[發明專利]通過冷等離子體處理加工種子以降低種皮表面的視接觸角

在審

• 申請號: 201380018293.X
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN104270934A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 愛德華·博爾瑪申科;羅曼·格里諾夫;葉連娜·博爾瑪申科;艾萊敘夫·德羅里
• 申請（專利權）人: 艾里爾大學研究與開發有限公司
• 主分類號: A01C1/02
• 分類號: A01C1/02;G01N13/02
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 王思琪;李平

相關申請

本申請獲得2012年4月23日提交的美國臨時專利申請號61/636,752的優先權，通過引用包括，就如同完全在此闡明一樣。

發明領域和背景

在一些實施例中，本發明涉及農業與食品科學領域，并且更具體地涉及用于加工種子的方法，在一些實施例中，這些方法增加其效用。

常常存在對萌發種子的需求。

在農業領域中，種子播種在生長介質中，典型地在開放的大田、溫室、或在具有或不具有惰性支持介質(水培和氣培)的包含土壤(農作學)或水/營養混合物的容器中。當在生長介質中水接觸種子時，萌發開始，并且最終種子發芽形成幼苗。播下的種子的萌發百分比是萌發率。萌發率通常是少于100％，這意味著必須播下過量的種子來提供植物的理想產率。

在食用產品和烹飪技術領域中，種子萌發并且然后被用于生產各種食物和食用添加劑，包括麥芽釀制谷物(如用于制備啤酒、威士忌、麥芽釀制醋)、小麥草、面包(例如艾賽尼(Essene)面包)或食用芽(如豆類、谷類、含油種子、蕓苔屬、傘狀花科蔬菜、蔥屬和其他蔬菜及藥草的芽)。未發芽的種子(由于種子發芽率低于100％)被浪費，并可能導致真菌生長或一個劣質終產品。

在烹飪技術領域中，干種子在使用前通常被再水合，尤其但不排外地是，豆類，例如菜豆、扁豆、豌豆和鷹嘴豆。再水合是相對慢的并且需要使用過量的水。盡管在小規模(家庭)烹調中未必是一個重要的問題，在工業設定中，在基于再水合的種子的食品的制備中，再水合所需的時間和水可構成顯著的成本。

沃林(Volin)JC，德內斯(Denes)FS，揚(Young)RA，帕克(Park)SMT“通過冷等離子體化學技術對種子萌發性能的修飾”，作物科學(Crop.Sci.)2000，40，1706-1718披露用冷射頻等離子體處理蘿卜、豌豆、玉米、大豆和菜豆來修飾種子特性，該等離子體是在各種氣體的氣氛中通過1000W?13.56MHz射頻場產生。

沃林(Volin)等人報導，在CF₄氣氛中等離子體處理導致蘿卜和豌豆種子上一個層的形成，這導致與未處理種子相比萌發的顯著延遲。在十八碳氟萘烷(octadecafluorodecalin)氣氛中等離子體處理導致大豆、玉米和豌豆種子上一個層的形成，這導致與未處理種子相比萌發的顯著延遲。

沃林(Volin)等人還報導，在150mT(9.4或20Pa)環己烷氣氛中將大豆(但非玉米)等離子體處理5分鐘導致萌發加速。在200mT(27Pa)肼氣氛中將玉米等離子體處理20分鐘導致萌發加速。在200mT(27Pa)苯胺氣氛中將玉米和大豆等離子體處理20分鐘導致萌發加速。

環己烷(C₆H₁₂，MW＝84)極度易燃(燃點-20℃)、有吸入麻醉性并可能會引起皮膚刺激。

肼(N₂H₄，MW＝32)高活性、高毒性(在大鼠和小鼠中口服LD50約60mg/kg)、易燃和不穩定(在24℃至270℃自燃，燃點52℃，在1.8％時爆炸)并且有腐蝕性。

苯胺(C₆H₅NH₂，MW＝93)有刺激性氣味、可燃(燃點70℃)、有吸入毒性(LC50175ppm，7小時，小鼠)并且預計當被釋放到環境中時對陸地和水生生物有極大毒性(EC?50/48-小時<1mg/l水蚤)。

發明概述

在一些實施例中，本發明涉及用于加工種子的方法，連同涉及使用該方法加工的種子，在一些實施例中該方法增加這些種子的效用。

根據本發明的一些實施例的一個方面，提供一種處理植物種子的方法，該方法包括：

提供具有種皮的植物種子，其種皮外表面具有天然視接觸角；并且

在有效于將該種皮表面的視接觸角從天然視接觸角實質上降低到處理的視接觸角的條件下，將該植物種子暴露于一個等離子體。

在一些實施例中，該種皮表面的視接觸角被降低不少于約10°，以致于該處理的視接觸角低于該天然接觸角不少于約10°。

在一些實施例中，該植物種子向該等離子體的暴露是這樣的以使得該處理的視接觸角小于90°(親水的)。在一些這類實施例中，該天然視接觸角大于90°(疏水的)，使得最初疏水的種皮表面變得親水。