亜鉛高含有コムギ
【課題】玄穀中に亜鉛を高濃度含有するコムギ及びその製造法の提供。
【解決手段】玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ完熟子実及び亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、コムギの小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布する玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギの製造法。
【解決手段】玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ完熟子実及び亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、コムギの小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布する玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギの製造法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玄穀中に亜鉛を高濃度含有し、食品また食品材料として有用なコムギ及びその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトが生命を維持するためには鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、セレン（Ｓｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ヨウ素（Ｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、フッ素（Ｆ）、ヒ素（Ａｓ）、鉛（Ｐｂ）などといった微量金属元素を体外から摂取する必要があり、これらの元素は必須元素と呼ばれている（非特許文献１）。なかでも亜鉛（Ｚｎ）は人体内に微量金属元素としては鉄についで多く含まれており、カルボキシペプチダーゼ、炭酸脱水素酵素、アルコール脱水素酵素などの重要な酵素に含有され、体内の代謝系で重要な役割を担っていることが知られている。また、亜鉛が欠乏すると成長障害、性機能低下、皮膚や毛髪の損傷、味覚異常などを示すことが知られており問題となっている。さらに、成人の亜鉛所要量は１日当たり１２〜１５mgとされている一方で、平均的な日本食では１日あたり９mg程度しか亜鉛を摂取できないとされ、日本人の亜鉛不足が問題視されている（非特許文献２）。このことから平成１４年には厚生労働省が栄養機能食品成分として亜鉛を追加し、また平成１６年には文部科学省により給食中亜鉛含量の目標値が設定されるなどといった公的機関による対策が講じられている。
【０００３】
以上のように、亜鉛（Ｚｎ）は人体が生命活動を営む上で重要であるため、適正量を日常的な食事によって摂取することが望まれている。しかしながら、これらの元素を多く含む食品は比較的限られている。例えば亜鉛（Ｚｎ）は牡蠣（カキ）中には１３．２mg／１００ｇ、牛レバーには３．８mg／１００ｇといった高い濃度で含有されている（非特許文献３）。しかしながら、現在の日本人の食生活習慣においてこれらの食材を毎日摂取するのは一般的とはいえない。これに対してコムギはパンやうどん、スパゲティなど麺類などに加工されて日常的に摂取できる食材といえる。この点からコムギにこれらの微量金属元素の含有量を高めることができれば有用と考えられるが、コムギの栽培法に関する技術分野では微量金属元素の研究は必要最低限の施肥方法などの研究は行われているものの、可食部に積極的に取り込ませる技術については満足できるものではなかった。
【０００４】
コムギではないものの、最近ライムギの子実中の亜鉛含量を高めるために遺伝子組み換えによってシロイヌナズナ由来の亜鉛トランスポーター遺伝子を過剰発現させるという技術が開発された。しかしながら、この遺伝子組み換え体に亜鉛を施肥しても亜鉛吸収速度は高まらなかった（非特許文献４）。この原因については亜鉛トランスポーター遺伝子が発現していても亜鉛が存在すると他の金属トランスポータータンパク質でみられる（非特許文献５）ように、翻訳後調節によって亜鉛トランスポータータンパク質が消失してしまうためではないかと考察されている。このように現在先端的な技術である遺伝子組み換え技術を用いても作物の可食部に亜鉛などの微量金属元素をとりこませることは困難である。
【０００５】
また、従来の施肥技術の一つとして葉面散布法も実用化されている。この方法は散布液が直接接触する細胞中に肥料成分を取り込ませることは可能であるため、葉の要素欠乏症状の防止もしくは改善させるといったことは出来る。しかしながら、葉から種子中に転流させる、すなわち、複数の細胞間を移行させることによって、散布液が直接接触することのない種子中に金属元素含量を高濃度で蓄積させるといった技術はみられなかった。特に亜鉛は窒素、リン、カリウム、マグネシウムなどといった転流しやすい元素ではない（非特許文献６）ため、従来の葉面散布方法では種子中に高濃度で蓄積させることは困難であった。
【非特許文献１】桜井・田中（編著）１９９３．生物無機化学．廣川書店
【非特許文献２】冨田１９９８．元気になるミネラル 亜鉛パワーの秘密．宙出版
【非特許文献３】香川（監）２００３．『五訂食品分析表２００３』女子栄養大学出版部
【非特許文献４】Ｒａｍｅｓｈら２００４．Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．
【非特許文献５】Ｃｏｎｎｏｌｙら２００２．Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ
