より好ましくは１６〜１８時間である。光照射は乾燥工程中にわたって行うのが好ましく、連続して１日以上、更に２日以上行うのがより好ましい。
【００１８】
（乾燥方法）
乾燥方法は、例えば、静置乾燥、温風乾燥等が挙げられる。温風乾燥を行う場合は、双子葉植物から抽出する精油量の低下および品質の低下を抑制する点から、４０℃以下で行うのが好ましい。乾燥方法は、好ましくは静置乾燥である。ここで、静置乾燥は、収穫後の花、葉及び茎を有する双子葉植物を静置状態で自然乾燥する方法で、例えば棚型乾燥機等で行うことができる。
乾燥条件としては、好ましくは乾燥温度４〜３５℃、より好ましくは１５〜２５℃であり、好ましくは相対湿度２０〜８０％、より好ましくは４５〜６０％、乾燥日数１〜２０日の範囲であることが好ましく、乾燥終了後の植物体の重量が収穫直後に比べ、１／５以下になっていることが望ましい。さらに、二次代謝物質量の増加の点から、乾燥室内の二酸化炭素濃度が２００〜２０００ｐｐｍであることが好ましい。
【００１９】
（紫外線照射処理）
本発明では、収穫後の花、葉及び茎を有する双子葉植物に上記所定の光を照射するに先立って、紫外線照射処理を施してもよい。予め紫外線照射処理を行うことで、乾燥後の花に含まれる二次代謝物質をより一層増量することができる。
紫外線は波長により、Ａ領域（ＵＶ−Ａ；波長３１５〜４００ｎｍ）、Ｂ領域（ＵＶ−Ｂ；波長２８０〜３１５ｎｍ）、Ｃ領域（ＵＶ−Ｃ；波長１００〜２８０ｎｍ）に分けられる。本発明で用いられる紫外線は、Ａ領域（ＵＶ−Ａ；波長３１５〜４００ｎｍ）が好ましい。
紫外線の照射には、キセノンランプ、キセノン−水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ＬＥＤ等の公知の光源を用いることができる。
紫外線の光照度は、好ましくは１〜５Ｗ  ｍ-2である。また、照射時間は、二次代謝物質の蓄積増加の点から、好ましくは５分以上１６時間以内である。
【００２０】
本発明においては、光の積算エネルギー量が、０．５〜５５ＭＪｍ−2の範囲となるよう光照射を行うのが好ましく、１．６〜５０ＭＪｍ−2の範囲がより好ましい。ここで、光の積算エネルギー量は、紫外線照射処理を行う場合は、紫外線と、上記青色光及び赤色光のいずれか一以上の光を合わせた量であり、紫外線照射処理を行わない場合は、前記青色光及び赤色光のいずれか一以上の光の積算エネルギー量である。
【００２１】
かくして、収穫後の双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質を増量することができる。
本発明方法により得られる双子葉植物の花に含まれる二次代謝物質量は、光を照射しない暗条件で乾燥して得られる花に比較して、好ましくは１０％以上、更に２０％以上増加する。
二次代謝物質としては、双子葉植物の種類によって相違するが、香気成分が挙げられる。香気成分としては、例えば、炭化水素類、アルコール類、フェノール類、アルデヒド類、アセタール類、ケトン類、エーテル類、エステル類、ラクトン類、酸類、フラン類、ピラン類、含窒素化合物、含硫化合物、複素環化合物が挙げられる。なかでも、好ましくは炭化水素類であり、より好ましくはモノテルペン類、セスキテルペン類である。
カモミールを例にとると、二次代謝物質としては、（−）−α−ビサボロール、及びその酸化物であるビサボロールオキサイド（「カモミール事典―ハーブとしての効能・研究開発から産業への応用」フレグランスジャーナル社、２００７年、ｐ．８０）等の単環系セスキテルぺノイド、マトリシン、その分解物であるカマズレン等のセスキテルぺノイド誘導体等がある。
【００２２】
