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マメ科植物（/ ˈ l ɛ ɡ j uː m、l ə ˈ ɡ j uː m / ）は、マメ科（またはマメ科）の植物、またはそのような植物の果実や種子である。人間の食用として乾燥穀物として使用されるとき、種子は豆類とも呼ばれる。マメ科植物は農業的に栽培され、主に人間の食用であるが、家畜の飼料やサイレージ、および土壌を肥沃にする緑肥としても栽培される。よく知られているマメ科植物には、インゲン豆、ヒヨコ豆、ピーナッツ、レンズ豆、ルピナス、メスキート、イナゴマメ、タマリンド、アルファルファ、クローバーなどがある。マメ科植物は、植物学的に独特なタイプの果実、すなわち単純な心皮から発達し、通常は2つの側面で裂開（継ぎ目に沿って開く）する 単純な乾燥果実を生産する。
ほとんどのマメ科植物は、根粒と呼ばれる構造の中に窒素固定細菌を共生 させています。固定された窒素の一部はその後の作物に利用可能となるため、マメ科植物は輪作において重要な役割を果たします。
用語
国連食糧農業機関（FAO）が使用する「豆類」という用語は、乾燥種子のみを目的として収穫されるマメ科作物を指す。 [1]これには、野菜作物とみなされるインゲン豆やグリーンピースは含まれない。また、主に油抽出のために栽培される種子（大豆や落花生などの油糧種子）[2]や、飼料の播種のみに使用される種子（クローバー、アルファルファ）も含まれない。[3]しかし、一般的な用法では、これらの区別が必ずしも明確になされているわけではなく、乾燥豆類に使用される品種の多くは、豆が若いうちにさやに入った状態で、緑野菜にも使用されている。[4]
マメ科植物の中には、スコットランドのエニシダやその他のマメ科植物などマメ科の植物もありますが、農家はマメ科植物という用語を食用作物に限定する傾向があるため、通常はマメ科植物とは呼びません。[5]
歴史
ネアンデルタール人や初期現代人は、 7万～4万年前に野生の豆類を料理に使っていた。[6]豆類の生産の痕跡は、インダス文明の中心地であるラヴィ川（パンジャブ）周辺で、紀元前3300年頃から見つかっている。一方、レンズ豆栽培の証拠は、エジプトのピラミッドや楔形文字のレシピにも見つかっている。[7]乾燥したエンドウ豆の種子がスイスの村で発見されており、石器時代に遡ると考えられている。考古学的証拠から、これらのエンドウ豆は少なくとも5000年前には地中海東部やメソポタミア地域で、11世紀にはイギリスで栽培されていたことが示唆されている。[8]大豆は、野生のブドウ科植物ツルソヤの子孫から、約5000年前に中国で栽培化された。[9]
アメリカ大陸で栽培された最古の豆は、ペルーのギターレロ洞窟遺跡で発見され、紀元前2千年紀頃のものとされています。[10]インゲン豆の遺伝子解析により、インゲン豆はメソアメリカで生まれ、その後、伝統的な伴生作物であるトウモロコシやカボチャとともに南方に広がったことがわかっています。 [11]米国では、栽培化された大豆は、1770年にベンジャミン・フランクリンがフランスからフィラデルフィアに種子を送った後に導入されました。[12]
用途
栽培されているマメ科植物は、飼料、穀物、花卉、医薬品/工業、休耕地/緑肥、木材など、農業分野において多岐にわたります。商業的に栽培されているマメ科植物の多くの注目すべき特徴は、その多用途性であり、同時に複数の役割を担うことが多々あります。これらの役割の範囲は、収穫時の成熟段階によって異なります。[要出典]
人間の消費
穀物用マメ科植物は、種子のために栽培され、[13]人間や動物が食べるため、または工業用の油のために栽培されます。穀物用マメ科植物には、インゲン豆、レンズ豆、ルピナス、エンドウ豆、ピーナッツが含まれます。[14]
マメ科植物はビーガン向けの肉や乳製品の代替品の重要な原料です。世界市場では植物由来のタンパク質源としての使用が増加しています。[15] [16]ヨーロッパでは2013年から2017年の間にマメ科植物を含む製品が39%増加しました。[17]