【非特許文献６】Ｍａｒｓｃｈｎｅｒ１９９５．Ｍｉｎｅｒａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ Ｐｌａｎｔｓ（２ｎｄ ｅｄ．）Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、コムギの可食部、すなわち子実中に亜鉛を高濃度含有するコムギ及びその製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明者は、コムギの子実中に亜鉛を高濃度で取り込ませるべく種々検討した結果、全く意外にも、亜鉛含有液を葉面及び小穂に散布することにより、土壌に施用する場合に比べて高濃度に子実中に取り込まれ、子実中の亜鉛濃度が従来にない高濃度のコムギが得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ完熟子実を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、コムギの小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布することを特徴とする完熟子実玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギの製造法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有するコムギの葉面又は小穂散布用液であって、完熟子実玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ製造用資材を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコムギ子実は、従来遺伝子組み換え技術によっても作製し得なかった高濃度の亜鉛を含有しており、栄養価の高い食品及び食品材料として有用である。
また、本発明のコムギの製造法は、土壌施用でなく、葉面等への散布であることから、土壌に亜鉛を大量に施肥した場合に生じるとされている、土壌中の鉄の吸収移動を阻害し、鉄欠乏症状を引き起こしてしまう、いわゆる“重金属誘導クロロシス”という問題（熊沢・西沢１９７６．植物の養分吸収．東京大学出版会）が生じない。また、土壌に大量に施用した場合は河川への流亡も環境保全上問題となる。例えば日本においては平成１５年の環境基本法改正により河川や海水中の亜鉛濃度基準が１０〜３０μｇ／Ｌ以下と設定されているが、本発明方法によれば、かかる問題も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のコムギ完熟子実は、玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有する。通常完熟コムギ玄穀中の亜鉛濃度は２．０〜３．２mg／１００ｇとされており、本発明のように高濃度の亜鉛を含有する完熟コムギ子実は知られていない。完熟コムギ玄穀中のより好ましい亜鉛濃度は４．０〜１２．０mg／１００ｇであり、特に好ましくは４．５〜８．０mg／１００ｇである。ここで、亜鉛濃度は原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、ＩＣＰ質量分析法により測定でき、この濃度は乾燥物１００ｇ中の亜鉛含有量（mg）である。
【００１３】
本発明におけるコムギとしては、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種等が挙げられるが、このうちパンコムギ、デューラムコムギ、クラブコムギが好ましく、特にパンコムギが好ましい。ここでパンコムギには、秋播き小麦、春播き小麦が含まれる。
【００１４】
本発明の子実中に高濃度亜鉛を含有するコムギは、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布することにより製造できる。
本発明者等の検討によれば、コムギの子実中に亜鉛を高濃度に吸収させるには、土壌処理でなく、葉面又は小穂散布が好ましいことが判明した。従って、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有し、コムギの葉面又は葉面及び小穂散布用液は、子実玄穀中に亜鉛を４．０〜１２．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ製造用資材として有用である。
【００１５】
散布に用いる液（以下、葉面散布資材ということもある）は、亜鉛を０．０１〜２重量％含有する液が好ましい。当該液を調製するために用いる亜鉛としては水溶性があれば特に制限はなく、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、蟻酸亜鉛、酢酸亜鉛、及びEDTA亜鉛のようなキレート体亜鉛などが挙げられる。このうち、子実への亜鉛移行性の点から硫酸亜鉛が特に好ましい。
葉面散布資材中の亜鉛濃度としては、亜鉛として０．０２〜１重量％が好ましく、特に０．１〜０．５重量％が好ましい。
【００１６】
また、本発明で用いる葉面散布資材には、海藻抽出物を含有させることにより、コムギ子実への亜鉛移行率が向上する。海藻としては褐藻類が好ましく、なかでもコンブ目（Laminariales）が好ましい。さらにチガイソ科（Alariaceae）が好ましい。最も好適なのはアイヌワカメ（Alaria praelonga）である。これらの原料となる海藻は水分を含んだままでもよいし、乾燥させてもよいが、処理のしやすさを考慮すると乾燥物のほうが好ましい。
【００１７】
海藻抽出物の葉面散布資材中の含有量は、乾燥物換算で０．１〜２０重量％、さらに１〜１０重量％、特に３〜５重量％が好ましい。
【００１８】
海藻抽出物は、例えば以下の如くして調製できる。材料となる海藻は希硫酸水あるいは希塩酸水などの酸を加え、６０℃以上に加温することによって加水分解を行う。この場合、用いる酸の種類は硫酸が好ましく、濃度は０．５〜２Ｎが好ましい。加温する温度については分解速度の速さから煮沸するのが好ましい。得られた加水分解物は適宜アルカリを加えることによってpHを調整したのち、遠心分離又はろ過により固形分を取り除き、海藻抽出物を得る。好ましい葉面散布資材を得るには、この海藻抽出物そのもの又は希釈液に亜鉛を適宜添加すればよい。
