(57)【要約】【課題】抽出操作に際して測定者が分析に関する特別の知識や技術を持っていなくても抽出操作を安全に行うことができ、かつ抽出に際して液体の添加、切断、圧搾、ろ過、希釈などの作業を必要しない簡便な植物中の成分を抽出・測定するための方法の提供。【解決手段】植物中の成分を抽出・測定するための方法であって、抽剤を含ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることを含む、前記方法。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物中の成分を抽出する方法であって、抽剤を含ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることを含む、前記方法。
【請求項２】
吸水性部材が、紙、布帛、または高分子ゲルである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
抽剤が、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、セルラーゼおよびペクチナーゼの１種または２種以上を含む水溶液である、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
植物中の成分を抽出するための抽剤を含ませた吸水性部材を含む、植物成分抽出部材。
【請求項５】
植物表面と吸水性部材表面との接触を固定するためおよび／または吸収性部材中の水分の蒸発を防ぐための支持部材をさらに含む、請求項４に記載の植物成分抽出部材。
【請求項６】
請求項１〜３のいずれかの方法によって植物中の成分を抽出した後、抽出された植物中の成分を測定することを含む、植物中の成分の測定方法。
【請求項７】
植物中の成分の測定が、植物中の成分を抽出した後の吸収性部材と、測定用の試験紙とを接触させることを含む、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は植物中の成分、例えば硝酸、リン酸、塩化物、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの無機イオン、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸等の抽出方法および、これに用いるための部材およびその方法によって抽出された成分の測定方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
植物中には硝酸、リン酸、塩化物、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの無機イオン、シュウ酸、クエン酸、等の有機酸等多くの成分が含まれている。これらの成分の植物中での濃度は植物の性質や生育と深い関係があることがわかっている。例えば植物中の硝酸、リン酸、塩化物、カリウム、カルシウム、マグネシウムなどの無機イオンの濃度は植物の成長と深い関係があるほか、その濃度が高すぎたり低すぎたりした場合は様々な病気が発生する。また植物中のシュウ酸の濃度は、その植物を食用にした場合の食味に関係しており、例えばシュウ酸の濃度が高い植物は食べたときにエグ味が強くなり植物の食味を著しく低下させる。さらに硝酸やシュウ酸を多量に摂取することは人間やその他の動物に害を及ぼす。硝酸は、人間の体内において腸内細菌の働きにより食物中の二級アミンと反応し、発癌性のＮ−ニトロソアミンが生成する。また乳児が硝酸塩を多量に摂取するとブルーベビー症候群を発症するという報告もある。一方、シュウ酸は人間の体内でカルシウムと結合しカルシウムの吸収阻害や結石の原因になる。そのため農業分野では作物中の無機イオンや有機酸の濃度を知ることが重要視されており、作物中の成分の分析が行われている。
【０００３】
植物中の無機成分を分析する場合、まずそれらの成分を植物から抽出した後、抽出物中の成分の濃度を機器分析などで測定するという手順がとられる。
【０００４】
従来、植物中の成分抽出方法としては、植物の葉や茎を熱や強酸で分解した後の残留物を、水や酸などの水溶液に溶解して抽出液とする方法、植物の葉や茎などをすりつぶした後，不溶分のろ過や活性炭による着色成分の除去を行い抽出液を得る方法、植物の葉や茎をハサミなどで細かく切断したものを、水や塩類溶液などに数時間浸し溶液中に成分を抽出する方法などがある。
【０００５】
これらの方法で抽出した成分濃度の測定には、原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、イオンクロマトグラフィー、発色剤を用いた比色法などが用いられている。
これらの方法は、例えば、非特許文献１および同２に記載されており、農業分野でもよく用いられている。また特許文献１では、植物を細かく切断し成分を抽出するための部材と、抽出した成分の濃度を測定するための試験紙および反射式光度計を組み合わせた植物の成分測定用の装置が紹介されている。
しかし前記の従来法による植物中の成分分析法を前記農業分野における作物体中の成分の分析に適用するには、従来法で用いられる成分抽出法に問題がある。
【０００６】
植物を熱や強酸で分解する方法は、電気炉などの設備が必要であり、また強酸は危険な薬品であるので前記の農業分野での利用には不適当である。また植物をすりつぶしたり、細かく切って溶液に浸すことで成分を抽出する方法は、操作に伴う危険は少ないが、切断、圧搾、ろ過、着色成分の除去などの煩雑な手作業が多く測定者の作業負担が大きい。また乳鉢や試験管などの部材や、抽出用の水や塩類溶液などの液体を用いるため、圃場などの安定な作業台がない場所では作業が難しい。さらに、農業分野では分析に関する専門の技術や知識のない者が測定を行う場合もあるため、これらの操作を正確に行うことは難しい。
【０００７】
