シームレスカプセル化種子
【課題】自動播種機を適用することが可能な物理的強度および大きさ（形状）を有し、かつ良好な発芽率を有するシームレスカプセル化種子を提供すること。
【解決手段】最内層、該最内層を覆う外層からなり、該最内層が、植物の種子を含む油状物質で構成され、そして該外層が、親水性物質で構成される、シームレスカプセル化種子を提供する。
【解決手段】最内層、該最内層を覆う外層からなり、該最内層が、植物の種子を含む油状物質で構成され、そして該外層が、親水性物質で構成される、シームレスカプセル化種子を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、園芸植物・野菜・穀類などの種子を内包したシームレスカプセル化種子に関する。より詳しくは、大きさおよび形状が均一で、物理的強度が高く、播種作業を機械化（省力化）するために特に好適に用いられ、さらに良好な発芽率を有する、シームレスカプセル化種子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜などの種子の播種を容易にする（播種作業を省力化する）目的で、種子をコート材でコーティングすることが行われている。しかし、種子をコート材でコーティングする場合は、コートしない場合に比べて、発芽率が低下する場合がある。そのため、発芽率の低下を招来しないコート種子が提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
特許文献１には、適度な硬度を有し、かつ良好な発芽率を有するコート種子の提供を目的として、複鎖構造型の粘土鉱物７０〜９５重量部および疎水剤３０〜５重量部を含有する造粒用組成物で造粒コーティングされた造粒コーティング種子が開示されている。しかし、この造粒用組成物（コート材）は、通気性および透水性が不十分であり、疎水剤を含んでいるものの開裂性が悪い。さらに物理的強度が不十分であり、保存時においてコーティングに亀裂が生じる、あるいはコーティングがはがれる場合があり、播種作業が省力化されない。さらに、長期間保存した場合には発芽率の低下を招く。また、被覆造粒時に団粒を生じやすく、加工性も不十分である。
【０００４】
特許文献２には、物理的強度を高め、機械播種適応性を向上させることを目的として、植物種子を皮膜造粒し、その表面に雲母を主体とする層を形成してなるペレット種子が開示されている。しかし、このペレット種子は、光透過性に乏しく、好光性種子に用いることはできない。
【０００５】
特許文献３には、種子表面を皮膜する内層、および該内層に積層されてなる外層の少なくとも２層で形成され、上記内層が複鎖構造型の粘土鉱物を含むことを特徴とするコート種子が開示されている。特許文献３は、十分な強度を有し、かつ乾燥工程等において、コート層が崩壊・剥落せず、製品収率が高いコート種子を提供することを目的としている。
【０００６】
特許文献４には、ＦＲＰ廃棄物を蒸し焼きにした多孔質の活性炭のコア芯（１）、該コア芯の外周において、摺り潰すか或いは細片化した厨芥残渣とバインダーとからなる養分補給用の内殻（２）、該内殻（２）の周囲において、草木灰や紙穀物等の焼却灰からなる土壌改良用の外殻（３）、およびその周囲において、デンプンやセルロース液などのバインダーが塗布された外被膜（４）の多層構造によってカプセル化された土壌改良、肥料用多層カプセルが開示され、さらに、上記カプセルのコア芯（１）に、種子を内包することが開示されている。
【０００７】
コート種子あるいはペレット種子は、保存時において定形性を保持し、播種時には崩壊するという二面性が求められている。特に、従来のコート種子は、物理的強度が検討されているものの十分ではなく、コート種子同士の衝突によりコート材が損傷する。そのため、物理的に強固な皮膜に包まれていることが多い。また、コート材の崩壊には、種子の発芽も関連し、発芽によってコート材の崩壊が促進されるため、光好性の種子には光透過性の皮膜が好ましく用いられる。さらに、コート種子は、土壌に播種するため、物理的強度が高い皮膜であっても、コート材が生分解性を有しない場合は、コート材が土壌中に滞留してしまう。そのため、使用されるコート材は、生分解性を有することが求められている。
【０００８】
ところで、特許文献５には、再分化可能な植物細胞組織を、最内層、内皮層、および外層の三層またはそれ以上の層構造を有するシームレスカプセルに封入した人工種子であって、該内皮層が硬化油を主成分とする内皮膜で構成され、該外層が生分解性を有する外皮膜である人工種子が開示されている。しかし、この種子は、「再分化可能な植物細胞組織」を用いることを目的とし、そのため、最内層を液体培地とし、三層またはそれ以上の層構造を有することを特徴としている。特許文献５の人工種子においては、植物細胞組織は、最内層の培地に含まれており、最内層、内皮膜、および外皮膜からなるシームレスカプセルは、無菌性を保つ必要がある。そのため、各層の原料について滅菌処理を行い、無菌環境でカプセル調製を行う必要がある。したがって、工業化には多大なコストと大規模な設備が必要である。また、シームレスカプセルの調製方法の原理から、硬化油脂層が必須である。
【０００９】
上記のコート種子、または植物細胞組織を内包したシームレスカプセル以外にも、物理的強度が高く、かつ良好な発芽率を有するコート種子またはカプセル化種子が求められている。
【特許文献１】特許第２５２０３０９号公報
【特許文献２】特開２０００−３７１０９号公報
【特許文献３】特開２００１−１９０１０７号公報
【特許文献４】特開平７−３３５６９号公報
【特許文献５】特開２００１−２４５５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、自動播種機を適用することが可能な物理的強度および大きさ（形状）を有し、かつ良好な発芽率を有する球形のシームレスカプセル化種子を提供することにある。
【００１１】
本発明の目的はまた、封入する種子に応じて、光透過性、崩壊性、酸素透過性、生分解性などの特性に優れた層構造を有する球形のシームレスカプセル化種子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った。その結果、植物の種子を油状物質で構成される最内層、および親水性物質で構成される外層の二層で皮膜し、外表面を乾燥させて得られるシームレスカプセル化種子が、自動播種機を適用することが可能な物理的強度および大きさ（形状）を有し、かつ良好な発芽率を有することを見出した。特に、外層を生分解性を有する物質（好ましくはタンパク質、多糖類、生分解性プラスチックなど）で構成することによって、光透過性、崩壊性、酸素透過性、生分解性などに優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
本発明のシームレスカプセル化種子は、最内層、および該最内層を覆う外層からなり、該最内層が、植物の種子を含む油状物質で構成され、そして該外層が、親水性物質で構成される。
【００１４】
ある実施態様においては、上記油状物質は、−３０℃〜６０℃の融点を有する。
【００１５】
ある実施態様においては、上記外層は、生分解性を有する物質で構成される。
【００１６】
ある実施態様においては、上記生分解性を有する物質は、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックからなる群より選択される少なくとも１種である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のシームレスカプセル化種子は、一定の物理的強度および大きさ（形状）を有する。したがって、従来取扱いが不便であった微小な種子（１ｍｍ以下の不揃いな種子）であっても、シームレスカプセルの中に封入することによって、種子の取り扱いが容易になり、自動播種機の適用が可能になるなどの播種作業の機械化（省力化）が可能となる。さらに、本発明のシームレスカプセル化種子は、無処理の種子（シームレスカプセル化していない種子）または従来のコート種子に比べて、長期保存した場合（例えば、６カ月保存した場合）においても優れた発芽率を有する。本発明のシームレスカプセル化種子は、種子を含む最内層を、光透過性、酸素透過性、生分解性などの物質（皮膜）でなる外層で被覆することも可能である。例えば、光透過性の皮膜を用いることによって、好光性の種子であっても非常に高い発芽率を維持できる。本発明のシームレスカプセル化種子は、従来のシームレスカプセルの製造装置をそのまま利用して製造することができ、複雑な操作を必要とせず、さらに非無菌下で製造することが可能であるため、安価に提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のシームレスカプセル化種子は、植物の種子を含む油状物質で構成される最内層、および該最内層を覆う外層からなる。本発明のシームレスカプセル化種子の断面模式図を図１に示す。最内層は、植物の種子を含み、種子を水や酸素から程よく遮断し、種子の酸化や生命活動を抑制する油脂（コーン油など）で満たされている。外層は、光透過性を有し、高い物理的強度を保ち、酸素の透過を抑制している。