【００１９】
葉面散布資材には、葉面及び小穂への付着性を高めるため、農業上通常用いられる展着剤、界面活性剤を添加するのが好ましい。用いる展着剤、界面活性剤は特に制限はないが、界面活性剤としては非イオン性、陰イオン性、陽イオン性及び両イオン性のいずれも使用することが出来る。例を挙げると、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンポリマー、オキシプロピレンポリマー、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、第四級アンモニウム塩、オキシアルキルアミン、レシチン、サポニン等である。また、必要に応じてゼラチン、カゼイン、デンプン、寒天、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダなどを補助剤として用いることが出来る。
【００２０】
葉面散布資材を散布する場合、農業上通常用いられる葉面散布用肥料と混合してもよい。この場合、肥料成分としては特に制限はないが、溶解後アルカリ性を示すものについては亜鉛が塩として沈殿を起こすため好ましくない。混合する場合に好ましい肥料成分を例示すれば、尿素、燐酸アンモニウム、塩酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、燐酸、ピロ燐酸、などが挙げられる。中でも尿素の混用は亜鉛の吸収量を高める場合があるため好ましい（MortvedtとGilkes1993．Zinc fertilizer．“Zinc in soils and plants”Kluwer academic publishers）。
【００２１】
本発明のコムギを栽培する場合の土壌に施用する基肥・追肥はその地域で行われている施肥量・施肥方法に準拠すればよい。ただし、土壌に亜鉛処理すれば子実中亜鉛含量をさらに若干増加させることが出来ることは言うまでもない。
【００２２】
本発明のコムギを栽培する場合の栽植密度は、その地域で推奨されている密度でよいが、葉面散布資材中の亜鉛濃度を０．１重量％以上とする場合は、減収を軽減する目的で栽植密度（単位面積あたり播種量）を通常より１．２〜２倍高めることが好ましい。
【００２３】
葉面散布資材の散布方法としては、小穂及び葉の裏面まで葉面散布資材が展着するようにすることが望ましい。ブームスプレーヤーを使用する場合は散布液量を１ヘクタール当たり１０００リットル以上、好ましくは１０００〜３０００リットル、より好ましくは１２００〜２０００リットルとすることが望ましい。その際、噴霧器の加圧は２〜３ＭＰａと高めに設定することが好ましい。また、噴孔を小さくするなど、噴霧される液の粒子径が小さくなるような装置を使用した方がよい点については言うまでもない。また、静電気を利用することにより噴霧液の植物体への付着を促進させるいわゆる静電噴霧機や静電噴霧ノズル口を用いることも望ましい。
【００２４】
葉面散布資材の散布時期については小穂分化期から小穂が黄化する時期までがよく、特に穂ばらみ期〜黄化直前までの時期が好ましい。葉面散布資材の散布間隔については１日１回乃至２週間に１回が好ましい。さらに１週間〜２週間に１回散布することがより好ましい。また、作物生育期間中での合計散布回数は２〜８回が好ましい。
【実施例】
【００２５】
次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２６】
製造例１
海藻エキスの調製
アイヌワカメ（Alaria praelonga）、チガイソ（Alaria crassifola）、マコンブ（Laminaria japonica）、スジメ（Costraia costata）の乾燥物はそれぞれハサミで５cm角に細断した。これらの細断物４５０ｇに１Ｎ硫酸を２，５５０mL加え、２時間撹拌しながら煮沸した。得られた液体は容器をクラッシュアイス内に入れることにより冷却し、ついで遠心分離機により８，０００Ｇ×６０分で遠心分離した。得られた上澄み１．５Ｌに水１Ｌを加えて希釈し、硫酸亜鉛七水和物２．５kgを加えて溶かした。この液に水酸化カリウムを加えpH２．０に調整した。このうち、アイヌワカメを原料としたものを亜鉛入りアイヌワカメエキスと以後称することとする。なお、アイヌワカメ現物中の亜鉛含量は２．３４mg／kgであることから、亜鉛含有アイヌワカメエキス中でアイヌワカメそのものに由来する亜鉛は０．１１mg／kgに過ぎず、実質上無視できる。
【００２７】
実施例１
北海道上川郡清水町の圃場においてコムギ品種「ホクシン」を栽培した。基肥は『北海道施肥ガイド』（北海道農政部編２００２、社団法人 北海道農業改良普及協会）の秋まきコムギの施肥基準に準じて行った（標準施肥区）が、その一部に硫酸亜鉛（ZnSO4）を亜鉛含量として５．７及び１１．４kg／ha施用した硫酸亜鉛土壌施用区、酸化亜鉛（ZnO）を亜鉛含量として２０．６及び４１．２kg／ha施用した酸化亜鉛土壌施用区を設けた。播種は９月１５日にドリル播きにて行い、播種量は１００kg／haとした。標準施肥区で生育している植物体に小穂分化期である５月１９日より２週間おきに６回、硫酸亜鉛七水和物の０．５％及び１％水溶液（亜鉛濃度としては０．１１％及び０．２２％）、及び製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキスの１％、２％水溶液（亜鉛濃度としては同じく、０．１１％、０．２２％となる）にポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル含有展着剤アプローチＢＩ（花王（株）社製）を０．１％加えたものを１５０mL／m2葉面散布した。試験は各処理２反復とした。サンプリングは収穫期である８月５日に行い、植物体を風乾後、脱穀機で玄穀を分離した。得られた玄穀は重量を測定した後、乾燥機内で９０℃、３日間乾燥させた。乾燥後の子実はすみやかに乾物重を測定し、乾物率を算出した。乾燥物は超遠心粉砕機ＭＲＫ−ＲＥＴＳＣＨ（三田村理研工業社製）で粉砕した後、０．５ｇを秤量し、精密分析用硝酸（和光純薬社製）５mLを加え、テフロン（登録商標）密閉加圧分解容器にて分解した。分解液を一定量に定容し、その液をＩＣＰ発光分光分析装置ＳＰＳ４０００（セイコーインスツルメンツ社製）によって亜鉛含量を測定した。定量値は乾物率を用いて逆算することで現物中の亜鉛含有量を算出した。
