JP2005261319A - セレン高含量アリウム属植物の栽培方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より短期間でセレン高含量アリウム属植物を栽培する。
【解決手段】あらかじめ高濃度の硫酸イオンを含む培養液にて一定期間栽培後、硫酸イオンよりも高濃度のセレンを含む培養液にて栽培する。土壌栽培、養液栽培とも可能であるが、管理のしやすい養液栽培が望ましい。短期間でセレン高含量アリウム属植物を得ることができ、栽培中に排出される廃液中の無機セレン濃度を低く抑えることができる。得られたアリウム属植物は、医薬品や健康食品に利用することができる。
【選択図】なし

Description

本発明はセレン高含量アリウム属植物の栽培方法、及び栽培方法によって得られたアリウム属植物に関する。

アメリカにおいて、セレン含量の低い農作物を摂取している地域のガン発生率は高く、一方セレン含量が高い農作物を摂取している地域のガン発生率は低いといわれており、その効果を確かめるべく研究が行われてきた。

セレンは微量元素であるが、ヒ素、カドミウム、水銀などと体内で対抗作用を示し、それらの毒性を軽減したり、消化器、肝臓、すい臓、乳房、皮膚のガンに対する防衛効果を持っていると言われている。またセレンが欠乏すると、克山病（中国の北東部から南西部、チベットに多発する地方病性の心筋症）、発ガン、虚血性心疾患、心筋障害、透析患者の腎不全の進行、またはぜんそくなど引き起こすと言われている。

セレンは、無機セレン化合物と有機セレン化合物があり、無機セレン化合物は毒性があり摂取することができない。一方、有機セレン化合物は、魚介類、海藻類、穀類、豆類、肉類に含まれており、毒性も少なく、セレンを摂取することが可能であるが、その量では不十分であり、より有効な摂取方法が望まれている。

アリウム属植物には、有機硫黄化合物を多く含んでおり、硫黄とセレンは植物体中で同じ挙動を示すことから、アリウム属植物へセレンを取り込ませるための栽培方法が検討されてきた。例えば、セレンを添加する際、セレンと硫黄の比を１：２以下とし、その硫黄の濃度は０．１〜５ｍＭにて水耕栽培する方法（例えば、特許文献１参照）、水に難溶性のセレンを土壌に散布することにより、無機セレンの汚染を抑えながら高含量のセレン植物を栽培する方法（例えば、特許文献２参照）、種子をセレン水溶液で発芽させ、セレン含有スプラウトを得る方法（例えば、非特許文献１参照）が既に知られているが、セレン濃度が硫黄濃度よりも低いと、セレンの吸収速度が遅く、栽培期間が長くなり、また水に難溶性の無機セレン化合物を散布する方法は、均等に散布することが困難であり、範囲は限られるものの、土壌自体の汚染が問題となる。スプラウトを栽培する方法では、植物体が小さく、食品原料などの工業的利用に不適である。このため、短期間でかつ環境への安全性が高く食品原料などの工業的利用に適した方法にて、高濃度のセレン含有植物を得る栽培方法が望まれてきた。
国際公開第００／３３８６０号パンフレット 特開２００２−２６２６５６号公報 Sugihara et al., Biosci. Biotechnol. Biochem., 68(1), 193-199,2004

本発明は、より短期間で環境への安全性が高く、高含量のセレンを含有するアリウム属植物の栽培方法及び該栽培方法にて得られたアリウム属植物を提供することをその目的とする。

本発明者らは、セレン高含量アリウム属植物を得るため、様々な栽培方法を検討した結果、あらかじめ高濃度の硫酸イオンを含む培養液にて栽培し、その後、セレンを含む培養液にて栽培することにより、短期間で高含量のセレン含有アリウム属植物が得られ、なおかつ栽培時に排出される培養液中のセレン含量が排出基準を満たすことを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、あらかじめ２〜８ｍＭの硫酸イオンを含む培養液にて１〜９０日間培養し、その後、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が１：１以上である培養液にて１〜６０日間培養することを特徴とする、セレン高含量アリウム属植物の栽培方法を提供するものである。

また本発明は、該栽培方法によって得られた、アリウム属植物を提供するものである。

本発明の栽培方法は、短期間でセレンをアリウム属植物へ、効率的にかつ高含量取込ませることができ、また環境に配慮した栽培をすることができる。

本発明におけるアリウム属植物は、ニンニク（Allium sativum ）、タマネギ（Allium cepa）、ラッキョウ（Allium chinense）、ニラ（Allium tuberosum）、ネギ（Allium fistulosum）などがあり、好ましくは、ニンニク、ニラ、ネギを用いることができる。

栽培開始時は、アリウム属植物のりん片、種子、むかご（珠芽）、組織培養により得られた小りん茎、またはそれらを一定期間通常栽培した植物体から始めることができ、好ましくは、りん片、種子、むかご（珠芽）およびその通常栽培した植物体である。

