JPH05500943A - バイオコントロール剤の付着性自動カプセル化スプレー処方物 - Google Patents
バイオコントロール剤の付着性自動カプセル化スプレー処方物Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
バイオコントロール剤の付着性自動カプセル化スプレー処方物
昆虫病原体、主にバチルス・チューリンゲンシス(Bacillus thur
ingiensis)(B、t、)は1992年までに$100.000,00
0マーケツトに達し、そのうち約90%がスプレー式処方物質として販売される
と見積もられている。スプレー処方物の有効性は標的有害昆虫に対する誘引性及
び病原活性の保有性に依存している。本発明はこれらの基準を満たす再生可能資
源に基づいた新規スプレー処方物に関する。
従来技術の説明
デンプンの使用はバイオコントロール剤カプセル化にとって多くの魅力的な性質
を有している。第一に、それは不活性であり、大半の生きた生物の静止期を変え
ない;第二に、粒状又は液体のUV遮断剤も容易に加えられる;第三に、その主
成分はα−アミラーゼ酵素を有するほとんどの植食性害虫で容易に消化されるア
ミロペクチンであるl”G、M、Chippendale et al、、J、
1nsect Physlol、20ニア5l−759(1974);に、N1
5hide et al、、J、Fac。
Agric、Tottori Univ、lL:12−22(197B) )
;第四に、それはカプセル化に現在用いられている他のほとんどの物質と比較し
て豊富かつ安価であるCB、S、5hasha、 InControlled
Re1ease Technologies:Methods、Theory
andApplicatlons、Vol、2.^、F、Kydoniens(
ed、)、CRCPress。
Inc、、Boca Raton、PL) 。
最近、ダンクル(Dunkle)ら(Environ、EntoIIol、L7
:120−126(1988)及び1987年7月10日付で出願された米国特
許出願第07/72,205号明細書〕はデンプンマトリックス内にカプセル化
されたB、t、の顆粒処方物を製造した。既成の処方に優るこの方法の利点は、
それが日光による不活性化を防止する日光保護剤及び嗜好性を高める摂取刺激剤
のような様々な添加剤を配合でき、それによりコントロールに必要な活性成分の
量を減少させうろことである。トリンネル(Trimnetりら(J、Cont
rolled Re1ease7:263−268(198g) ]は前ゼラチ
ン化コーンスターチ及び穀粉を利用したスプレー式除草処方物について報告した
。これらのスプレーは植物葉上に処方物の薄フィルムを形成するが、これは乾燥
時に自動カプセル化して(活性剤をその場でカプセル化する)、それにより活性
成分を徐々に放出させるものである。しかしながら、適用後2〜3日以内にこれ
らのフィルムは植物葉から剥離してしまう。一般に、B、t、のスプレー式処方
物は野外で植物葉群に適用後2〜4日以内に活性を失う (Morris、Ca
n、Ent、 115:1215−1227(1983);Beegleet
al、、Envlron、Entomol、10:400−401(1981)
;Leong etal、、Envjron、Eiltomol、9:593−
599(1980) 〕 。
発明の要旨
我々は、糖物質が前ゼラチン化デンプン物質及びバイオコントロール剤と共にス
プレー処方物に配合された場合、糖物質が粘着剤として作用し、得られた処方物
は劇的に長い時間にわたり植物葉上に留まることを意外にもここに発見した。
この発見に従い、感受性バイオコントロール剤の自動カプセル化のために容易、
普遍的でかつ産業上許容される処方物を提供することが本発明の目的である。
主要マトリックス形成物質が天然再生可能資源から誘導されることも、本発明の
