專利名稱：水耕栽培中的高功能性植物體的生產方法
技術領域：
本發明涉及利用人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生產方法，更具體而言，涉及能夠提高抗氧化成分、營養成分、風味成分等有用成分的含量、降低硝酸根離子含量、對于產生色素花色苷的蔬菜能夠提高該色素的含量且提高著色的利用水耕栽培的蔬菜的生產方法。
背景技術：
水耕栽培作為不使用土壤而使用含有礦物或其它離子的培養液來栽培植物的方法，具有不需要農田、只要有設備而無論地理條件(日語立地)和自然環境，就可以在適當的條件下以對營養、光、水、溫度等培育條件進行徹底地管理的狀態來栽培植物的優點。此夕卜，由于通過水耕栽培能夠加速植物的培育、提高收獲效率，還能夠容易地調整收獲時期， 因此被廣泛應用于蔬菜等農產品的生產中。然而，雖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，容易有抗壞血酸(維生素C)等抗氧化物質和各種營養成分含量變低之類的問題。與此相對， 在壓力增加時如患有流行感冒或其它傳染病等的疾病等時，人體對抗壞血酸的需求量增大是已知的，在提高健康意向的同時，傾向于要求蔬菜中維生素C的含量較高。因此，要求一種能夠利用水耕栽培高效且低成本地生產抗壞血酸含量高的蔬菜的方法。此外，蔬菜中通常含有硝酸根離子。如果大量含有硝酸根離子，則成為蔬菜具有苦味的原因，另外，硝酸根離子還有可能與致癌物質的生成有關聯，所以，要求一種使其含量降低的蔬菜的生產方法。在EU(歐洲聯盟)已經規定了蔬菜中硝酸鹽的基準值，根據該基準值，現在要求例如保護地栽培(日語施設栽培)的結球萵苣，或者于4 9月份可收獲的露地栽培的其它萵苣(波士頓萵苣(寸，夕·菜)、散葉萵苣(寸二一 >夕7 )、長葉萵苣 (- ；^ >夕；^ )等)的硝酸鹽的基準值應該在2500mgN037kg以下。一直以來，都在為了提高水耕栽培中蔬菜的包括抗壞血酸等抗氧化成分的營養成分的含量進行研究。例如，在日本專利特開2004-305040號公報及日本專利特開 2008-86272號公報(分別為專利文獻1和2)中公開了為了增加維生素C或生育酚等功能性成分含量而進行在315nm附近具有峰的人工紫外線的照射。但是，這樣的方法具有以下缺點在通常的照明以外，另外需要包括特定的紫外燈在內的附加設備從而引起成本增加， 耗費附加的能量，此外，調節和維持、管理最合適的光量的操作繁雜等。與此相對，在日本專利文獻特開平6-105625號公報(專利文獻3)中公開了以下水耕栽培方法利用含有硝態氮(稱為以硝酸根離子的形態存在的氮元素)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，使用該水耕肥料溶液中的硝態氮為 10mg/L以下且螯合鐵為10mg/L以上的另外的水耕肥料溶液(第2溶液)水耕栽培5天使蔬菜的硝酸鹽含量實質上變為0后，用第2溶液再繼續培養。在上述同一文獻中還示出，在用第2溶液水耕栽培5天而蔬菜中的硝酸鹽含量大致變為0后的進一步的培養中，糖質及維生素C的含量分別有急劇增加。但是，使用該方法時，為了增加蔬菜中的糖質和維生素C，需要作為該方法的前階段的經5天的使用不含硝酸鹽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養天數以增加蔬菜中的糖質和維生素C的含量，因此，用不含硝酸鹽的水耕肥料溶液的栽培進行了約一周，使得對即將出貨前的蔬菜添加了相當長的阻礙生長期間，因而不理想。