JP7617754B2 - How to grow plants - Google Patents
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Description
本発明は、水耕栽培で植物を育成する方法、水耕栽培で育成した植物、水耕栽培装置及び水耕栽培システムに関する。 The present invention relates to a method for growing plants hydroponically, plants grown hydroponically, a hydroponic cultivation device, and a hydroponic cultivation system.
野菜、花卉等の主に商用植物の栽培において、一部については、自然環境の影響を受けにくい屋内での栽培が行われている。一般に屋内栽培は高密度で行われ、土壌等の固形の媒体を使用せず、液状培地（培養液）を使用する水耕栽培が広く実施されている。水耕栽培は、植物の病害、汚染の防除や成長制御が容易である、周年生産が可能である、という利点を有する。 Some of the cultivation of mainly commercial plants such as vegetables and flowers is done indoors where they are less susceptible to the effects of the natural environment. Indoor cultivation is generally done at high density, and hydroponic cultivation, which uses a liquid medium (culture solution) rather than a solid medium such as soil, is widely practiced. Hydroponic cultivation has the advantages of being easy to prevent plant diseases and pollution, easy to control growth, and allows for year-round production.
グルタチオンは、Ｌ－システイン、Ｌ－グルタミン酸、グリシンの３つのアミノ酸からなるペプチドで、人体だけでなく、他の動物や植物、微生物など多くの生体内に存在し、活性酸素種の消去、解毒作用、アミノ酸代謝など、生体にとって重要な化合物である。 Glutathione is a peptide made up of three amino acids, L-cysteine, L-glutamic acid, and glycine, and is present not only in the human body but also in many other living organisms, including other animals, plants, and microorganisms. It is an important compound for the body, helping to eliminate reactive oxygen species, detoxify, and metabolize amino acids.
グルタチオンは生体内で、Ｌ－システイン残基のチオール基が還元されたＳＨの形態である還元型グルタチオン（Ｎ－（Ｎ－γ－Ｌ－グルタミル－Ｌ－システイニル）グリシン、以下「ＧＳＨ」とも称する）と、２分子のＧＳＨのＬ－システイン残基のチオール基が酸化されグルタチオン２分子間でジスルフィド結合を形成した形態である酸化型グルタチオン（以下「ＧＳＳＧ」とも称する）とのいずれかの形態で存在する。 Glutathione exists in the body in one of two forms: reduced glutathione (N-(N-γ-L-glutamyl-L-cysteinyl)glycine, hereafter also referred to as "GSH"), in which the thiol group of the L-cysteine residue is reduced to form SH, and oxidized glutathione (hereafter also referred to as "GSSG"), in which the thiol group of the L-cysteine residue of two molecules of GSH is oxidized to form a disulfide bond between the two glutathione molecules.
グルタチオンは、肥料、医薬品、化粧品などの分野で有用であることが知られている。特許文献１には、グルタチオン（特にＧＳＳＧ）が植物の種子及び花の数を増加させる等、植物の収穫指数を向上させる植物成長調整剤として有用であることが開示されている。 Glutathione is known to be useful in the fields of fertilizers, pharmaceuticals, cosmetics, etc. Patent Document 1 discloses that glutathione (particularly GSSG) is useful as a plant growth regulator that improves the harvest index of plants, such as by increasing the number of seeds and flowers of plants.
特許文献２には、ＬＥＤ照射下での葉菜類野菜の水耕栽培において、葉菜類野菜に緑色の光と紫色の光を同時に照射して、硝酸イオンを低減させ、アスコルビン酸を増加させる、葉菜類野菜の生産方法が開示されている。 Patent Document 2 discloses a method for producing leafy vegetables in which the leafy vegetables are hydroponically grown under LED irradiation, by simultaneously irradiating the vegetables with green and purple light to reduce nitrate ions and increase ascorbic acid.
上記の通り、水耕栽培は、従来の土壌栽培にはない利点を有する。一方で、古くから広く実施されてきた土壌栽培においては、所望の品質の植物を育成するための条件等について多くの知見が得られている。非特許文献１には、同種の植物（野菜）を土壌栽培と水耕栽培で栽培した場合に、その外観、味、機能性物質等の濃度が異なることが報告されている。そのため、水耕栽培で植物を育成するにあたり、例えば肥料の組成や栽培温度等を土壌栽培で最適な条件と同じ条件に設定したとしても、必ずしも所望の品質の植物が得られない、という課題が残る。 As mentioned above, hydroponic cultivation has advantages that conventional soil cultivation does not have. On the other hand, soil cultivation, which has been widely practiced since ancient times, has provided a great deal of knowledge about the conditions for growing plants of the desired quality. Non-Patent Document 1 reports that when the same type of plant (vegetable) is grown in soil and hydroponics, its appearance, taste, and concentration of functional substances, etc. are different. Therefore, when growing plants in hydroponics, even if the fertilizer composition, cultivation temperature, etc. are set to the same conditions as optimal conditions for soil cultivation, the problem remains that plants of the desired quality are not necessarily obtained.
葉物野菜等の食用野菜においては、ビタミン、ミネラル、ポリフェノール、アミノ酸等の機能性成分がより豊富に含まれるものが望まれる。一方で、硝酸態窒素等の有害物質については、より含有量が少ないものが望まれる。しかし、このような有用性の高い植物を取得するにあたり、土壌栽培で取得された豊富な知見は、水耕栽培においては直接的に応用することが出来ない。したがって、水耕栽培において、有用性の高い植物を得るための適した栽培条件等を明らかにすることが望まれる。 Edible vegetables such as leafy vegetables are desired to be rich in functional ingredients such as vitamins, minerals, polyphenols, and amino acids. On the other hand, it is desirable to have less harmful substances such as nitrate nitrogen. However, when it comes to obtaining such useful plants, the wealth of knowledge gained from soil cultivation cannot be directly applied to hydroponic cultivation. Therefore, it is desirable to clarify the appropriate cultivation conditions for obtaining useful plants in hydroponic cultivation.
本発明は、水耕栽培において、機能性成分の含有量の高い植物を得るための植物の育成方法を提供することを課題とする。また、本発明は、機能性成分の含有量の高い植物を得るための水耕栽培用装置、水耕栽培システム、及び機能性成分増加促進剤を提供することを課題とする。 The present invention aims to provide a method for growing plants in hydroponic cultivation to obtain plants with a high content of functional ingredients. It also aims to provide a hydroponic cultivation device, a hydroponic cultivation system, and a functional ingredient increase promoter to obtain plants with a high content of functional ingredients.
本発明者らは、鋭意検討の結果、水耕栽培において、グルタチオンを含む培養液を植物に供給することで、機能性成分である葉酸及びポリフェノールの含有量が増加することを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本明細書によれば、以下の発明が提供される。
As a result of extensive research, the inventors discovered that supplying a culture solution containing glutathione to a plant in hydroponic cultivation increases the content of functional ingredients such as folic acid and polyphenols, and thus completed the present invention.
That is, according to the present specification, the following invention is provided.
（１）水耕栽培で植物を育成する方法であって、グルタチオンを含む培養液を前記植物に供給する工程を含む、方法。
（２）前記植物の葉酸及び／又はポリフェノール含有量を増加させる、（１）の方法。
（３）紫色光を前記植物に照射する工程をさらに含む、（１）又は（２）の方法。
（４）前記紫色光が４０５ｎｍの波長を有する光である、（３）の方法。
（５）前記紫色光を人工光で照射する、（３）又は（４）の方法。
（６）前記紫色光を太陽光として照射する、（３）又は（４）の方法。
（７）前記グルタチオンが酸化型グルタチオンである、（１）～（６）のいずれかの方法。
（８）前記培養液中のグルタチオン含有量が０．５～３００ｐｐｍである、（１）～（７）のいずれかの方法。
（９）グルタチオンを含む培養液を、前記植物の定植後から収穫までの期間中に供給する、（１）～（８）のいずれかの方法。
（１０）グルタチオンを含む培養液を複数回供給する、（１）～（９）のいずれかの方法。
（１１）前記植物が葉物野菜である、（１）～（１０）のいずれかの方法。
（１２）（１）～（１１）のいずれかの方法で育成することで生産された植物。
（１３）植物を固定するための固定部、グルタチオンを含む培養液を植物に供給する供給部、及び紫色光を前記植物に照射する光源、を備える水耕栽培用装置。
（１４）植物を固定するための固定装置、グルタチオンを含む培養液を植物に供給する供給装置、及び紫色光を前記植物に照射する光源装置、を備える水耕栽培システム。
（１５）グルタチオンを含む、植物の葉酸及び／又はポリフェノール含有量の増加促進剤。
（１６）水耕栽培用の培養液組成物に添加するための、（１５）の剤。
（１７）紫色光照射下での水耕栽培用の培養液組成物に添加するための、（１５）の剤。
(1) A method for hydroponically cultivating a plant, the method comprising a step of supplying the plant with a culture solution containing glutathione.
(2) The method according to (1), further comprising increasing the folic acid and/or polyphenol content of the plant.
(3) The method according to (1) or (2), further comprising the step of irradiating the plant with purple light.
(4) The method according to (3), wherein the violet light has a wavelength of 405 nm.
(5) The method according to (3) or (4), wherein the purple light is irradiated by artificial light.
(6) The method according to (3) or (4), wherein the purple light is irradiated as sunlight.
(7) Any of the methods according to (1) to (6), wherein the glutathione is oxidized glutathione.
(8) Any of the methods (1) to (7), wherein the glutathione content in the culture medium is 0.5 to 300 ppm.
(9) Any of the methods according to (1) to (8), wherein a culture solution containing glutathione is supplied during the period from planting of the plant to harvesting.
(10) Any of the methods (1) to (9), wherein the culture medium containing glutathione is supplied multiple times.
(11) Any of the methods (1) to (10), wherein the plant is a leafy vegetable.
(12) A plant produced by cultivating it using any of the methods (1) to (11).
(13) A hydroponic cultivation device comprising: a fixing unit for fixing a plant; a supply unit for supplying a culture solution containing glutathione to the plant; and a light source for irradiating the plant with purple light.
(14) A hydroponic cultivation system comprising: a fixing device for fixing a plant; a supplying device for supplying a culture solution containing glutathione to the plant; and a light source device for irradiating the plant with purple light.
(15) An agent for increasing the folic acid and/or polyphenol content in plants, comprising glutathione.
