水耕栽培中的高功能性植物体的生产方法

2025-01-12 40次浏览

专利名称：水耕栽培中的高功能性植物体的生产方法
技术领域：
本发明涉及利用人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生产方法，更具体而言，涉及能够提高抗氧化成分、营养成分、风味成分等有用成分的含量、降低硝酸根离子含量、对于产生色素花色苷的蔬菜能够提高该色素的含量且提高着色的利用水耕栽培的蔬菜的生产方法。
背景技术：
水耕栽培作为不使用土壤而使用含有矿物或其它离子的培养液来栽培植物的方法，具有不需要农田、只要有设备而无论地理条件(日语立地)和自然环境，就可以在适当的条件下以对营养、光、水、温度等培育条件进行彻底地管理的状态来栽培植物的优点。此夕卜，由于通过水耕栽培能够加速植物的培育、提高收获效率，还能够容易地调整收获时期，因此被广泛应用于蔬菜等农产品的生产中。然而，虽然使用人工照明下的水耕栽培得到的蔬菜的培育速度快，但另一方面，容易有抗坏血酸(维生素C)等抗氧化物质和各种营养成分含量变低之类的问题。与此相对，在压力增加时如患有流行感冒或其它传染病等的疾病等时，人体对抗坏血酸的需求量增大是已知的，在提高健康意向的同时，倾向于要求蔬菜中维生素C的含量较高。因此，要求一种能够利用水耕栽培高效且低成本地生产抗坏血酸含量高的蔬菜的方法。此外，蔬菜中通常含有硝酸根离子。如果大量含有硝酸根离子，则成为蔬菜具有苦味的原因，另外，硝酸根离子还有可能与致癌物质的生成有关联，所以，要求一种使其含量降低的蔬菜的生产方法。在EU(欧洲联盟)已经规定了蔬菜中硝酸盐的基准值，根据该基准值，现在要求例如保护地栽培(日语施設栽培)的结球莴苣，或者于4 9月份可收获的露地栽培的其它莴苣(波士顿莴苣(寸，夕·菜)、散叶莴苣(寸二一 >夕7 )、长叶莴苣 (- ；^ >夕；^ )等)的硝酸盐的基准值应该在2500mgN037kg以下。一直以来，都在为了提高水耕栽培中蔬菜的包括抗坏血酸等抗氧化成分的营养成分的含量进行研究。例如，在日本专利特开2004-305040号公报及日本专利特开 2008-86272号公报(分别为专利文献1和2)中公开了为了增加维生素C或生育酚等功能性成分含量而进行在315nm附近具有峰的人工紫外线的照射。但是，这样的方法具有以下缺点在通常的照明以外，另外需要包括特定的紫外灯在内的附加设备从而引起成本增加，耗费附加的能量，此外，调节和维持、管理最合适的光量的操作繁杂等。与此相对，在日本专利文献特开平6-105625号公报(专利文献3)中公开了以下水耕栽培方法利用含有硝态氮(称为以硝酸根离子的形态存在的氮元素)的水耕肥料溶液(第1溶液)水耕栽培蔬菜，培育至一定程度后，使用该水耕肥料溶液中的硝态氮为 10mg/L以下且螯合铁为10mg/L以上的另外的水耕肥料溶液(第2溶液)水耕栽培5天使蔬菜的硝酸盐含量实质上变为0后，用第2溶液再继续培养。在上述同一文献中还示出，在用第2溶液水耕栽培5天而蔬菜中的硝酸盐含量大致变为0后的进一步的培养中，糖质及维生素C的含量分别有急剧增加。但是，使用该方法时，为了增加蔬菜中的糖质和维生素C，需要作为该方法的前阶段的经5天的使用不含硝酸盐的水耕肥料溶液的栽培，此外增加 1 2天在相同溶液中的培养天数以增加蔬菜中的糖质和维生素C的含量，因此，用不含硝酸盐的水耕肥料溶液的栽培进行了约一周，使得对即将出货前的蔬菜添加了相当长的阻碍生长期间，因而不理想。另一方面，对于红色莴苣(赤色 > 夕7 )等某种蔬菜，具有下述现象如果进行人工照明下的水耕栽培，将不能获得露地栽培时获得的由花色苷引起的着色。这已成为将人工照明下的水耕栽培广泛应用在蔬菜生产上的障碍之一。与此相对，在日本专利特开 2003-204718号公报(专利文献4)中记载了以下内容通过进行对水耕栽培中的散叶莴苣白天(6 18点钟)照射白色光、夜间(18点钟次日6点钟)照射波长为400 500nm 的蓝色光，照射6小时以上，并栽培3天以上，从而可以增加花色苷含量。但是，该种情况下也需要设置白色光源以外的用于产生蓝色光的光源，而成为使蔬菜的生产成本上升的主要原因。另外，虽不是通过水耕栽培的方法，但日本专利特开2005-245243号公报(专利文献幻中记载了下述内容作为蔬菜的脱氮元素的方法，通过将从发热灯泡发出的300 600勒克斯的光向自然栽培中收获前的未施肥状态的蔬菜照射至少3天的夜间以及/或者向收获后的蔬菜照射1周以内的期间，来使胡萝卜及菠菜中硝态氮的量降低；以及在收获后进行上述操作时，如果将根部浸渍在水中则能够有效地抑制新鲜度的降低。专利文献1 日本专利特开2004-305040号公报专利文献2 日本专利特开2008-86272号公报专利文献3 日本专利特开平6-105625号公报专利文献4 日本专利特开2003-204718号公报专利文献5 日本专利特开2005-245243号公报