另一方面，對于紅色萵苣(赤色 > 夕7 )等某種蔬菜，具有下述現象如果進行人工照明下的水耕栽培，將不能獲得露地栽培時獲得的由花色苷引起的著色。這已成為將人工照明下的水耕栽培廣泛應用在蔬菜生產上的障礙之一。與此相對，在日本專利特開 2003-204718號公報(專利文獻4)中記載了以下內容通過進行對水耕栽培中的散葉萵苣白天(6 18點鐘)照射白色光、夜間(18點鐘 次日6點鐘)照射波長為400 500nm 的藍色光，照射6小時以上，并栽培3天以上，從而可以增加花色苷含量。但是，該種情況下也需要設置白色光源以外的用于產生藍色光的光源，而成為使蔬菜的生產成本上升的主要原因。另外，雖不是通過水耕栽培的方法，但日本專利特開2005-245243號公報(專利文獻幻中記載了下述內容作為蔬菜的脫氮元素的方法，通過將從發熱燈泡發出的300 600勒克斯的光向自然栽培中收獲前的未施肥狀態的蔬菜照射至少3天的夜間以及/或者向收獲后的蔬菜照射1周以內的期間，來使胡蘿卜及菠菜中硝態氮的量降低；以及在收獲后進行上述操作時，如果將根部浸漬在水中則能夠有效地抑制新鮮度的降低。專利文獻1 日本專利特開2004-305040號公報專利文獻2 日本專利特開2008-86272號公報專利文獻3 日本專利特開平6-105625號公報專利文獻4 日本專利特開2003-204718號公報專利文獻5 日本專利特開2005-245243號公報
發明內容
以上述為背景的本發明的目的在于提供蔬菜的生產方法，該生產方法為在人工照明下的水耕栽培中，能夠不需要設置紫外燈或藍色光光源等另外的特殊光源，而提高抗壞血酸含量、糖度、全糖含量等有用成分的含量，降低硝酸根離子含量，并且在產生花色苷的種類的蔬菜中可以促進花色苷的產生而使紅色或紫色的著色變得明顯。本發明人為達到上述目的而進行了研究，結果發現在蔬菜的水耕栽培的最后階段，通過在即將收獲前的1 數天以長的光照時間(稱為1天中的光照期的時間長)的生長條件并且將水耕肥料溶液(培養液)換成水來栽培蔬菜，能夠引起硝酸根離子含量的急速降低和糖度、全糖、抗壞血酸(維生素C)、多酚、葉綠素、以及/或者硫代葡萄糖苷含量的急速升高，而且，對于露地栽培時產生花色苷而著色但人工照明下的水耕栽培時卻不能著色的蔬菜，還可以促進花色苷的產生而使蔬菜發生因花色苷引起的明顯的紅色或紫色的著色。本發明是基于上述發現進一步反復研究而完成的發明。即，本發明提供以下的技術方案。1. 一種生產方法，為人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生產方法，其特征是，對培育的蔬菜實施調整栽培，該調整栽培是在蔬菜即將收獲之前將培養液換成水，并使光照時間為17小時以上，進行1天以上的水耕栽培。
2.如上述1所述的生產方法，其中，上述調整栽培的期間為2天以上。3.如上述1或2所述的生產方法，其中，光照時間為20小時以上。4.如上述1 3中任一項所述的生產方法，其中，上述調整栽培的期間為7天以內。5.如上述1 4中任一項所述的生產方法，其中，上述光照時間中的光照強度為至少9000勒克斯。6.如上述1 5中任一項所述的生產方法，其中，在上述調整栽培中蔬菜的硝酸根離子含量降低。7.如上述1 6中任一項所述的生產方法，其中，在上述調整栽培中蔬菜的糖度、 全糖、抗壞血酸、花色苷、多酚、葉綠素、及/或硫代葡萄糖苷含量增加。8.根據上述1 7中任一項所述的生產方法生產的蔬菜。根據本發明，通過無需紫外燈等附加照明設備而不耗費成本的方法，并且能夠生產在快速提高抗壞血酸、糖或者硫代葡萄糖苷等營養成分或風味成分等的含量、全糖含量、 多酚、以及/或者葉綠素的含量的同時使硝酸根離子含量降低的水耕栽培蔬菜。此外，在葉菜中，還能夠改善葉厚和葉色的深度等方面。而且，在露地栽培時產生花色苷的蔬菜的情況下，將可以不需要設置藍色光源等附加光源而使花色苷含量增加，從而生產明顯地著色了紅色或紫色的蔬菜。