(16) The agent according to (15) for addition to a culture solution composition for hydroponic cultivation.
(17) The agent according to (15) for addition to a culture solution composition for hydroponic cultivation under irradiation with purple light.
本発明によれば、水耕栽培において、機能性成分の含有量の高い植物を得るための植物の育成方法を提供することが可能である。また、本発明によれば、機能性成分の含有量の高い植物を得るための水耕栽培用装置、水耕栽培システム、及び機能性成分増加促進剤を提供することが可能である。 According to the present invention, it is possible to provide a method for growing plants in hydroponic cultivation to obtain plants with a high content of functional components. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a hydroponic cultivation device, a hydroponic cultivation system, and a functional component increase promoter to obtain plants with a high content of functional components.
［１］水耕栽培で植物を育成する方法
本発明の方法は、グルタチオンを含む培養液を前記植物に供給する工程を含むことを特徴とする、水耕栽培で植物を育成する方法である。本発明の方法は、このような特徴を有することで、葉酸及び／又はポリフェノール含有量の高い植物を取得することが可能である。
[1] Method for growing a plant by hydroponic cultivation The method of the present invention is a method for growing a plant by hydroponic cultivation, which is characterized by including a step of supplying a culture solution containing glutathione to the plant. The method of the present invention has such characteristics that it is possible to obtain a plant having a high content of folic acid and/or polyphenols.
［１－１］本発明の方法の構成
本明細書において「植物」は、人工的に栽培される対象となり得る植物であれば、特に限定されず、いずれの植物も包含する。本発明の方法は、特に商用植物、中でも野菜、果物、海藻等の食用植物の水耕栽培に好適に使用される。さらに、本発明の方法は、葉物野菜の栽培により好適に使用される。
[1-1] Configuration of the method of the present invention In this specification, the term "plant" is not particularly limited and includes any plant that can be cultivated artificially. The method of the present invention is particularly suitable for hydroponic cultivation of commercial plants, particularly edible plants such as vegetables, fruits, and seaweed. Furthermore, the method of the present invention is more suitable for cultivation of leafy vegetables.
本明細書において「葉物野菜」とは、葉や茎の部分を主に食用とする野菜を言い、例えば、レタス、水菜、ホウレンソウ、春菊、コマツナ、チンゲンサイ、キャベツ、白菜、ネギ類、ミツバ、シソ、カラシナ、ケール、ハーブ類（ルッコル、バジル等）等が挙げられるが、これらに限定されない。 In this specification, "leafy vegetables" refers to vegetables whose leaves and stems are primarily edible, and examples include, but are not limited to, lettuce, mizuna, spinach, chrysanthemum, komatsuna, bok choy, cabbage, Chinese cabbage, leeks, mitsuba, shiso, mustard, kale, and herbs (lucol, basil, etc.).
葉物野菜、海藻等には、葉酸が含まれることが知られる。葉酸とは、狭義にはプテノイルモノグルタミン酸のことを指し、自然界には稀にしか存在しない。本明細書において「葉酸」とは、狭義の葉酸に加え、一般に食品中に存在する複数のプテノイルモノグルタミン酸の誘導体を包含するものと定義する。葉酸は、ビタミンＢ群の一種であり、ビタミンＭ、ビタミンＢ９、ブテロイルグルタミン酸とも呼ばれる水溶性ビタミンである。葉酸は、ビタミンＢ１２とともに赤血球の生産を促進する、核酸やタンパク質の生合成を促進して細胞の生産、再生を補助する、等、人体の発育に重要な働きを有する成分である。葉酸は、特に胎児にとって重要な成分であり、妊婦の摂取が推奨される。厚生労働省「日本人の食事摂取基準」（２０２０年版）では、葉酸の一日の推奨摂取量は、成人で２４０μｇであり、妊婦の場合はさらに２４０μｇを追加で摂取することが推奨されている。一方、葉酸は、水溶性ビタミンであり、過剰摂取による健康被害は非常に限定的なものであるが、一日の摂取量は１０００μｇ以下とすることが推奨されている。 It is known that leafy vegetables, seaweed, etc. contain folic acid. In the narrow sense, folic acid refers to putenoylmonoglutamic acid, which rarely exists in nature. In this specification, "folic acid" is defined to include not only folic acid in the narrow sense, but also multiple derivatives of putenoylmonoglutamic acid that are generally present in foods. Folic acid is a type of vitamin B group, and is a water-soluble vitamin also called vitamin M, vitamin B9 , and buteroylglutamic acid. Folic acid is a component that has an important role in the development of the human body, such as promoting the production of red blood cells together with vitamin B12 , promoting the biosynthesis of nucleic acids and proteins to assist in the production and regeneration of cells, etc. Folic acid is an important component, especially for fetuses, and is recommended for pregnant women to take. According to the Ministry of Health, Labor and Welfare's "Dietary Reference Intakes for Japanese" (2020 edition), the recommended daily intake of folic acid is 240 μg for adults, and an additional 240 μg is recommended for pregnant women. On the other hand, folic acid is a water-soluble vitamin, and the health hazards caused by excessive intake are very limited, but it is recommended that the daily intake be limited to 1000 μg or less.
本発明の方法で取得された植物は、本発明の方法によらずに取得された植物と比較して、葉酸含有量が高いことが好ましい。例えば、植物としてレタスに本発明の方法を適用した場合、得られるレタスの葉酸含有量は、生重量１００ｇあたり、３５μｇ以上、特に４０μｇ以上が好ましく、５００μｇ以下、特に２５０μｇ以下となることが好ましい。また、コマツナに本発明の方法を適用した場合、得られるコマツナの葉酸含有量は、生重量１００ｇあたり、９０μｇ以上、特に９５μｇ以上であることが好ましく、５００μｇ以下、特に２５０μｇ以下となることが好ましい。 It is preferable that the plant obtained by the method of the present invention has a higher folic acid content than a plant obtained without the method of the present invention. For example, when the method of the present invention is applied to lettuce as a plant, the folic acid content of the obtained lettuce is preferably 35 μg or more, particularly 40 μg or more, and 500 μg or less, particularly 250 μg or less, per 100 g of fresh weight. Also, when the method of the present invention is applied to komatsuna, the folic acid content of the obtained komatsuna is preferably 90 μg or more, particularly 95 μg or more, and 500 μg or less, particularly 250 μg or less, per 100 g of fresh weight.
本発明の方法で取得された植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、葉酸含有量が向上する。具体的には、本発明の植物における葉酸含有量は、本発明の方法によらず育成された植物と比較して、例えば１．０５倍（５％増）以上であることが好ましく、１．１倍（１０％増）以上がより好ましく、１．２倍（２０％増）以上がより好ましく、１．２５倍（２５％増）以上がより好ましく、１．５倍（５０％増）以上であることがさらに好ましい。 The plant obtained by the method of the present invention has an improved folic acid content compared to a plant grown without the method of the present invention. Specifically, the folic acid content in the plant of the present invention is, for example, preferably 1.05 times (5% increase) or more, more preferably 1.1 times (10% increase) or more, more preferably 1.2 times (20% increase) or more, more preferably 1.25 times (25% increase) or more, and even more preferably 1.5 times (50% increase) or more, compared to a plant grown without the method of the present invention.
本明細書において「ポリフェノール」とは、フェノール性水酸基を２個以上含む構造を有する成分を指す。野菜等の食用植物に含まれるポリフェノールとしては、アピイン、アントシアニン、クロロゲン酸、ラクチュコピコクリン、ケルセチン、ルチン、イソフラボン等が知られる。ポリフェノールは、強い抗酸化作用を有し、発癌抑制効果、老化防止作用、毛細血管保護作用、抗アレルギー作用等を有することが報告されている。 In this specification, "polyphenol" refers to a component having a structure containing two or more phenolic hydroxyl groups. Polyphenols contained in edible plants such as vegetables include apiin, anthocyanin, chlorogenic acid, lactucopycoclin, quercetin, rutin, isoflavone, etc. Polyphenols have been reported to have strong antioxidant properties, as well as carcinogenesis suppression effects, anti-aging effects, capillary protection effects, anti-allergic effects, etc.
本発明の方法で取得された植物は、本発明の方法によらずに取得された植物と比較して、ポリフェノール含有量が高いことが好ましい。例えば、レタスに本発明の方法を適用した場合、得られるレタスのポリフェノール含有量は、４０ｍｇ以上、特に５０ｍｇ以上となることが好ましい。レタスの中でも、特に赤系レタスと呼ばれる紅色から紅褐色がかかった葉を有する品種のレタスにおいては、ポリフェノール含有量が高いことが知られる。赤系レタスに本発明の方法を適用した場合は、得られる赤系レタスのポリフェノール含有量は、生重量１００ｇあたり５０ｍｇ以上、特に８０ｍｇ以上となることが好ましい。コマツナに本発明の方法を適用した場合は、得られるコマツナのポリフェノール含有量は、生重量１００ｇあたり６０ｍｇ以上、特に７０ｍｇ以上となることが好ましい。 It is preferable that the plant obtained by the method of the present invention has a higher polyphenol content than a plant obtained without the method of the present invention. For example, when the method of the present invention is applied to lettuce, the polyphenol content of the obtained lettuce is preferably 40 mg or more, particularly 50 mg or more. Among lettuces, lettuce varieties with red to reddish brown leaves, known as red lettuce, are known to have a high polyphenol content. When the method of the present invention is applied to red lettuce, the polyphenol content of the obtained red lettuce is preferably 50 mg or more, particularly 80 mg or more per 100 g fresh weight. When the method of the present invention is applied to Japanese komatsuna, the polyphenol content of the obtained Japanese komatsuna is preferably 60 mg or more, particularly 70 mg or more per 100 g fresh weight.
本発明の方法で取得された植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、ポリフェノール含有量が向上する。具体的には、本発明の植物におけるポリフェノール含有量は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、例えば１．１倍（１０％増）以上がより好ましく、１．２倍（２０％増）以上がより好ましく、１．２５倍（２５％増）以上がより好ましく、１．５倍（５０％増）以上であることがさらに好ましい。 The plant obtained by the method of the present invention has an improved polyphenol content compared to a plant grown without the method of the present invention. Specifically, the polyphenol content in the plant of the present invention is, for example, more preferably 1.1 times (10% increase) or more, more preferably 1.2 times (20% increase) or more, more preferably 1.25 times (25% increase) or more, and even more preferably 1.5 times (50% increase) or more compared to a plant grown without the method of the present invention.