【００２８】
その結果は表１に示した。土壌に硫酸亜鉛を施用し、葉面散布を行わなかった区で比較すると、もっとも玄穀中亜鉛含量が高かったのは１１．４kg／ha施用区で、玄穀中亜鉛含量は２．８１mg／１００ｇで無施用区より６％高かった。土壌に酸化亜鉛を施用し、葉面散布を行わなかった区で比較すると、もっとも玄穀中亜鉛含量が高かったのは４１．２kg／ha施用区であったが、玄穀中亜鉛含量は２．６８mg／１００ｇにとどまった（酸化亜鉛よりも硫酸亜鉛の効果が高かった原因としては酸化亜鉛より硫酸亜鉛の水溶性が極めて高いことが考えられる）。
【００２９】
一方、土壌に亜鉛を施用せず、硫酸亜鉛七水和物水溶液を葉面散布した区で得られたコムギ玄穀中の亜鉛含量は４．１８〜５．４２mg／１００ｇであり、いかなる土壌施用区よりも高かった。さらに、製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキス散布区は、散布液中の亜鉛濃度が同じであっても玄穀中亜鉛含量が高いことが明らかとなった。以上の結果から、コムギの玄穀中に亜鉛を取り込ませようとする場合、一般的な肥料の施用方法である土壌施用と比較して、小穂分化期からの葉面散布法が有効であり、さらに葉面散布液に海藻抽出物を添加することでその効果をより高めることが明らかとなった。
【００３０】
【表１】
【００３１】
実施例２
北海道上川郡清水町の圃場においてコムギ品種「春よ恋」を栽培した。基肥は『北海道施肥ガイド』（北海道農政部編２００２、社団法人 北海道農業改良普及協会）の春まきコムギの施肥基準に準じて行った。播種は４月２２日にドリル播きにて行い、播種量は８０kg／haとした。栽培中、小穂分化期である６月１６日より２週間おきに４回、実施例１と同様に硫酸亜鉛七水和物、及び製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキスにポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル含有展着剤アプローチＢＩ（花王（株）社製）を０．１％加えたものを１５０mL／m2葉面散布した。試験は各処理２反復とした。サンプリングは収穫期である８月２２日に行い、植物体を風乾後、脱穀機で玄穀を分離した。得られた玄穀中亜鉛含量は実施例１と同様に測定した。
【００３２】
その結果は表２に示した。玄穀中亜鉛含量は無散布区の２．５３mg／１００ｇに比較し、硫酸亜鉛七水和物水溶液を葉面散布した区で４．３３mg／１００ｇであり、明らかに玄穀中の亜鉛取り込み量が高まっていた。さらに、製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキス散布区は、散布液中の亜鉛濃度が同じであっても玄穀中亜鉛含量が高いことが明らかとなった。以上の結果から、春播きコムギの玄穀中に亜鉛を取り込ませようとする場合でも、小穂分化期からの亜鉛の継続的な葉面散布法が有効であり、さらに葉面散布液に海藻抽出物を添加することでその効果をより高めることが明らかとなった。
【００３３】
【表２】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、玄穀中に亜鉛を高濃度含有し、食品また食品材料として有用なコムギ及びその製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ヒトが生命を維持するためには鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、セレン（Ｓｅ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、ヨウ素（Ｉ）、ケイ素（Ｓｉ）、フッ素（Ｆ）、ヒ素（Ａｓ）、鉛（Ｐｂ）などといった微量金属元素を体外から摂取する必要があり、これらの元素は必須元素と呼ばれている（非特許文献１）。なかでも亜鉛（Ｚｎ）は人体内に微量金属元素としては鉄についで多く含まれており、カルボキシペプチダーゼ、炭酸脱水素酵素、アルコール脱水素酵素などの重要な酵素に含有され、体内の代謝系で重要な役割を担っていることが知られている。また、亜鉛が欠乏すると成長障害、性機能低下、皮膚や毛髪の損傷、味覚異常などを示すことが知られており問題となっている。さらに、成人の亜鉛所要量は１日当たり１２〜１５mgとされている一方で、平均的な日本食では１日あたり９mg程度しか亜鉛を摂取できないとされ、日本人の亜鉛不足が問題視されている（非特許文献２）。このことから平成１４年には厚生労働省が栄養機能食品成分として亜鉛を追加し、また平成１６年には文部科学省により給食中亜鉛含量の目標値が設定されるなどといった公的機関による対策が講じられている。
【０００３】
以上のように、亜鉛（Ｚｎ）は人体が生命活動を営む上で重要であるため、適正量を日常的な食事によって摂取することが望まれている。しかしながら、これらの元素を多く含む食品は比較的限られている。例えば亜鉛（Ｚｎ）は牡蠣（カキ）中には１３．２mg／１００ｇ、牛レバーには３．８mg／１００ｇといった高い濃度で含有されている（非特許文献３）。しかしながら、現在の日本人の食生活習慣においてこれらの食材を毎日摂取するのは一般的とはいえない。これに対してコムギはパンやうどん、スパゲティなど麺類などに加工されて日常的に摂取できる食材といえる。この点からコムギにこれらの微量金属元素の含有量を高めることができれば有用と考えられるが、コムギの栽培法に関する技術分野では微量金属元素の研究は必要最低限の施肥方法などの研究は行われているものの、可食部に積極的に取り込ませる技術については満足できるものではなかった。