前述の通り、従来の植物成分の抽出法には多くの欠点があり、農業分野での使用に適した方法はいまだ見出されていないのが現状である。つまり、植物中の成分分析法を農業分野での使用に適したものにするには、植物中の成分の抽出方法をより簡便にする必要がある。
【０００８】
さらに、園芸作物の品質簡易検査法として、園芸作物の新鮮な生態から発生する揮発性ガスと呈色反応する試薬を、紙などからなる小片に浸透させた検査紙を接着または同封し、呈色反応の状態から該園芸作物の品質を判定する検査法が開示されている（特許文献２）。しかし該方法において定量の対象となり得るのは作物内部から外界に放散される揮発性成分のみであり、作物体中の成分の定量を行うことはできない。
【０００９】
【特許文献１】
特許第２９７９４７８号公報（第１−５頁）
【特許文献２】
特開昭５８−５２５６１号公報（第１−６頁）
【非特許文献１】
植物栄養実験法編集委員会著「植物栄養実験法」博友社、１９９０年７月２５日、ｐ．１１４〜２５０、ｐ．３７１〜３９０
【非特許文献２】
細谷  毅、三浦泰昌著「新版  花弁の栄養生理と施肥」農山漁村文化協会、１９９５年３月３１日、ｐ．１０９〜１１８
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の課題は上記問題を解決し、従来法より優れた植物中の成分を抽出するための方法を提供することにある。さらに詳細には、抽出操作に際して測定者が分析に関する特別の知識や技術を持っていなくとも抽出操作を安全に行うことができ、かつ抽出に際して液体の添加、切断、圧搾、ろ過、希釈などの作業を必要しない簡便な植物中の成分を抽出・測定するための方法を提供することにある。
また、本発明の課題は、抽出した成分の濃度の測定を試験紙を用いた比色法を用いて簡便に行える植物中の成分測定方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者らは、上記課題に鑑み、医療部材の分野において知られている吸水性部材に着目した。
例えば、特開２００２−６３９号公報では、救急絆創膏用パッドおよびそれを用いた救急絆創膏として自重の５０〜２５０重量％の吸水率を有するハイドロコロイド層を救急絆創膏用パッドとしポリウレタンまたは合成ゴムからなる伸縮性布帛などからなる粘着シートの片面に形成した救急絆創膏を紹介している。この救急絆創膏を切り傷や擦り傷の創傷部位に貼付することにより、救急絆創膏用パッドによって創傷部位から滲出する体液が吸収され、創傷部位が適度な湿潤状態に保たれることによって、創傷部の治癒を促進する効果があると報告されている。
【００１２】
また、特開平１０−１５５８９２号公報では、医療用高分子ゲルとして、水膨潤性高分子ゲルに薬剤を結合させたものが紹介されている。この医療用高分子ゲルを、例えば切り傷などの創傷部位に貼付することによって、ゲルに結合された薬剤が創傷部位に対して適当量放出され、創傷部の治癒を促進する効果がある。さらに前記特開２００２−６３９号公報に開示されている方法と同様に、創傷部位から滲出する体液を吸収することによる創傷部の治癒促進効果もあると報告されている。
【００１３】
本発明の発明者らは、上記課題および全くの異分野である医療分野における上記知見に鑑み研究を進めた結果、驚くべきことに、抽剤を染み込ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることによって、植物中の成分の抽出が極めて簡便かつ安全に、しかも高い再現性において行えることを見出し、さらに鋭意研究を重ねることによって本発明を完成するに至った。
【００１４】
すなわち、本発明は、植物中の成分を抽出する方法であって、抽剤を含ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることを含む、前記方法に関する。
また、本発明は、吸水性部材が、紙、布帛、または高分子ゲルである、前記方法に関する。
【００１５】
さらに、本発明は、抽剤が、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸、酢酸、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、セルラーゼおよびペクチナーゼの１種または２種以上を含む水溶液である、前記方法に関する。
また、本発明は、植物中の成分を抽出するための抽剤を含ませた吸水性部材を含む、植物成分抽出部材に関する。
さらにまた、本発明は、植物表面と吸水性部材表面との接触を固定するためおよび／または吸収性部材中の水分の蒸発を防ぐための支持部材をさらに含む、前記植物成分抽出部材に関する。
【００１６】
またさらに、本発明は、前記いずれかの方法によって植物中の成分を抽出した後、抽出された植物中の成分を測定することを含む、植物中の成分の測定方法に関する。
そして、本発明は、植物中の成分の測定が、植物中の成分を抽出した後の吸収性部材と、測定用の試験紙とを接触させることを含む、前記方法に関する。
【００１７】
本発明による植物中の成分抽出法においては、分析対象である植物の表面に抽剤を染み込ませた吸水性部材を接触せしめることによって、植物体の表面が前記抽剤によって破壊され、植物細胞内、細胞間、維管束内などにある溶液が植物の表面に滲出し、該溶液が前記吸水性部材に吸収されることによって成分の抽出が行われる。すなわち、本発明による植物中の成分抽出法によれば、分析対象である植物の表面に抽剤を染み込ませた吸水性部材を接触せしめるという極めて簡便な操作によって、分析に関する特別な知識や技術を用いることなく植物中の成分の抽出を行うことができる。
【００１８】
本発明による植物中の成分抽出法においては、従来法で必要であった植物の切断、圧搾、溶液のろ過などの煩雑な操作が不要であり、測定者の作業負担が大きく低減されている。また、本発明による植物中の成分抽出法においては、乳鉢や試験管などの器具や、水、塩類溶液等の液体を用いないため、圃場など安定な作業台がない場所でも容易に植物中の成分の抽出を行うことができる。