調理前に塩を加えると、豆類に火が通らなくなるという誤解がよくあります。豆類が柔らかくならないのは、豆類が古いから、鍋に硬水や酸性の材料が入っているからかもしれません。調理前に塩を加えると、味付けが良くなります。[18] [19]
栄養価
マメ科植物はタンパク質、食物繊維、炭水化物、食物ミネラルの重要な供給源です。例えば、調理したひよこ豆100グラムには、タンパク質の1日推奨摂取量（DV）の18％、食物繊維の30％、葉酸の43％、マンガンの52％が含まれています。[20]
豆類は難消化性デンプンの優れた供給源です。難消化性デンプンは大腸内の細菌によって分解され、腸細胞が食物エネルギーとして利用する短鎖脂肪酸（酪酸など）を生成します。[21]
飼料
飼料用マメ科植物には、大きく分けて2つの種類があります。アルファルファ、クローバー、ベッチ（Vicia）、スタイロ（Stylosanthes）、アラキスなどは牧草地に播種され、家畜に食べられます。その他のマメ科植物（Leucaena ）やアルビジアなどは、家畜に食べられたり、飼料として人間が定期的に刈り取ったりする木質の低木や樹木です。マメ科植物を主原料とする飼料は、多年生の牧草を主原料とする飼料よりも動物のパフォーマンスを向上させます。その要因としては、消費量が多いこと、消化が速いこと、飼料変換率が高いことなどが挙げられます。[22]
家畜飼育のために栽培される作物の種類は、農業システムによって異なります。牛の飼育では、グリリシディア・セピウムなどのマメ科の木を畑の端に植えて牛に日陰を作ることができます。葉や樹皮は牛によく食べられます。緑肥は、主な作物の収穫と次の作物の植え付けの間に栽培することができます。[23]
その他の用途
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花を目的に栽培されるマメ科植物にはルピナスがあり、花を目的に商業的に栽培されているほか、世界中の庭園でも人気がある。工業的に栽培されるマメ科植物にはインディゴフェラ種とアカシア種があり、それぞれ染料と天然ゴムの生産のために栽培されている。休耕地や緑肥として栽培されるマメ科植物は、ほとんどのマメ科植物の根に見られる高濃度の大気窒素を捕捉して利用するために、耕して土に戻す目的で栽培される。この目的で栽培されるマメ科植物には、ギンネム、キヤモプシス、セスバニア種など多数ある。世界中で、アカシア種やカシノキなど、さまざまなマメ科植物が木材生産のために栽培されている。[要出典]
マメ科の樹木の中には、ハリエンジュ（Gleditsia ）のように、アグロフォレストリーで使用できるものもあります。[24]ハリエンジュ（Robinia pseudoacacia）、[25] ケンタッキーコーヒーノキ（Gymnocladus dioicus）、[26]ラバーナム（ Laburnum ） 、[27]および木質のつる植物である藤など、その他の樹木には有毒成分が含まれています。
分類
FAOは、緑色野菜の豆類（グリーンピースなど）と、主に油の抽出に使用される豆類（大豆や落花生など）または種子としてのみ使用される豆類（クローバーやアルファルファなど）を除いて、11種類の主要な豆類を認識しています。[28]
- 乾燥豆（FAOSTATコード0176、Phaseolus属（現在はVignaに含まれるいくつかの種を含む））
- インゲン豆、白インゲン豆、ピント豆、黒タートル豆、インゲン豆 ( Phaseolus vulgaris )
- ライマメ、バタービーン（Phaseolus lunatus）
- 小豆、アズキ ( Vigna angularis )
- 緑豆、ゴールデングラム、グリーングラム（Vigna radiata）
- 黒豆、ウラド（Vigna mungo）
- スカーレットランナービーン（Phaseolus coccineus）
- 米豆( Vigna umbellata )
- モスビーン（Vigna aconitifolia）
- テパリー豆( Phaseolus acutifolius )
- 乾燥ソラマメ（コード0181、Vicia faba）
- 馬豆 ( Vicia faba equina )
- ソラマメ（Vicia faba）
- サヤインゲン ( Vicia faba )