【００１９】
なお、種々の学術文献、特許文献などの記述において、アルギン酸カルシウム、カラギーナン、ファーセレラン、ローカストビーンガム、キサンタンガム、ジェランガム、ゼラチン、寒天、デンプン、カードランなどの単一球のビーズをカプセルと表記している場合があるが、このようなカプセルは、後の製法でも明らかになるように、本発明のシームレスカプセルとは全く異なるものである。そして、例えば、特許文献２〜４において、播種作業の省力化や発芽率の向上のために植物の種子の周囲に粘土鉱物や肥料等の固形物を単層もしくは多層化したコート種子が記載されているが、このようなコート種子においても、製法の点で、本発明のシームレスカプセル化種子とは全く異なるものであることが明らかである。本発明のシームレスカプセル化種子で用いられるシームレスカプセルとは、好ましくは表面が乾燥されており、湿潤アルギン酸ゲル、寒天ゲル、ジェランガムゲルなどとは異なるものである。
【００２０】
本発明に用いられる最内層に含まれる植物の種子は、特に限定されず、園芸植物、野菜、穀類などの種子などが用いられる。この植物の種子は、好光性および嫌光性のいずれであってもよい。植物の種子の大きさも特に制限されない。シームレスカプセル化種子に用いられる植物の種子の粒径は０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜５ｍｍである。
【００２１】
好光性の植物の種子としては、例えば、ペチュニア、カンパニュラ、マトリカリア、トルコギキョウ、ベゴニア、コリウス、キンギョソウ、インパチェンス、アゲラタム、ひな菊、スワンデージー、アリッサム、ジギタリス、マツバボタン、アイスランドポピー、ロベリア、ヒナゲシ、ネメシア、カルセオラリア、パンジー、サルビア、コチョウラン、カトレア、パフィオペディルム、バニラ、タバコ、キャベツ、白菜、チンゲン菜、青ネギ、玉ネギ、レタス、ブロッコリー、ダイコン、野沢菜、ニンジン、トマト、ビートなどの種子が好ましく用いられる。
【００２２】
嫌光性の植物の種子としては、例えば、エスコルチア、ガザニア、キンセンカ、シクラメン、シノグロッサム、スイトピー、シザンサス、チトニア、デルフィニウム、ニゲラ、ネモフィラ、ニチニチソウ、ファセリア、フロックス、ラークスパー、ラミウム、ルピナス、ワスレナグサ、カラマツ、スギ、メタセコイア、ヒノキ、カツラ、シラカンバ、ユキヤナギ、ニシキギなどの種子が挙げられる。
【００２３】
本発明に用いられる最内層は、上記植物の種子を含む油状物質で構成される。この油状物質は、好ましくは−３０℃〜６０℃、より好ましくは−２０℃〜４０℃の融点を有する非親水性溶媒であり、シームレスカプセル化種子製造時において油状（液状）であればよい。シームレスカプセル化種子保存時または播種時においては、液状であっても固形であってもよい。したがって、この油状物質は、例えば、製造時の温度に応じて、その種類を適宜設定し得る。例えば、通常、１５℃〜６０℃、好ましくは１５℃〜４０℃、より好ましくは２０℃〜４０℃で液状となる油脂が好適に用いられるが、寒冷地では４℃〜２０℃で液状となる油脂が好適に用いられ、あるいは熱帯地方では２５℃〜６０℃で液状となる油脂が好適に用いられる。
【００２４】
上記油状物質としては、例えば、油脂類、脂肪酸エステル類、炭化水素（脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素など）、鎖状エーテル、高級アルコール、テルペン類、ステロール類、シリコーン類、蜜蝋誘導体、およびリン脂質類などが挙げられる。これらの物質は、単独で、あるいは２以上を組み合わせて用いられる。
【００２５】
油脂類としては、大豆油、米油、胡麻油、パーム油、コーン油、ピーナッツ油、綿実油、椰子油、菜種油、オリーブ油、カカオ脂、牛脂、豚脂、馬油、鯨油、マーガリン、ショートニング、水添油脂などが挙げられる。
【００２６】
脂肪酸エステル類としては、酢酸エチル、酪酸エチル、グリセリン脂肪酸エステル（脂肪酸モノグリセリド、脂肪酸ジグリセリド、脂肪酸トリグリセリドなど）、糖の脂肪酸エステル（蔗糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなど）などが挙げられる。脂肪酸エステルまたは糖の脂肪酸エステルに用いられる脂肪酸は、中鎖脂肪酸（具体的には、炭素数が８〜１２の脂肪酸）、長鎖脂肪酸（具体的には、炭素数が１４〜１８の脂肪酸）が好ましく用いられるが、これらに限定されない。
【００２７】
脂肪酸類としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸などが挙げられる。
【００２８】
炭化水素としては、石油エーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素およびその誘導体（ハロアルカンなど）；およびベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素およびその誘導体が挙げられる。
【００２９】
鎖状エーテルとしては、ジプロピルエーテル、エチルｔ−ブチルエーテルなどが挙げられる。
【００３０】
高級アルコールとしては、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコールなどが挙げられる。
【００３１】
テルペン類としては、樟脳油、薄荷油、α−ピネン、Ｄ−リモネンなどが挙げられる。
【００３２】
上記油状物質の中でも、種子への熱虐待に対する防止、種子の保存安定性、および容易な製剤化の観点から、特に、中鎖脂肪酸または長鎖脂肪酸のトリグリセリドまたはジグリセリドが好適に用いられる。
【００３３】
上記最内層には、必要に応じて、さらにグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリンコハク酸脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、レシチンなどの乳化剤を含んでもよい。これらは単独で、あるいは２以上を組み合わせて用いられる。
【００３４】
本発明に用いられる外層（外皮膜）は、親水性物質で構成される。親水性物質としては、例えば、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。種子がカプセル外に発芽する際の障害が取り除かれるという観点から、親水性物質は、水で膨潤し、さらに生分解性を有する物質であることが好ましい。生分解性とは土壌に播種したときに微生物その他の物により分解され、あるいは資化されることを意味する。土壌汚染しない観点からも、外皮膜を生分解性を有する物質で構成することは有効である。上記親水性物質の中で、生分解性を有する物質としては、例えば、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックである。
【００３５】
タンパク質は、特に制限されない。例えば、ゼラチン、コラーゲンなどが挙げられる。
【００３６】
多糖類としては、ゲルを形成する多糖が好ましく用いられる。このような多糖類としては、寒天、カラギーナン、アラビアガム、ジェランガム、キサンタンガム、ペクチン、アルギン酸などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
生分解性プラスチックとしては、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３８】