目的である。
本発明のもう1つの目的は、得られたカプセル化が活性剤の高残存率で特徴付け
られることである。
本発明の更にもう1つの目的は、カプセル化された物質が標的害虫に制御的に放
出されて、環境条件による損失に抵抗することである。
本発明の他の目的及び利点は以下の記載から容易に明らかとなるであろう。
発明の詳細な説明
デンプンはアミロース及びアミロペクチンからなる低コストで豊富な天然ポリマ
ーである。アミロースは100.000〜500,000範囲の分子量を有する
本質的に直鎖状のポリマーであり、一方アミロペクチンは数百万以内の分子量を
有する高度に分岐鎖上のポリマーである。デンプンが水でゼラチン化されて冷却
された場合、アミロースはアミロペクチンフラクションよりも著しい程度まで戻
り凝集する。戻り凝集とは、分散したデンプン鎖が会合し不溶性になって沈澱す
る現象に用いられる用語である。戻り凝集の速度及び程度は分散の性質(pH1
温度、濃度)及び分散液中に存在するアミロースの量に依存している。一般的な
コーンスターチ(パール)は約25%のアミロース及び75%のアミロペクチン
を含有し、一方ロウ様(waxy)コーンスターチはアミロペクチンのみを含有
し、高アミローススターチと称されるものは75%以内でアミロースを含有する
。
本発明で使用のための出発カプセル化物質には、水性媒体中における再水和でゲ
ルを形成するあらゆる前ゼラチン化デンプンを含む。前ゼラチン化デンプンは市
販されており、例えば低級アルコールの存在中において高い温度及び圧力下でデ
ンプンを調理することにより製造される。好ましい前ゼラチン化デンプンは主に
アミロペクチンを含有した商品名“ミラースパース“(MIRA−8PEl?S
E)として市販される製品である。前ゼラチン化デンプンを誘導するための供給
源物質としてはバールコーンスターチ、ポテトスターチ、タピオカスターチ、こ
れらのデンプンを含有した穀粉並びにこれらとロウ様コーンスターチ及び高アミ
ロースコーンスターチとの混合物がある。
粘着剤として本発明での使用に考えられる糖物質にはスクロース、グルコース、
フルクトース、マンノース、α−メチルグルコシド及び様々なコーンシロップが
ある。
必要な糖物質の量は、標的基質から乾燥処方物の剥離を遅延させる上で有効な量
である。デンプン:糖物質の比率は典型的には約1=2〜約に〇、6の範囲内で
あり、1:1〜l:0.6範囲内の比率が好ましい。
ここでの使用に考えられるバイオコントロール剤には格別制限がなく、標的害虫
に対して病原性があるすべての細菌、真菌、酵母、ウィルス、微胞子虫、原生動
物及び他の下等生物を含む。無論、摂取で宿主に感染する生物のいかなる成分又
はその生活環段階も本発明の範囲内に属すると考えられる。例えば、B、t、の
場合、栄養細胞、胞子及びタンパク質結晶はすべてB、t、に感受性の宿主昆虫
を直接的又は間接的に殺す上で有効である。プラスミド、ファージ及び様々なり
NA/RNA構遺体のような天然及び合成ベクターは高等生物を機能的に変えつ
る可能性を有することも知られており、したがって“バイオコントロール剤”と
いう用語の範囲内に属するとしてここでは含まれる。B、t、以外の他の農業経
済上重要な害虫病原体の例はB、スファエリクス(B、5phaericus)
、B。
ポビラエ(B、Popl l Iae)、微胞子虫、例えばパイリモルフ7’ネ
カトリクス(Vairimorphanecatrlx)及びノセv−ロクスタ
エ(Nose+sa 1ocustae) 、オートグラフ7’カリフオルニカ
(Autographa callfornlca)核多角体病ウィルス及びヘ
リオチス(Hel 1oth1s)spp、ウィルス、並びに、真菌ビューベリ
ア争バシアナ(Beauveria bassiana)である。
標題のカプセル化剤によるコントロール用に考えられる標的害虫としては上記バ
