[发明专利]通过冷等离子体处理加工种子以降低种皮表面的视接触角

说明书

相关申请

本申请获得2012年4月23日提交的美国临时专利申请号61/636,752的优先权，通过引用包括，就如同完全在此阐明一样。

发明领域和背景

在一些实施例中，本发明涉及农业与食品科学领域，并且更具体地涉及用于加工种子的方法，在一些实施例中，这些方法增加其效用。

常常存在对萌发种子的需求。

在农业领域中，种子播种在生长介质中，典型地在开放的大田、温室、或在具有或不具有惰性支持介质(水培和气培)的包含土壤(农作学)或水/营养混合物的容器中。当在生长介质中水接触种子时，萌发开始，并且最终种子发芽形成幼苗。播下的种子的萌发百分比是萌发率。萌发率通常是少于100％，这意味着必须播下过量的种子来提供植物的理想产率。

在食用产品和烹饪技术领域中，种子萌发并且然后被用于生产各种食物和食用添加剂，包括麦芽酿制谷物(如用于制备啤酒、威士忌、麦芽酿制醋)、小麦草、面包(例如艾赛尼(Essene)面包)或食用芽(如豆类、谷类、含油种子、芸苔属、伞状花科蔬菜、葱属和其他蔬菜及药草的芽)。未发芽的种子(由于种子发芽率低于100％)被浪费，并可能导致真菌生长或一个劣质终产品。

在烹饪技术领域中，干种子在使用前通常被再水合，尤其但不排外地是，豆类，例如菜豆、扁豆、豌豆和鹰嘴豆。再水合是相对慢的并且需要使用过量的水。尽管在小规模(家庭)烹调中未必是一个重要的问题，在工业设定中，在基于再水合的种子的食品的制备中，再水合所需的时间和水可构成显著的成本。

沃林(Volin)JC，德内斯(Denes)FS，扬(Young)RA，帕克(Park)SMT“通过冷等离子体化学技术对种子萌发性能的修饰”，作物科学(Crop.Sci.)2000，40，1706-1718披露用冷射频等离子体处理萝卜、豌豆、玉米、大豆和菜豆来修饰种子特性，该等离子体是在各种气体的气氛中通过1000W 13.56MHz射频场产生。

沃林(Volin)等人报导，在CF₄气氛中等离子体处理导致萝卜和豌豆种子上一个层的形成，这导致与未处理种子相比萌发的显著延迟。在十八碳氟萘烷(octadecafluorodecalin)气氛中等离子体处理导致大豆、玉米和豌豆种子上一个层的形成，这导致与未处理种子相比萌发的显著延迟。

沃林(Volin)等人还报导，在150mT(9.4或20Pa)环己烷气氛中将大豆(但非玉米)等离子体处理5分钟导致萌发加速。在200mT(27Pa)肼气氛中将玉米等离子体处理20分钟导致萌发加速。在200mT(27Pa)苯胺气氛中将玉米和大豆等离子体处理20分钟导致萌发加速。

环己烷(C₆H₁₂，MW＝84)极度易燃(燃点-20℃)、有吸入麻醉性并可能会引起皮肤刺激。

肼(N₂H₄，MW＝32)高活性、高毒性(在大鼠和小鼠中口服LD50约60mg/kg)、易燃和不稳定(在24℃至270℃自燃，燃点52℃，在1.8％时爆炸)并且有腐蚀性。

苯胺(C₆H₅NH₂，MW＝93)有刺激性气味、可燃(燃点70℃)、有吸入毒性(LC50175ppm，7小时，小鼠)并且预计当被释放到环境中时对陆地和水生生物有极大毒性(EC 50/48-小时<1mg/l水蚤)。

发明概述

在一些实施例中，本发明涉及用于加工种子的方法，连同涉及使用该方法加工的种子，在一些实施例中该方法增加这些种子的效用。

根据本发明的一些实施例的一个方面，提供一种处理植物种子的方法，该方法包括：

提供具有种皮的植物种子，其种皮外表面具有天然视接触角；并且

在有效于将该种皮表面的视接触角从天然视接触角实质上降低到处理的视接触角的条件下，将该植物种子暴露于一个等离子体。

在一些实施例中，该种皮表面的视接触角被降低不少于约10°，以致于该处理的视接触角低于该天然接触角不少于约10°。

在一些实施例中，该植物种子向该等离子体的暴露是这样的以使得该处理的视接触角小于90°(亲水的)。在一些这类实施例中，该天然视接触角大于90°(疏水的)，使得最初疏水的种皮表面变得亲水。