乾燥後の双子葉植物の花からの二次代謝物質の抽出は、葉及び茎から花を分別した後、水蒸気蒸留や溶剤抽出等の公知の抽出方法によって行うことができる。
【実施例】
【００２３】
試験例  カモミールの栽培試験
［試験方法］
試験区１〜４
水を含ませたティッシュを敷いたプラスチックトレーを準備し、ジャーマンカモミール（Ｍａｔｒｉｃａｒｉａ  ｒｅｃｕｔｉｔａ  Ｌ．）の乾燥種子をティッシュ上に播種した。水分が蒸発しないようにプラスチックフィルムを用いてトレーにラップをし、温度２３±２℃の栽培室内に１週間保管した。播いてから３日経過頃から発芽し、１週間保管して根の長さが揃った幼苗を、１株ずつ、水耕栽培用ウレタン培地（大きさ：３ｃｍ×３ｃｍ×３ｃｍの立方体形状）に移植して、下記の環境条件下に移植後、栽培室内で３週間程度育苗を行った。
＜育苗環境条件＞
光源：昼白色蛍光灯（Ｄａｙ  ｌｉｇｈｔ  ｗｈｉｔｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ：Ｐａｎａｓｏｎｉｃ  ＦＨＦ３２ＥＸ−Ｎ−Ｈ）
光量（光合成光量子束密度ＰＰＦＤ）：１００±１０μｍｏｌｍ-2ｓ-1
明暗周期：１６時間／８時間
栽培溶液：ＯＡＴハウスＡ処方（ＯＡＴハウス１号と２号を３：２で混合させたもの）
水耕液の電気伝導度（ＥＣ）：１．０±０．５  ｄＳ  ｍ-1
水耕液のｐＨ：６．０±０．５
【００２４】
前記育苗した苗から、生育状態が揃ったもの（草丈０．５〜２ｃｍ程度）を選抜して、さらに、ＬＥＤ照明付薄膜式水耕栽培装置に移植し、下記の栽培環境条件で１２〜１５週間栽培を行った。
＜栽培環境条件＞
光源：温白色蛍光灯（Ｗａｒｍ  ｗｈｉｔｅ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｌａｍｐ：ＨＩＴＡＣＨＩ  ＦＨＦ３２ＥＸ−ＷＷ−Ｊ）
光量（光合成光量子束密度：ＰＰＦＤ）：１５０±１０μｍｏｌ  ｍ-2ｓ-1
明暗周期：１６時間／８時間
栽培室内温度：２３±２℃
栽培室内相対湿度：６５±１０％
栽培室内炭酸ガス濃度：下限値１０００ｐｐｍ
栽培溶液：ＯＡＴハウスＡ処方（ＯＡＴハウス１号と２号を３：２で混合させたもの）
水耕液の電気伝導度（ＥＣ）：１．５±０．５  ｄＳ  ｍ-1
水耕液のｐＨ：６．０±０．５
【００２５】
高さがほぼ同じ程度で、開花後７〜１４日経過し、花弁が水平となりほぼ満開状態にあるジャーマンカモミールの苗を、茎に花と葉とが付いた状態で、茎を定植面（地上面）から３０ｃｍの高さで切断して採取した。採取後直ぐに、花、葉及び茎を有するジャーマンカモミールに対して、暗条件で１４日間静置乾燥した試験区１に対し、試験区２〜４に下記条件の光照射を連続して１４日間行いながら、栽培室内で静置乾燥を行った。青色光と赤色光の光源にはＬＥＤ（昭和電工アルミ販売（株））を使用した。
＜光照射処理条件＞
栽培室内温度：２３±２℃
栽培室内相対湿度：６５±１０％
栽培室内炭酸ガス濃度：下限値１０００ｐｐｍ
光量（光合成光量子束密度ＰＰＦＤ）：１５０±１０μｍｏｌ  ｍ-2ｓ-1
光源及び照射時間：下記表１
【００２６】
【表１】
2018145345.tif 000002
【００２７】
試験区５〜９
上記試験区１〜４と同様にジャーマンカモミール（Ｍａｔｒｉｃａｒｉａ  ｒｅｃｕｔｉｔａ  Ｌ．）の栽培を行った。
試験区１〜４と同様の生育・開花状態で採取した直後の花、葉及び茎を有するジャーマンカモミールについて、下記条件の光照射を連続して１４日間行いながら、栽培室内で静置乾燥を行った。試験区５を基準として、試験区６と７では、前処理としてＵＶ−Ａを５分間又は３０分間照射し、次いで試験区５と同様に赤色光の照射を行った。紫外線光の照度は３Ｗ／ｍ2とした。