イオコントロール剤に感受的なすべての種類を含む。これらの特徴はほとんどの
植食性(植物食性)昆虫、特に作物又は木の害虫と考えられる昆虫に典型的であ
る。
活性剤以外に、他の添加剤及び補助剤も標題組成物中に配合してよい。これらの
例としては分散剤、摂取刺激剤(食作用刺激剤)、UV保護剤、保存剤及び不活
性フィラーがある。カプセル化組成物中に配合される活性剤またはいかなる他の
成分のための農業経済上許容されるキャリアもしくはビヒクルも興味あるもので
ある。
本発明の一態様によれば、スプレー式液体中へのバイオコントロール剤の配合は
、前ゼラチン化デンプン物質を糖物質と乾燥混合し、この混合物を水中の昆虫病
原体分散液と混ぜることにより行われる。激しい攪拌が、通常、デンプンを水中
で分散させる上で必要である。一方、デンプン物質及び/又は糖物質は、昆虫病
原体との混合前に水中で前分散してもよい。水性分散液中における前ゼラチン化
デンプン物質は慣用的装置でスプレーしうるほど安定でありかつ充分に低い粘度
を有していなければならない。この性質は、希釈デンプン及び穀粉、並びに、分
散液中のアミロース濃度がある閾値上に上昇し、アミロース鎖が有意に自然に再
会合しない程度に化学的又は物理的手段で部分的に分解されたデンプン及び穀粉
に特徴的である。このため、ゲル形成は、スプレーされた組成物からの水の蒸発
が分解デンプン分子の濃度を閾値以上に高めるまで阻止され、しかる後自動カプ
セル化が起こる。スプレー式処方物中におけるデンプンの初期濃度は約1〜10
重量%の範囲内であるべきである。野外適用において、液体の小滴は葉群表面に
付着し、ゲル化が生じた後であってもそれに結合したままである。
本発明の更にもう1つの態様において、バイオコントロール剤、前ゼラチン化デ
ンプン物質及び糖物質は混ぜられ、乾燥処方物として植物葉群に適用される。糖
の吸湿性は混合物が環境から水分を吸収することを可能にさせる。高湿度、露及
び雨の期間中にうけた水分はその場において処方物の水性分散液の形成及びデン
プン物質のゲル化を促進する。乾燥時に、自動カプセル化が前記のように起きる
。
下記例は本発明を更に説明するためだけであり、特許請求の範囲で規定された本
発明の範囲を制限するためではない。
例1
処方物の製造
表1で示されたバイオコントロール剤を欠く7つの処方物を後の評価のために製
造した。処方1〜3の単独乾燥成分はウェアリング(War]ng)ブレンダー
により水300@lに分散させた。処方4は水中分散前に乾燥成分をグリセロー
ルでペースト化することにより製造した(前記)。処方5〜7の乾燥成分は水中
分散前に完全に乾燥混合させた。
溶解せずに、したがってスプレーノズルを詰まらせる物質の量は、処方物を篩(
0,7mm径孔)分けして乾燥残渣を秤量することにより測定した。篩分けされ
た処方物の粘度は最初のミックス後に6 rpm及び21℃で2時間“ブルック
フィールドLVF″(Brookfield LVF)粘度計で測定した。結果
は下記表IIで報告されている。“ミラースパース“は主にアミロペクチンを含
有し、一方“ミラーゲル“(旧RA−GEL)はレギュラーコーンスターチでみ
られるのと同レベルのアミロース(約25%)を含有している。完全に分散され
た“ミラースパース” (処方2及び6)は戻り凝集して塊を形成せず、篩にか
けた場合に残渣を残さなかった。“ミラーゲル” (1)及び前ゼラチン化穀粉
(3)はやや戻り凝集して塊を生じ、これは篩で残渣を形成した。更に、前ゼラ
チン化穀粉のタンパク質は充分に溶解しなかった。“ミラーゲル″(4)へのグ
リセロールの添加はこの成分の残渣問題を解決し、スクロースは“ミラーゲル”
(5)及び穀粉(7)からの残渣の量を減少させた。“ミラースパース”を含
有した処方(2及び6)を含むすべての処方物の粘度はスプレーしつる物質に関
して要求される範囲内に充分属した。
例2
処方物中における(B、t、)生存度