本明細書において「硝酸態窒素」とは、硝酸塩及び硝酸イオンの形で存在する窒素を指す。硝酸態窒素は、野菜等の苦みやえぐみの原因とされ、大量に含まれると野菜の味が損なわれる。また、ヒトが硝酸態窒素を大量に摂取すると、体内で腸内細菌により亜硝酸態窒素に還元され、これが体内に吸収されるとメトヘモグロビン血症などの酸素欠乏症を生じるおそれがある。 In this specification, "nitrate nitrogen" refers to nitrogen that exists in the form of nitrates and nitrate ions. Nitrate nitrogen is said to cause the bitterness and astringency of vegetables, and if present in large quantities, it impairs the taste of the vegetables. Furthermore, when humans ingest large amounts of nitrate nitrogen, it is reduced to nitrite nitrogen by intestinal bacteria in the body, and if this is absorbed into the body, it may cause oxygen deficiency such as methemoglobinemia.
本発明の方法で取得された植物は、本発明の方法によらずに取得された植物と比較して、硝酸態窒素含有量が低いことが好ましい。例えば、レタスに本発明の方法を適用した場合、得られるレタスの硝酸態窒素含有量は、生重量１００ｇあたり３００ｍｇ以下、特に２００ｍｇ以下であることが好ましい。また、コマツナに本発明の方法を適用した場合は、得られるコマツナの硝酸態窒素含有量は、７００ｍｇ以下、特に６００ｍｇ以下となることが好ましい。 It is preferable that plants obtained by the method of the present invention have a lower nitrate nitrogen content than plants obtained without the method of the present invention. For example, when the method of the present invention is applied to lettuce, the nitrate nitrogen content of the resulting lettuce is preferably 300 mg or less, and particularly 200 mg or less, per 100 g fresh weight. Also, when the method of the present invention is applied to komatsuna, the nitrate nitrogen content of the resulting komatsuna is preferably 700 mg or less, and particularly 600 mg or less.
本発明の方法で取得された植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、硝酸態窒素含有量が低減することが好ましい。具体的には、本発明の植物における硝酸態窒素含有量は、本発明の方法によらず育成された植物と比較して、例えば０．９倍（９０％）以下であることが好ましく、０．７倍（７０％）以下であることがより好ましく、０．５倍（５０％）以下であるとさらに好ましい。 The plant obtained by the method of the present invention preferably has a reduced nitrate nitrogen content compared to a plant grown without the method of the present invention. Specifically, the nitrate nitrogen content in the plant of the present invention is preferably, for example, 0.9 times (90%) or less, more preferably 0.7 times (70%) or less, and even more preferably 0.5 times (50%) or less, compared to a plant grown without the method of the present invention.
本明細書において、グルタチオンは、酸化型グルタチオン（ＧＳＳＧ）であってもよいし、還元型グルタチオン（ＧＳＨ）であってもよいし、ＧＳＳＧとＧＳＨとの混合物であってもよい。各形態のグルタチオンは、例えば、国際公開公報２０１６／０１７６３１に記載の方法で製造することができる。ＧＳＳＧは、ＧＳＨ（Ｎ－（Ｎ－γ－Ｌ－グルタミル－Ｌ－システイニル）グリシン）の２分子が、ジスルフィド結合を介して結合して形成される物質であり、フリー体は次式で表される。
本明細書において、ＧＳＳＧは、他の物質と結合しておらずイオン化していないフリー体、ＧＳＳＧと酸又は塩基とで形成される塩、これらの水和物、これらの混合物等の、各種形態のＧＳＳＧを包含し得る。ＧＳＳＧは、同一のアミノ酸配列からなるｎが３のオリゴペプチド鎖の２つが、各々のシステイン残基の側鎖を介してジスルフィド結合により連結しているという特徴的な構造を有する。 In this specification, GSSG may include various forms of GSSG, such as a free form that is not bound to other substances and is not ionized, a salt formed by GSSG with an acid or base, a hydrate thereof, and a mixture thereof. GSSG has a characteristic structure in which two oligopeptide chains with n=3 consisting of the same amino acid sequence are linked by a disulfide bond via the side chains of each cysteine residue.
ＧＳＳＧの塩は、アンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩等の目的に応じて許容される１種以上の塩であれば特に限定されない。 The salt of GSSG is not particularly limited as long as it is one or more salts acceptable for the purpose, such as ammonium salt, calcium salt, magnesium salt, sodium salt, lithium salt, etc.
ＧＳＨは、Ｎ－（Ｎ－γ－Ｌ－グルタミル－Ｌ－システイニル）グリシンとも表記される。本明細書において、ＧＳＨは、他の物質と結合しておらずイオン化していないフリー体、ＧＳＨと酸又は塩基とで形成される塩、これらの水和物、これらの混合物等の各種形態のＧＳＨを包含し得る。 GSH is also written as N-(N-γ-L-glutamyl-L-cysteinyl)glycine. In this specification, GSH may include various forms of GSH, such as a free form that is not bound to other substances and is not ionized, a salt formed with GSH and an acid or base, a hydrate thereof, and a mixture thereof.
ＧＳＨの塩は、アンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、ナトリウム塩、リチウム塩等の目的に応じて許容される１種以上の塩であれば特に限定されない。 The salt of GSH is not particularly limited as long as it is one or more salts acceptable for the purpose, such as ammonium salt, calcium salt, magnesium salt, sodium salt, lithium salt, etc.
本発明の方法において、グルタチオンは、ＧＳＳＧを含有することが好ましい。グルタチオンに占めるＧＳＳＧの質量比は、好ましくは、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９５％以上、９８％以上又は１００％である。 In the method of the present invention, the glutathione preferably contains GSSG. The mass ratio of GSSG to glutathione is preferably 70% or more, 80% or more, 90% or more, 95% or more, 98% or more, or 100%.
本明細書において、「培養液」とは、水耕栽培に使用される、植物の根に供給される液体をいう。具体的には、窒素、リン、カリウム等の植物の生育に必須の栄養素を含む市販の液体肥料（例えば、ハイポニカ（登録商標）液肥（協和株式会社）等）を水で希釈したものをいう。本発明の方法に使用する培養液は、さらにグルタチオンを含む。培養液に含まれるグルタチオンの量の下限は、各形態の合計で０．５ｐｐｍ以上が好ましく、特に１ｐｐｍ以上とすることが好ましい。また前記グルタチオン量の上限は、各形態の合計で３００ｐｐｍ以下が好ましく、特に１００ｐｐｍ以下、さらには２０ｐｐｍ以下とすることが好ましい。ここでいうグルタチオンの量は、フリーＧＳＳＧ換算量を指すものとする。 In this specification, the term "culture solution" refers to a liquid used in hydroponic cultivation and supplied to the roots of plants. Specifically, it refers to a commercially available liquid fertilizer (e.g., Hyponica (registered trademark) liquid fertilizer (Kyowa Co., Ltd.)) containing nutrients essential for plant growth such as nitrogen, phosphorus, and potassium, diluted with water. The culture solution used in the method of the present invention further contains glutathione. The lower limit of the amount of glutathione contained in the culture solution is preferably 0.5 ppm or more in total for all forms, and more preferably 1 ppm or more. The upper limit of the amount of glutathione is preferably 300 ppm or less in total for all forms, and more preferably 100 ppm or less, and even more preferably 20 ppm or less. The amount of glutathione referred to here refers to the amount converted into free GSSG.
本明細書において「紫色光」とは、４０５ｎｍの波長を有する光を指す。本発明において、植物に照射される光は、紫色光を含む光であれば、人工光であっても、自然光（太陽光）であってもよい。ここでいう「人工光」は、自然光以外の光全般を指し、光源としては、白熱電灯、蛍光灯及びＬＥＤ等をいずれも使用可能である。植物に照射される光は、光合成有効光量子束密度（ＰＰＦＤ）が、１００μｍｏｌ／ｍ２ｓ以上、特に１５０μｍｏｌ／ｍ２ｓ以上であることが好ましい。以下、人工光を使用する態様について説明する。 In this specification, "purple light" refers to light having a wavelength of 405 nm. In the present invention, the light irradiated to the plant may be artificial light or natural light (sunlight) as long as it contains purple light. "Artificial light" here refers to light other than natural light in general, and any of incandescent lamps, fluorescent lamps, LEDs, etc. can be used as the light source. The light irradiated to the plant preferably has a photosynthetic photon flux density (PPFD) of 100 μmol/m 2 s or more, particularly 150 μmol/m 2 s or more. Hereinafter, an embodiment in which artificial light is used will be described.
植物の屋内栽培においては、通常、蛍光灯、ＬＥＤ等の人工光の照射が行われる。また屋外の温室栽培においても、太陽光の補光のために人工光の照射が行われる場合がある。ＬＥＤとしては、植物栽培に適したブロードな波長スペクトルに調整されたものや、赤色、青色、緑色の光を制御可能なＲＧＢ独立調光ＬＥＤ光源を好適に使用できる。本発明の方法においては、これらの照明に加えて、約３８０～４２０ｎｍ（ピーク波長：４０５ｎｍ付近）の波長を有する紫色光を発する紫色ＬＥＤ光源を組み合わせて使用することが好ましい。この４０５ｎｍの紫色光は、光形態形成ストレス誘導のための光源になっている。このようなＬＥＤ光源が各栽培槽の植物に光が照射されるように配置される。ここで、光形態形成について簡単に説明する。光形態形成とは、植物の光応答の一種であり、光によって植物の生長分化などの形態を制御するものを指す。高等植物では、光受容体の一種であるフィトクロムを介するタイプ、（紫外－）青色受容体を介するタイプが知られている。一般に、青色光反応（青色光応答、紫外－青色光反応、紫外－青色光応答）における光形態形成には、胚軸の伸長抑制、子葉展開、子葉開閉、色素生合成などが知られている。 In indoor cultivation of plants, artificial light such as fluorescent lamps and LEDs is usually used. In outdoor greenhouse cultivation, artificial light may also be used to supplement sunlight. As LEDs, those adjusted to a broad wavelength spectrum suitable for plant cultivation, and RGB independent dimming LED light sources capable of controlling red, blue, and green light can be preferably used. In the method of the present invention, in addition to these lights, it is preferable to use a purple LED light source that emits purple light having a wavelength of about 380 to 420 nm (peak wavelength: around 405 nm). This 405 nm purple light is a light source for inducing photomorphogenic stress. Such LED light sources are arranged so that light is irradiated to the plants in each cultivation tank. Here, photomorphogenesis will be briefly explained. Photomorphogenesis is a type of photoresponse of plants, and refers to the control of the morphology of plants, such as growth differentiation, by light. In higher plants, a type mediated by phytochrome, a type of photoreceptor, and a type mediated by (ultraviolet-) blue receptors are known. In general, photomorphogenesis in blue light responses (blue light response, ultraviolet-blue light response, ultraviolet-blue light response) is known to involve inhibition of hypocotyl elongation, cotyledon expansion, cotyledon opening and closing, and pigment biosynthesis.