上記外皮膜の中でも、乾燥後、酸素バリアー性が高くなるゼラチンが特に好ましい。
【００３９】
上記外皮膜は、皮膜の性質を変えることを目的として、さらに必要に応じて、上記生分解性の物質に加えて、遮光剤、皮膜増強剤、可塑剤、着色剤、架橋剤などを添加してもよい。
【００４０】
遮光剤は、嫌光性の植物の種子の発芽促進を目的として用いられる。遮光剤としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化第二鉄（三二酸化鉄）、二酸化珪素、炭酸カルシウム、タルク、および雲母が挙げられる。遮光剤は、単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。遮光剤は、外層組成物中の全固形分重量を基準として０．１重量％〜４０重量％、好ましくは０．１重量％〜２０重量％の割合で懸濁される。
【００４１】
皮膜増強剤としては、次の化合物が挙げられる：ブドウ糖、果糖、ガラクトースなどの単糖類；ショ糖、麦芽糖、トレハロース、カップリングシュガーなどの二糖類またはオリゴ糖；プルランなどの多糖類；およびエリスリトール、ソルビトール、マルチトール（還元麦芽糖水飴）、ラクチトール、パラチニット、キシリトール、マンニトール、ガラクチトールなどの糖アルコール。皮膜増強剤は、単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。皮膜増強剤は、外層組成物の全固形分重量を基準として０．１重量％〜５０重量％、好ましくは０．５重量％〜３０重量％の割合で含有される。
【００４２】
可塑剤としては、グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコールが好適である。可塑剤は、単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。可塑剤は、外層組成物の全固形分重量を基準として１重量％〜４０重量％、好ましくは５重量％〜３０重量％の割合で含有される。
【００４３】
着色剤は、特に限定されず、目的に応じて所望の着色剤が適宜用いられる。例えば、赤色２号などのタール色素、β−カロチンなどが挙げられる。
【００４４】
架橋剤は、外皮膜の強度を高める目的で用いられる。特に外皮膜にタンパク質が含まれる場合に好適に使用される。架橋剤としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、グリオキサール、グルタルアルデヒド、シンナムアルデヒド、バニリルアルデヒド、アセトン、エチルメチルケトン、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバン、酵素（トランスグルタミナーゼなど）などが挙げられる。例えば、アルデヒド、ケトンなどの架橋剤は、アルギニン、リジン、ヒスチジンなどの塩基性アミノ酸において、α−アミノ基以外の塩基性部位と反応することによってシッフ塩基またはエナミンを生じさせ、架橋を行う。ミョウバンなどの架橋剤は、グルタミン酸、アスパラギン酸などの酸性アミノ酸において、α−カルボキシル基以外のカルボキシル基とイオン結合を形成することによって架橋を行う。そして酵素（トランスグルタミナーゼ）は、グルタミンのアミノ基とリジンなどに存在する１級アミノ基とを縮合させることにより架橋を行う。
【００４５】
架橋剤による外皮膜の架橋は、例えば、外皮膜を、架橋剤を含む液に浸漬させることによって行われる。具体的には、湿状態のシームレスカプセル化種子を、架橋剤を０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜２質量％含む水溶液に浸漬させる。この水溶液の量は、シームレスカプセル化種子を浸漬できる量であれば、特に制限されないが、例えば、シームレスカプセル化種子の質量の１０〜１００倍程度である。浸漬時間は、架橋剤の種類に応じて適宜設定される。例えば、アルデヒド、ケトン、ミョウバンなどの場合、１０〜３００秒である。酵素の場合、１〜３００分である。浸漬後は、通常、シームレスカプセル化種子から架橋剤を除去するため、水で十分洗浄される。
【００４６】
本発明のシームレスカプセル化種子は、当業者がシームレスカプセルを製造する際に通常用いる方法で製造される。シームレスカプセルの製造方法は、例えば、特開昭５９−１３１３５５号公報および特開平１１−７９９６４号公報に記載されている。さらに、シームレスカプセルを連続生産する方法は、例えば、特開昭５８−２２０６２号公報、特開平３−５２６３９号公報、および特開平７−０６９８６７号公報に記載されている。これらのシームレスカプセルの製造方法は、すでに工業的大量生産に使用されている方法であるため、本発明のシームレスカプセル化種子の大量生産は容易である。
【００４７】
シームレスカプセルは、例えば、図２に示すカプセル製造装置を用いて、液中滴下法により製造される。この装置においては、定常速度で流下するキャリア流体２（液状油）中に、同心二重ノズル１が吐出口を下向きにして配置されている。封入すべき植物種子を含む内容物３２（植物種子を含む最内層組成物）をこの同心二重ノズル１における最も内側のノズル（内側ノズル１１）から、そして外層組成物３１を外側のノズル（外側ノズル１２）からそれぞれ同時に一定速度で射出すると、キャリア流体２と外層組成物３１との間に作用する界面張力によって、球状の継目のないカプセル（シームレスカプセル３）を連続的に製造することができる。
【００４８】
具体的には、植物の種子（例えばトルコギキョウ）を、常温（２５℃）で液状の中鎖脂肪酸または長鎖脂肪酸のトリグリセリド（またはジグリセリド）に懸濁したものをカプセルの内容物（最内層）とし、外皮膜（外層）を適切な濃度の上記生分解性物質の溶液（例えば、２２質量％ゼラチン溶液）として、二重管ノズルのシームレスカプセル製造機を用いて液中滴下法により造粒する。このとき、内容物（内容液）中に種子が１個またはそれ以上入るようにポンプを調節する。得られた種子入り湿カプセルをドラム乾燥することにより乾燥カプセル化種子が得られる。乾燥は、種子が発芽活性を失わないように、必要であれば低温で行われる。
【００４９】
得られるカプセル化種子の粒径は、植物の種子のサイズによっても異なるが、０．５ｍｍ〜２０ｍｍである。より好ましくは、１ｍｍ〜１２ｍｍである。カプセルに封入する種子の数は、種子の大きさにもよるが、１個から数個まで可能であることから、発芽率を考慮し、カプセル化種子として適した性質を与えることが出来る数を封入するとよい。植物にもよっても異なるが、１個から３０個、より好ましくは１〜４個である。
【００５０】
本発明のシームレスカプセル化種子は、継ぎ目がないため、サイズや皮膜の厚みが均一である。そのため、大きさおよび形状が均一であり、高い発芽勢が得られる。また、高い硬度を有する外皮膜（外層）を調製できるため、運搬時および自動播種機による播種時において、破損を受けることがなく、そのため、ロスが少なく播種作業の省力化が可能である。また、保存温度が常温（２５℃程度）ならば、９０％以上の発芽能力を維持したまま６カ月以上保存することが可能である。保存温度が４℃程度ならば、９０％以上の発芽能力を維持したまま１２カ月以上保存することが可能である。
【００５１】
本発明のシームレスカプセル化種子は、セルトレイや圃場に播種し、水を散布することで、例えば、外層を構成する外皮膜がゼラチンであれば、ゼラチン層が膨潤し、かつ土壌微生物の作用で分解される。外皮膜の分解を促すために、酵素分解処理を施すことも可能である。例えば、外皮膜素材がタンパク質であればタンパク質分解酵素、デンプン（多糖類）であれば糖質分解酵素、あるいは生分解性プラスチックであればエステル分解酵素を利用して分解（崩壊）を促すことができる。カプセル種子の皮膜が崩壊した後、種子に水または酸素が供給され、発芽にいたる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されないことはいうまでもない。
【００５３】
以下の実施例で得られたシームレスカプセル化種子について、強度（圧縮強度）、発芽率、および摩損度を以下の試験により測定し、評価した。
【００５４】
（１）強度（圧縮強度）試験