【００１９】
さらに、本発明による植物中の成分抽出法においては、酸などの危険な溶液自体を取り扱う必要がなく、抽出および測定操作ならびに測定後の廃棄物の処理を安全に行うことができる。
上記のことから、本発明による植物中の成分抽出法においては、従来法と比較して、遥かに簡便かつ安全な操作によって植物中の成分の抽出が可能であるため、同法は農業分野などにおいて行われる分析に特に好適である。
【００２０】
また、本発明による植物中の成分抽出法においては、成分を抽出するための吸収性部材として、紙、布帛、または高分子ゲルなどの広範な種類の資材を用いることができる。
【００２１】
さらに、本発明による植物中の成分抽出法においては、抽剤として塩酸、硫酸または硝酸などの汎用性の高い酸を用いることができ、特別な試薬を用いる必要はない。したがって、本発明による植物中の成分抽出法においては、植物中の成分抽出を低コストで行うことができる。
【００２２】
また、本発明による植物成分抽出部材においては、前記抽剤を含有せしめた吸収性部材を具備している。したがって、本発明による植物成分抽出部材によれば、植物中の成分の抽出を簡便かつ安全に行うことができる。
また、本発明による植物中の成分を抽出するための部材であって、植物表面と吸水性部材表面との接触を固定するための支持部材をさらに含む植物成分抽出部材によれば、吸収性部材の固定をより安定的に行うことが可能になり、植物中の成分の抽出をより効率的に行うことができる。
【００２３】
本発明による植物成分抽出部材は、水または水溶液を保持する性質を有し、かつその周囲の環境との間で、拡散によって水や水溶液中の成分を交換せしめる性質を有する吸収性部材を具備したものであれば如何なるものであってもよく、広範な資材を用いることができる。したがって、測定者は、該部材を予め調製または入手し、測定時に前記部材を用いることができる。また、この部材は大きさを数ｃｍ以下と小さくすることができるため、運搬が極めて容易であり、分析の対象である植物の圃場に運搬し、成分の抽出およびその測定を行うことができる。したがって、本発明による植物中の成分を抽出するための部材は、農業分野において用いる際に特に好適である。
【００２４】
本発明による植物中の成分の分析方法においては、前記本発明による植物中の成分抽出法によって、植物中の成分の抽出が行われる。したがって、本発明による測定方法によれば、測定対象である成分の抽出を、極めて簡便かつ安全に行うことができる。
また、本発明による植物中の成分の測定方法において、抽出後の成分の測定を、植物中の成分を抽出した後の吸収性固体を測定用の試験紙の測定部分と接触させた後に行えば、該試験紙の色の変化を目視で観察するか、または光度計で測定することによって吸水性部材中の成分の測定を行うことができるため簡便である。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について説明する。
図１に本発明の実施形態の一例を示す。
図１に示す実施の形態は吸水性部材１に抽剤を含有させたもので構成されており、図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図である。吸水性部材１は抽剤を保持し、かつ植物から抽出した成分を保持する機能を有する。吸水性部材に用いる資材としては、水または水溶液を保持する性質を有し、かつその周囲の環境との間で、拡散によって水や水溶液中の成分を交換せしめる性質を有する資材であればいずれでもよい。植物の表面に接触せしめたときに、植物表面の形状に応じて変形するように適度な柔軟性を有しているものは好ましい。
好ましい資材として、例えば紙、布帛、高分子ゲルなどが挙げられる。
【００２６】
本発明で吸水性部材として用いられる布帛として、木綿、麻、羊毛などの天然繊維、レーヨン、キュブラなどの再生繊維、アセテート、ナイロン、ポリエステル、アクリル樹脂と総称される、アクリル酸およびそのエステル、アクリルアミド、アクリロニトリル、メタクリル酸ならびにそのエステルの重合体および共重合体、酢酸ビニル、ビニロン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系、ポリウレタン、ポリクラールなどの重合体もしくはそれらのうち２種以上のモノマーよりなる共重合体から得られる合成繊維、ガラス繊維、アルミナ繊維などの無機繊維、木材パルプなどのうち１種または２種以上を含む織布、不織布などが挙げられる。製造時のコストなどの面から、不織布は好ましい。
【００２７】
本発明で吸水性部材として用いられる不織布の製造方法に特に制限はなく、エアレイパルプ法、湿式法、スパンレース法、メルトブロー法などによって製造された不織布を用いることができる。
【００２８】
不織布の材質としては、アクリル樹脂、またはガラス繊維を含む不織布が、耐酸性、耐候性の面において好ましい。また、抽剤として水酸化アルカリを用いる場合は、アクリル樹脂が耐アルカリ性の面において好ましい。
【００２９】
本発明で吸水性部材として用いられる高分子ゲルとしては、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどの合成高分子およびそれらの誘導体、デンプン、ガラクトマンナン、セルロース、ペクチン酸、アルギン酸、カラギーナン、寒天、プロテオグリカンなどの多糖類およびそれらの誘導体、ゼラチン、卵白アルブミン、血清アルブミン、コラーゲン、カゼインなどのタンパク質およびそれらの誘導体、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸、ポリリジンなどのポリアミノ酸およびそれらの誘導体などのうち、少なくとも１種を共有結合、静電結合、水素結合、疎水結合などの形態で架橋した高分子ゲルの少なくとも１種を用いることができる。これらのうち、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどの合成高分子およびそれらの誘導体を架橋したものは好ましい。