发明内容
以上述为背景的本发明的目的在于提供蔬菜的生产方法，该生产方法为在人工照明下的水耕栽培中，能够不需要设置紫外灯或蓝色光光源等另外的特殊光源，而提高抗坏血酸含量、糖度、全糖含量等有用成分的含量，降低硝酸根离子含量，并且在产生花色苷的种类的蔬菜中可以促进花色苷的产生而使红色或紫色的着色变得明显。本发明人为达到上述目的而进行了研究，结果发现在蔬菜的水耕栽培的最后阶段，通过在即将收获前的1 数天以长的光照时间(称为1天中的光照期的时间长)的生长条件并且将水耕肥料溶液(培养液)换成水来栽培蔬菜，能够引起硝酸根离子含量的急速降低和糖度、全糖、抗坏血酸(维生素C)、多酚、叶绿素、以及/或者硫代葡萄糖苷含量的急速升高，而且，对于露地栽培时产生花色苷而着色但人工照明下的水耕栽培时却不能着色的蔬菜，还可以促进花色苷的产生而使蔬菜发生因花色苷引起的明显的红色或紫色的着色。本发明是基于上述发现进一步反复研究而完成的发明。即，本发明提供以下的技术方案。1. 一种生产方法，为人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生产方法，其特征是，对培育的蔬菜实施调整栽培，该调整栽培是在蔬菜即将收获之前将培养液换成水，并使光照时间为17小时以上，进行1天以上的水耕栽培。
2.如上述1所述的生产方法，其中，上述调整栽培的期间为2天以上。3.如上述1或2所述的生产方法，其中，光照时间为20小时以上。4.如上述1 3中任一项所述的生产方法，其中，上述调整栽培的期间为7天以内。5.如上述1 4中任一项所述的生产方法，其中，上述光照时间中的光照强度为至少9000勒克斯。6.如上述1 5中任一项所述的生产方法，其中，在上述调整栽培中蔬菜的硝酸根离子含量降低。7.如上述1 6中任一项所述的生产方法，其中，在上述调整栽培中蔬菜的糖度、全糖、抗坏血酸、花色苷、多酚、叶绿素、及/或硫代葡萄糖苷含量增加。8.根据上述1 7中任一项所述的生产方法生产的蔬菜。根据本发明，通过无需紫外灯等附加照明设备而不耗费成本的方法，并且能够生产在快速提高抗坏血酸、糖或者硫代葡萄糖苷等营养成分或风味成分等的含量、全糖含量、多酚、以及/或者叶绿素的含量的同时使硝酸根离子含量降低的水耕栽培蔬菜。此外，在叶菜中，还能够改善叶厚和叶色的深度等方面。而且，在露地栽培时产生花色苷的蔬菜的情况下，将可以不需要设置蓝色光源等附加光源而使花色苷含量增加，从而生产明显地着色了红色或紫色的蔬菜。