硬度レオメーターＣＲ−２００Ｄ（株式会社サン科学製）にＮｏ．１の感圧軸（直径１０ｍｍ）をセットし、圧縮による強度試験を行った。シームレスカプセル化種子２０個について測定し、その平均値を算出して強度とした。
【００５５】
（２）発芽率試験
セルトレイに培土（Metro-Mix350、Scotts社製）を所定量充填した後、シームレスカプセル化種子１００粒を播種し、霧状の散水を１日に３回行った。播種してから１４日後に、発芽した種子の数を計測し、種子１００粒に対する発芽種子の割合を発芽率（％）として算出した。なお、シームレスカプセル化種子に用いられる種子の種類に応じて、上記試験を以下のような条件に変更して行った。すなわち嫌光性の植物の種子を用いる場合は、暗黒条件下で上記の試験を行った。木本種子を用いる場合は、播種してから２８日後の発芽率を測定した。
【００５６】
（３）摩損度試験
日本薬局方第十五局「錠剤の摩損度試験法」に記載の装置、すなわち内径約２８７ｍｍおよび深さ約３８ｍｍの透明で、かつ内面が滑らかなプラスチック製のドラムに、シームレスカプセル化種子を投入し、２５回転／分の回転数で１００回転させた（約４分間）。投入前後のシームレスカプセル化種子の質量を精秤し、以下の式を用いて摩損度（％）を算出した。
【００５７】
摩損度（％）＝｛（投入前質量）−（投入後質量）｝／（投入前質量）×１００
【００５８】
（実施例１）
表１に示す組成により外層組成物および最内層組成物（トルコギキョウ種子（Ｆ１メロウバイオレット、直径約０．３ｍｍ）１質量％含有）をそれぞれ調製した。次いで、図２に示す同心二重ノズルを備えたカプセル製造装置を準備し、キャリア流体２として１５℃に冷却した植物油を循環させた。この装置の外側ノズルから５５℃に加温した外層組成物を、そして内側ノズルから最内層組成物を、形成される二層複合ジェットが一定速度（０．５ｍ／秒）となるように、キャリア流体２中に射出し、種子入り湿カプセルを得た。
【００５９】
この種子入り湿カプセルを２５℃、５０％ＲＨの条件下において、通気回転乾燥機を用いて乾燥させ、シームレスカプセル化種子を得た（試験例１）。得られたシームレスカプセル化種子の粒径は２ｍｍであった。
【００６０】
【表１】
【００６１】
他方、疎水性粒子として、シラスバルーン、パーライト、珪藻土、およびゼオライトのそれぞれを用いてコート種子（それぞれコート種子１〜４とする）を以下のようにして調製した。まず、疎水性粒子８０ｇと、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、水溶性バインダー）を１０Ｗ／Ｖ％含む水溶液２０ｇとを混合し、コート材を調製した。次いで、直径５０ｃｍの傾斜回転パン型造粒機に、トルコギキョウ種子（Ｆ１メロウバイオレット）０．１ｇを投入し、次いで、造粒機のパンを約３０ｒｐｍで回転させながら、コート材を徐々に投入した。得られた造粒物を所定条件下で乾燥させ、コート種子を得た（それぞれ比較試験例１〜４）。コート材の組成（乾燥質量換算）を表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
上記のようにして得られたシームレスカプセル化種子（試験例１）およびコート種子（比較試験例１〜４）の強度、発芽率、および摩損度を上記試験により測定した。結果を表３に示す。
【００６４】
【表３】
【００６５】
表３の結果から、試験例１のシームレスカプセル化種子は、比較試験例１〜４の従来のコート種子に比べて、高い強度を有し、摩損しにくく、そして発芽率に優れていることがわかる。
【００６６】
（実施例２〜８）
表４に示す好光性の種子（トルコギキョウ、ベゴニア、カルセオラリア、ヒナゲシ、パンジー、またはサルビア）をそれぞれ用いたこと、および同心二重ノズルを備えたカプセル製造装置における二層複合ジェットの速度を表４に示すように設定したこと以外は、実施例１と同様にしてシームレスカプセル化種子を得た。得られたシームレスカプセル化種子の粒径を測定し、さらに強度、発芽率、および摩損度を上記試験により測定した。結果を表４に示す。
【００６７】
（実施例９〜１２）
表４に示す嫌光性の種子（シクラメンまたはネモフィラ）あるいは木本種子（カラマツまたはヒノキ）をそれぞれ用いたこと、および同心二重ノズルを備えたカプセル製造装置における二層複合ジェット速度を表４に示すように設定したこと以外は、実施例１と同様にしてシームレスカプセル化種子を得た。得られたシームレスカプセル化種子の粒径を測定し、さらに強度、発芽率、および摩損度を上記試験により測定した。結果を表４に示す。
【００６８】
【表４】
【００６９】
表４の結果から、実施例２〜８の好光性の種子を用いるシームレスカプセル化種子および実施例９〜１２の嫌光性の種子または木本種子を用いるシームレスカプセル化種子は、高い強度を有し、摩損しにくく、そして発芽率に優れていることがわかる。
【００７０】
（実施例１３：保存安定性）
実施例１で得られたシームレスカプセル化種子（試験例１）、シラスバルーンでコートしたコート種子（比較試験例１）、および無処理の種子（比較試験例５）をそれぞれ暗黒条件下、４℃にて１０ヵ月間保存した。その後、セルトレイに培土（Metro-Mix350、Scotts社製）を所定量充填した後、各種子１００粒を播種し、霧状の散水を１日に３回行い、１日１回発芽数を測定し、発芽率（％）を求めた。なお、対照例（保存前の種子）として、保存していない新しい種子（新たに購入した種子）を用いて、上記と同様に発芽率を求めた。結果を図３に示す。
【００７１】
図３から明らかなように、１０カ月保存したシームレスカプセル化種子（試験例１）は、１０カ月保存したシラスバルーンでコートしたコート種子（比較試験例１）および無処理の種子（比較試験例５）に比べて、短期間で発芽し、発芽勢の面でも優れていた。特にシームレスカプセル化種子は１０カ月保存したにも関わらず、保存していない新しい種子（対照例）と同様な発芽曲線を示し、発芽勢の面で優れていた。以上のことから、本発明のシームレスカプセル化種子は、保存安定性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、一定の物理的強度および大きさ（形状）を有するシームレスカプセル化種子が提供される。したがって、従来取扱いが不便であった微小な種子（１ｍｍ以下の不揃いな種子）であっても、シームレスカプセルの中に封入することによって、種子の取り扱いが容易になり、自動播種機の適用が可能になるなどの播種作業の機械化（省力化）が可能となる。さらに、本発明のシームレスカプセル化種子は、そのまま保存した無処理の種子に比べて、優れた発芽率を有する。本発明のシームレスカプセル化種子は、従来のシームレスカプセルの製造装置をそのまま利用して製造することができ、複雑な操作を必要とせず、さらに非無菌下で製造することが可能であるため、安価に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のシームレスカプセル化種子の断面模式図である。
【図２】本発明のシームレスカプセルを製造するためのカプセル製造装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明のシームレスカプセル化種子（試験例１）、比較試験例１および５、ならびに対照例の発芽の挙動を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 同心二重ノズル
２ キャリア流体
３ シームレスカプセル
１１ 内側ノズル
１２ 外側ノズル
３１ 外層組成物
３２ 植物種子を含む内容物
【技術分野】
【０００１】
本発明は、園芸植物・野菜・穀類などの種子を内包したシームレスカプセル化種子に関する。より詳しくは、大きさおよび形状が均一で、物理的強度が高く、播種作業を機械化（省力化）するために特に好適に用いられ、さらに良好な発芽率を有する、シームレスカプセル化種子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、野菜などの種子の播種を容易にする（播種作業を省力化する）目的で、種子をコート材でコーティングすることが行われている。しかし、種子をコート材でコーティングする場合は、コートしない場合に比べて、発芽率が低下する場合がある。そのため、発芽率の低下を招来しないコート種子が提案されている（例えば、特許文献１〜４）。
【０００３】