【００３０】
例えば、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドンおよびこれらの誘導体に、架橋剤としてビスアクリルアミド、エチレングリコールビスメタクリレートなどの多官能性化合物を加えることによって共有結合で架橋した高分子ゲルが得られる。これらの合成高分子から高分子ゲルを合成する際には、それぞれを構成するモノマーを重合させて高分子としたものを架橋した高分子ゲルも用いることができ、モノマーの重合と架橋を同時に行うことによって合成した高分子ゲルも同様に用いることができる。また、重合や架橋の際には、用いるモノマーなどを適当な溶媒に溶解したものを用いてもよい。
【００３１】
高分子ゲルの合成方法としては、重合開始剤を加えることによって重合させる方法を用いてもよいし、加熱、光照射または放射線照射によって反応させる方法も適宜用いることができる。重合開始剤としては、ペルオキソ二硫酸カリウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウムなどの過酸化物、アゾビス−２−アミノジプロパン塩酸塩などのアゾビス化合物などを適宜用いることができる。また光照射による重合を行う場合はリボフラビンなどの色素などを光増感剤として用いることができる。
【００３２】
また、ポリアクリル酸、アルギン酸、ポリアスパラギン酸、ポリグルタミン酸などカルボキシル基を有する化合物の溶液にＣａ２＋などの多価カチオンまたはそれらの化合物を加えることによって静電結合によって架橋した高分子ゲルが得られる。また、カラギーナン、寒天などの多糖類やゼラチン、コラーゲンなどのタンパク質の水溶液または有機溶媒溶液を冷却することによって水素結合で架橋した高分子ゲルが得られる。また卵白アルブミンや血清アルブミンなどのタンパク質の水溶液を加熱することにより疎水結合で架橋した高分子ゲルを得ることができる。
【００３３】
前記資材のうち、吸水性部材として用いたときの十分な強度および保水力、また水を吸収したときの優れた保形性などの面から上質紙、中質紙、クラフト紙、グラシン紙などの紙、アクリロニトリル、アクリルアミド、酢酸ビニルのうちの１種または２種以上またはガラス繊維を含む不織布または、ポリアクリルアミドを架橋した高分子ゲルは好ましい。さらに、抽出した成分の測定を試験紙を使った比色法で行う場合には吸水性部材が無色透明である方が好ましいため、この場合の吸水性部材としては、ポリアクリルアミドを架橋剤で架橋した高分子ゲルが特に好適である。
【００３４】
吸水性部材としてポリアクリルアミドを用いる場合、高分子ゲル中のアクリルアミドの濃度範囲は１．０〜６０％（重量百分率。以下全ての％について同じ）であると好ましい。
アクリルアミドの濃度が１．０％であれば、高分子ゲルの強度が低下しないため、吸水性部材としての使用時に裂けることがないため使い勝手が良好である。またアクリルアミドの濃度が６０％以下であれば、ゲルが硬く、もろくならないため、植物の表面に対する付着性に優れる。また、アクリルアミドの濃度が６０％以下であればゲルが割れにくい。したがって、アクリルアミドの濃度が６０％以下であれば、吸水性部材として使い勝手が良好である。
【００３５】
吸水性部材として用いる高分子ゲル中のアクリルアミドの濃度範囲は、さらに好ましくは２．０〜３０％であり、最も好ましくは７．０〜１３％である。
【００３６】
またアクリルアミドを架橋する際に架橋剤としてビスアクリルアミドを用いる場合の濃度範囲は、好ましくは高分子ゲル中の高分子に対して０．０１〜１０％である。
上記ビスアクリルアミドの濃度においては、高分子ゲルの強度が低下しないため、吸水性部材としての使用時に裂けることがないため使い勝手が良好である。
また、上記ビスアクリルアミドの濃度範囲においては、ビスアクリルアミド濃度が高い場合に生じるゲルが硬くかつもろくなることに起因する、植物の表面に対する付着性の低下を避けることもできる。また、上記濃度範囲においては、ゲルが割れにくいため、吸水性部材として使い勝手が良好である。
【００３７】
架橋剤として用いる高分子ゲル中のビスアクリルアミドの濃度範囲は、さらに好ましくは０．０５〜５．０％であり、最も好ましくは０．１〜１．０％である。
【００３８】
吸水性部材の形状については特に制限はなく、例えば平板状（円形、正方形、長方形、ひし形）、繊維状、円筒、角柱、円錐、四角錘、三角錐、球形などやそれらのうち２種類以上を組み合わせた形状など、任意の形状を用いることができる。
植物に付着させる場合により密着しやすい形状であると好ましい。例えば吸水性部材としてポリアクリルアミドを架橋剤で架橋した高分子ゲルを用いる場合は、
平板状のものは好ましい。
【００３９】
吸水性部材の大きさとしては、一辺の長さが１．０〜３０ｍｍの範囲が好ましく、厚さは０．２〜２．０ｍｍの範囲が好ましい。一辺の長さが５．０〜１５ｍｍおよび厚さ０．８〜１．３ｍｍの範囲はそれぞれ特に好ましい。したがって、一辺の長さが１．０〜３０ｍｍの範囲である平板状の吸収性部材および厚さが０．２〜２．０ｍｍの範囲の平板状の吸収性部材はそれぞれ好ましく、一辺の長さが１．０〜３０ｍｍである平板状の吸収性部材、厚さ０．２〜２．０ｍｍの範囲である平板状の吸収性部材はより植物に付着させやすいため、それぞれより好ましい。
【００４０】
上記のように吸水性部材の一辺の長さが１．０ｍｍ以上であれば、適度な大きさを有するため測定時の取り扱いが容易であり、また、３０ｍｍ以下であれば、大きすぎることがないため、吸水性部材が測定対象である植物からはみ出すなどして、吸収性部材全体を植物の表面に付着させにくくなることがなく、測定誤差を低減することができる。