水耕栽培の方式は、湛液型水耕法（Ｄｅｅｐ Ｆｌｏｗ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＤＦＴ））方式と薄膜型水耕法（Ｎｕｔｒｉｅｎｔ Ｆｉｌｍ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ（ＮＦＴ））方式の２つに大別される。ＤＦＴ方式は、栽培槽を水平に保ち、培養液を比較的大量に貯めて、定植パネルを浮かべた状態で苗を植え、培養液を循環させて栽培するである。植物の根の全体又は一部が培養液に浸漬された状態が維持されることを特徴とする。多くの培養液に根の全体を浸すことから、酸素不足による根腐れ等を防止するために、エアポンプ等を用いて培養液中に空気を送り込む必要がある。ＮＦＴ方式は、栽培槽に緩やかな傾斜をつけて固定し、培養液を少量ずつ流下させながら栽培する方式である。培養液を薄く循環させるため、空気中の酸素が培養液に多く溶解することから、植物の根が酸素を多く取り込みやすい、という利点を有する一方で、絶えず培養液を流し続けなくてはならない、培養液の濃度や成分の変化が生じやすい、等の課題もある。本発明の方法は、ＤＦＴ方式、ＮＦＴ方式のいずれの方式で実施されてもよい。 Hydroponic cultivation methods are broadly divided into two types: Deep Flow Technique (DFT) and Nutrient Film Technique (NFT). In the DFT method, the cultivation tank is kept horizontal, a relatively large amount of culture solution is stored, and seedlings are planted with a floating planting panel, and the culture solution is circulated to cultivate the plants. It is characterized by maintaining a state in which the whole or part of the plant's roots are immersed in the culture solution. Since the whole roots are immersed in a large amount of culture solution, it is necessary to pump air into the culture solution using an air pump or the like to prevent root rot due to lack of oxygen. In the NFT method, the cultivation tank is fixed with a gentle slope, and the culture solution is allowed to flow down in small amounts. Because the culture solution is circulated at a low concentration, a large amount of oxygen from the air dissolves in the culture solution, which has the advantage that the roots of the plant can easily take in a large amount of oxygen. However, there are also problems such as the need to constantly flow the culture solution and the tendency for the concentration and components of the culture solution to change. The method of the present invention may be carried out using either the DFT method or the NFT method.
［１－２］本発明の方法の各工程
本発明の方法は、植物にグルタチオンを含む培養液を供給する工程を含む方法であれば、その他の工程の詳細については特に限定されないが、以下に、本発明の方法の各工程の好適な実施形態を示す。以下、本発明の方法の好適な実施形態として、「植物」を野菜とする実施形態について説明するが、本発明の方法を野菜の育成方法に限定することを意図するものではない。
[1-2] Each step of the method of the present invention As long as the method of the present invention includes a step of supplying a culture solution containing glutathione to a plant, the details of the other steps are not particularly limited, but preferred embodiments of each step of the method of the present invention are shown below. As a preferred embodiment of the method of the present invention, an embodiment in which the "plant" is a vegetable will be described below, but it is not intended to limit the method of the present invention to a method for growing vegetables.
本発明の方法の一実施形態は、（ａ）野菜の種子等を苗まで育てる育苗工程、（ｂ）育苗された苗を水耕栽培用装置に植え替える定植工程、（ｃ）定植された野菜の根に培養液を供給する工程、（ｄ）定植された野菜の葉に紫色光を照射する工程、を備え得る。 One embodiment of the method of the present invention may include (a) a seedling raising step of growing vegetable seeds or the like into seedlings, (b) a planting step of transplanting the raised seedlings into a hydroponic cultivation device, (c) a step of supplying a culture solution to the roots of the planted vegetables, and (d) a step of irradiating the leaves of the planted vegetables with purple light.
(ａ)育苗工程
本発明の方法は、育苗工程を備え得る。本明細書において、「育苗」とは、植物の種子又は球根を、苗まで育てる工程を指す。以下、本発明の好適な実施形態として、植物の種子を育苗、育成する工程を示すが、本発明は種子の育成に限定されるものではない。通常、種子は最初から本栽培の環境で育てるのではなく、発芽して苗となるまで別の環境で育成される。播種は、土壌に行ってもよく、発泡ウレタン、スポンジ、海綿等の多孔質かつ吸水性の基材に水分を含ませたものに行ってもよい。
(a) Seedling raising step The method of the present invention may include a seedling raising step. In this specification, "seedling raising" refers to a step of raising a plant seed or bulb until it becomes a seedling. Hereinafter, as a preferred embodiment of the present invention, a step of raising and raising a plant seed is shown, but the present invention is not limited to seed raising. Usually, seeds are not raised in a main cultivation environment from the beginning, but are raised in a different environment until they germinate and become seedlings. Seeding may be performed in soil, or on a moistened porous and water-absorbent substrate such as urethane foam, sponge, or sea sponge.
育苗工程において、水分の供給手段は、底面潅水、散布等の手段があるが、底面潅水による供給がより好ましい。供給する水分には、グルタチオン、窒素、リン、カリウム等が含まれていてもよい。 In the seedling raising process, water can be supplied by bottom irrigation, spraying, etc., but bottom irrigation is more preferable. The water supplied may contain glutathione, nitrogen, phosphorus, potassium, etc.
（ｂ）定植工程
育苗工程で得られた苗は、水耕栽培の本栽培の系、具体的には栽培槽上の定植パネルに移植（定植）される。育苗に基材を使用した場合は、苗の根に基材がついた状態で定植されてもよい。いずれの態様においても、苗の根が培養液に接触する状態が維持されるように定植する必要がある。
(b) Planting step The seedlings obtained in the seedling raising step are transplanted (planted) into a hydroponic cultivation system, specifically, into a planting panel on a cultivation tank. When a substrate is used for raising the seedlings, the seedlings may be planted with the substrate attached to their roots. In either embodiment, the seedlings need to be planted so that their roots are kept in contact with the culture solution.
（ｃ）培養液供給工程
定植後の植物を、収穫可能となるまで育成する。育成期間中、植物の根が培養液に接触する状態を維持するが、培養液は、雑菌等の繁殖を防止するため、循環させるか、定期的に入れ替えることが好ましい。培養液は、常にグルタチオンを含むものを使用してもよいが、グルタチオンを含むものと含まないものを交互に使用してもよい。あるいは、グルタチオンを含まない通常の培養液を灌流する系において、培養液タンクあるいは濃厚原液タンクに１回または複数回グルタチオンを添加する方法を用いてもよい。グルタチオンを植物に供給する時期は、特に限定されず、上記の通り、育苗工程でグルタチオンが供給されてもよいが、特に、定植後、収穫までの期間に供給されることが好ましい。栽培期間にもよるが、グルタチオンは、定植後、３日～２週間に１回、好ましくは７～１０日間に１回程度で複数回、培養液に添加されることが好ましい。その際に、培養液に添加されるグルタチオンは、植物に供給される培養液におけるグルタチオン濃度が０．５～３００ｐｐｍ、特に１～１００ｐｐｍ、さらに１～２０ｐｐｍとなる量とすることが好ましい。また、グルタチオンが培養液に添加される回数は、複数回、特に２～２０回とすることが好ましい。培養液に添加するグルタチオンの態様は特に限定されず、水溶液等の液体状であっても、粉末、顆粒等の固形物の状態であってもよい。
(c) Culture Solution Supplying Step Plants after planting are grown until they can be harvested. During the growing period, the roots of the plants are kept in contact with the culture solution, but the culture solution is preferably circulated or periodically replaced to prevent the proliferation of bacteria and the like. The culture solution may always contain glutathione, or may alternate between one containing glutathione and one not. Alternatively, a method of adding glutathione to a culture solution tank or a concentrated stock solution tank once or multiple times in a system in which a normal culture solution not containing glutathione is perfused may be used. The time when glutathione is supplied to the plants is not particularly limited, and as described above, glutathione may be supplied during the seedling raising step, but it is particularly preferable to supply glutathione during the period from planting to harvest. Although it depends on the cultivation period, it is preferable that glutathione is added to the culture solution multiple times, once every 3 days to 2 weeks, preferably once every 7 to 10 days, after planting. In this case, the amount of glutathione added to the culture solution is preferably such that the glutathione concentration in the culture solution supplied to the plant is 0.5 to 300 ppm, particularly 1 to 100 ppm, and further preferably 1 to 20 ppm. Moreover, it is preferable that glutathione is added to the culture solution multiple times, particularly 2 to 20 times. The form of glutathione added to the culture solution is not particularly limited, and it may be in a liquid form such as an aqueous solution, or in a solid form such as a powder or granules.
（ｄ）紫色光照射工程
本発明の方法は、紫色光、特に４０５ｎｍの波長の光を植物の葉に照射する工程を備える。紫色光を照射する時期は、特に限定されず、育苗期間から本栽培期間の全育成期間にわたってもよいが、定植後から収穫までの期間であって、特にグルタチオンを含む培養液が供給されている期間に紫色光が照射されることが好ましい。植物に照射される光は、紫色光が含まれていればよく、人工光であっても、自然光であってもよい。
(d) Purple light irradiation step The method of the present invention includes a step of irradiating the leaves of the plant with purple light, particularly light with a wavelength of 405 nm. The time of irradiating the purple light is not particularly limited, and may be throughout the entire growth period from the seedling period to the main cultivation period, but it is preferable that the purple light is irradiated during the period from planting to harvest, particularly during the period when the culture solution containing glutathione is supplied. The light irradiated to the plant may be artificial light or natural light as long as it contains purple light.