特許文献１には、適度な硬度を有し、かつ良好な発芽率を有するコート種子の提供を目的として、複鎖構造型の粘土鉱物７０〜９５重量部および疎水剤３０〜５重量部を含有する造粒用組成物で造粒コーティングされた造粒コーティング種子が開示されている。しかし、この造粒用組成物（コート材）は、通気性および透水性が不十分であり、疎水剤を含んでいるものの開裂性が悪い。さらに物理的強度が不十分であり、保存時においてコーティングに亀裂が生じる、あるいはコーティングがはがれる場合があり、播種作業が省力化されない。さらに、長期間保存した場合には発芽率の低下を招く。また、被覆造粒時に団粒を生じやすく、加工性も不十分である。
【０００４】
特許文献２には、物理的強度を高め、機械播種適応性を向上させることを目的として、植物種子を皮膜造粒し、その表面に雲母を主体とする層を形成してなるペレット種子が開示されている。しかし、このペレット種子は、光透過性に乏しく、好光性種子に用いることはできない。
【０００５】
特許文献３には、種子表面を皮膜する内層、および該内層に積層されてなる外層の少なくとも２層で形成され、上記内層が複鎖構造型の粘土鉱物を含むことを特徴とするコート種子が開示されている。特許文献３は、十分な強度を有し、かつ乾燥工程等において、コート層が崩壊・剥落せず、製品収率が高いコート種子を提供することを目的としている。
【０００６】
特許文献４には、ＦＲＰ廃棄物を蒸し焼きにした多孔質の活性炭のコア芯（１）、該コア芯の外周において、摺り潰すか或いは細片化した厨芥残渣とバインダーとからなる養分補給用の内殻（２）、該内殻（２）の周囲において、草木灰や紙穀物等の焼却灰からなる土壌改良用の外殻（３）、およびその周囲において、デンプンやセルロース液などのバインダーが塗布された外被膜（４）の多層構造によってカプセル化された土壌改良、肥料用多層カプセルが開示され、さらに、上記カプセルのコア芯（１）に、種子を内包することが開示されている。
【０００７】
コート種子あるいはペレット種子は、保存時において定形性を保持し、播種時には崩壊するという二面性が求められている。特に、従来のコート種子は、物理的強度が検討されているものの十分ではなく、コート種子同士の衝突によりコート材が損傷する。そのため、物理的に強固な皮膜に包まれていることが多い。また、コート材の崩壊には、種子の発芽も関連し、発芽によってコート材の崩壊が促進されるため、光好性の種子には光透過性の皮膜が好ましく用いられる。さらに、コート種子は、土壌に播種するため、物理的強度が高い皮膜であっても、コート材が生分解性を有しない場合は、コート材が土壌中に滞留してしまう。そのため、使用されるコート材は、生分解性を有することが求められている。
【０００８】
ところで、特許文献５には、再分化可能な植物細胞組織を、最内層、内皮層、および外層の三層またはそれ以上の層構造を有するシームレスカプセルに封入した人工種子であって、該内皮層が硬化油を主成分とする内皮膜で構成され、該外層が生分解性を有する外皮膜である人工種子が開示されている。しかし、この種子は、「再分化可能な植物細胞組織」を用いることを目的とし、そのため、最内層を液体培地とし、三層またはそれ以上の層構造を有することを特徴としている。特許文献５の人工種子においては、植物細胞組織は、最内層の培地に含まれており、最内層、内皮膜、および外皮膜からなるシームレスカプセルは、無菌性を保つ必要がある。そのため、各層の原料について滅菌処理を行い、無菌環境でカプセル調製を行う必要がある。したがって、工業化には多大なコストと大規模な設備が必要である。また、シームレスカプセルの調製方法の原理から、硬化油脂層が必須である。
【０００９】
上記のコート種子、または植物細胞組織を内包したシームレスカプセル以外にも、物理的強度が高く、かつ良好な発芽率を有するコート種子またはカプセル化種子が求められている。
【特許文献１】特許第２５２０３０９号公報
【特許文献２】特開２０００−３７１０９号公報
【特許文献３】特開２００１−１９０１０７号公報
【特許文献４】特開平７−３３５６９号公報
【特許文献５】特開２００１−２４５５４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の目的は、自動播種機を適用することが可能な物理的強度および大きさ（形状）を有し、かつ良好な発芽率を有する球形のシームレスカプセル化種子を提供することにある。
【００１１】
本発明の目的はまた、封入する種子に応じて、光透過性、崩壊性、酸素透過性、生分解性などの特性に優れた層構造を有する球形のシームレスカプセル化種子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を行った。その結果、植物の種子を油状物質で構成される最内層、および親水性物質で構成される外層の二層で皮膜し、外表面を乾燥させて得られるシームレスカプセル化種子が、自動播種機を適用することが可能な物理的強度および大きさ（形状）を有し、かつ良好な発芽率を有することを見出した。特に、外層を生分解性を有する物質（好ましくはタンパク質、多糖類、生分解性プラスチックなど）で構成することによって、光透過性、崩壊性、酸素透過性、生分解性などに優れることを見出し、本発明を完成させるに至った。
【００１３】
本発明のシームレスカプセル化種子は、最内層、および該最内層を覆う外層からなり、該最内層が、植物の種子を含む油状物質で構成され、そして該外層が、親水性物質で構成される。
【００１４】
ある実施態様においては、上記油状物質は、−３０℃〜６０℃の融点を有する。
【００１５】
ある実施態様においては、上記外層は、生分解性を有する物質で構成される。
【００１６】
ある実施態様においては、上記生分解性を有する物質は、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックからなる群より選択される少なくとも１種である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のシームレスカプセル化種子は、一定の物理的強度および大きさ（形状）を有する。したがって、従来取扱いが不便であった微小な種子（１ｍｍ以下の不揃いな種子）であっても、シームレスカプセルの中に封入することによって、種子の取り扱いが容易になり、自動播種機の適用が可能になるなどの播種作業の機械化（省力化）が可能となる。さらに、本発明のシームレスカプセル化種子は、無処理の種子（シームレスカプセル化していない種子）または従来のコート種子に比べて、長期保存した場合（例えば、６カ月保存した場合）においても優れた発芽率を有する。本発明のシームレスカプセル化種子は、種子を含む最内層を、光透過性、酸素透過性、生分解性などの物質（皮膜）でなる外層で被覆することも可能である。例えば、光透過性の皮膜を用いることによって、好光性の種子であっても非常に高い発芽率を維持できる。本発明のシームレスカプセル化種子は、従来のシームレスカプセルの製造装置をそのまま利用して製造することができ、複雑な操作を必要とせず、さらに非無菌下で製造することが可能であるため、安価に提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明のシームレスカプセル化種子は、植物の種子を含む油状物質で構成される最内層、および該最内層を覆う外層からなる。本発明のシームレスカプセル化種子の断面模式図を図１に示す。最内層は、植物の種子を含み、種子を水や酸素から程よく遮断し、種子の酸化や生命活動を抑制する油脂（コーン油など）で満たされている。外層は、光透過性を有し、高い物理的強度を保ち、酸素の透過を抑制している。
【００１９】
なお、種々の学術文献、特許文献などの記述において、アルギン酸カルシウム、カラギーナン、ファーセレラン、ローカストビーンガム、キサンタンガム、ジェランガム、ゼラチン、寒天、デンプン、カードランなどの単一球のビーズをカプセルと表記している場合があるが、このようなカプセルは、後の製法でも明らかになるように、本発明のシームレスカプセルとは全く異なるものである。そして、例えば、特許文献２〜４において、播種作業の省力化や発芽率の向上のために植物の種子の周囲に粘土鉱物や肥料等の固形物を単層もしくは多層化したコート種子が記載されているが、このようなコート種子においても、製法の点で、本発明のシームレスカプセル化種子とは全く異なるものであることが明らかである。本発明のシームレスカプセル化種子で用いられるシームレスカプセルとは、好ましくは表面が乾燥されており、湿潤アルギン酸ゲル、寒天ゲル、ジェランガムゲルなどとは異なるものである。