图1为示出实施例1-1的植物体的硝酸根离子含量的变化的图。图2为示出实施例1-1的植物体的抗坏血酸含量的变化的图。图3为示出实施例1-1的植物体的糖度的变化的图。图4为示出实施例1-1的植物体的叶厚的变化的图。图5为示出实施例1-2的植物体的多酚含量的变化的图。图6为示出实施例1-3的植物体的叶绿素含量的变化的图。图7为示出实施例2的水耕液中的硝态氮浓度和植物体的硝酸根离子含量之间的关系的图。图8为示出实施例3的水耕栽培1天后植物体的硝酸根离子含量的图。图9为示出实施例3的水耕栽培1天后植物体的抗坏血酸含量的图。图10为示出实施例3的水耕栽培1天后植物体的糖度的图。图11为示出实施例4-1的在各条件下栽培4天后植物体的花色苷含量及色相值的图(图中，“FW”是Fresh Weight (鲜重)的略写)。图12为示出实施例4-1的在各条件下栽培4天后植物体的全糖含量的图。图13为示出实施例4-2的在各条件下栽培1天后植物体的花色苷含量及色相值的图。图14为示出实施例4-2的在各条件下栽培3天后植物体的花色苷含量及色相值的图。图15为示出实施例5的在各条件下植物体的硝酸根离子含量的图。图16为示出实施例6的在各条件下植物体的硝酸根离子含量的变化的图。
图17为示出实施例6的在各条件下植物体的糖度的变化的图。图18为示出实施例7的在各条件下植物体的硫代葡萄糖苷含量的变化的图。图19为示出实施例7的在各条件下植物体的硝酸根离子含量的变化的图。
具体实施例方式本说明书中，“水耕栽培蔬菜”是指通过利用水耕栽培培育而获得的蔬菜。本说明书中，“蔬菜”包括“叶菜类”、“根菜类”以及“果菜类”。这里，“叶菜类”是指主要将叶或茎的部分作为食用的蔬菜，可例举例如莴苣、日本芜菁、菠菜、茼蒿、小松菜、小白菜、卷心菜、白菜、紫苏、芥菜、羽衣甘蓝、香草类(芝麻菜、罗勒等)等，但并不限定于此。此外，“根菜类”是指主要将土耕栽培时在地中的某个部分如根或地下茎等作为食用的蔬菜，可例举例如萝卜、胡萝卜、芜菁、牛蒡、马铃薯、番薯(寸7 7 4 )、水芋(寸卜4 * )、藕等，但并不限定于此。此外，“果菜类”是指将果实或种子作为食用的蔬菜，可例举例如草莓、番茄、黄瓜、茄子等，但并不限定于此。此外，叶菜类中主要用于食用的叶或茎被分类为进行光合成或硝酸还原的植物的源部位(日语〃一 7部位)；另一方面，根菜类及果菜类中作为食用的膨大根、膨大茎及果实被分类为储存来自源部位的养分而生长的汇集部位(日语>々(sink)部位)。本发明中，对于在即将收获蔬菜之前进行的将培养液换成水并将光照时间设定为规定时长(17小时以上等)的水耕栽培(以下，称为“调整栽培”)开始以前所进行的水耕栽培(以下，称为“培育栽培”)无特别限制，只要将该蔬菜充分地培育就足够了，所以，可以适当地选择使用公知的各种水耕栽培条件(温度、培养液、光照时间)及培育天数。例如，可以将培育栽培中的光照时间(1天中的光照期)设为12小时、14小时、15小时、16小时等，无特别限定。调整栽培在即将出货前的1 数天间进行即可。例如，即使以光照时间为17小时的生长条件水耕栽培1天，也能够获得植物体的硝酸根离子含量降低、抗坏血酸含量增加及糖度增加等效果。光照时间可设定为17小时以上的合适的时间，例如18小时、……M 小时(即，无黑暗期)等，上述的效果随光照时间的时长而相应地增大。此外，调整栽培的天数可以是1天，也可进行更多的天数。例如，在进行2 5天调整栽培的情况下，植物体的硝酸根离子含量降低、抗坏血酸含量增加以及糖度增加的效果随栽培天数的增加进一步提高。此外，在此期间，对于效果的增加率，即使增加调整栽培的天数也没有确认到有减小，该结果表示即使进行调整栽培约1周也可。此外，对于在露地栽培时产生花色苷而着色的蔬菜，通过调整栽培可增加花色苷含量而提高着色。