【０００４】
コムギではないものの、最近ライムギの子実中の亜鉛含量を高めるために遺伝子組み換えによってシロイヌナズナ由来の亜鉛トランスポーター遺伝子を過剰発現させるという技術が開発された。しかしながら、この遺伝子組み換え体に亜鉛を施肥しても亜鉛吸収速度は高まらなかった（非特許文献４）。この原因については亜鉛トランスポーター遺伝子が発現していても亜鉛が存在すると他の金属トランスポータータンパク質でみられる（非特許文献５）ように、翻訳後調節によって亜鉛トランスポータータンパク質が消失してしまうためではないかと考察されている。このように現在先端的な技術である遺伝子組み換え技術を用いても作物の可食部に亜鉛などの微量金属元素をとりこませることは困難である。
【０００５】
また、従来の施肥技術の一つとして葉面散布法も実用化されている。この方法は散布液が直接接触する細胞中に肥料成分を取り込ませることは可能であるため、葉の要素欠乏症状の防止もしくは改善させるといったことは出来る。しかしながら、葉から種子中に転流させる、すなわち、複数の細胞間を移行させることによって、散布液が直接接触することのない種子中に金属元素含量を高濃度で蓄積させるといった技術はみられなかった。特に亜鉛は窒素、リン、カリウム、マグネシウムなどといった転流しやすい元素ではない（非特許文献６）ため、従来の葉面散布方法では種子中に高濃度で蓄積させることは困難であった。
【非特許文献１】桜井・田中（編著）１９９３．生物無機化学．廣川書店
【非特許文献２】冨田１９９８．元気になるミネラル 亜鉛パワーの秘密．宙出版
【非特許文献３】香川（監）２００３．『五訂食品分析表２００３』女子栄養大学出版部
【非特許文献４】Ｒａｍｅｓｈら２００４．Ｐｌａｎｔ Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．
【非特許文献５】Ｃｏｎｎｏｌｙら２００２．Ｐｌａｎｔ Ｃｅｌｌ
【非特許文献６】Ｍａｒｓｃｈｎｅｒ１９９５．Ｍｉｎｅｒａｌ Ｎｕｔｒｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｈｉｇｈｅｒ Ｐｌａｎｔｓ（２ｎｄ ｅｄ．）Ａｃａｄｅｍｉｃ Ｐｒｅｓｓ
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、コムギの可食部、すなわち子実中に亜鉛を高濃度含有するコムギ及びその製造法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで本発明者は、コムギの子実中に亜鉛を高濃度で取り込ませるべく種々検討した結果、全く意外にも、亜鉛含有液を葉面及び小穂に散布することにより、土壌に施用する場合に比べて高濃度に子実中に取り込まれ、子実中の亜鉛濃度が従来にない高濃度のコムギが得られることを見出し、本発明を完成した。
【０００８】
すなわち、本発明は、玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ完熟子実を提供するものである。
【０００９】
また、本発明は、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、コムギの小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布することを特徴とする完熟子実玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギの製造法を提供するものである。
【００１０】
また、本発明は、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有するコムギの葉面又は小穂散布用液であって、完熟子実玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ製造用資材を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のコムギ子実は、従来遺伝子組み換え技術によっても作製し得なかった高濃度の亜鉛を含有しており、栄養価の高い食品及び食品材料として有用である。
また、本発明のコムギの製造法は、土壌施用でなく、葉面等への散布であることから、土壌に亜鉛を大量に施肥した場合に生じるとされている、土壌中の鉄の吸収移動を阻害し、鉄欠乏症状を引き起こしてしまう、いわゆる“重金属誘導クロロシス”という問題（熊沢・西沢１９７６．植物の養分吸収．東京大学出版会）が生じない。また、土壌に大量に施用した場合は河川への流亡も環境保全上問題となる。例えば日本においては平成１５年の環境基本法改正により河川や海水中の亜鉛濃度基準が１０〜３０μｇ／Ｌ以下と設定されているが、本発明方法によれば、かかる問題も生じない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明のコムギ完熟子実は、玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有する。通常完熟コムギ玄穀中の亜鉛濃度は２．０〜３．２mg／１００ｇとされており、本発明のように高濃度の亜鉛を含有する完熟コムギ子実は知られていない。完熟コムギ玄穀中のより好ましい亜鉛濃度は４．０〜１２．０mg／１００ｇであり、特に好ましくは４．５〜８．０mg／１００ｇである。ここで、亜鉛濃度は原子吸光法、ＩＣＰ発光分析法、ＩＣＰ質量分析法により測定でき、この濃度は乾燥物１００ｇ中の亜鉛含有量（mg）である。
【００１３】