圖1為示出實施例1-1的植物體的硝酸根離子含量的變化的圖。圖2為示出實施例1-1的植物體的抗壞血酸含量的變化的圖。圖3為示出實施例1-1的植物體的糖度的變化的圖。圖4為示出實施例1-1的植物體的葉厚的變化的圖。圖5為示出實施例1-2的植物體的多酚含量的變化的圖。圖6為示出實施例1-3的植物體的葉綠素含量的變化的圖。圖7為示出實施例2的水耕液中的硝態氮濃度和植物體的硝酸根離子含量之間的關系的圖。圖8為示出實施例3的水耕栽培1天后植物體的硝酸根離子含量的圖。圖9為示出實施例3的水耕栽培1天后植物體的抗壞血酸含量的圖。圖10為示出實施例3的水耕栽培1天后植物體的糖度的圖。圖11為示出實施例4-1的在各條件下栽培4天后植物體的花色苷含量及色相值的圖(圖中，“FW”是Fresh Weight (鮮重)的略寫)。圖12為示出實施例4-1的在各條件下栽培4天后植物體的全糖含量的圖。圖13為示出實施例4-2的在各條件下栽培1天后植物體的花色苷含量及色相值的圖。圖14為示出實施例4-2的在各條件下栽培3天后植物體的花色苷含量及色相值的圖。圖15為示出實施例5的在各條件下植物體的硝酸根離子含量的圖。圖16為示出實施例6的在各條件下植物體的硝酸根離子含量的變化的圖。
圖17為示出實施例6的在各條件下植物體的糖度的變化的圖。圖18為示出實施例7的在各條件下植物體的硫代葡萄糖苷含量的變化的圖。圖19為示出實施例7的在各條件下植物體的硝酸根離子含量的變化的圖。
具體實施例方式本說明書中，“水耕栽培蔬菜”是指通過利用水耕栽培培育而獲得的蔬菜。本說明書中，“蔬菜”包括“葉菜類”、“根菜類”以及“果菜類”。這里，“葉菜類”是指主要將葉或莖的部分作為食用的蔬菜，可例舉例如萵苣、日本蕪菁、菠菜、茼蒿、小松菜、 小白菜、卷心菜、白菜、紫蘇、芥菜、羽衣甘藍、香草類(芝麻菜、羅勒等)等，但并不限定于此。此外，“根菜類”是指主要將土耕栽培時在地中的某個部分如根或地下莖等作為食用的蔬菜，可例舉例如蘿卜、胡蘿卜、蕪菁、牛蒡、馬鈴薯、番薯(寸7 7 4 )、水芋(寸卜4 * )、藕等，但并不限定于此。此外，“果菜類”是指將果實或種子作為食用的蔬菜，可例舉例如草莓、番茄、黃瓜、茄子等，但并不限定于此。此外，葉菜類中主要用于食用的葉或莖被分類為進行光合成或硝酸還原的植物的源部位(日語〃 一 7部位)；另一方面，根菜類及果菜類中作為食用的膨大根、膨大莖及果實被分類為儲存來自源部位的養分而生長的匯集部位(日語>々(sink)部位)。本發明中，對于在即將收獲蔬菜之前進行的將培養液換成水并將光照時間設定為規定時長(17小時以上等)的水耕栽培(以下，稱為“調整栽培”)開始以前所進行的水耕栽培(以下，稱為“培育栽培”)無特別限制，只要將該蔬菜充分地培育就足夠了，所以，可以適當地選擇使用公知的各種水耕栽培條件(溫度、培養液、光照時間)及培育天數。例如， 可以將培育栽培中的光照時間(1天中的光照期)設為12小時、14小時、15小時、16小時等，無特別限定。調整栽培在即將出貨前的1 數天間進行即可。例如，即使以光照時間為17小時的生長條件水耕栽培1天，也能夠獲得植物體的硝酸根離子含量降低、抗壞血酸含量增加及糖度增加等效果。光照時間可設定為17小時以上的合適的時間，例如18小時、……M 小時(即，無黑暗期)等，上述的效果隨光照時間的時長而相應地增大。