花色苷含量的增加以及因此而引起的着色的强度的增加也随着调整栽培的天数的增加或者光照时间的变长而变得显著。在要求外观具有显著着色的情况下，在例如光照时间为17小时时，较好进行2天以上的调整栽培，更好进行3天以上。此外，在光照时间为20小时以上时，只要进行1天的调整栽培就足够了，但若进行更长时间的调整栽培则效果更佳。此外，调整栽培中的光照强度较好为9000勒克斯以上，更好为9500勒克斯以上，非常好为10000勒克斯以上。此外，只要不致于对植物体产生因光照强度过强而引起的不良影响，则对光照强度无明确的上限限定，根据需要设定为例如20000勒克斯、19000勒克
6斯或者18000勒克斯等即可。另外，作为调整栽培中用作水耕液的水中的硝态氮浓度较好为15ppm以下，更好为IOppm以下，特别好为Sppm以下。作为水，使用例如自来水是便利的。此外，存在自来水中含有的程度的量的矿物质不会产生任何影响。适合用于替换调整栽培中的培养液的“水” 也包括那些含有微量的硝态氮或矿物质的水。
实施例下面，参考典型的实施例来对本发明进行更详细的说明，但并不表示本发明受到对这些实施例的记载的限定。对影响收获时蔬菜的特性的光照时间和水耕液的效果进行了研究。在下面的各实施例中，只要没有特别说明，则认为下述的条件相同。(1)光源白色荧光灯(2)肥料大塚House SA (大塚^々^ SA)配方(表1)表 1表 1.
权利要求
1.一种生产方法，为人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生产方法，其特征在于，对培育的蔬菜实施调整栽培，该调整栽培是在蔬菜即将收获之前将培养液换成水，并使光照时间为 17小时以上，进行1天以上的水耕栽培。
2.如权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述调整栽培的期间为2天以上。
3.如权利要求1或2所述的生产方法，其特征在于，光照时间为20小时以上。
4.如权利要求1 3中任一项所述的生产方法，其特征在于，所述调整栽培的期间为7 天以内。
5.如权利要求1 4中任一项所述的生产方法，其特征在于，所述光照时间中的光照强度为至少9000勒克斯。
6.如权利要求1 5中任一项所述的生产方法，其特征在于，在所述调整栽培中蔬菜的硝酸根离子含量降低。
7.如权利要求1 6中任一项所述的生产方法，其特征在于，在所述调整栽培中蔬菜的糖度、全糖、抗坏血酸、花色苷、多酚、叶绿素、及/或硫代葡萄糖苷含量增加。
8.根据权利要求1 7中任一项所述的生产方法生产的蔬菜。
全文摘要
本发明公开一种蔬菜的生产方法，该生产方法能够提高蔬菜中的抗坏血酸、糖、硫代葡萄糖苷、多酚、叶绿素等有用成分(营养成分、风味成分及其它)的含量，降低蔬菜中的硝酸根离子的含量，并且在产生花色苷的蔬菜中能够促进花色苷的产生。该生产方法的特征在于对培育的蔬菜实施调整栽培，该调整栽培是在蔬菜即将收获之前将培养液换成水，并且使光照时间为17小时以上，进行1天以上的水耕栽培。
文档编号A01G31/00GK102458097SQ20108002520
公开日2012年5月16日申请日期2010年6月2日优先权日2009年6月3日
发明者伊藤博通, 宇野雄一, 小山竜平, 木村周二, 森岡爱申请人:日本山村硝子株式会社

文档序号 : 【 114038 】

技术研发人员：木村周二,小山竜平,森岡爱,伊藤博通,宇野雄一
技术所有人：日本山村硝子株式会社

备注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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木村周二丨小山竜平丨森岡爱丨伊藤博通丨宇野雄一丨日本山村硝子株式会社