【００２８】
また、試験区８、９として、試験区１〜７と同様の生育・開花状態のジャーマンカモミールについて、高さがほぼ同じ苗から、花の部分のみを切断して採取し、暗条件下で１４日間静置乾燥（試験区８）、或いは収穫後直ぐに下記条件の青色光照射を連続して１４日間行いながら乾燥を行った（試験区９）。
＜光照射処理条件＞
栽培室内温度：２３±２℃
栽培室内相対湿度：６５±１０％
栽培室内炭酸ガス濃度：下限値１０００ｐｐｍ
光量（光合成光量子束密度ＰＰＦＤ）：１５０±１０μｍｏｌ  ｍ-2ｓ-1
光源及び照射時間：下記表２又は３
【００２９】
【表２】
2018145345.tif 000003
【００３０】
【表３】
2018145345.tif 000004
【００３１】
乾燥後のジャーマンカモミールの葉茎は、暗条件下で保管した試験区１では緑色を維持していたのに対し、青色光を照射したものは白化し、赤色光を照射したものは小麦色に変色していた。
【００３２】
［二次代謝物質の抽出］
試験区１〜９の花を分別し、花から溶剤抽出を行った。抽出溶媒はｎ−ヘキサンを１５［ｍＬ／ｇ−花の乾燥質量］用い、常温で３日間浸漬抽出した。
抽出後、メンブランフィルタ（Ｍｉｌｌｅｘ（登録商標）−ＧＶ  ０．２２μｍ；Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ社製）でろ過し、得られた抽出物に含まれる成分を次の条件でガスクロマトグラフ質量分析した。
＜ガスクロマトグラフ分析条件＞
ＧＣシステム：Ａｇｉｌｅｎｔ  ６８９０Ｎ  （Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）
分析カラム：ＤＢ−１；６０．０ｍ×２５０μｍ  ｉｄ×０．２５μｍ
キャリアガス：ヘリウム  カラムヘッド圧：１１６．５ｋＰａ，線速度：１．１ｍＬ／ｍｉｎ
分析カラム昇温プログラム：Ｉｎｉｔｉａｌ：４０℃（２ｍｉｎ  ｈｏｌｄ）→６℃／ｍｉｎ→６０℃→２℃／ｍｉｎ→３００℃（３０ｍｉｎ  ｈｏｌｄ）
分析サンプル注入量：２μＬ（スプリットレス）
質量分析計：Ａｇｉｌｅｎｔ  ５９７５Ｂ  ＧＣ／ＭＳＤ（Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）
【００３３】
ＧＣ分析による二次代謝物質量（平均値±標準誤差）と二次代謝物質量の増加率（試験区１、５又は８を基準とした場合）を表４〜表６に示す。
【００３４】
【表４】
2018145345.tif 000005
【００３５】
【表５】
2018145345.tif 000006
【００３６】
【表６】
2018145345.tif 000007
【００３７】
表４から明らかなように、暗条件で乾燥した試験区１と比較して、青色光、赤色光又はこれらの混合光を照射しながら乾燥した試験区２〜４の花にはいずれも二次代謝物質の蓄積量が増加していた。また、表５より、赤色光を照射する前に、ＵＶ−Ａの前処理を５分間又は３０分間照射した試験区６と７では、赤色光のみを照射した試験区５に比べて二次代謝物質の蓄積量が増加していた。
一方、表６から明らかなように、花の部分のみ収穫し、青色光を照射しながら乾燥した試験区９は、暗条件で乾燥した試験区８とα-ビサボロール量が同じ水準であり、二次代謝物質の蓄積量の増加は認められなかった。
これらの結果から、茎に花と葉とを有する状態で光照射しながら乾燥すると、花に含まれる二次代謝物質が増加するが、花のみを切断して花に光照射しただけでは二次代謝物質は増加しないことが確認された。