植物の屋内栽培においては、蛍光灯、ＬＥＤ等の人工光の照射が行われる。本発明の方法では、蛍光灯、ＬＥＤ等の従来から使用される人工光に加えて、紫色ＬＥＤ光源を使用することが好ましい。一日あたり光照射時間は、特に限定されず、終日であってもよいが、屋外の日照時間に合わせて点灯・消灯を繰り返してもよい。特に、紫色ＬＥＤ光源からは、終日照射してもよい。 When cultivating plants indoors, artificial light such as fluorescent lamps and LEDs is used. In the method of the present invention, it is preferable to use a purple LED light source in addition to conventional artificial light such as fluorescent lamps and LEDs. The light irradiation time per day is not particularly limited and may be all day, but may be turned on and off repeatedly according to the outdoor sunlight hours. In particular, irradiation may be all day from the purple LED light source.
［２］本発明の方法で育成された植物
本発明の植物は、上記［１］水耕栽培で植物を育成する方法の項に記載した方法で育成されたことを特徴とする。具体的には、水耕栽培で、グルタチオンを含む培養液を供給されて育成された植物である。
[2] Plants grown by the method of the present invention The plant of the present invention is characterized in that it is grown by the method described in the above section [1] Method for growing a plant by hydroponic cultivation. Specifically, the plant is grown by hydroponic cultivation while being supplied with a culture solution containing glutathione.
本発明の植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、葉酸含有量が高いことが好ましい。本発明の植物がレタスである場合、葉酸含有量は、生重量１００ｇあたり、３５μｇ以上、特に４０μｇ以上であることが好ましく、５００μｇ以下、特に２５０μｇ以下であることが好ましい。また、本発明の植物が「コマツナ」である場合、葉酸含有量は、生重量１００ｇあたり、９０μｇ以上、特に９５μｇ以上であることが好ましく、５００μｇ以下、特に２５０μｇ以下であることが好ましい。 The plant of the present invention preferably has a higher folic acid content than plants grown without the method of the present invention. When the plant of the present invention is lettuce, the folic acid content is preferably 35 μg or more, particularly 40 μg or more, and 500 μg or less, particularly 250 μg or less, per 100 g of fresh weight. When the plant of the present invention is "Komatsuna", the folic acid content is preferably 90 μg or more, particularly 95 μg or more, and 500 μg or less, particularly 250 μg or less, per 100 g of fresh weight.
本発明の植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、葉酸含有量が向上する。具体的には、本発明の植物における葉酸含有量は、本発明の方法によらず育成された植物と比較して１．０５倍（５％増）以上であることが好ましく、１．１倍（１０％増）以上がより好ましく、１．２倍（２０％増）以上がより好ましく、１．２５倍（２５％増）以上がより好ましく、１．５倍（５０％増）以上であることがさらに好ましい。 The plant of the present invention has an improved folic acid content compared to a plant grown without the method of the present invention. Specifically, the folic acid content in the plant of the present invention is preferably 1.05 times (5% increase) or more, more preferably 1.1 times (10% increase) or more, more preferably 1.2 times (20% increase) or more, more preferably 1.25 times (25% increase) or more, and even more preferably 1.5 times (50% increase) or more compared to a plant grown without the method of the present invention.
本発明の植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、ポリフェノール含有量が高いことが好ましい。本発明の植物がレタスである場合、ポリフェノール含有量は、４０ｍｇ以上、好ましくは５０ｍｇ以上である。特に本発明の植物が赤系レタスである場合は、ポリフェノール含有量は、生重量１００ｇあたり５０ｍｇ以上、特に８０ｍｇ以上であることが好ましい。本発明の植物がコマツナである場合、ポリフェノール含有量は、生重量１００ｇあたり６０ｍｇ以上、特に７０ｍｇ以上であることが好ましい。 The plant of the present invention preferably has a high polyphenol content compared to plants grown without the method of the present invention. When the plant of the present invention is lettuce, the polyphenol content is 40 mg or more, preferably 50 mg or more. In particular, when the plant of the present invention is red lettuce, the polyphenol content is preferably 50 mg or more, particularly 80 mg or more per 100 g fresh weight. When the plant of the present invention is komatsuna, the polyphenol content is preferably 60 mg or more, particularly 70 mg or more per 100 g fresh weight.
本発明の植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、ポリフェノール含有量が向上する。具体的には、本発明の植物におけるポリフェノール含有量は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、例えば１．１倍（１０％増）以上がより好ましく、１．２倍（２０％増）以上がより好ましく、１．２５倍（２５％増）以上がより好ましく、１．５倍（５０％増）以上であることがさらに好ましい。 The plant of the present invention has an improved polyphenol content compared to a plant grown without the method of the present invention. Specifically, the polyphenol content in the plant of the present invention is, for example, more preferably 1.1 times (10% increase) or more, more preferably 1.2 times (20% increase) or more, more preferably 1.25 times (25% increase) or more, and even more preferably 1.5 times (50% increase) or more compared to a plant grown without the method of the present invention.
本発明の植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、硝酸態窒素含有量が低いことが好ましい。本発明の植物がレタスである場合、得られるレタスの硝酸態窒素含有量は、生重量１００ｇあたり３００ｍｇ以下、特に２００ｍｇ以下であることが好ましい。また、本発明の植物がコマツナである場合、硝酸態窒素含有量は、７００ｍｇ以下、特に６００ｍｇ以下となることが好ましい。 The plant of the present invention preferably has a lower nitrate nitrogen content than plants grown without the method of the present invention. When the plant of the present invention is lettuce, the nitrate nitrogen content of the resulting lettuce is preferably 300 mg or less, particularly 200 mg or less, per 100 g fresh weight. When the plant of the present invention is komatsuna (Japanese mustard spinach), the nitrate nitrogen content is preferably 700 mg or less, particularly 600 mg or less.
本発明の植物は、本発明の方法によらずに育成された植物と比較して、硝酸態窒素含有量が低減することが好ましい。具体的には、本発明の植物における硝酸態窒素含有量は、本発明の方法によらず育成された植物と比較して、例えば０．９倍（９０％）以下であることが好ましく、０．７倍（７０％）以下であることがより好ましく、０．５倍（５０％）以下であるとさらに好ましい。 The plant of the present invention preferably has a reduced nitrate nitrogen content compared to a plant grown without the method of the present invention. Specifically, the nitrate nitrogen content in the plant of the present invention is preferably, for example, 0.9 times (90%) or less, more preferably 0.7 times (70%) or less, and even more preferably 0.5 times (50%) or less, compared to a plant grown without the method of the present invention.
本発明の植物における、栽培方法、その他の詳細な条件等は、上記に特に記載のない限り、［１］水耕栽培で植物を育成する方法の項に記載した条件と同様である。 Unless otherwise specified above, the cultivation method and other detailed conditions for the plants of the present invention are the same as those described in the section [1] Method for growing plants hydroponically.
［３］水耕栽培用装置
本発明の水耕栽培用装置は、植物を固定するための固定部、グルタチオンを含む培養液を植物に供給する供給部、及び、紫色光を前記植物に照射する光源、を備える、ことを特徴とする。本発明の水耕栽培用装置は、本発明の方法における定植後の工程を実施するために使用可能な装置である。本発明の水耕栽培用装置は、ＤＦＴ方式、ＮＦＴ方式のいずれの方式の装置であってもよい。
[3] Hydroponic Cultivation Apparatus The hydroponic cultivation apparatus of the present invention is characterized by comprising a fixing section for fixing a plant, a supplying section for supplying a culture solution containing glutathione to the plant, and a light source for irradiating the plant with purple light. The hydroponic cultivation apparatus of the present invention is an apparatus that can be used to carry out a post-planting step in the method of the present invention. The hydroponic cultivation apparatus of the present invention may be an apparatus of either the DFT method or the NFT method.
図１は、本発明の水耕栽培用装置の一例について、その構成を簡略的に示した図である。なお、図示例は、本発明の水耕栽培用装置の特徴の理解のための例示であり、本発明の水耕栽培用装置を図示例に限定することを意図するものではない。水耕栽培用装置１０は、ＤＦＴ方式の一例を示し、栽培槽１１と栽培槽１１内の培養液の液面に浮かべた定植パネル１２からなる、植物Ｐを固定して栽培するための固定部と、培養液を収納する培養液タンク１３、培養液を固定部まで送液するための培養液ポンプ１４及び灌液管１５ａ、１５ｂからなる供給部と、少なくとも４０５ｎｍの紫色光を含む光を照射する照明１６からなる光照射部を備える。本発明の水耕栽培用装置は、培養液ポンプ及び照明に電流を送るための電源及び電源コードも備える（図示省略）。さらに、栽培槽内の培養液に空気を送り込むためのエアポンプを備えることが好ましい（図示省略）。図示例においては、簡略的に１つの栽培槽と１つの照明を備える装置が記載されているが、栽培槽及び照明は、複数が水平方向に並列に並んでいてもよく、また、棚等に配置して上下方向に複数並んでいてもよい。ただし、すべての栽培槽１１に固定された植物Ｐに紫色光が照射される構成とすることを要する。
1 is a diagram showing a simplified configuration of an example of a hydroponic cultivation apparatus of the present invention. The illustrated example is an example for understanding the characteristics of the hydroponic cultivation apparatus of the present invention, and is not intended to limit the hydroponic cultivation apparatus of the present invention to the illustrated example. The
培養液は、液体肥料等を希釈して調製された状態で培養液タンク１３に収納され、培養液ポンプ１４によって灌液管１５ａを介して栽培槽１１に供給される。あるいは、培養液は一旦濃厚原液として調整されたものが水で希釈されて栽培槽に供給される。グルタチオンを含む培養液を送液する場合は、予め培養液にグルタチオンを添加した状態で培養液タンク１３に収納してもよく、また、既に培養液タンク１３に収納された培養液にグルタチオンを後から添加してもよい。培養液タンク１３は、内部に攪拌手段を備えていてもよい。栽培槽１１に送液された培養液は、灌液管１５ｂを介して再度培養液タンク１３に送られ循環する。灌液管１５ｂには、培養液に混入したゴミ等を除去するためのフィルターが設けられてもよい（図示せず）。
The culture solution is prepared by diluting liquid fertilizer, etc., and stored in the
光照射部は、紫色光を含む光を照射する照明１６を備える。照明１６の照明手段としては、紫色光を含む光を照射できれば特に限定されず、蛍光灯、ＬＥＤ（特にＲＧＢ独立調光ＬＥＤ光源）等の照明手段をいずれも使用可能であるが、これらに加えて紫色光を照射可能な紫色ＬＥＤ光源をさらに備えることが好ましい。
The light irradiation unit includes
図２は、図１の水耕栽培用装置１０の固定部の内部における植物の状態を示す概略図である。図示例において、栽培槽１１内の培養液Ｍの液面に、上下方向の貫通孔２１を有する定植パネル１２が設置される。定植パネル１２の貫通孔２１は、図示例のように上方に向かって広がるすり鉢状の形状を有する。植物Ｐは、根に発泡ウレタン等の多孔質の基材２２が付着した苗の状態で、貫通孔２１を塞ぐように、葉の部分が上方に位置するように固定される。植物Ｐの根の少なくとも一部は、常に培養液Ｍに浸漬された状態で維持される。植物Ｐは、このように固定部に固定された状態で、培養液Ｍを介して供給される成分と照射される光によって生育する。
Figure 2 is a schematic diagram showing the state of a plant inside the fixing part of the
本発明の水耕栽培用装置における、栽培対象となる植物の種類、使用される培養液の組成、その他の詳細な条件等は、上記に特に記載のない限り、［１］水耕栽培で植物を育成する方法の項に記載した条件と同様である。 Unless otherwise specified above, the type of plant to be cultivated, the composition of the culture solution used, and other detailed conditions in the hydroponic cultivation device of the present invention are the same as those described in the section [1] Method for cultivating plants by hydroponic cultivation.