また、吸水性部材の厚さが０．２ｍｍ以上であれば、吸水性部材の強度および保水性に優れる。また、吸水性部材の厚さが２．０ｍｍ以下であれば、吸水性部材の柔軟性が低下しないため、植物の形状に拘わらず吸水性部材全体を容易に貼り付けることができ、測定誤差を低減できるため好ましい。
【００４１】
前記の材質で作製した吸水性部材を成形するためには、例えば吸水性部材が紙または布帛である場合には、希望の形状に裁断することができる。一方、ポリアクリルアミドなどの高分子ゲルを吸水性部材として用いる場合、高分子ゲルが一定の形状を保つのに十分な強度を有している場合は、高分子ゲルの合成後に希望の形状になるように裁断するか、ゲルの合成時に希望の形状の型に入れることにより希望の形状に成形することができる。一方、高分子ゲルが一定の形状を保つのに十分な強度を有していない場合は、例えば高分子ゲルを支持体に展膏した後、希望の形状に裁断したものを吸水性部材として用いることができる。ここで用いる支持体としては、後述する支持部材に用いることができる材質と同じものを用いてよい。
【００４２】
本発明の吸水性部材は前記方法で作製したものをそのままの形状で用いてもよいが、吸水性部材の作製後、吸水性部材を裁断するなどしてその形状を変更することは自由に行うことができる。例えば、測定する植物の形状などの使用条件によって吸水性部材の形状を任意に変更することができる。
【００４３】
本発明において、吸水性部材に染み込ませて用いる抽剤は、植物表面に接触することによって、植物組織を構成する細胞壁の成分であるセルロースや、細胞間の結合物質の成分であるペクチンなどを分解し、植物細胞内、細胞間、維管束内などにある溶液を植物の表面に滲出させるための溶液である。このような抽剤としては、例えば水溶液およびメタノール、エタノール、１，２−プロパンジオール、グリセリンなどの１価または多価アルコールならびにアセトンなど水と相分離しない有機溶媒のうち１種類又は２種類以上を混合したものなどが挙げられるが、水溶液が好ましく、酸、水酸化アルカリおよび酵素の１種または２種以上を含むものはより好ましい。
【００４４】
酸としては、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸および酢酸などの１種または２種以上が、水酸化アルカリとしては、水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウムなどの１種または２種以上、ならびに酵素としてはセルラーゼおよびペクチナーゼなどの１種または２種以上が挙げられる。これらのうち、塩酸、硫酸または硝酸の１種または２種以上を含む水溶液は特に好ましく、塩酸を含む水溶液は最も好ましい。
【００４５】
植物中の塩化物イオン、硝酸イオンあるいは硫酸イオンの濃度を測定する場合には、抽剤としてそれと同種のイオンを含まない溶液を用いることによって、測定誤差を低減できるため好ましい。
本発明で抽剤として用いる水溶液の濃度については特に制限はないが、例えば抽剤として塩酸の水溶液を用いる場合、好ましい濃度範囲は０．００００１〜３８％である。高濃度であるほど植物中の成分が抽出されやすくなり、低濃度であるほど使用時の安全性が増大するところ、前記濃度範囲であれば、植物中の成分の抽出を十分に行うことができる。さらにより安全に抽出を行うためには、塩酸の濃度範囲として、０．００００１〜１０％がより好ましく、特に好ましくは０．０１〜１．０％である。
【００４６】
抽剤を吸水性部材に染み込ませる方法としては、吸水性部材を抽剤中に浸す方法や吸水性部材に抽剤を滴下する方法などがある。例えば吸水性部材としてガラス繊維を原料とした不織布（以下グラスファイバー製パッドとする）を用いる場合は、吸水性部材を抽剤に浸して１分以上放置することによって、抽剤を吸水性部材に染み込ませてよい。また、吸水性部材としてポリアクリルアミドを架橋した高分子ゲルを用いる場合は、吸水性部材を抽剤中に浸し５分以上放置することで抽剤を吸水性部材に染み込ませてよい。
【００４７】
本発明の植物成分抽出部材において、植物表面と該植物成分抽出部材表面との接触を固定するための支持部材をさらに含むものは、吸収性部材の固定をより安定的に行うことが可能になり、植物中の成分の抽出をより効率的に行うことができるため好ましい。
【００４８】
本発明のそのような実施形態の一例、すなわち吸水性部材表面に固定された、吸水性部材を固定するための支持部材をさらに具備した態様を図２に示す。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図である。
支持部材２は、吸水性部材を測定対象である植物の表面に接触した状態で固定するために、および／または吸水性部材中の水分が蒸発によって失われるのを防ぐために、吸水性部材を密封するためのものである。
支持部材に用いることができる材質としては、吸水性部材を植物の表面に密着した状態で密封するため、植物表面の形状に応じて変形できるように適度な柔軟性を有しているものが好ましく、例えば、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリアクリル酸樹脂、上質紙、中質紙、クラフト紙、グラシン紙などの紙などの少なくとも１種を用いたフィルムまたはシート、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステルなどの材質のうち少なくとも１種を用いた織布または不織布などの布帛を用いることができる。
【００４９】
支持部材の形状としては特に制限はないが、シート状のものは取り扱い易さに優れるため好ましい。支持部材の大きさに制限はないが、密封しようとする吸水性部材と同じがそれより大きいと好ましい。支持部材の大きさが、密封しようとする吸水性部材より大きければ、吸水性部材を植物の表面に十分に固定することができる。また、この場合、吸水性部材を確実に密封することができるため、吸水性部材からの抽剤の蒸発を防ぐことができる。