7つの処方物を例1に記載されたように製造し、しかる後オートクレーブ処理し
、室温まで冷却した。B、t。
〔テクニカルパウダー、80.0OOIU/mg 、アボット・ラボラトリーズ
(Abbott Laboratories) 、ノースジカゴ、イリノイ州〕
を無菌水に懸濁し、等分に各処方物中に完全に混合させた。B、t、含有処方物
を2℃で0,4又は7日間保ち、しかる後サンプルを希釈してルチー(Luth
y) (Vlerteljahrsschrift der Naturfor
schendenGesellschaft in Zurich 120:8
l−163(1975) 〕のバチルス・チューリンゲンシスに関するセミデフ
ァインド増殖培地(Semideflned Growth Medium)上
においた(10μL)。28℃で24時間のインキュベート後、コロニーをカウ
ントした。試験された液体処方物はいずれも表111(そこでは希釈サンプルか
らのコロニーの平均数を示している)中の結果に示されるようにB、t、胞子に
無毒性であった。7日間にわたるコロニーカウントの増加は胞子発芽の出現及び
栄養細胞の増殖を示唆している。
例3
葉表面への処方物付着
ワタ植物は種蒔き後約3週間目に2〜4枚の臭素が現れたときに得た。葉の上部
表面を例1の7種処方物で処理した。コーティングは2.5cm+ペイントブラ
シで葉上に処方物を塗布することにより適用した。葉が乾燥した後、植物を2種
の給水方式のうち1つに付した: (1)植物に土壌のみから給水した;又は(
2)植物に土壌及び葉群から給水した。葉群給水は表面流水が生じるまでlll
11穿孔のある8c11径ノズルから水をまくことで2日間毎に行った。6葉に
付着した適用物質の量の評価は1〜2日間毎に目視検査で行った。同じ人が実験
全体にわたりすべての評価を行った。評価は表IV(土壌のみに給水)及び表V
(土壌及び葉群に給水)で適用された物質の%として表示される。
結果は、“ミラースパース” −スクロース処方物(処方6)が給水方式にかか
わらず他のいかなる処方物よりも長く葉に留まったことを示す。“ミラースパー
ス”単独(処方2)では急速に乾燥し、給水が土壌に行われた場合に植物葉から
はがれおちたが、但し給水が葉上に行われた場合に葉は適用された物質の約50
%を保持していた。添加剤のない“ミラーゲル”及び前ゼラチン化穀粉(各々、
処方1及び3)の双方は給水方式にががゎらず急速に物質を失った。給水が土壌
のみに行われた場合、スクロースと繞み合わされた“ミラーゲル”及び穀粉(各
々、処方5及び7)は長期間にわたり葉上に残留した。給水が葉上に行われた場
合、物質は適用後5日目までこれらの処方物から失われなかった。これはスクロ
ースが存在しない場合の3日間以内における物質の喪失量に相当する。スクロー
スの最大効果は“ミラースパース“で観察された。スクロースが存在して給水が
葉上であった場合、適用された物質の5%未満が適用後13日間までに失われた
だけであった。土壌のみに給水された場合、物質は実験の200日目でに失われ
なかった。
例4
1:1比率で表V+で示された“ミラースパース″及び様々な糖の処方物を処方
5〜7に関して例1で記載されたように製造した。各成分の濃度は3.3%であ
った。
処方物をワタ植物に適用し、植物に土壌のみから給水した場合の例3の操作によ
って、付着性に関して評価した。
結果は下記表v1に示されている。
例5
様々な比率の“ミラースパース”及びスクロースの処方物を処方5〜7に関して
例1で記載されたように製造した。“ミラースパース”の濃度は3%であった。
処方物をワタ植物に適用し、植物に土壌のみがら給水した場合の例3の操作によ
り付着性に関して評価した。結果は下記表Vl+に示されている。
例6
様々な比率の“ミラースパース”及びコーン糖固形物の処方物を処方5〜7に関
して例1で記載されたように製造した。“ミラースパース”の濃度は3%であっ