本発明におけるコムギとしては、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種等が挙げられるが、このうちパンコムギ、デューラムコムギ、クラブコムギが好ましく、特にパンコムギが好ましい。ここでパンコムギには、秋播き小麦、春播き小麦が含まれる。
【００１４】
本発明の子実中に高濃度亜鉛を含有するコムギは、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布することにより製造できる。
本発明者等の検討によれば、コムギの子実中に亜鉛を高濃度に吸収させるには、土壌処理でなく、葉面又は小穂散布が好ましいことが判明した。従って、亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有し、コムギの葉面又は葉面及び小穂散布用液は、子実玄穀中に亜鉛を４．０〜１２．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ製造用資材として有用である。
【００１５】
散布に用いる液（以下、葉面散布資材ということもある）は、亜鉛を０．０１〜２重量％含有する液が好ましい。当該液を調製するために用いる亜鉛としては水溶性があれば特に制限はなく、硫酸亜鉛、塩化亜鉛、硝酸亜鉛、蟻酸亜鉛、酢酸亜鉛、及びEDTA亜鉛のようなキレート体亜鉛などが挙げられる。このうち、子実への亜鉛移行性の点から硫酸亜鉛が特に好ましい。
葉面散布資材中の亜鉛濃度としては、亜鉛として０．０２〜１重量％が好ましく、特に０．１〜０．５重量％が好ましい。
【００１６】
また、本発明で用いる葉面散布資材には、海藻抽出物を含有させることにより、コムギ子実への亜鉛移行率が向上する。海藻としては褐藻類が好ましく、なかでもコンブ目（Laminariales）が好ましい。さらにチガイソ科（Alariaceae）が好ましい。最も好適なのはアイヌワカメ（Alaria praelonga）である。これらの原料となる海藻は水分を含んだままでもよいし、乾燥させてもよいが、処理のしやすさを考慮すると乾燥物のほうが好ましい。
【００１７】
海藻抽出物の葉面散布資材中の含有量は、乾燥物換算で０．１〜２０重量％、さらに１〜１０重量％、特に３〜５重量％が好ましい。
【００１８】
海藻抽出物は、例えば以下の如くして調製できる。材料となる海藻は希硫酸水あるいは希塩酸水などの酸を加え、６０℃以上に加温することによって加水分解を行う。この場合、用いる酸の種類は硫酸が好ましく、濃度は０．５〜２Ｎが好ましい。加温する温度については分解速度の速さから煮沸するのが好ましい。得られた加水分解物は適宜アルカリを加えることによってpHを調整したのち、遠心分離又はろ過により固形分を取り除き、海藻抽出物を得る。好ましい葉面散布資材を得るには、この海藻抽出物そのもの又は希釈液に亜鉛を適宜添加すればよい。
【００１９】
葉面散布資材には、葉面及び小穂への付着性を高めるため、農業上通常用いられる展着剤、界面活性剤を添加するのが好ましい。用いる展着剤、界面活性剤は特に制限はないが、界面活性剤としては非イオン性、陰イオン性、陽イオン性及び両イオン性のいずれも使用することが出来る。例を挙げると、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、オキシエチレンポリマー、オキシプロピレンポリマー、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、脂肪酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルスルホン酸塩、アルキルアリールスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、アルキルリン酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル硫酸エステル、第四級アンモニウム塩、オキシアルキルアミン、レシチン、サポニン等である。また、必要に応じてゼラチン、カゼイン、デンプン、寒天、ポリビニルアルコール、アルギン酸ソーダなどを補助剤として用いることが出来る。
【００２０】
葉面散布資材を散布する場合、農業上通常用いられる葉面散布用肥料と混合してもよい。この場合、肥料成分としては特に制限はないが、溶解後アルカリ性を示すものについては亜鉛が塩として沈殿を起こすため好ましくない。混合する場合に好ましい肥料成分を例示すれば、尿素、燐酸アンモニウム、塩酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、燐酸、ピロ燐酸、などが挙げられる。中でも尿素の混用は亜鉛の吸収量を高める場合があるため好ましい（MortvedtとGilkes1993．Zinc fertilizer．“Zinc in soils and plants”Kluwer academic publishers）。
【００２１】
本発明のコムギを栽培する場合の土壌に施用する基肥・追肥はその地域で行われている施肥量・施肥方法に準拠すればよい。ただし、土壌に亜鉛処理すれば子実中亜鉛含量をさらに若干増加させることが出来ることは言うまでもない。
【００２２】
本発明のコムギを栽培する場合の栽植密度は、その地域で推奨されている密度でよいが、葉面散布資材中の亜鉛濃度を０．１重量％以上とする場合は、減収を軽減する目的で栽植密度（単位面積あたり播種量）を通常より１．２〜２倍高めることが好ましい。
【００２３】
葉面散布資材の散布方法としては、小穂及び葉の裏面まで葉面散布資材が展着するようにすることが望ましい。ブームスプレーヤーを使用する場合は散布液量を１ヘクタール当たり１０００リットル以上、好ましくは１０００〜３０００リットル、より好ましくは１２００〜２０００リットルとすることが望ましい。その際、噴霧器の加圧は２〜３ＭＰａと高めに設定することが好ましい。また、噴孔を小さくするなど、噴霧される液の粒子径が小さくなるような装置を使用した方がよい点については言うまでもない。また、静電気を利用することにより噴霧液の植物体への付着を促進させるいわゆる静電噴霧機や静電噴霧ノズル口を用いることも望ましい。