【００２０】
本発明に用いられる最内層に含まれる植物の種子は、特に限定されず、園芸植物、野菜、穀類などの種子などが用いられる。この植物の種子は、好光性および嫌光性のいずれであってもよい。植物の種子の大きさも特に制限されない。シームレスカプセル化種子に用いられる植物の種子の粒径は０．０１〜１０ｍｍ、好ましくは０．１〜５ｍｍである。
【００２１】
好光性の植物の種子としては、例えば、ペチュニア、カンパニュラ、マトリカリア、トルコギキョウ、ベゴニア、コリウス、キンギョソウ、インパチェンス、アゲラタム、ひな菊、スワンデージー、アリッサム、ジギタリス、マツバボタン、アイスランドポピー、ロベリア、ヒナゲシ、ネメシア、カルセオラリア、パンジー、サルビア、コチョウラン、カトレア、パフィオペディルム、バニラ、タバコ、キャベツ、白菜、チンゲン菜、青ネギ、玉ネギ、レタス、ブロッコリー、ダイコン、野沢菜、ニンジン、トマト、ビートなどの種子が好ましく用いられる。
【００２２】
嫌光性の植物の種子としては、例えば、エスコルチア、ガザニア、キンセンカ、シクラメン、シノグロッサム、スイトピー、シザンサス、チトニア、デルフィニウム、ニゲラ、ネモフィラ、ニチニチソウ、ファセリア、フロックス、ラークスパー、ラミウム、ルピナス、ワスレナグサ、カラマツ、スギ、メタセコイア、ヒノキ、カツラ、シラカンバ、ユキヤナギ、ニシキギなどの種子が挙げられる。
【００２３】
本発明に用いられる最内層は、上記植物の種子を含む油状物質で構成される。この油状物質は、好ましくは−３０℃〜６０℃、より好ましくは−２０℃〜４０℃の融点を有する非親水性溶媒であり、シームレスカプセル化種子製造時において油状（液状）であればよい。シームレスカプセル化種子保存時または播種時においては、液状であっても固形であってもよい。したがって、この油状物質は、例えば、製造時の温度に応じて、その種類を適宜設定し得る。例えば、通常、１５℃〜６０℃、好ましくは１５℃〜４０℃、より好ましくは２０℃〜４０℃で液状となる油脂が好適に用いられるが、寒冷地では４℃〜２０℃で液状となる油脂が好適に用いられ、あるいは熱帯地方では２５℃〜６０℃で液状となる油脂が好適に用いられる。
【００２４】
上記油状物質としては、例えば、油脂類、脂肪酸エステル類、炭化水素（脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素など）、鎖状エーテル、高級アルコール、テルペン類、ステロール類、シリコーン類、蜜蝋誘導体、およびリン脂質類などが挙げられる。これらの物質は、単独で、あるいは２以上を組み合わせて用いられる。
【００２５】
油脂類としては、大豆油、米油、胡麻油、パーム油、コーン油、ピーナッツ油、綿実油、椰子油、菜種油、オリーブ油、カカオ脂、牛脂、豚脂、馬油、鯨油、マーガリン、ショートニング、水添油脂などが挙げられる。
【００２６】
脂肪酸エステル類としては、酢酸エチル、酪酸エチル、グリセリン脂肪酸エステル（脂肪酸モノグリセリド、脂肪酸ジグリセリド、脂肪酸トリグリセリドなど）、糖の脂肪酸エステル（蔗糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなど）などが挙げられる。脂肪酸エステルまたは糖の脂肪酸エステルに用いられる脂肪酸は、中鎖脂肪酸（具体的には、炭素数が８〜１２の脂肪酸）、長鎖脂肪酸（具体的には、炭素数が１４〜１８の脂肪酸）が好ましく用いられるが、これらに限定されない。
【００２７】
脂肪酸類としては、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸などが挙げられる。
【００２８】
炭化水素としては、石油エーテル、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの脂肪族炭化水素およびその誘導体（ハロアルカンなど）；およびベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素およびその誘導体が挙げられる。
【００２９】
鎖状エーテルとしては、ジプロピルエーテル、エチルｔ−ブチルエーテルなどが挙げられる。
【００３０】
高級アルコールとしては、デシルアルコール、ウンデシルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコールなどが挙げられる。
【００３１】
テルペン類としては、樟脳油、薄荷油、α−ピネン、Ｄ−リモネンなどが挙げられる。
【００３２】
上記油状物質の中でも、種子への熱虐待に対する防止、種子の保存安定性、および容易な製剤化の観点から、特に、中鎖脂肪酸または長鎖脂肪酸のトリグリセリドまたはジグリセリドが好適に用いられる。
【００３３】
上記最内層には、必要に応じて、さらにグリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、グリセリンコハク酸脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、レシチンなどの乳化剤を含んでもよい。これらは単独で、あるいは２以上を組み合わせて用いられる。
【００３４】
本発明に用いられる外層（外皮膜）は、親水性物質で構成される。親水性物質としては、例えば、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。種子がカプセル外に発芽する際の障害が取り除かれるという観点から、親水性物質は、水で膨潤し、さらに生分解性を有する物質であることが好ましい。生分解性とは土壌に播種したときに微生物その他の物により分解され、あるいは資化されることを意味する。土壌汚染しない観点からも、外皮膜を生分解性を有する物質で構成することは有効である。上記親水性物質の中で、生分解性を有する物質としては、例えば、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックである。
【００３５】
タンパク質は、特に制限されない。例えば、ゼラチン、コラーゲンなどが挙げられる。
【００３６】
多糖類としては、ゲルを形成する多糖が好ましく用いられる。このような多糖類としては、寒天、カラギーナン、アラビアガム、ジェランガム、キサンタンガム、ペクチン、アルギン酸などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３７】
生分解性プラスチックとしては、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、それらの混合物などが挙げられるが、これらに限定されない。
【００３８】
上記外皮膜の中でも、乾燥後、酸素バリアー性が高くなるゼラチンが特に好ましい。
【００３９】
上記外皮膜は、皮膜の性質を変えることを目的として、さらに必要に応じて、上記生分解性の物質に加えて、遮光剤、皮膜増強剤、可塑剤、着色剤、架橋剤などを添加してもよい。
【００４０】
遮光剤は、嫌光性の植物の種子の発芽促進を目的として用いられる。遮光剤としては、例えば、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化第二鉄（三二酸化鉄）、二酸化珪素、炭酸カルシウム、タルク、および雲母が挙げられる。遮光剤は、単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。遮光剤は、外層組成物中の全固形分重量を基準として０．１重量％〜４０重量％、好ましくは０．１重量％〜２０重量％の割合で懸濁される。
【００４１】
皮膜増強剤としては、次の化合物が挙げられる：ブドウ糖、果糖、ガラクトースなどの単糖類；ショ糖、麦芽糖、トレハロース、カップリングシュガーなどの二糖類またはオリゴ糖；プルランなどの多糖類；およびエリスリトール、ソルビトール、マルチトール（還元麦芽糖水飴）、ラクチトール、パラチニット、キシリトール、マンニトール、ガラクチトールなどの糖アルコール。皮膜増強剤は、単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。皮膜増強剤は、外層組成物の全固形分重量を基準として０．１重量％〜５０重量％、好ましくは０．５重量％〜３０重量％の割合で含有される。