た。
処方物をワタ植物に適用し、例3の操作により付着性に関して評価した。各比率
に関して、植物を2群に分割し、そのうちの一方は土壌(ポット)のみに給水し
、他方は土壌及び葉群(葉)に給水した。結果は下記表Vll+に示アワツメイ
ガ(E CB)に対するB、t、処理葉のバイオアッセイ
1:1比率の“ミラースパース”及びスクロースの処方物を、成分1.5gを乾
燥混合し、その混合物をB、t。
テクニカルパウダー(例7)3mg又は“ディベル2X”(Dipel 2X)
(例8〜9) (32,0OOIIJ/B、t、/sg)20I1g含有の無
菌水50■1中にウエアリングブレンダーを用いて分散させることにより製造し
た。その処方物を例3に記載したようにワタ植物に適用した。コントロールとし
て、別の葉をカプセル化系の非存在下で同量のB。
t、を含有した水により処理した。ポットに給水された植物を葉に給水された植
物と比較した。アッセイ日に葉を切り取って、9c+a径ペトリ皿に合うように
仕上げた。12時時間量下の10枚のEC8葉を加え、濾紙をふたにつけて過剰
の水分を吸収させ、皿を1枚の“パラフィルム”(Parafl Ia+)ラッ
プでシールした。皿を暗所中28℃で3日間インキュベートし、しかる後生きて
いる及び死んだ葉に関して調べた。個別的曲線の形を分散分析し、−次及び二次
対比により比較した。結果は下記表IXに示されている。
以上の詳細な記載は説明だけのために示され、修正及び変更が本発明の精神及び
範囲から逸脱せずにここで行いうろことが理解される。
表I
試験−スプレー式試験処方物
処方“ミラーゲル” 4 “ミラースパース° b ! 粉0 グリセロールd
スクロース 8No、 (g/300m1 (g/300+al (g/30
0111 (g/300m1 (g/30軸13前ゼラチン化コーンスターチは
業用グレード、C5−445、A、E、 スタリー社(A、E、5taley
Co、))
b前ゼラチン化コーンスターチは業用グレード、C5−445、A、E、スタリ
ー釦0前ゼラチン化コーンフラワー[12B87.イリノイス・シリアル・マイ
ルズ社(lllinois Cereal Miles、Inc、))dACS
グレード、フィッシャー・サイエンティフィック(Flsher 5cient
ific)8 “ドミノ・コンフエクショナーズ10−Xシュガー” (Dom
ino Confectionerslo−X Sugar)、
アムスター・シュガー・コーポレーション(AIlstar Sugar Co
rporation)表I+
スプレー式処方物の物理的特徴
処 方 成 分 残量 粘度
No、 (ig) (cp)
1 ″ミラーゲル” 223 50
2 ″ミラースパース” 0 34003 コーンフラワー 235 50
4 “ミラーゲル“+グリセロール 0 705 “ミラーゲル”+スクロース
55 3306 “ミラースパース″+スクロース 0 34007 コーン
フラワー+スクロース 120 70表II+
スプレー式試験処方物中におけるB、t、の生存度水 24.8 56.8 5
5.9
1 “ミラーゲル” 19.2 50.9 102.82 “ミラースパース”
49.7 92.1 83.13 コーンフラワー 58.5 102.5
120.04 “ミラーゲル”+グリセロール 35.2 4B、9 93.1
5 ′ミラーゲル”+スクロース 311.7 44.9 77.06 ″ミラ
ースパース“+スクロース 110.7 124.1 129.0表IV
ポットのみに給水された場合に
葉表面上に残留した原物質の%
表V
8 35 50 1i) 50 50 98 .101.8 20 50 0
10 30 70 10表Vl
“ミラースパース”処方物の付着性に関する糖タイプの効果11 100 95
100 100 too 20 25表Vl+
植物上に残留した原物質の%
表Vll!