［４］水耕栽培システム
本発明の水耕栽培システムは、植物を固定するための固定装置、グルタチオンを含む培養液を植物に供給する供給装置、及び、紫色光を前記植物に照射する光源装置、を備えることを特徴とする。本発明の水耕栽培システムは、本発明の方法における定植後の工程を実施するために使用可能である。
[4] Hydroponic Cultivation System The hydroponic cultivation system of the present invention is characterized by comprising a fixing device for fixing a plant, a supplying device for supplying a culture solution containing glutathione to the plant, and a light source device for irradiating the plant with purple light. The hydroponic cultivation system of the present invention can be used to carry out the post-planting step in the method of the present invention.
上記［３］水耕栽培用装置の項に記載した装置は、１つの装置として、固定部、供給部及び照射部を備えるが、本発明の方法は、必ずしも単独の装置を用いて実施される必要はなく、上記の固定部、供給部及び照射部の一部又は全部に代えて、既存の固定装置、送液手段を備えた培養液の供給装置、及び光源装置を使用したシステムを使用してもよい。 The device described in the above section [3] Hydroponic Cultivation Device comprises a fixing unit, a supply unit, and an irradiation unit as a single device, but the method of the present invention does not necessarily need to be carried out using a single device. Instead of some or all of the fixing unit, supply unit, and irradiation unit described above, a system using an existing fixing device, a culture medium supply device equipped with a liquid delivery means, and a light source device may be used.
本発明の水耕栽培システムにおける、使用される装置の構成及びその他の詳細な条件等については、上記の特に記載のない限り、［２］水耕栽培用装置に記載した条件と同様である。 Unless otherwise specified above, the configuration of the device used in the hydroponic cultivation system of the present invention and other detailed conditions are the same as those described in [2] Hydroponic cultivation device.
［５］植物の葉酸及び／又はポリフェノール含有量の増加促進剤
本発明の植物の葉酸及び／又はポリフェノール含有量の増加促進剤（以下、単に「増加促進剤」とも称する）は、グルタチオンを含むことを特徴とする。本発明の増加促進剤は、本発明の方法に使用される剤である。
[5] Agent for promoting an increase in folic acid and/or polyphenol content in a plant The agent for promoting an increase in folic acid and/or polyphenol content in a plant of the present invention (hereinafter, also simply referred to as "increase promoter") is characterized by containing glutathione. The increase promoter of the present invention is an agent used in the method of the present invention.
本発明の増加促進剤は、グルタチオンを含有し、植物に供給して、植物の葉酸及び／又はポリフェノール含有量を増加させる用途で用いられるものであれば、グルタチオン自体であってもよいし、他の成分と組み合わされたグルタチオン含有組成物の態様であってもよい。 The increase promoter of the present invention may be glutathione itself or may be in the form of a glutathione-containing composition in combination with other components, so long as it contains glutathione and is used to increase the folic acid and/or polyphenol content of the plant by supplying it to the plant.
本発明の増加促進剤は、水耕栽培の培養液にグルタチオンを含有させるために使用されることが好ましい。本発明の増加促進剤は、グルタチオンを含む培養液自体であってもよい。本発明の増加促進剤がグルタチオンを含む培養液自体である場合、培養液におけるグルタチオンの濃度は、０．５～３００ｐｐｍ、特に１～１００ｐｐｍ、さらに１～２０ｐｐｍであることが好ましい。 The growth promoter of the present invention is preferably used to include glutathione in a culture solution for hydroponic cultivation. The growth promoter of the present invention may be the culture solution itself containing glutathione. When the growth promoter of the present invention is the culture solution itself containing glutathione, the concentration of glutathione in the culture solution is preferably 0.5 to 300 ppm, particularly 1 to 100 ppm, and more preferably 1 to 20 ppm.
本発明の増加促進剤は、水耕栽培の培養液に添加される添加剤であってもよい。添加剤としての増加促進剤としては、水溶液あるいは固形物（顆粒、粉剤等）の態様があげられる。前記添加剤が水溶液である場合、グルタチオン、水以外に、界面活性剤（直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩等）、分散安定化剤（カルボキシメチルセルロース、その塩等）、増粘剤、酸化防止剤等の成分を含むことができる。該液状物中でのグルタチオン濃度は特に限定されないが、培養液に添加された場合、グルタチオンの終濃度は、０．５～３００ｐｐｍ、特に１～１００ｐｐｍ、さらに１～２０ｐｐｍであることが好ましい。前記添加剤が固形物である場合、界面活性剤（直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ラウリル硫酸塩、ヒマシ油カリ石けん等）、分散安定化剤（カルボキシメチルセルロース、その塩、等）、賦形剤（乳糖等）、崩壊剤、増粘剤、酸化防止剤等の成分を含むことができる。該固形物中でのグルタチオン濃度は特に限定されないが、培養液に添加された場合、グルタチオンの終濃度は、０．５～３００ｐｐｍ、特に１～１００ｐｐｍ、さらに１～２０ｐｐｍであることが好ましい。 The growth promoter of the present invention may be an additive added to a culture solution for hydroponic cultivation. Examples of the growth promoter as an additive include an aqueous solution or a solid (granules, powder, etc.). When the additive is an aqueous solution, it may contain, in addition to glutathione and water, components such as a surfactant (linear alkylbenzene sulfonate, etc.), a dispersion stabilizer (carboxymethylcellulose, its salt, etc.), a thickener, and an antioxidant. The glutathione concentration in the liquid is not particularly limited, but when added to a culture solution, the final concentration of glutathione is preferably 0.5 to 300 ppm, particularly 1 to 100 ppm, and more preferably 1 to 20 ppm. When the additive is a solid, it may contain components such as a surfactant (linear alkylbenzene sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, lauryl sulfate, castor oil potassium soap, etc.), a dispersion stabilizer (carboxymethylcellulose, its salt, etc.), an excipient (lactose, etc.), a disintegrant, a thickener, and an antioxidant. The glutathione concentration in the solid is not particularly limited, but when added to the culture medium, the final concentration of glutathione is preferably 0.5 to 300 ppm, particularly 1 to 100 ppm, and even more preferably 1 to 20 ppm.
本発明の増加促進剤が添加剤であり、かつ、グルタチオン含有組成物である場合、グルタチオンに加えて、植物に有益な他の成分を更に含んでいてもよい。他の成分としては窒素、リン酸、及びカリウムから選択される１種以上の肥料成分が挙げられる。 When the growth promoter of the present invention is an additive and is a glutathione-containing composition, it may further contain other components beneficial to plants in addition to glutathione. The other components include one or more fertilizer components selected from nitrogen, phosphorus, and potassium.
本発明の増加促進剤が添加剤であり、かつ、グルタチオン含有組成物である場合、その製造方法は特に限定されず、各成分を混合したり、固形状組成物であれば必要に応じて粉砕、造粒、乾燥等の操作を行ったりして、液体状組成物であれば必要に応じて撹拌、乳化分散等の操作をして製造することができる。 When the increase promoter of the present invention is an additive and is a glutathione-containing composition, the method of production is not particularly limited, and it can be produced by mixing the components, or if it is a solid composition, by carrying out operations such as grinding, granulation, drying, etc. as necessary, and if it is a liquid composition, by carrying out operations such as stirring, emulsification, dispersion, etc. as necessary.
本発明の増加促進剤は、本発明の方法に使用されることが好ましい。具体的には、植物を水耕栽培で育成する際に、植物に供給するグルタチオンを含む培養液として用いる、又は前記培養液の調製のために用いる増加促進剤であることが好ましい。本発明の増加促進剤は、さらに、植物に紫色光を照射して水耕栽培で育成する際に、植物に供給するグルタチオンを含む培養液として用いる、又は前記培養液の調製のために用いる増加促進剤であってもよい。 The growth promoter of the present invention is preferably used in the method of the present invention. Specifically, it is preferably used as a culture solution containing glutathione to be supplied to a plant when the plant is grown hydroponically, or used for preparing the culture solution. The growth promoter of the present invention may further be used as a culture solution containing glutathione to be supplied to a plant when the plant is grown hydroponically by irradiating the plant with purple light, or used for preparing the culture solution.
本発明の増加促進剤における、栽培対象となる植物の種類、使用される培養液の組成、その他の詳細な条件等は、上記に特に記載のない限り、［１］水耕栽培で植物を育成する方法の項に記載した条件と同様である。 Unless otherwise specified above, the type of plant to be cultivated, the composition of the culture solution used, and other detailed conditions for the growth promoter of the present invention are the same as those described in the section [1] Method for cultivating plants by hydroponic cultivation.
以下、本発明を、具体例を参照して説明する。しかしながら、以下の具体例は、本発明の範囲を限定するものではない。 The present invention will be described below with reference to specific examples. However, the following specific examples are not intended to limit the scope of the present invention.