- 乾燥エンドウ豆（コード 0187、Pisum spp.）
- エンドウ豆( Pisum sativum var. sativum )
- プロテインエンドウ ( Pisum sativum var. arvense )
- ひよこ豆、ひよこ豆、ベンガルグラム (コード 0191、Cicer arietinum )
- 乾燥ササゲ、ブラックアイドピー、ブラックアイビーン（コード 0195、Vigna unguiculata）
- ピジョンエンドウ、アルハル/トール、カジャンエンドウ、コンゴ豆、ガンジュール (コード 0197、Cajanus cajan )
- レンズ豆(コード 0201、レンズ キュリナリス)
- バンバラ落花生、エンドウ豆 (コード 0203、Vigna subterranea )
- ソラマメ属（コード 0205、Vicia sativa）
- ルピナス属（コード 0210、Lupinus属）
- パルス NES (コード 0211)、マイナーパルス、以下を含む:
- Lablab、ヒヤシンス豆 ( Lablab purpureus )
- ジャック豆 ( Canavalia ensiformis )、ソード豆 ( Canavalia gladiata )
- シカクマメ ( Psophocarpus tetragonolobus )
- ベルベットビーン、コウィッチ ( Mucuna pruriens var. utilis )
- ヤム豆（Pachyrhizus erosus）
受粉
マメ科植物は自家受粉または他家受粉することができます。
密接な自家受粉をする熱帯マメ科植物としては、Macroptilium atropurpureum 'Siratro'、Macroptilium lathyroides、Centrosema pubescens、Neonotonia wightii、Lotononis bainesiiなどがあります。[要出典]
牧草地で交配受粉に使われるマメ科植物には、Desmodium intortumとDesmodium uncinatumの2種類がある。施肥は花が開いている期間に限られる。この2種は形態や硬さがそれぞれ異なる。[29]
窒素固定
多くのマメ科植物は、根系の根粒内に根粒菌と呼ばれる共生細菌を含んでいます（スティフノロビウム属に属する植物は例外です）。これらの細菌は、大気中の窒素分子（N 2）をアンモニア（NH 3 ）に固定する特殊な能力を持っています。[30]化学反応は次のようになります。
- N 2 + 8 H + + 8 e − → 2 NH 3 + H 2
アンモニアは別の形、アンモニウム（NH+4）、（一部の）植物では次の反応によって利用可能である：
- NH 3 + H + → NH+4
この配置は、根粒がマメ科植物の窒素源となり、植物性タンパク質が比較的豊富になることを意味しています。すべてのタンパク質には窒素含有アミノ酸が含まれています。したがって、窒素はタンパク質の生成に必要な成分です。したがって、マメ科植物は植物性タンパク質の最良の供給源の 1 つです。[要出典]
マメ科植物が収穫後など圃場で枯れると、植物の残りの部分でアミノ酸に取り込まれた窒素はすべて土壌に放出されます。土壌では、アミノ酸は硝酸塩（NO）に変換されます。−3）、窒素を他の植物に利用可能にし、将来の作物の肥料として役立ちます。[31] [32]
多くの伝統的農法や有機農法では、マメ科植物を使った輪作や複合栽培が一般的です。マメ科植物と非マメ科植物を交互に栽培したり、生育期の一部で両方を一緒に栽培したりすることで、窒素肥料を加えなくても畑に十分な量の窒素化合物が供給され、良好な結果を得ることができます。マメ科植物は緑肥としてよく使用されます。[要出典]
スリランカは、ココナッツと大豆の混作として知られる複合栽培を発展させました。穀物マメ科植物は、ココナッツ（Cocos nuficera）畑で混作または換金作物として2つの方法で栽培されています。これらは主にタンパク質、植物油、および土壌の肥沃度を維持する能力のために栽培されています。[33]しかし、3〜4年後に連続して栽培すると、穀物の収穫量が大幅に減少します。[34]