また、本発明におけるセレンは、水溶性のセレン酸塩または亜セレン酸塩由来のものであり、例えば、セレン酸カリウム、セレン酸ナトリウム、亜セレン酸カリウム、亜セレン酸ナトリウムの１種又は２種以上を用いることができるが、好ましくは、セレン酸カリウムまたは亜セレン酸カリウムである。

また本発明における硫酸イオンは、水溶液中で硫酸イオンを生じる化合物由来のものであればよく、例えば、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウム、硫酸であり、これらを１種又は２種以上を用いることができるが、好ましくは、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸アンモニウムである。

本発明におけるあらかじめ栽培する培養液中の硫酸イオン濃度は、２〜８ｍＭであり、好ましくは、４〜６ｍMである。８ｍMを越える場合、硫酸イオン自体の影響で植物の生育に障害が発生する場合があり、２ｍMより低い濃度では、その後のセレン添加に耐え切れず、生育に障害が発生する場合がある。

本発明によるセレン：硫酸イオンのモル比は、１：１以上であり、好ましくは、１０：１〜１０００：１であり、より好ましくは２０：１〜２００：１である。１０００：１よりセレンが多い場合、セレン自体の影響で、植物の生育に障害が発生する場合があり、１：１より硫酸イオンが多いと、植物体へのセレンの取り込み速度が遅くなる。

あらかじめ硫酸イオンを含む培養液で栽培する期間は、１〜９０日間であり、好ましくは、７〜３０日間である。またその後のセレン含有培養液で栽培する期間は、１〜６０日間であり、好ましくは、７〜３０日間である。セレン含有培養液の栽培期間が６０日を越えると生育に障害が発生する場合がある。

栽培方法の形態としては、土壌栽培または養液栽培（例えば、水耕栽培、噴霧栽培、固形培地耕栽培など）に利用することができるが、硫酸イオン濃度及びセレン濃度の管理が容易である水耕栽培が好ましい。栽培に用いる培養液は、セレンと硫酸イオンを除き、一般的に培養液に用いることができる成分（例えば、窒素、リン酸、カリウム、マグネシウム、カルシウムなど）を配合して、調製することができる。施設としては、一般的に用いる施設にて栽培可能であるが、人工照明の植物工場、ガラス温室、日光がよく入るビニールハウスが好ましい。

本発明にて得られたアリウム属植物は、植物体全体又はその一部を用いることができ、そのまま食用、または破砕、抽出、乾燥等加工し、医薬品または健康食品に利用することができる。

医薬品として用いる場合の形態としては、製剤として一般に用いることができる賦形剤、有効成分を配合し、錠剤、顆粒剤、粉末、カプセル剤、液剤として使用することができる。

健康食品として用いる場合の形態としては、固形食品、クリーム状またはジャム状の半流動食品、ゲル状食品、飲料、茶葉等あらゆる食品形態とすることが可能であり、例えば、粉末、カプセル、顆粒、タブレット、ドリンク剤等の形態が挙げられる。このような健康食品へと慣用方法に従って加工することができる。

本発明におけるセレン高含量アリウム属植物栽培方法の好ましい態様としては、例えば、ニンニク、ネギ、またはニラを、あらかじめ４〜６ｍＭの硫酸イオンを含む培養液で、１４〜２８日間水耕栽培し、その後、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が２０：１〜５０：１になるように調整した培養液で、７〜２１日間培養する栽培方法が挙げられる。

以下、実施例により本発明を説明するがこれらは本発明を限定するものではない。

４０日間栽培したニンニクむかご由来の植物体をセレン酸カリウム濃度が５０μM、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が５０：１となるように調整した培養液に移し、３０日間水耕栽培をした。その植物体の全草を収穫し、凍結乾燥後、含まれるセレン含量を測定したところ、セレンとして１６５μｇ／ｇ含まれていた。一方、植物体をセレン酸カリウム濃度が５０μM、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が１：６０となるように調整した培養液で３０日間水耕栽培をした場合、セレン含量は２８μｇ／ｇであった。したがって、セレンの硫酸イオンに対する相対濃度が高い方が効率的に吸収されることが示された。実施例1に用いたセレン培養液の組成を表１に示す。

ニラ種子を、硫酸イオンとして４ｍMを含む培養液に植付け、４０日間水耕栽培をした。その後、植物体をセレン酸カリウム濃度が２５μM、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が２５：１となるように調整した培養液に移し、さらに３０日間栽培した。植物体の全草を収穫し、凍結乾燥後、含まれるセレン含量を測定したところ、セレンとして１０３μｇ／ｇ含まれていた。一方、ニラ種子を、硫酸イオンとして０．００１ｍMを含む培養液に植付け、４０日間栽培した。そのとき植物体の生育に異常はなかったが、その後、植物体をセレン酸カリウム濃度が２５μM、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が２５：１となるように調整した培養液に移したところ約２週間で完全に枯死した。したがって、セレン添加の前に硫酸イオンとして４ｍMの培養液で栽培したことでセレン添加時の毒性が緩和されたことが示された。