また、支持部材の大きさは用いる吸水性部材の大きさや分析しようとする植物の形状に合わせて任意に変更することができる。
【００５０】
支持部材の厚さは５〜２００μｍの範囲が好ましい。支持部材が厚い場合、強度に優れるため好ましい。また、支持部材が薄ければ、支持部材の柔軟性が保たれ、吸水性部材を植物の表面に固定する際に使い勝手がよく好ましい。したがって、支持部材の厚みの範囲として、５〜１００μｍはより好ましい。例えば大きさ１０×１０ｍｍ、厚さ１ｍｍの吸水性部材を使って直径５ｍｍの茎から成分を抽出する場合、支持部材として、大きさ１０〜２０ｍｍ、厚さ５〜１００μｍのシートまたはフィルムを用いると最も好ましい。
【００５１】
さらに支持部材２の表面に粘着剤を塗布し、植物の表面に付着しやすくしたものも同様に用いることができる。
上記粘着剤に特に制限はなく、例えばアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、ビニルエーテル系粘着剤ポリウレタン系粘着剤、デンプン、ポリビニルアルコールなどの水溶性高分子系粘着剤を用いることができる。
さらに、支持部材の表面の一部または全部にシリコーン樹脂やフッ素樹脂を塗布し剥離処理を施すことによって、支持部材を吸水性部材、支持部材および植物表面から剥離しやすくしたものも用いることができる。
【００５２】
支持部材の使用方法としては、吸水性部材を植物の表面に接触させた後、その上から支持部材を被せて吸水性部材を密封、固定してもよいし、予め支持部材の片面に吸水性部材を固定しておいたものを、吸水性部材が植物の表面に接するように植物の表面に被せて用いてもよい。支持部材に吸水性部材を固定する位置に特に制限はない。
支持部材に吸水性部材を固定する方法としては、支持部材の片面に前記粘着剤を塗布し、その面に吸水性高分子を貼り付けて固定してもよいし、吸水性部材が高分子ゲルの場合は、それらの原料を溶液として支持部材の片面に塗布し、支持部材の上で重合反応を進行させ高分子ゲルを合成してもよい。
【００５３】
また、抽剤を染み込ませた吸水性部材を支持部材で包み密封することによって吸水性部材に染み込ませた抽剤の蒸発を防ぐことができ、吸水性部材を長期間使用可能な状態で保存することができる。さらに、植物中の成分濃度を測定する際には、吸水性部材を包んでいる支持部材を広げ吸水性部材を露出させてから、吸水性部材を植物に接触させ、再度植物と吸水性部材を支持部材で包み密封することによって吸水性部材を植物に密着した状態で固定するとともに、吸水性部材中の抽剤の蒸発を防ぐことができる。
【００５４】
支持部材としては、１つの支持部材を用いて吸水性部材を密封してもよいし、２つ以上の支持部材を用いてもよい。この場合それぞれの支持部材の材質は同じものを用いてもよく、異なる材質を任意に選択して組み合わせて用いてもよい。また、例えば、吸水性部材を保存するときには２つの支持部材を用い、測定を行う際にそのうち１つを吸水性部材からはがし、残りの１つの支持部材によって、吸水性部材を植物表面に固定し、かつ吸水性部材を密封してもよい。
【００５５】
本発明による植物中の成分の抽出および測定は以下に示すような手順によって行うことができる：
ａ）吸水性部材の植物体表面への接触
ｂ）接触を一定時間保持することによる成分の抽出
ｃ）吸水性部材中に抽出された成分の測定。
【００５６】
まず、抽剤を染み込ませた吸水性部材を、成分を測定したい植物の表面に接触させる。吸水性部材を接触させる植物の部位には特に制限はなく、例えば葉、茎、葉柄、果実等の表面に接触させてもよく、また葉、茎、葉柄、果実等の切断面に接触させてもよい。測定部位は、測定の目的や、吸水性部材を接触させやすい形状かどうかなどを基準に任意に選ぶことができる。例えば植物中の硝酸イオン濃度を測定するときには茎や葉柄が分析に適している。これは茎や葉柄では植物中の他の部分と比べ硝酸イオンの存在量が多いためである。
【００５７】
図３は、図１に示した本発明の実施形態を用いて植物の茎の成分を測定している状態を斜めから見た断面図を示したものである。ここに示したような形態で吸水性部材１を植物の茎３の表面に接触させることによって、植物中の成分を吸水性部材に抽出することができる。
【００５８】
次に、吸水性部材を植物の表面に接触させたまま、一定時間放置することによって、成分の抽出を行う。ある時間までは、前記放置時間（以下抽出時間とする）に比例して吸水性部材に抽出される成分量は増加するので、分析する植物の種類や測定対象である成分の種類によって抽出時間を変えることによって、測定に適した濃度の成分を抽出できる。例えばホウレンソウの葉柄中の硝酸イオンを測定する際には、抽出時間を２〜２４時間とすると好ましい。抽出される成分濃度の再現性を高めるためには、抽出時間を８〜２４時間とするとさらに好ましい。
【００５９】
抽剤を染み込ませた吸水性部材を植物の表面に接触させることによって、吸水性部材に保持された抽剤が前記植物の表面に接触し、抽剤によって植物組織を構成する細胞壁の成分であるセルロースや、細胞間の結合物質の成分であるペクチンなどが分解され、植物細胞内、細胞間、維管束内などにある溶液が植物の表面に滲出する。植物表面に滲出した植物成分は隣接した吸水性部材中に拡散して保持される。このような仕組みによって、本発明による植物中の成分の抽出方法においては、植物中の成分を吸水性部材に抽出することができる。
【００６０】
最後に、吸水性部材中に抽出された成分の測定を行う。なお、本明細書においける「測定」の用語は、任意成分の検出および／または定量を意味する。
本発明の方法においては、植物中に含まれている成分の濃度に比例した量の成分が吸水性部材に抽出される。したがって、吸水性部材に抽出された成分を測定することによって、その植物に含まれる成分の濃度を求めることができる。
