東大・広島大など、宇宙環境に近い”擬似・微小重力環境”が「発芽野菜の鮮度保持」に有効であることを発見

東京大学大学院農学生命科学研究科などの研究グループでは、地球上での実験が可能な擬似微小重力環境が、発芽野菜の鮮度保持に有効であることを発見した。

東大・広島大など、宇宙環境に近い”擬似・微小重力環境”が「発芽野菜の鮮度保持」に有効であることを発見

  • 既存の野菜の鮮度保持法として冷蔵等が実用化されていますが、本研究では、擬似微小重力(注1)環境が、収穫後発芽野菜(注2)の鮮度保持に有効であることを発見しました。
  • 擬似微小重力環境では、発芽野菜の重力感知能が失われ、水分ロスが抑制されることにより、萎れ等の鮮度低下が抑制されることを解明しました。
  • 宇宙での食料資源(生鮮物)の保存を通じた有効利用や、地球上での新規な野菜の鮮度保持法として実用化が期待されます。



発表概要:
これまでの宇宙開発研究では、宇宙空間での植物栽培の可能性について研究が進められてきたものの、収穫物である生鮮物の保存方法に関する報告は見当たりません。

そこで、東京大学大学院農学生命科学研究科 牧野義雄准教授、広島大学大学院医系科学研究科 弓削類教授らの研究グループは、生鮮物試料として発芽野菜を選択し、地球上での実験が可能な擬似微小重力の、発芽野菜の鮮度に対する影響を調べました。

その結果、主要な鮮度低下現象である質量減少が、擬似微小重力環境では、通常の重力環境に比べて有意に抑制されることを発見しました。

本研究成果は、宇宙空間において貴重な食料資源の保存に役立つほか、地球上でも、冷蔵などの既存の鮮度保持法に加えて、新規な鮮度保持法として実用化される可能性があります。

また、2020年10月14日に国際合意で締結された「アルテミス計画」で進められる月面及び火星探査での植物プラント工場等の宇宙空間での研究開発にも繋がる成果となります。


発表内容
これまでの宇宙開発研究では、スペースシャトル(注3)、さらには国際宇宙ステーション(注4)内における実験により、微小重力および宇宙線(注5)といった宇宙空間特有の環境が、生物に及ぼす影響を調べる研究が行われてきました。動物に対しては、筋骨の退化、赤血球の減少、種の消失といった、悪影響が多く観察されてきました。

一方、野菜は、収穫後においても生き続け、栽培中に蓄積した栄養成分を消耗しつつ呼吸し、それが原因で萎れ、変色、質量減少といった鮮度低下現象が観察されます(地球上での知見)。

そのため、呼吸の抑制が有効な鮮度保持法となり、冷蔵、エチレン除去・無効化、環境気体組成制御(低O2、高CO2 水準)などの手法が実用化されています。

すなわち、呼吸という重要な生命活動の抑制が収穫後における野菜の鮮度保持に有効であることから、生命活動に負の影響を及ぼす宇宙環境は、鮮度保持に有効である可能性が高いと考え、本研究では、地球上で作出可能な擬似微小重力環境が、収穫後野菜の鮮度低下に及ぼす影響について調べることとしました。


用語について
(注1) 擬似微小重力
物体を360°の方向にゆっくり回転させると、その物体にかかる重力加速度の平均値が地球上の約1000 分の1G(1G: 地球上の重力加速度9.8 m•s−2)に近似される。擬似微小重力とは、その時の重力を指す。宇宙空間での微小重力とは異なるため、擬似が付される。

(注2) 発芽野菜
発芽して間もない野菜で、別名「スプラウト」とも呼ばれる。通常は室内において栽培される。

(注3) スペースシャトル
アメリカ航空宇宙局 (NASA) が1981 年から2011 年にかけて135 回打ち上げていた有人宇宙船。船内には実験設備が備わっていた。

(注4) 国際宇宙ステーション
2011 年に完成し、米国、ロシア、日本、カナダ、欧州が共同で運用している、地上から約400km上空に建設された巨大な有人実験施設。

(注5) 宇宙線
宇宙空間を飛び交う高エネルギーの放射線。