此外，調整栽培的天數可以是1天，也可進行更多的天數。例如，在進行2 5天調整栽培的情況下，植物體的硝酸根離子含量降低、抗壞血酸含量增加以及糖度增加的效果隨栽培天數的增加進一步提高。此外，在此期間，對于效果的增加率，即使增加調整栽培的天數也沒有確認到有減小， 該結果表示即使進行調整栽培約1周也可。此外，對于在露地栽培時產生花色苷而著色的蔬菜，通過調整栽培可增加花色苷含量而提高著色。花色苷含量的增加以及因此而引起的著色的強度的增加也隨著調整栽培的天數的增加或者光照時間的變長而變得顯著。在要求外觀具有顯著著色的情況下，在例如光照時間為17小時時，較好進行2天以上的調整栽培，更好進行3天以上。此外，在光照時間為20小時以上時，只要進行1天的調整栽培就足夠了，但若進行更長時間的調整栽培則效果更佳。此外，調整栽培中的光照強度較好為9000勒克斯以上，更好為9500勒克斯以上， 非常好為10000勒克斯以上。此外，只要不致于對植物體產生因光照強度過強而引起的不良影響，則對光照強度無明確的上限限定，根據需要設定為例如20000勒克斯、19000勒克
6斯或者18000勒克斯等即可。另外，作為調整栽培中用作水耕液的水中的硝態氮濃度較好為15ppm以下，更好為IOppm以下，特別好為Sppm以下。作為水，使用例如自來水是便利的。此外，存在自來水中含有的程度的量的礦物質不會產生任何影響。適合用于替換調整栽培中的培養液的“水” 也包括那些含有微量的硝態氮或礦物質的水。
實施例下面，參考典型的實施例來對本發明進行更詳細的說明，但并不表示本發明受到對這些實施例的記載的限定。對影響收獲時蔬菜的特性的光照時間和水耕液的效果進行了研究。在下面的各實施例中，只要沒有特別說明，則認為下述的條件相同。(1)光源白色熒光燈(2)肥料大塚House SA (大塚^々^ SA)配方(表1)表 1表 1.
權利要求
1.一種生產方法，為人工照明下的水耕栽培的蔬菜的生產方法，其特征在于，對培育的蔬菜實施調整栽培，該調整栽培是在蔬菜即將收獲之前將培養液換成水，并使光照時間為 17小時以上，進行1天以上的水耕栽培。
2.如權利要求1所述的生產方法，其特征在于，所述調整栽培的期間為2天以上。
3.如權利要求1或2所述的生產方法，其特征在于，光照時間為20小時以上。
4.如權利要求1 3中任一項所述的生產方法，其特征在于，所述調整栽培的期間為7 天以內。
5.如權利要求1 4中任一項所述的生產方法，其特征在于，所述光照時間中的光照強度為至少9000勒克斯。
6.如權利要求1 5中任一項所述的生產方法，其特征在于，在所述調整栽培中蔬菜的硝酸根離子含量降低。
7.如權利要求1 6中任一項所述的生產方法，其特征在于，在所述調整栽培中蔬菜的糖度、全糖、抗壞血酸、花色苷、多酚、葉綠素、及/或硫代葡萄糖苷含量增加。
8.根據權利要求1 7中任一項所述的生產方法生產的蔬菜。
全文摘要
本發明公開一種蔬菜的生產方法，該生產方法能夠提高蔬菜中的抗壞血酸、糖、硫代葡萄糖苷、多酚、葉綠素等有用成分(營養成分、風味成分及其它)的含量，降低蔬菜中的硝酸根離子的含量，并且在產生花色苷的蔬菜中能夠促進花色苷的產生。該生產方法的特征在于對培育的蔬菜實施調整栽培，該調整栽培是在蔬菜即將收獲之前將培養液換成水，并且使光照時間為17小時以上，進行1天以上的水耕栽培。
文檔編號A01G31/00GK102458097SQ20108002520
公開日2012年5月16日 申請日期2010年6月2日 優先權日2009年6月3日
發明者伊藤博通, 宇野雄一, 小山竜平, 木村周二, 森岡愛 申請人:日本山村硝子株式會社