【００６１】
吸水性部材中に抽出された植物中の成分を測定するための方法としては、原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、イオンクロマトグラフィー、ガスクロマトグラフィー、発色剤を用いた比色法などの既知の方法を用いることができる。
これらの方法によって吸水性部材に抽出された植物成分を測定する場合、吸水性部材を水に浸漬し、吸水性部材中の成分を水に抽出したその水を測定試料としてよい。
前記浸漬時間は吸水性部材の材質によって異なるが、例えば吸水性部材としてポリアクリルアミドを架橋した高分子ゲルを用いている場合は、吸水性部材を水に５分以上浸漬することによって吸水性部材内の成分を水に抽出できる。
【００６２】
一方、発色剤などを染み込ませて乾燥させた試験紙を用いた比色法で測定する場合は、試験紙を吸水性部材の表面に接触させることによってより簡便に成分を測定できるため好ましい。本発明において用いることができる試験紙として、発色剤として測定対象成分と水溶液中で混合することによって色が変化する物質を溶液としてろ紙に染み込ませた後、該ろ紙を乾燥したものである。この時、ｐＨ調整剤として溶液のｐＨを調整する物質や、マスキング剤として測定する試料中に測定対象成分以外の物質が共存することによる測定値の変化を抑制する物質を、発色剤とともに溶液に溶解せしめ、ろ紙に染み込ませたものも同様に用いることができる。
【００６３】
このような試験紙としては既知のものを用いることができ、例えば硝酸、リン酸、硫酸、カリウム、カルシウム、マグネシウム、シュウ酸等を測定するための試験紙が複数のメーカーから市販されている。本発明に用いる試験紙としては、これらのいずれのものでも問題なく用いることができる。
試験紙を用いた植物成分の測定手順としては、まず植物成分を抽出した吸水性部材の表面に試験紙の測定部を接触させる。これによって吸水性部材中の成分が水とともに試験紙に拡散し試験紙内の発色剤と反応する。この反応による試験紙の色の変化を目視で観察するか、または光度計で測定することによって吸水性部材中の成分の検出および／または定量を行うことができる。
前述した通り吸水性部材中に抽出される植物の成分濃度と植物中の成分濃度との間には相関があるため、吸水性部材中に抽出された成分濃度から植物中の成分濃度を算出することができる。
【００６４】
本発明の方法によれば、植物中に含まれるあらゆる水溶性または水懸濁性の物質の１種または２種以上の検出および／または定量を、特に制限はなく行うことができる。例えば、硝酸、亜硝酸、リン酸、硫酸、塩化物、臭化物、フッ化物などの無機陰イオン、カルシウム、マグネシウム、カリウム、ナトリウム、鉄、銅、亜鉛、マンガン、アンモニウムなどの無機陽イオン、シュウ酸、クエン酸、リンゴ酸などの有機酸、アスパラギン、グルタミン、アスパラギン酸、グルタミン酸などのアミノ酸、グルコース、シュークロース、マルトース、トレハロースなどの糖類などが挙げられる。
【００６５】
本発明の方法によって成分の抽出および測定を行うことができる植物として、ホウレンソウ、チンゲンサイ、コマツナ、カブ、ダイコン、キュウリ、トマトなどの野菜、ダイズ、インゲンマメなどの豆類、シクラメン、キク等の花卉等が挙げられるがこれらに限定されるものではない。
【００６６】
【実施例】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。また、参考例として植物中の成分の測定に通常用いられている従来法によって、実施例と同一の試料を測定した結果を示す。
【００６７】
〔実施例１〕
実施例として吸水性部材としてポリアクリルアミドゲル、抽剤として０．１％塩酸を用いて、ホウレンソウ中の硝酸濃度を測定した例を示す。
まず吸水性部材として用いるポリアクリルアミドゲルを調製した。アクリルアミド１．００ｇを水３ｍｌに溶解し、１０ｍｇ／ｍｌ  Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド水溶液を３００μｌ加えてから全量が１０ｍｌになるように水を加えた。この溶液を水流アスピレーターで減圧し気泡が出なくなるまで脱気した。脱気した溶液に１０％ペルオキソ二硫酸アンモニウム水溶液を５０μｌ、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミンを５μｌ加え穏やかに混合した。混合した溶液を厚さ１．０ｍｍのＵ字型のゴムパッキンを挟んだ、２枚の板ガラスの間に開口部から流し込んだ後、液の上面に水１ｍｌを重層し２５℃で２時間放置しポリアクリルアミドゲルを作製した。このポリアクリルアミドゲル（厚さ１ｍｍ）を１０×１０ｍｍの大きさに切断したものを吸水性部材として用いた。
【００６８】
ポリアクリルアミドゲル（１０×１０×１ｍｍ）を０．１％塩酸に浸けて２５℃で３０分放置し、ポリアクリルアミドゲルに塩酸を含浸させた。０．１％塩酸を含浸させた該ポリアクリルアミドゲルをホウレンソウの葉柄の表面に密着静置させ、その上からポリ塩化ビニリデンのフィルムを被せて密封し、８時間放置することによってホウレンソウの成分をポリアクリルアミドゲル中に抽出した。成分の抽出を行った後、ホウレンソウの成分を抽出したポリアクリルアミドゲルの重量を天秤で測定してから、ゲルを水１０ｍｌに浸けて２５℃で３０分間放置し、ゲル内の成分を水に抽出した。ゲルから成分を抽出した水に含まれる硝酸イオンの濃度をイオンクロマトグラフィーを用いて測定した。
【００６９】
ポリアクリルアミドゲルに抽出された硝酸イオンの濃度は式１によって算出した。式１でＣは吸水性部材中の硝酸イオン濃度、Ｃ１は測定した水に含まれる硝酸イオン濃度測定値、ｇは吸水性部材の重量である。また、分子の１０はゲルから成分を抽出するときに用いた水の重量であり、分母の０．９は吸水性部材として用いたポリアクリルアミドゲルの重量に占める水の割合である。
【００７０】
【数１】