＜試験例１：太陽光照射下でのレタスの栽培Ｉ＞
太陽光利用型のビニルハウスにおいて、ＮＦＴ式水耕栽培設備を用いて試験を行った。十分に吸水させたウレタンマットにリーフレタス「ビバベルディ」の種子を播種し、２週間育苗を行った。生育の揃っている苗を選抜し、栽培設備に定植した。培養液は、市販の水耕栽培用肥料（窒素、リン酸、カリ等を含む）を用い、ｐＨ、電気伝導率（ＥＣ）をモニタリングして１週間に一度調整した。処理区（Ｔ区）の培養液のＧＳＳＧ濃度が１５ｐｐｍ（フリーＧＳＳＧ換算濃度は１３．４ｐｐｍ）となるよう、定植直後、定植１０日後、定植２０日後に酸化型グルタチオンを培養液タンクに添加し、調整した。定植２４日後、供試植物を収穫し、生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を測定した。葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量は、文部科学省「日本食品標準成分表２０１５年版（七訂）分析マニュアル」の記載を参照し、葉酸は微生物学的定量法、総ポリフェノールはフォーリン・チオカルト法、硝酸態窒素は高速液体クロマトグラフ法で測定した。ポリフェノール含有量は、（＋）－カテキン含有量換算値とした。
<Test Example 1: Cultivation of lettuce under sunlight irradiation I>
The test was carried out using an NFT-type hydroponic cultivation facility in a solar-powered vinyl greenhouse. Seeds of leaf lettuce "Viva Verdi" were sown on a urethane mat that had absorbed sufficient water, and the seedlings were raised for two weeks. Seedlings with uniform growth were selected and planted in the cultivation facility. The culture solution was adjusted once a week by monitoring the pH and electrical conductivity (EC) using a commercially available hydroponic fertilizer (containing nitrogen, phosphorus, potassium, etc.). Immediately after planting, 10 days after planting, and 20 days after planting, oxidized glutathione was added to the culture solution tank to adjust the GSSG concentration of the culture solution in the treatment area (T area) to 15 ppm (free GSSG conversion concentration is 13.4 ppm). 24 days after planting, the test plants were harvested, and the contents of folic acid, total polyphenols, and nitrate nitrogen per 100 g of fresh weight were measured. The contents of folic acid, total polyphenols, and nitrate nitrogen were measured by microbiological quantification, total polyphenols by the Folin-Ciocalteu method, and nitrate nitrogen by high performance liquid chromatography, with reference to the description in the "Analysis Manual for the 2015 Edition (7th Revised Edition) of the Standard Tables of Food Composition in Japan" by the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology. The polyphenol content was expressed as a value converted to the (+)-catechin content.
表１に、定植後にＧＳＳＧを供給した処理区（Ｔ区）と、ＧＳＳＧを供給しなかった対照区（Ｃ区）における、収穫したレタスの生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を示す。Ｔ区のレタスでは、Ｃ区のレタスと比較して、葉酸含有量が高く、硝酸態窒素含有量が低かった。 Table 1 shows the folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents per 100g fresh weight of harvested lettuce in the treatment area (T area) where GSSG was supplied after planting, and the control area (C area) where GSSG was not supplied. Compared to lettuce in the C area, lettuce in the T area had a higher folic acid content and a lower nitrate nitrogen content.
表１より、太陽光照射下の水耕栽培において培養液にグルタチオンを添加して供給することで、レタスの葉酸含有量を向上、硝酸態窒素含有量を低減できることが分かった。 As shown in Table 1, adding glutathione to the culture solution during hydroponic cultivation under sunlight irradiation can increase the folic acid content of lettuce and reduce the nitrate nitrogen content.
＜試験例２：太陽光照射下でのレタスの栽培ＩＩ＞
試験例１に記載の栽培条件と同様の条件で、リーフレタス「フリルアイス」を栽培した。処理区（Ｔ１区）は育苗中の播種３日目、１２日目にＧＳＳＧ濃度が１０ｐｐｍ（フリーＧＳＳＧ換算濃度は９．３ｐｐｍ）の培養液を底面給水させた。処理区（Ｔ２区）の培養液のＧＳＳＧ濃度が１０ｐｐｍ（フリーＧＳＳＧ換算濃度は９．３ｐｐｍ）となるよう、定植直後、定植７日後、定植１４日後、定植２１日後、定植２８日後、定植３５日後に酸化型グルタチオンを培養液タンクに添加し、調整した。定植４２日後、供試植物を収穫し、生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を測定した。
<Test Example 2: Cultivation of lettuce under sunlight irradiation II>
Leaf lettuce "Frill Ice" was cultivated under the same cultivation conditions as those described in Test Example 1. In the treatment area (T1 area), a culture solution with a GSSG concentration of 10 ppm (free GSSG equivalent concentration 9.3 ppm) was bottom-watered on the 3rd and 12th days after sowing during seedling raising. Oxidized glutathione was added to the culture solution tank immediately after planting, 7 days after planting, 14 days after planting, 21 days after planting, 28 days after planting, and 35 days after planting so that the GSSG concentration of the culture solution in the treatment area (T2 area) was 10 ppm (free GSSG equivalent concentration 9.3 ppm). After 42 days after planting, the test plants were harvested and the contents of folic acid, total polyphenols, and nitrate nitrogen per 100 g of fresh weight were measured.
表２に、育苗中にＧＳＳＧを供給した処理区（Ｔ１区）と、定植後にＧＳＳＧを供給した処理区（Ｔ２区）における、収穫したレタスの生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を示す。葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量は、試験例１と同様の方法で測定した。Ｔ２区のレタスでは、Ｔ１区のレタスと比較して、葉酸及びポリフェノール含有量が高く、硝酸態窒素含有量が低かった。 Table 2 shows the folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents per 100 g fresh weight of harvested lettuce in the treatment area where GSSG was supplied during seedling growth (T1 area) and the treatment area where GSSG was supplied after planting (T2 area). The folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents were measured using the same method as in Test Example 1. Compared to the lettuce in the T1 area, the lettuce in the T2 area had higher folic acid and polyphenol contents and lower nitrate nitrogen contents.
表２より、太陽光照射下の水耕栽培において定植後に培養液にグルタチオンを添加して供給することで、育苗中の供給に比べレタスの葉酸及びポリフェノール含有量を向上、硝酸態窒素含有量を低減できることが分かった。 As shown in Table 2, adding glutathione to the culture solution after planting in hydroponic cultivation under sunlight irradiation can improve the folic acid and polyphenol content of lettuce and reduce the nitrate nitrogen content compared to when it is added during seedling growth.
＜試験例３：人工光照射下での赤系リーフレタスの栽培Ｉ＞
人工光照射下の栽培条件は、以下の通りとした。赤／緑／青色のＬＥＤ光源を備えた水気耕ＤＦＴ方式の水耕栽培設備を用いて試験を行った（赤色は６６０ｎｍ、緑色は５２５ｎｍ、青色は４６０ｎｍの光を用いた）。閉鎖系環境下において、十分に吸水させたウレタンマットに種子を播種し、気温２１～２２℃、明期１６時間、暗期８時間で３週間育苗を行った。生育の揃っている苗を選抜し、栽培設備に定植した。培養液は、市販の水耕栽培用肥料（窒素、リン酸、カリ等を含む）を用い、ｐＨ、ＥＣをモニタリングして１週間に一度調整した。定植２２日後、供試植物を収穫し、生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を測定した。葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量は、硝酸態窒素含有量をイオンクロマトグラフィー法（文部科学省「日本食品標準成分表２０１５年版（七訂）分析マニュアル」参照）を用いて測定した以外は、試験例１と同様の条件で測定した。本試験例において、ポリフェノール含有量は、没食子酸換算量として算出した。
<Test Example 3: Cultivation of red leaf lettuce under artificial light I>
The cultivation conditions under artificial light irradiation were as follows. The test was carried out using a hydroponic DFT-type hydroponic cultivation facility equipped with red/green/blue LED light sources (red light was 660 nm, green light was 525 nm, and blue light was 460 nm). In a closed environment, seeds were sown on a urethane mat that had absorbed sufficient water, and seedlings were raised for three weeks at an air temperature of 21 to 22°C, with a light period of 16 hours and a dark period of 8 hours. Seedlings with uniform growth were selected and planted in the cultivation facility. The culture solution was made using a commercially available hydroponic fertilizer (containing nitrogen, phosphorus, potassium, etc.), and the pH and EC were monitored and adjusted once a week. 22 days after planting, the test plants were harvested and the contents of folic acid, total polyphenols, and nitrate nitrogen per 100 g of fresh weight were measured. The contents of folic acid, total polyphenols, and nitrate nitrogen were measured under the same conditions as in Test Example 1, except that the nitrate nitrogen content was measured using ion chromatography (see the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology's "Analysis Manual for the 2015 Edition (7th Revised Edition) of the Standard Tables of Food Composition in Japan"). In this Test Example, the polyphenol content was calculated as the amount of gallic acid.
上記の栽培条件に加えて、ＧＳＳＧを供給した区（紫色光の照射なし）をＴ１区、ＧＳＳＧを供給し、かつ紫色光の照射を行った区をＴ２区、紫色光の照射を行った区（ＧＳＳＧの供給なし）をＣ２区、ＧＳＳＧの供給も紫色光の照射も行わなかった区をＣ１区とした。 In addition to the above cultivation conditions, the area supplied with GSSG (without exposure to purple light) was designated as T1, the area supplied with GSSG and exposed to purple light was designated as T2, the area exposed to purple light (without supply of GSSG) was designated as C2, and the area neither supplied with GSSG nor exposed to purple light was designated as C1.
上記の栽培条件で赤系リーフレタス「ブラックローズ」を栽培した。光条件は赤、青、緑色のＬＥＤ光源の総ＰＰＦＤが１５０μｍｏｌ／ｍ２ｓとなるよう設定し、さらに４０５ｎｍの紫色の光を同時照射する区を設けた。処理区の培養液のＧＳＳＧ濃度は３００ｐｐｍ（フリーＧＳＳＧ換算濃度は２７９ｐｐｍ）となるよう、定植直後、定植１週間後、定植２週間後に酸化型グルタチオンを培養液タンクに添加し、調整した。 Red leaf lettuce "Black Rose" was cultivated under the above cultivation conditions. The light conditions were set so that the total PPFD of the red, blue, and green LED light sources was 150 μmol/m 2 s, and a section was also set up where purple light of 405 nm was simultaneously irradiated. The GSSG concentration of the culture solution in the treatment section was adjusted to 300 ppm (free GSSG equivalent concentration is 279 ppm) by adding oxidized glutathione to the culture solution tank immediately after planting, one week after planting, and two weeks after planting.