組織培養により得たニンニク小りん茎を、硫酸イオンとして６ｍMを含む培養液に植付け、４０日間水耕栽培をした。その後、植物体をセレン酸カリウム濃度が２００μM、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が２００：１となるように調整した培養液に移し、さらに７〜２１日間栽培した。7日間栽培した植物体の全草を収穫し、凍結乾燥後、含まれるセレン含量を測定したところ、セレンとして４５６μｇ／ｇ含まれていた。同様に１４日間栽培した植物体は７４８μｇ／ｇ、２１日間栽培した植物体は７３４μｇ／ｇであった。

ニンニクむかごを、硫酸イオンとして５．５ｍMを含む培養液に植付け、まず４０日間水耕栽培をした。その後、約３７０ｇに成長した植物体を硫酸イオンとして１μMを含む培養液に移し、セレン酸カリウムを３３．６ｍｇ、そのうちセレンとして１２ｍｇを培養液に添加した。このとき、セレン酸カリウム濃度が５０μM、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が５０：１となるようにした。そのまま水耕栽培をつづけ、８日目と１９日目にセレン酸カリウムを３３．６ｍｇ（セレンとして１２ｍｇ）を添加して、栽培を続けた。セレンを添加して３０日間栽培した植物体の全草を収穫し、凍結乾燥後、含まれるセレン含量を測定したところ、セレンとして８４２μｇ／ｇ含まれていた。このとき得られた植物体の乾燥物は３５ｇであり、培養液に添加した合計で３６ｍｇのセレンのうち、２９．５ｍｇが植物体中に回収された。栽培終了後、培養液中に残った５．１ｍｇを合計した回収率は９６．１％であり、栽培に用いたセレンは大気中に放出されることなくほとんどが回収された。実施例４において培養液中のセレン濃度の変化を図１に示し、セレン添加量と回収量を表２に示した。

ニラ種子由来の植物体、タマネギ小りん茎由来の植物体を、硫酸イオンとして５．５ｍMを含む培養液で４０日間水耕栽培した。その後、硫酸イオンとして１μMを含む培養液に移し、セレン酸カリウムを４７．６ｍｇ（セレンとして１７ｍｇ）を添加した。このとき、セレン酸カリウム濃度が３０μM、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が３０：１となるようにした。そのまま水耕栽培をつづけ、セレン酸カリウムを８日目に９２．４ｍｇ（セレンとして３３ｍｇ）、２５日目に１６８．０ｍｇ（セレンとして６０ｍｇ）を、培養液に添加して水耕栽培を続けた。セレンを添加して３６日間栽培した植物体の全草を収穫し、凍結乾燥後、含まれるセレン含量を測定したところ、ニラのセレン含量はセレンとして３９５μｇ／ｇ、タマネギのセレン含量は８５０μｇ／ｇであった。この栽培中、セレン添加後７日目の培養液中のセレン含量は、０．０９９ｍｇ／Ｌであった。

本発明の栽培方法は、セレン高含量のアリウム属植物を得ることができ、アリウム属植物は、錠剤、顆粒、粉末、カプセル剤、液剤などへの加工が可能であり、医薬品及び健康食品への利用に供することができる。

実施例４において培養液中のセレン濃度の変化を表した図である。

Claims (6)

1. あらかじめ２〜８ｍＭの硫酸イオンを含む培養液にて１ 〜 ９０日間培養し、その後、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が１：１以上である培養液にて１〜６０日間培養することを特徴とする、セレン高含量アリウム属植物の栽培方法。
2. アリウム属植物がニンニク、タマネギ、ネギ、ニラ、ラッキョウから選択される請求項１記載の栽培方法。
3. アリウム属植物がりん片、種子、むかご、またはこれらを通常栽培した植物体から選択される請求項２または３記載の栽培方法。
4. セレンが、セレン酸カリウム、セレン酸ナトリウム、亜セレン酸カリウム、亜セレン酸ナトリウムの１種又は２種以上から選ばれた化合物由来のものである請求項１〜３記載の栽培方法。
5. 硫酸イオンを生ずる塩類が、硫酸ナトリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カリウム、硫酸カルシウム、硫酸アンモニウムの１種又は２種以上から選ばれた化合物由来のものである請求項１〜４記載の栽培方法。
6. あらかじめ２〜８ｍＭの硫酸イオンを含む培養液にて１〜９０日間培養し、その後、セレン：硫酸イオンのモル濃度比が１：１以上である培養液にて１〜６０日間培養することを特徴とする、セレン高含量アリウム属植物。

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