2004233188.tif 000003
【００７１】
この方法を用いて、産地の異なる複数のホウレンソウについて硝酸イオンの濃度を測定した。また、同じ試料について下記参考例１の方法によって測定した硝酸イオンの濃度との相関を確認した結果を図４に示す。従来植物中の硝酸イオン濃度の測定に用いられている参考例１の方法によって、産地の異なるホウレンソウを分析した硝酸イオン濃度の分布を横軸にとり、本発明の方法で測定した硝酸イオン濃度の分布を縦軸にとったところ、前記２種類の方法で得た測定値の相関係数ｒ２は０．９１２となり、高い相関があることが確認された。
【００７２】
〔参考例１〕
実施例１で用いたのと同じホウレンソウの葉柄４ｇを長さ１０ｍｍになるように切断したものをニンニク搾り器で圧搾し搾汁液を得た。搾汁液１００μｌに水１０ｍｌを加え希釈した後、孔径０．４５μｍのニトロセルロース製のフィルターに通してろ過した。このろ液中の硝酸イオン濃度をイオンクロマトグラフィーで測定した。イオンクロマトグラフィーでの測定値に測定試料の希釈倍率である１００を乗じた値を搾汁液中の硝酸イオン濃度とした。測定結果として産地の異なる複数のホウレンソウを分析したときの搾汁液中の硝酸イオン濃度の分布を図４の横軸に示す。
【００７３】
〔実施例２〕
実施例１と同じ方法でホウレンソウの葉柄から成分を抽出したポリアクリルアミドゲルの重量を天秤で測定してから、ゲルを水１０ｍｌに浸けて２５℃で３０分間放置しゲル内の成分を水に抽出した。
ゲルから成分を抽出した水に含まれるリン酸、硫酸、シュウ酸の各イオン濃度をイオンクロマトグラフィーで測定した。ポリアクリルアミドゲルに抽出された各成分の濃度を式１を用いて算出した。
産地の異なる３種類のホウレンソウについて各成分の抽出量を測定した結果を表１に示す。３種類のホウレンソウから抽出されたそれぞれの成分の濃度は、リン酸が１９０、１６０および４３ｍｇ／ｍｌ、硫酸が７３、５１および１０ｍｇ／ｍｌ、シュウ酸が８３０、３５０および９５０ｍｇ／ｍｌであった。
【００７４】
【表１】
2004233188.tif 000004
【００７５】
〔実施例３〕
実施例１と同じ方法でホウレンソウの葉柄から成分を抽出したポリアクリルアミドゲルを、硝酸イオン測定用試験紙の測定部に密着させ２分間放置した後、試験紙の吸光度を反射式光度計で測定した。その結果、ポリアクリルアミドゲル中の硝酸イオン濃度は２０００ｍｇ／ｍｌであった。
【００７６】
〔実施例４〕
吸水性部材としてグラスファイバー製パッドを用いた測定例を示す。
グラスファイバー製パッド（厚さ１．４ｍｍ）を１０×１０ｍｍに切断したものを１％硫酸に浸けて室温で５分間放置しグラスファイバーパッド中に硫酸を浸透させた。硫酸を浸透させたグラスファイバー製バッドをホウレンソウの葉の裏面に密着させてからパラフィン製のフィルムで密封し２５℃で２時間放置することによってホウレンソウの成分をグラスファイバー製パッドに抽出した。ホウレンソウの成分を抽出したグラスファイバー製パッドを水１０ｍｌに浸け２５℃で３０分間放置した。この水５ｍｌに１％硝酸を加えて全量を５０ｍｌとした溶液に含まれるカリウム、カルシウム、マグネシウムの濃度をＩＣＰ発光分析法で測定した。
ポリアクリルアミドに抽出されたカリウム、カルシウム、マグネシウムの濃度を式２を用いて算出した。式２において、Ｃは吸水性部材中の各成分の濃度、Ｃ１は測定した水に含まれる各成分の濃度測定値、ｇ１は吸水性部材として用いたグラスファイバー製パッドにホウレンソウ成分を抽出した後の重量であり、ｇ２は吸水性部材として用いたグラスファイバー製パッドの乾燥重量である。また、分子の１００は吸水性部材から成分を抽出するときに用いた水の重量１０ｇに、それを１％硝酸で希釈したときの希釈倍率１０を乗じた値である。
ホウレンソウの葉からポリアクリルアミドゲルに抽出された成分の濃度はそれぞれ、カリウム１７００ｍｇ／ｍｌ、カルシウム４０ｍｇ／ｍｌ、マグネシウム３５０  ｍｇ／ｍｌであった。
【００７７】
【数２】
2004233188.tif 000005
【００７８】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明の方法は、従来法と比較して操作が簡便であるにも拘わらず、従来法と同等の精度で植物中の成分の濃度を測定することができる。また、従来法の欠点であった植物の切断、圧搾、ろ過などの手作業が不要であり、また本発明の方法は、抽出に水や塩類溶液などの液体を一切用いないため、圃場など分析のための設備や安定な作業台がない場所でも手軽に測定を行うことができる。さらに、本発明の方法においては、酸のような危険な試薬を溶液として直接用いないため、測定を安全に行うことができる。
したがって、本発明の方法は、例えば農業分野で用いられるような簡易な植物成分抽出および測定方法として極めて好適であり、農業分野および関連産業に対して寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例として、本発明で用いる吸水性部材１の形状の一例を示したものであり、（ａ）は上面図、（ｂ）側面図である。
【図２】本発明の実施形態の一例として、吸水性部材１を支持部材２の片側の表面に固定したものの一例を示したものであり、（ａ）は上面図、（ｂ）側面図である。
【図３】本発明の実施形態の一例として、吸水性部材１を植物の茎３に接触させた様子を断面図で示したものである。
【図４】ホウレンソウ中の成分を実施例１に示す本発明の方法で抽出したときの成分抽出量と、参考例１に示す従来法で測定したときの測定値を比較したものである。
【符号の説明】
１．吸水性部材
２．支持部材
３．植物の茎
【図１】
2004233188.tif 000006
【図２】
2004233188.tif 000007
【図３】
2004233188.tif 000008
【図４】
2004233188.tif 000009