表３に、各区における、収穫したレタスの生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を示す。Ｔ１区及びＴ２区のレタスでは、Ｃ１区及びＣ２区と比較して、葉酸含有量及びポリフェノール含有量が高く、硝酸態窒素含有量が低かった。 Table 3 shows the folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents per 100g fresh weight of harvested lettuce in each group. Compared to C1 and C2 groups, lettuce in T1 and T2 groups had higher folic acid and polyphenol contents and lower nitrate nitrogen contents.
表３より、人工光照射下の水耕栽培においても太陽光照射下と同様に、培養液にグルタチオンを添加して供給することで、レタスの葉酸含有量を向上、硝酸態窒素含有量を低減できることが分かった。また、培養液にグルタチオンを添加することに加えて、紫色光を照射することで葉酸含有量が顕著に向上し、硝酸態窒素は顕著に低減した。このことより、レタスの葉酸含有量の向上や硝酸態窒素の低減には、紫色光が重要な役割を担っていることが分かる。また、人工光照射下においてはポリフェノール含有量も向上した。 Table 3 shows that, in hydroponic cultivation under artificial light, just as under sunlight, the folic acid content of lettuce can be improved and the nitrate nitrogen content reduced by adding and supplying glutathione to the culture solution. Furthermore, by adding glutathione to the culture solution and irradiating it with purple light, the folic acid content was significantly improved and the nitrate nitrogen was significantly reduced. This shows that purple light plays an important role in improving the folic acid content and reducing nitrate nitrogen in lettuce. Furthermore, the polyphenol content was improved under artificial light irradiation.
＜試験例４：人工光照射下での赤系リーフレタスの栽培ＩＩ＞
試験例３に記載の栽培条件と同様の条件で、赤系リーフレタス「ブラックローズ」を栽培した。光条件は赤、青、緑色のＬＥＤ光源の総ＰＰＦＤが２００μｍｏｌ／ｍ２ｓとなるよう設定し、さらに４０５ｎｍの紫色の光を同時照射する区を設けた。処理区の培養液のＧＳＳＧ濃度は１ｐｐｍ（フリーＧＳＳＧ換算濃度は０．９ｐｐｍ）となるよう、定植直後、定植１週間後、定植２週間後に酸化型グルタチオンを培養液タンクに添加し、調整した。
<Test Example 4: Cultivation of red leaf lettuce under artificial light II>
Red leaf lettuce "Black Rose" was cultivated under the same cultivation conditions as those described in Test Example 3. The light conditions were set so that the total PPFD of the red, blue, and green LED light sources was 200 μmol/m 2 s, and a section was also set up where purple light of 405 nm was simultaneously irradiated. The GSSG concentration of the culture solution in the treatment section was adjusted to 1 ppm (free GSSG equivalent concentration: 0.9 ppm) by adding oxidized glutathione to the culture solution tank immediately after planting, one week after planting, and two weeks after planting.
表４に、各区における、収穫したレタスの生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を示す。葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量は、試験例２と同様の方法で測定した。Ｔ１区及びＴ２区のレタスでは、Ｃ１区及びＣ２区と比較して、葉酸含有量及びポリフェノール含有量が高く、硝酸態窒素含有量が低かった。 Table 4 shows the folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents per 100 g fresh weight of harvested lettuce in each group. The folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents were measured using the same method as in Test Example 2. Compared to C1 and C2 groups, lettuce in T1 and T2 groups had higher folic acid and polyphenol contents and lower nitrate nitrogen contents.
表４より、人工光照射下の水耕栽培において培養液にグルタチオンを添加して供給することで、レタスの葉酸含有量及びポリフェノール含有量を向上、硝酸態窒素含有量を低減できることが分かった。試験例２との比較より、培養液中のグルタチオン濃度は０．９ｐｐｍ以上、２７９ｐｐｍ以下で効果が得られることがわかった。 From Table 4, it was found that by adding glutathione to the culture solution during hydroponic cultivation under artificial light irradiation, the folic acid content and polyphenol content of lettuce can be improved and the nitrate nitrogen content can be reduced. A comparison with Test Example 2 showed that the effect can be obtained when the glutathione concentration in the culture solution is 0.9 ppm or more and 279 ppm or less.
＜試験例５：人工光照射下でのコマツナの栽培Ｉ＞
試験例３に記載の栽培条件と同様の条件で、コマツナ「よかった菜」を栽培した。光条件は赤、青、緑色のＬＥＤ光源の総ＰＰＦＤが２００μｍｏｌ／ｍ２ｓとなるよう設定し、さらに４０５ｎｍの紫色の光を同時照射する区を設けた。処理区の培養液のＧＳＳＧ濃度は１０ｐｐｍ（フリーＧＳＳＧ換算濃度は９．３ｐｐｍ）となるよう、定植直後、定植１週間後、定植２週間後に酸化型グルタチオンを培養液タンクに添加し、調整した。
<Test Example 5: Cultivation of Komatsuna under Artificial Light I>
Komatsuna "Yokata-na" was cultivated under the same cultivation conditions as those described in Test Example 3. The light conditions were set so that the total PPFD of the red, blue, and green LED light sources was 200 μmol/m 2 s, and a section was also set up where purple light of 405 nm was irradiated simultaneously. The GSSG concentration of the culture solution in the treatment section was adjusted to 10 ppm (free GSSG equivalent concentration 9.3 ppm) by adding oxidized glutathione to the culture solution tank immediately after planting, one week after planting, and two weeks after planting.
表５に、各区における、収穫したコマツナの生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を示す。葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量は、試験例３と同様の方法で測定した。Ｔ２区のコマツナでは、Ｃ１区及びＣ２区と比較して、葉酸含有量及びポリフェノール含有量が高く、硝酸態窒素含有量が低かった。また、Ｔ１区のコマツナでは、Ｃ１区及びＣ２区と比較して、葉酸含有量が高く、硝酸態窒素含有量が低かった。 Table 5 shows the folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents per 100g fresh weight of the harvested komatsuna in each group. The folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents were measured using the same method as in Test Example 3. The komatsuna in the T2 group had higher folic acid and polyphenol contents and lower nitrate nitrogen contents than the komatsuna in the C1 and C2 groups. Furthermore, the komatsuna in the T1 group had higher folic acid contents and lower nitrate nitrogen contents than the komatsuna in the C1 and C2 groups.
表５より、人工光照射下の水耕栽培において培養液にグルタチオンを添加して供給することで、コマツナの葉酸含有量及びポリフェノール含有量を向上、硝酸態窒素含有量を低減できることが分かった。試験例１、２、３及び４との比較より、通常のレタス、赤系レタス、コマツナと葉物野菜汎用的に効果が得られることがわかった。 From Table 5, it was found that by adding glutathione to the culture solution during hydroponic cultivation under artificial light irradiation, the folic acid content and polyphenol content of komatsuna can be improved and the nitrate nitrogen content can be reduced. A comparison with Test Examples 1, 2, 3, and 4 showed that the effect was obtained for normal lettuce, red lettuce, komatsuna, and leafy vegetables in general.
＜試験例６：人工光照射下でのコマツナの栽培ＩＩ＞
試験例３に記載の栽培条件と同様の条件で、コマツナ「よかった菜」を栽培した。光条件は赤、青、緑色のＬＥＤ光源の総ＰＰＦＤが２００μｍｏｌ／ｍ２ｓとなるよう設定し、さらに４０５ｎｍの紫色の光を同時照射する区を設けた。処理区の培養液のＧＳＳＧ濃度は１ｐｐｍ（フリーＧＳＳＧ換算濃度は０．９ｐｐｍ）となるよう、定植直後、定植１週間後、定植２週間後に酸化型グルタチオンを培養液タンクに添加し、調整した。
<Test Example 6: Cultivation of Komatsuna under Artificial Light Irradiation II>
Komatsuna "Yokata-na" was cultivated under the same cultivation conditions as those described in Test Example 3. The light conditions were set so that the total PPFD of the red, blue, and green LED light sources was 200 μmol/m 2 s, and a section was also set up where purple light of 405 nm was irradiated simultaneously. The GSSG concentration of the culture solution in the treatment section was adjusted to 1 ppm (free GSSG equivalent concentration: 0.9 ppm) by adding oxidized glutathione to the culture solution tank immediately after planting, 1 week after planting, and 2 weeks after planting.
表６に、各区における、収穫したコマツナの生重量１００ｇあたりの葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量を示す。葉酸、総ポリフェノール、硝酸態窒素の含有量は、試験例３と同様の方法で測定した。Ｔ１区及びＴ２区のコマツナでは、Ｃ１区及びＣ２区と比較して、葉酸含有量及びポリフェノール含有量が高く、硝酸態窒素含有量が低かった。 Table 6 shows the folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents per 100 g fresh weight of the harvested komatsuna in each group. The folic acid, total polyphenol, and nitrate nitrogen contents were measured using the same method as in Test Example 3. The komatsuna in the T1 and T2 groups had higher folic acid and polyphenol contents and lower nitrate nitrogen contents than the komatsuna in the C1 and C2 groups.
表６より、人工光照射下の水耕栽培において培養液にグルタチオンを添加して供給することで、コマツナの葉酸含有量及びポリフェノール含有量を向上、硝酸態窒素含有量を低減できることが分かった。試験例５との比較より、コマツナにおいても培養液中のグルタチオン濃度は０．９ｐｐｍ以上で効果が得られることがわかった。
From Table 6, it was found that the addition of glutathione to the culture solution during hydroponic cultivation under artificial light irradiation can improve the folic acid content and polyphenol content of komatsuna and reduce the nitrate nitrogen content. Comparison with Test Example 5 revealed that the effect can be obtained even with komatsuna when the glutathione concentration in the culture solution is 0.9 ppm or more.
Claims (11)
酸化型グルタチオンを０．５～３００ｐｐｍの含有量で含む培養液を前記植物に供給する工程を含み、
前記植物の葉酸含有量を増加させる、方法。 1. A method for growing plants hydroponically, comprising:
supplying a culture solution containing 0.5 to 300 ppm of oxidized glutathione to the plant;
increasing the folate content of said plant .
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