【００２４】
葉面散布資材の散布時期については小穂分化期から小穂が黄化する時期までがよく、特に穂ばらみ期〜黄化直前までの時期が好ましい。葉面散布資材の散布間隔については１日１回乃至２週間に１回が好ましい。さらに１週間〜２週間に１回散布することがより好ましい。また、作物生育期間中での合計散布回数は２〜８回が好ましい。
【実施例】
【００２５】
次に実施例を示して本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２６】
製造例１
海藻エキスの調製
アイヌワカメ（Alaria praelonga）、チガイソ（Alaria crassifola）、マコンブ（Laminaria japonica）、スジメ（Costraia costata）の乾燥物はそれぞれハサミで５cm角に細断した。これらの細断物４５０ｇに１Ｎ硫酸を２，５５０mL加え、２時間撹拌しながら煮沸した。得られた液体は容器をクラッシュアイス内に入れることにより冷却し、ついで遠心分離機により８，０００Ｇ×６０分で遠心分離した。得られた上澄み１．５Ｌに水１Ｌを加えて希釈し、硫酸亜鉛七水和物２．５kgを加えて溶かした。この液に水酸化カリウムを加えpH２．０に調整した。このうち、アイヌワカメを原料としたものを亜鉛入りアイヌワカメエキスと以後称することとする。なお、アイヌワカメ現物中の亜鉛含量は２．３４mg／kgであることから、亜鉛含有アイヌワカメエキス中でアイヌワカメそのものに由来する亜鉛は０．１１mg／kgに過ぎず、実質上無視できる。
【００２７】
実施例１
北海道上川郡清水町の圃場においてコムギ品種「ホクシン」を栽培した。基肥は『北海道施肥ガイド』（北海道農政部編２００２、社団法人 北海道農業改良普及協会）の秋まきコムギの施肥基準に準じて行った（標準施肥区）が、その一部に硫酸亜鉛（ZnSO4）を亜鉛含量として５．７及び１１．４kg／ha施用した硫酸亜鉛土壌施用区、酸化亜鉛（ZnO）を亜鉛含量として２０．６及び４１．２kg／ha施用した酸化亜鉛土壌施用区を設けた。播種は９月１５日にドリル播きにて行い、播種量は１００kg／haとした。標準施肥区で生育している植物体に小穂分化期である５月１９日より２週間おきに６回、硫酸亜鉛七水和物の０．５％及び１％水溶液（亜鉛濃度としては０．１１％及び０．２２％）、及び製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキスの１％、２％水溶液（亜鉛濃度としては同じく、０．１１％、０．２２％となる）にポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル含有展着剤アプローチＢＩ（花王（株）社製）を０．１％加えたものを１５０mL／m2葉面散布した。試験は各処理２反復とした。サンプリングは収穫期である８月５日に行い、植物体を風乾後、脱穀機で玄穀を分離した。得られた玄穀は重量を測定した後、乾燥機内で９０℃、３日間乾燥させた。乾燥後の子実はすみやかに乾物重を測定し、乾物率を算出した。乾燥物は超遠心粉砕機ＭＲＫ−ＲＥＴＳＣＨ（三田村理研工業社製）で粉砕した後、０．５ｇを秤量し、精密分析用硝酸（和光純薬社製）５mLを加え、テフロン（登録商標）密閉加圧分解容器にて分解した。分解液を一定量に定容し、その液をＩＣＰ発光分光分析装置ＳＰＳ４０００（セイコーインスツルメンツ社製）によって亜鉛含量を測定した。定量値は乾物率を用いて逆算することで現物中の亜鉛含有量を算出した。
【００２８】
その結果は表１に示した。土壌に硫酸亜鉛を施用し、葉面散布を行わなかった区で比較すると、もっとも玄穀中亜鉛含量が高かったのは１１．４kg／ha施用区で、玄穀中亜鉛含量は２．８１mg／１００ｇで無施用区より６％高かった。土壌に酸化亜鉛を施用し、葉面散布を行わなかった区で比較すると、もっとも玄穀中亜鉛含量が高かったのは４１．２kg／ha施用区であったが、玄穀中亜鉛含量は２．６８mg／１００ｇにとどまった（酸化亜鉛よりも硫酸亜鉛の効果が高かった原因としては酸化亜鉛より硫酸亜鉛の水溶性が極めて高いことが考えられる）。
【００２９】
一方、土壌に亜鉛を施用せず、硫酸亜鉛七水和物水溶液を葉面散布した区で得られたコムギ玄穀中の亜鉛含量は４．１８〜５．４２mg／１００ｇであり、いかなる土壌施用区よりも高かった。さらに、製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキス散布区は、散布液中の亜鉛濃度が同じであっても玄穀中亜鉛含量が高いことが明らかとなった。以上の結果から、コムギの玄穀中に亜鉛を取り込ませようとする場合、一般的な肥料の施用方法である土壌施用と比較して、小穂分化期からの葉面散布法が有効であり、さらに葉面散布液に海藻抽出物を添加することでその効果をより高めることが明らかとなった。
【００３０】
【表１】
【００３１】
実施例２
北海道上川郡清水町の圃場においてコムギ品種「春よ恋」を栽培した。基肥は『北海道施肥ガイド』（北海道農政部編２００２、社団法人 北海道農業改良普及協会）の春まきコムギの施肥基準に準じて行った。播種は４月２２日にドリル播きにて行い、播種量は８０kg／haとした。栽培中、小穂分化期である６月１６日より２週間おきに４回、実施例１と同様に硫酸亜鉛七水和物、及び製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキスにポリオキシエチレンヘキシタン脂肪酸エステル含有展着剤アプローチＢＩ（花王（株）社製）を０．１％加えたものを１５０mL／m2葉面散布した。試験は各処理２反復とした。サンプリングは収穫期である８月２２日に行い、植物体を風乾後、脱穀機で玄穀を分離した。得られた玄穀中亜鉛含量は実施例１と同様に測定した。
【００３２】