【００４２】
可塑剤としては、グリセリン、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリプロピレングリコールなどの多価アルコールが好適である。可塑剤は、単独で、あるいは２以上を組合わせて用いられる。可塑剤は、外層組成物の全固形分重量を基準として１重量％〜４０重量％、好ましくは５重量％〜３０重量％の割合で含有される。
【００４３】
着色剤は、特に限定されず、目的に応じて所望の着色剤が適宜用いられる。例えば、赤色２号などのタール色素、β−カロチンなどが挙げられる。
【００４４】
架橋剤は、外皮膜の強度を高める目的で用いられる。特に外皮膜にタンパク質が含まれる場合に好適に使用される。架橋剤としては、例えば、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、グリオキサール、グルタルアルデヒド、シンナムアルデヒド、バニリルアルデヒド、アセトン、エチルメチルケトン、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、カリウムミョウバン、アンモニウムミョウバン、酵素（トランスグルタミナーゼなど）などが挙げられる。例えば、アルデヒド、ケトンなどの架橋剤は、アルギニン、リジン、ヒスチジンなどの塩基性アミノ酸において、α−アミノ基以外の塩基性部位と反応することによってシッフ塩基またはエナミンを生じさせ、架橋を行う。ミョウバンなどの架橋剤は、グルタミン酸、アスパラギン酸などの酸性アミノ酸において、α−カルボキシル基以外のカルボキシル基とイオン結合を形成することによって架橋を行う。そして酵素（トランスグルタミナーゼ）は、グルタミンのアミノ基とリジンなどに存在する１級アミノ基とを縮合させることにより架橋を行う。
【００４５】
架橋剤による外皮膜の架橋は、例えば、外皮膜を、架橋剤を含む液に浸漬させることによって行われる。具体的には、湿状態のシームレスカプセル化種子を、架橋剤を０．１〜１０質量％、好ましくは０．５〜２質量％含む水溶液に浸漬させる。この水溶液の量は、シームレスカプセル化種子を浸漬できる量であれば、特に制限されないが、例えば、シームレスカプセル化種子の質量の１０〜１００倍程度である。浸漬時間は、架橋剤の種類に応じて適宜設定される。例えば、アルデヒド、ケトン、ミョウバンなどの場合、１０〜３００秒である。酵素の場合、１〜３００分である。浸漬後は、通常、シームレスカプセル化種子から架橋剤を除去するため、水で十分洗浄される。
【００４６】
本発明のシームレスカプセル化種子は、当業者がシームレスカプセルを製造する際に通常用いる方法で製造される。シームレスカプセルの製造方法は、例えば、特開昭５９−１３１３５５号公報および特開平１１−７９９６４号公報に記載されている。さらに、シームレスカプセルを連続生産する方法は、例えば、特開昭５８−２２０６２号公報、特開平３−５２６３９号公報、および特開平７−０６９８６７号公報に記載されている。これらのシームレスカプセルの製造方法は、すでに工業的大量生産に使用されている方法であるため、本発明のシームレスカプセル化種子の大量生産は容易である。
【００４７】
シームレスカプセルは、例えば、図２に示すカプセル製造装置を用いて、液中滴下法により製造される。この装置においては、定常速度で流下するキャリア流体２（液状油）中に、同心二重ノズル１が吐出口を下向きにして配置されている。封入すべき植物種子を含む内容物３２（植物種子を含む最内層組成物）をこの同心二重ノズル１における最も内側のノズル（内側ノズル１１）から、そして外層組成物３１を外側のノズル（外側ノズル１２）からそれぞれ同時に一定速度で射出すると、キャリア流体２と外層組成物３１との間に作用する界面張力によって、球状の継目のないカプセル（シームレスカプセル３）を連続的に製造することができる。
【００４８】
具体的には、植物の種子（例えばトルコギキョウ）を、常温（２５℃）で液状の中鎖脂肪酸または長鎖脂肪酸のトリグリセリド（またはジグリセリド）に懸濁したものをカプセルの内容物（最内層）とし、外皮膜（外層）を適切な濃度の上記生分解性物質の溶液（例えば、２２質量％ゼラチン溶液）として、二重管ノズルのシームレスカプセル製造機を用いて液中滴下法により造粒する。このとき、内容物（内容液）中に種子が１個またはそれ以上入るようにポンプを調節する。得られた種子入り湿カプセルをドラム乾燥することにより乾燥カプセル化種子が得られる。乾燥は、種子が発芽活性を失わないように、必要であれば低温で行われる。
【００４９】
得られるカプセル化種子の粒径は、植物の種子のサイズによっても異なるが、０．５ｍｍ〜２０ｍｍである。より好ましくは、１ｍｍ〜１２ｍｍである。カプセルに封入する種子の数は、種子の大きさにもよるが、１個から数個まで可能であることから、発芽率を考慮し、カプセル化種子として適した性質を与えることが出来る数を封入するとよい。植物にもよっても異なるが、１個から３０個、より好ましくは１〜４個である。
【００５０】
本発明のシームレスカプセル化種子は、継ぎ目がないため、サイズや皮膜の厚みが均一である。そのため、大きさおよび形状が均一であり、高い発芽勢が得られる。また、高い硬度を有する外皮膜（外層）を調製できるため、運搬時および自動播種機による播種時において、破損を受けることがなく、そのため、ロスが少なく播種作業の省力化が可能である。また、保存温度が常温（２５℃程度）ならば、９０％以上の発芽能力を維持したまま６カ月以上保存することが可能である。保存温度が４℃程度ならば、９０％以上の発芽能力を維持したまま１２カ月以上保存することが可能である。
【００５１】
本発明のシームレスカプセル化種子は、セルトレイや圃場に播種し、水を散布することで、例えば、外層を構成する外皮膜がゼラチンであれば、ゼラチン層が膨潤し、かつ土壌微生物の作用で分解される。外皮膜の分解を促すために、酵素分解処理を施すことも可能である。例えば、外皮膜素材がタンパク質であればタンパク質分解酵素、デンプン（多糖類）であれば糖質分解酵素、あるいは生分解性プラスチックであればエステル分解酵素を利用して分解（崩壊）を促すことができる。カプセル種子の皮膜が崩壊した後、種子に水または酸素が供給され、発芽にいたる。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例に限定されないことはいうまでもない。
【００５３】
以下の実施例で得られたシームレスカプセル化種子について、強度（圧縮強度）、発芽率、および摩損度を以下の試験により測定し、評価した。
【００５４】
（１）強度（圧縮強度）試験
硬度レオメーターＣＲ−２００Ｄ（株式会社サン科学製）にＮｏ．１の感圧軸（直径１０ｍｍ）をセットし、圧縮による強度試験を行った。シームレスカプセル化種子２０個について測定し、その平均値を算出して強度とした。
【００５５】
（２）発芽率試験
セルトレイに培土（Metro-Mix350、Scotts社製）を所定量充填した後、シームレスカプセル化種子１００粒を播種し、霧状の散水を１日に３回行った。播種してから１４日後に、発芽した種子の数を計測し、種子１００粒に対する発芽種子の割合を発芽率（％）として算出した。なお、シームレスカプセル化種子に用いられる種子の種類に応じて、上記試験を以下のような条件に変更して行った。すなわち嫌光性の植物の種子を用いる場合は、暗黒条件下で上記の試験を行った。木本種子を用いる場合は、播種してから２８日後の発芽率を測定した。
【００５６】
（３）摩損度試験
日本薬局方第十五局「錠剤の摩損度試験法」に記載の装置、すなわち内径約２８７ｍｍおよび深さ約３８ｍｍの透明で、かつ内面が滑らかなプラスチック製のドラムに、シームレスカプセル化種子を投入し、２５回転／分の回転数で１００回転させた（約４分間）。投入前後のシームレスカプセル化種子の質量を精秤し、以下の式を用いて摩損度（％）を算出した。
【００５７】
摩損度（％）＝｛（投入前質量）−（投入後質量）｝／（投入前質量）×１００
【００５８】
（実施例１）