配給と制作
マメ科植物は、ラン科とキク科に次いで種数で3番目に大きな陸上植物科として広く分布しており、約751属、約19,000種が知られており、[35] [36]顕花植物種の約7％を占めています。[37] [38]
ストレージ
種子の生存率は保存期間が長くなると低下します。ソラマメ、ソラマメ、エンドウ豆に関する研究では、保存期間が約 5 年であることが示されています。発芽に影響を与える重要な環境要因は、相対湿度と温度です。水分含有量が 5 ～ 14 パーセントの場合、2 つのルールが適用されます。保存温度が 5 度低下すると、種子の寿命が長くなります。次に、保存温度が 1 度低下すると、保存水分含有量が減少します。[39]
害虫と病気
熱帯および亜熱帯アジア、アフリカ、オーストラリア、オセアニアで見られる穀物用マメ科植物の一般的な害虫は、ハモグリバエ科に属する「豆バエ」と呼ばれる非常に小さなハエです。これらは最も破壊的であると考えられています。これらのハエの宿主範囲は、栽培されているマメ科植物の間で非常に広いです。植物への感染は発芽から収穫まで始まり、初期段階で作物全体を破壊することができます。[40] 黒豆アブラムシは、ソラマメやその他の豆類にとって深刻な害虫です。この害虫の一般的な宿主は、アザミ、アザミ、ドクガです。エンドウゾウムシとマメゾウムシは、葉の縁を傷つけ、特徴的な半円形の切り込みを残します。茎線虫は非常に広く分布していますが、宿主植物が栽培されている地域でより頻繁に見られます。[41]
マメ科植物によく見られる病気には、 Colletotrichum trifoliiによる炭疽病、Pseudomonas syringae pv. syringaeによる斑点病、Physoderma alfalfaeによる冠いぼ病、Peronospora trifoliorumによるべと病、Fusarium spp. によるフザリウム根腐病、 Uromyces striatusによるさび病、Sclerotinia trifoliorumによるスクレロチナ冠茎腐病、Sclerotium rolfsiiによる白菜枯れ病、 Pythium spp.によるピシウム（褐変）根腐病、 Fusarium oxysporumによるフザリウム萎凋病、 Meloidogyne haplaによる根こぶ病などがある。これらはすべて生物的疾患に分類される。[42]
非生物的問題としては、栄養欠乏（窒素、リン、カリウム、銅、マグネシウム、マンガン、ホウ素、亜鉛）、汚染物質（空気、水、土壌、農薬による被害、肥料焼け）、ミネラルの有毒濃度、不利な生育条件などが挙げられる。[43]
国際豆類年
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2016年は第68回国連総会で宣言された。[44]国連食糧農業機関は、政府、関連組織、非政府組織、その他の関連利害関係者と協力してこの年の実施を促進するために指名された。その目的は、食料安全保障と栄養を目的とした持続可能な食料生産の一環として、豆類の栄養上の利点について国民の認識を高めることであった。この年は、豆類ベースのタンパク質をより有効に活用し、豆類の世界的生産を促進し、輪作をより有効に活用し、豆類の世界貿易の課題に対処するために、フードチェーン全体のつながりを促進する機会を創出した。[44] [45]
参照
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紀元前1600年頃の楔形文字の粘土板3枚である。…一連のお粥の中に、殻をむいたレンズ豆のレシピが1つ隠れている…いずれにせよ、これは地球上で最も古い明確な豆類のレシピである。…エジプト人はまた、レンズ豆を葬儀の供物として、また冥界の死者を養う食事として使っていた。ゾセルのピラミッドの下では、大量の貯蔵庫が発見された。
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外部リンク
ウィクショナリーの「マメ科植物」の辞書定義
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