その結果は表２に示した。玄穀中亜鉛含量は無散布区の２．５３mg／１００ｇに比較し、硫酸亜鉛七水和物水溶液を葉面散布した区で４．３３mg／１００ｇであり、明らかに玄穀中の亜鉛取り込み量が高まっていた。さらに、製造例１に示した亜鉛含有アイヌワカメエキス散布区は、散布液中の亜鉛濃度が同じであっても玄穀中亜鉛含量が高いことが明らかとなった。以上の結果から、春播きコムギの玄穀中に亜鉛を取り込ませようとする場合でも、小穂分化期からの亜鉛の継続的な葉面散布法が有効であり、さらに葉面散布液に海藻抽出物を添加することでその効果をより高めることが明らかとなった。
【００３３】
【表２】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ完熟子実。
【請求項２】
玄穀中の亜鉛含有量が４．０〜１２．０mg／１００ｇである請求項１記載のコムギ完熟子実。
【請求項３】
コムギが、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種から選ばれる請求項１又は２記載のコムギ完熟子実。
【請求項４】
亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、コムギの小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布することを特徴とする完熟玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ子実の製造法。
【請求項５】
亜鉛を含有する液が、さらに海藻抽出物を含有するものである請求項４記載の製造法。
【請求項６】
亜鉛を含有する液の散布量が、１ヘクタール当たり１０００リットル以上である請求項４又は５記載の製造法。
【請求項７】
亜鉛を含有する液の散布が、小穂分化期から１〜２週間おきに行うものである請求項４〜６のいずれか１項記載の製造法。
【請求項８】
完熟玄穀中の亜鉛含有量が、４．０〜１２．０mg／１００ｇである請求項４〜７のいずれか１項記載の製造法。
【請求項９】
コムギが、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種から選ばれる請求項４〜８のいずれか１項記載の製造法。
【請求項１０】
亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する、コムギの葉面又は小穂散布用液であって、完熟玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギの製造用資材。
【請求項１１】
さらに海藻抽出物を含有するものである請求項１０記載の資材。
【請求項１２】
コムギが、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種から選ばれるものである請求項１０又は１１記載の資材。
【請求項１】
玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ完熟子実。
【請求項２】
玄穀中の亜鉛含有量が４．０〜１２．０mg／１００ｇである請求項１記載のコムギ完熟子実。
【請求項３】
コムギが、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種から選ばれる請求項１又は２記載のコムギ完熟子実。
【請求項４】
亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する液を、コムギの小穂分化期から葉面又は葉面及び小穂に散布することを特徴とする完熟玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギ子実の製造法。
【請求項５】
亜鉛を含有する液が、さらに海藻抽出物を含有するものである請求項４記載の製造法。
【請求項６】
亜鉛を含有する液の散布量が、１ヘクタール当たり１０００リットル以上である請求項４又は５記載の製造法。
【請求項７】
亜鉛を含有する液の散布が、小穂分化期から１〜２週間おきに行うものである請求項４〜６のいずれか１項記載の製造法。
【請求項８】
完熟玄穀中の亜鉛含有量が、４．０〜１２．０mg／１００ｇである請求項４〜７のいずれか１項記載の製造法。
【請求項９】
コムギが、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種から選ばれる請求項４〜８のいずれか１項記載の製造法。
【請求項１０】
亜鉛濃度として０．０１〜２重量％含有する、コムギの葉面又は小穂散布用液であって、完熟玄穀中に亜鉛を４．０mg／１００ｇ以上含有するコムギの製造用資材。
【請求項１１】
さらに海藻抽出物を含有するものである請求項１０記載の資材。
【請求項１２】
コムギが、パンコムギ（Triticum aestivum）、デューラムコムギ（Triticum durum）、クラブコムギ（Triticum compactum）、エンマコムギ（Triticum dicoccum）、ポーランドコムギ（Triticum polonicum）、イギリスコムギ（Triticum turgidum）、スペルトコムギ（Triticum spelta）、ヒトツブコムギ（Triticum monococcum）及びその交雑種から選ばれるものである請求項１０又は１１記載の資材。
【公開番号】特開２００８−２６３８９６（Ｐ２００８−２６３８９６Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１３３０２（Ｐ２００７−１１３３０２）
【出願日】平成１９年４月２３日（２００７．４．２３）
【出願人】（３０２０２４５７１）株式会社 山本忠信商店 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月２３日（２００７．４．２３）
【出願人】（３０２０２４５７１）株式会社 山本忠信商店 (8)
【Ｆターム（参考）】
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