表１に示す組成により外層組成物および最内層組成物（トルコギキョウ種子（Ｆ１メロウバイオレット、直径約０．３ｍｍ）１質量％含有）をそれぞれ調製した。次いで、図２に示す同心二重ノズルを備えたカプセル製造装置を準備し、キャリア流体２として１５℃に冷却した植物油を循環させた。この装置の外側ノズルから５５℃に加温した外層組成物を、そして内側ノズルから最内層組成物を、形成される二層複合ジェットが一定速度（０．５ｍ／秒）となるように、キャリア流体２中に射出し、種子入り湿カプセルを得た。
【００５９】
この種子入り湿カプセルを２５℃、５０％ＲＨの条件下において、通気回転乾燥機を用いて乾燥させ、シームレスカプセル化種子を得た（試験例１）。得られたシームレスカプセル化種子の粒径は２ｍｍであった。
【００６０】
【表１】
【００６１】
他方、疎水性粒子として、シラスバルーン、パーライト、珪藻土、およびゼオライトのそれぞれを用いてコート種子（それぞれコート種子１〜４とする）を以下のようにして調製した。まず、疎水性粒子８０ｇと、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ、水溶性バインダー）を１０Ｗ／Ｖ％含む水溶液２０ｇとを混合し、コート材を調製した。次いで、直径５０ｃｍの傾斜回転パン型造粒機に、トルコギキョウ種子（Ｆ１メロウバイオレット）０．１ｇを投入し、次いで、造粒機のパンを約３０ｒｐｍで回転させながら、コート材を徐々に投入した。得られた造粒物を所定条件下で乾燥させ、コート種子を得た（それぞれ比較試験例１〜４）。コート材の組成（乾燥質量換算）を表２に示す。
【００６２】
【表２】
【００６３】
上記のようにして得られたシームレスカプセル化種子（試験例１）およびコート種子（比較試験例１〜４）の強度、発芽率、および摩損度を上記試験により測定した。結果を表３に示す。
【００６４】
【表３】
【００６５】
表３の結果から、試験例１のシームレスカプセル化種子は、比較試験例１〜４の従来のコート種子に比べて、高い強度を有し、摩損しにくく、そして発芽率に優れていることがわかる。
【００６６】
（実施例２〜８）
表４に示す好光性の種子（トルコギキョウ、ベゴニア、カルセオラリア、ヒナゲシ、パンジー、またはサルビア）をそれぞれ用いたこと、および同心二重ノズルを備えたカプセル製造装置における二層複合ジェットの速度を表４に示すように設定したこと以外は、実施例１と同様にしてシームレスカプセル化種子を得た。得られたシームレスカプセル化種子の粒径を測定し、さらに強度、発芽率、および摩損度を上記試験により測定した。結果を表４に示す。
【００６７】
（実施例９〜１２）
表４に示す嫌光性の種子（シクラメンまたはネモフィラ）あるいは木本種子（カラマツまたはヒノキ）をそれぞれ用いたこと、および同心二重ノズルを備えたカプセル製造装置における二層複合ジェット速度を表４に示すように設定したこと以外は、実施例１と同様にしてシームレスカプセル化種子を得た。得られたシームレスカプセル化種子の粒径を測定し、さらに強度、発芽率、および摩損度を上記試験により測定した。結果を表４に示す。
【００６８】
【表４】
【００６９】
表４の結果から、実施例２〜８の好光性の種子を用いるシームレスカプセル化種子および実施例９〜１２の嫌光性の種子または木本種子を用いるシームレスカプセル化種子は、高い強度を有し、摩損しにくく、そして発芽率に優れていることがわかる。
【００７０】
（実施例１３：保存安定性）
実施例１で得られたシームレスカプセル化種子（試験例１）、シラスバルーンでコートしたコート種子（比較試験例１）、および無処理の種子（比較試験例５）をそれぞれ暗黒条件下、４℃にて１０ヵ月間保存した。その後、セルトレイに培土（Metro-Mix350、Scotts社製）を所定量充填した後、各種子１００粒を播種し、霧状の散水を１日に３回行い、１日１回発芽数を測定し、発芽率（％）を求めた。なお、対照例（保存前の種子）として、保存していない新しい種子（新たに購入した種子）を用いて、上記と同様に発芽率を求めた。結果を図３に示す。
【００７１】
図３から明らかなように、１０カ月保存したシームレスカプセル化種子（試験例１）は、１０カ月保存したシラスバルーンでコートしたコート種子（比較試験例１）および無処理の種子（比較試験例５）に比べて、短期間で発芽し、発芽勢の面でも優れていた。特にシームレスカプセル化種子は１０カ月保存したにも関わらず、保存していない新しい種子（対照例）と同様な発芽曲線を示し、発芽勢の面で優れていた。以上のことから、本発明のシームレスカプセル化種子は、保存安定性に優れていることがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明によれば、一定の物理的強度および大きさ（形状）を有するシームレスカプセル化種子が提供される。したがって、従来取扱いが不便であった微小な種子（１ｍｍ以下の不揃いな種子）であっても、シームレスカプセルの中に封入することによって、種子の取り扱いが容易になり、自動播種機の適用が可能になるなどの播種作業の機械化（省力化）が可能となる。さらに、本発明のシームレスカプセル化種子は、そのまま保存した無処理の種子に比べて、優れた発芽率を有する。本発明のシームレスカプセル化種子は、従来のシームレスカプセルの製造装置をそのまま利用して製造することができ、複雑な操作を必要とせず、さらに非無菌下で製造することが可能であるため、安価に提供される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のシームレスカプセル化種子の断面模式図である。
【図２】本発明のシームレスカプセルを製造するためのカプセル製造装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明のシームレスカプセル化種子（試験例１）、比較試験例１および５、ならびに対照例の発芽の挙動を比較したグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１ 同心二重ノズル
２ キャリア流体
３ シームレスカプセル
１１ 内側ノズル
１２ 外側ノズル
３１ 外層組成物
３２ 植物種子を含む内容物
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最内層、および該最内層を覆う外層からなるシームレスカプセル化種子であって、
該最内層が、植物の種子を含む油状物質で構成され、そして
該外層が、親水性物質で構成される、シームレスカプセル化種子。
【請求項２】
前記油状物質が、−３０℃〜６０℃の融点を有する、請求項１に記載のシームレスカプセル化種子。
【請求項３】
前記外層が、生分解性を有する物質で構成される、請求項１または２に記載のシームレスカプセル化種子。
【請求項４】
前記生分解性を有する物質が、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項３に記載のシームレスカプセル化種子。
【請求項１】
最内層、および該最内層を覆う外層からなるシームレスカプセル化種子であって、
該最内層が、植物の種子を含む油状物質で構成され、そして
該外層が、親水性物質で構成される、シームレスカプセル化種子。
【請求項２】
前記油状物質が、−３０℃〜６０℃の融点を有する、請求項１に記載のシームレスカプセル化種子。
【請求項３】
前記外層が、生分解性を有する物質で構成される、請求項１または２に記載のシームレスカプセル化種子。
【請求項４】
前記生分解性を有する物質が、タンパク質、多糖類、および生分解性プラスチックからなる群より選択される少なくとも１種である、請求項３に記載のシームレスカプセル化種子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１５９８５８（Ｐ２００９−１５９８５８Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３４０６１９（Ｐ２００７−３４０６１９）
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００１９１７５５）森下仁丹株式会社 (30)
【出願人】（５０８００３８４８）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２８日（２００７．１２．２８）
【出願人】（０００１９１７５５）森下仁丹株式会社 (30)
【出願人】（５０８００３８４８）
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]