植物上に残留した原物質の%
“ミラースパース″:コーンシロップ固形物適用後 30:10 10ニア、5
“ 10・5 10:2.5 10:0の日数 ポット 葉 ポット 葉 ポ
ット 葉 ポット 葉 ポット*葉5 95 100 85 100 70 1
00 85 100 ・・・ 1009 85 100 50 95 25 9
5 1(185・・・ 9012 70 100 50 95 25 95 1
0 115 ・・・ 9014 70 too 50 95 25 95 10
85 ・・・ 90−屹施せず
表1x
B、t、で処理されかつ異なる給水方式に付された葉のバイオアッセイ平均死滅
率%(Reps)’
カプセル化 非カプセル化
例(判定 B、t、の量 PA 給水
P<、05) 2.3 (Ill/ml) 日数 葉 ポット 葉 ポット7
40.000 1 100(5) 100(5) 100(5) too(5)
(A、B、C,D) 8 98(10) 95(10) 4B(10) 3g(
to)15 35(5) 100(5) 15(4) 7.5(4)8 12.
800 0 94(5) 8g(5) 72(5) 6B(5)(B、C,D)
7 79(10) 83(10) 20(6) 25(1(1)9 12.8
00 1 99(to) 100(10) 90(10) 91(10)(A、
B、C,D) 8 79(10) 87(10) 16(10) 7(10)1
複製は10枚のECB葉及び1枚の葉を含有した別個のベトリ皿からなる2A、
カプセル化葉給水及びカプセル化ポット給水された葉の間で有意差B、カプセル
化ポット給水及び非カプセル化ポット給水された葉の間で有意差C,カプセル(
罐給水及び非カプセル化葉給水された葉の間で有意差り、集中的給水処理、カプ
セル化及び非カプセル化処理の間で有意差3非力プセル化葉給水及び非カプセル
化ポット給水された葉の間で有意差なし国際調査報告
m−NI−mlAewacal1m l+l*、 pc7/1lqQn/n、、
、l。
Claims (13)
- 1.前ゼラチン化デンプン物質、糖物質及び有効量のバイオコントロール剤を含 んだ分散性バイオコントロール処方物であって、 該剤に対するデンプン物質の相対量が、分散物で処理された基体上における処方 物の水性分散物の乾燥によりデンプン物質のマトリックス内に該剤を捕捉するた めに充分であり、糖物質の量が上記基体上における乾燥分散物の付着を促進する ために充分であることを特徴とする処方物。
- 2.前ゼラチン化デンプン物質が前ゼラチン化コーンスターチである、請求項1 に記載の処方物。
- 3.前ゼラチン化デンプン物質が前ゼラチン化コーンフラワーである、請求項1 に記載の処方物。
- 4.糖物質がスクロース、グルコース、フルクトース、マンノース、α−メチル グルコシド及びコーンシロップからなる群より選択される、請求項1に記載の処 方物。
- 5.バイオコントロール剤が細菌、真菌、酵母、ウイルス、微胞子虫及び原生動 物からなる群より選択される生病原体である、請求項1に記載の処方物。
- 6.バイオコントロール剤がバチルス・チューリンゲンシスである、請求項1に 記載の処方物。
- 7.処方物が乾燥混合物である、請求項1に記載の処方物。
- 8.前ゼラチン化デンプン物質、糖物質及び有効量のバイオコントロール剤の水 性分散物からなる付着性自動カプセル化スプレー式バイオコントロール処方物で あって、 該剤に対するデンプン物質の相対量が、分散物で処理された基質上における分散 物の乾燥によりデンプン物質のマトリックス内に該剤を捕捉するために充分であ り、糖物質の量が上記基体上における乾燥分散物の付着を促進するために充分で あることを特徴とする処方物。
- 9.前ゼラチン化デンプン物質が前ゼラチン化コーンスターチである、請求項8 に記載の処方物。
- 10.前ゼラチン化デンプン物質が前ゼラチン化コーンフラワーである、請求項 8に記載の処方物。
- 11.糖物質がスクロース、グルコース、フルクトース、マンノース、α−メチ ルグルコシド及びコーンシロップからなる群より選択される、請求項8に記載の 処方物。
- 12.バイオコントロール剤が細菌、真菌、酵母、ウイルス、微胞子虫及び原生 動物からなる群より選択される生病原体である、請求項8に記載の処方物。
- 13.バイオコントロール剤がバチルス・チューリンゲンシスである、請求項8 に記載の処方物。
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