Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Environment
Click here for the English version

Environment

الإجراءات المختبرية التبخير للسيطرة على الآفات مع غاز أكسيد النيتريك

Published: November 24, 2017 doi: 10.3791/56309
Automatic Translation
1, 2, 1
1Crop Improvement and Protection Unit, USDA-ARS, 2The University of California Davis

Summary

وتصف هذه الورقة أكسيد النيتريك (لا) بروتوكولات التبخير للسيطرة على الآفات ما بعد الحصاد. يتم مسح دوائر التبخير بالنيتروجين (N2) وضع شروط الأوكسجين معالجات قبل لا يتم حقن. في النهاية، يتم مسح الدوائر مع ن2 تمييع لا قبل تعريض المنتجات إلى الهواء المحيط لمنع التعرض للا2.

Abstract

أكسيد النيتريك (لا) تبخير مكتشفة حديثا للسيطرة على الآفات ما بعد الحصاد. تقدم هذه الورقة بروتوكولات مفصلة لإجراء لا التبخير في منتجات جديدة وإجراءات لتقييم نوعية المنتج وتحليل بقايا. أولاً يتم مسح دائرة تبخير محكم لتحتوي على الفواكه والخضروات الطازجة مع النيتروجين (N2) إلى إنشاء بيئة معالجات الأوكسجين (فرج) متبوعاً بالحقن برقم قاعة التبخير ثم يوضع عند درجة حرارة منخفضة من 2-5 درجة مئوية لفترة زمنية محددة ضرورية لقتل الآفات مستهدفة لاستكمال علاج تبخير. في نهاية العلاج التبخير، يتم مسح دائرة التبخير مع ن2 تمييع لا قبل افتتاح قاعة للهواء المحيط لمنع رد الفعل بين لا وس2، التي تنتج لا2 وقد تلف المنتجات الطازجة حساسة. في أوقات مختلفة بعد لا التبخير، وقيست لا2 في headspace والنترات والنيتريت في العينات السائلة كمخلفات. وتم تقييم جودة المنتج بعد أسبوعين تخزين البارد بعد العلاج لتحديد آثار لا التبخير على جودة المنتج. حفظ س2 من التفاعل مع أي أمر حاسم للا التبخير وهو جزء هام من البروتوكولات. قياس مستويات لا يمثل تحديا وهو يقدم حلاً عمليا. كما يقترح تعديلات بروتوكول محتمل لقياس مستويات لا في غرف التبخير، فضلا عن المخلفات. وقد التبخير لا يمكن أن تكون بديلاً عمليا للتبخير ببروميد الميثيل للسيطرة على الآفات ما بعد الحصاد على المنتجات الطازجة وتخزينها. ويهدف هذا المنشور لمساعدة الباحثين الآخرين في إجراء لا بحوث التبخير للسيطرة على الآفات ما بعد الحصاد، والإسراع بتطوير لا التبخير للتطبيقات العملية.

Introduction

أكسيد النتريك جزيء رسول خلية في كل مكان في جميع النظم البيولوجية2. وهو صدر في كميات كبيرة الملوثات شائعة من احتراق الوقود الأحفوري من محطات توليد الطاقة والسيارات وتنتج بكميات كبيرة كمنتج وسيط في إنتاج الأسمدة. بحوث مكثفة بشأن أي في السنوات ال 20 الماضية أسفرت عن قدر كبير من المعرفة عن أهمية ووظائف، والآليات في تنظيم العمليات البيوكيميائية والفسيولوجية في مختلف النظم البيولوجية. أدت هذه المعرفة في مختلف التطبيقات الطبية لا لعلاج أمراض الجهاز التنفسي والقلب14،،من1516. في الزراعة، ولا كان يستخدم منذ أكثر من 100 عاماً على منتجات اللحوم المجهزة ل الحفاظ على الصبغة الحمراء3. كما لا يمتد الجرف-الحياة وتعزز جودة ما بعد الحصاد لمجموعة واسعة من المنتجات الطازجة11،12،،من1718،،من1920. في الآونة الأخيرة، لا تبين أن تبخير قوية ل مكافحة الآفات ما بعد الحصاد6.

لا وقد ثبت أن تكون فعالة ضد جميع مراحل الحياة من الحشرات التي اختبرت (الشكل 1). الأنواع الآفات التي اختبرت تمثل الأنواع المختلفة ومراحل الحياة من الآفات، وتشير إلى إمكانات كبيرة لا التبخير السيطرة على الأنواع المختلفة للآفات. فعالية لا التبخير ضد الآفات الحشرية قريب من التبخير ببروميد الميثيل. ومع ذلك، يمكن إجراء لا التبخير في درجات حرارة التخزين البارد. التبخير ببروميد الميثيل يتطلب الاحماء الباردة المنتجات المخزنة، وذلك، قد يؤثر على جودة المنتج. على سبيل المثال، يمكن أن تكون حشرة زهرة غربي و غربي فرانكلينيلاوالخس أولاً بأول، ريبيسنيجري ناسونوفيا، التحكم في 2 و 3 ح 2.0% و 1.0 في المائة لا التبخير، على التوالي، في6من 2 درجة مئوية. لا التبخير أيضا أسرع بكثير من التبخير الفوسفين الذي العلاج البديل الرئيسي من بروميد الميثيل، ويمكن أن يستغرق أكثر من عشرة أيام لمكافحة بعض الآفات4،،من69،10.

أكسيد النيتريك التبخير فعال ضد كل من الخارجية والداخلية تغذية الحشرات. رصدت الجناح المورفولوجية، سوزوكيي المورفولوجية، اليرقات في الكرز الموبوءة يتم التحكم في ح 8 مع 2.5% لا التبخير9. يرقات العثة codling، Cydia pomonella، تنتشر فيها التفاح يتم التحكم تماما في تبخير ح 24 مع 5% لا في 2 ° ج9،10. كفاءة التبخير لا يزيد مع زيادة تركيز ووقت المعالجة ودرجة الحرارة6. هذه العوامل يمكن أن تستخدم لتحسين لا علاجات التبخير لمختلف أنواع الحشرات في مختلف السلع الأساسية.

ومع ذلك، لا يتفاعل مع س2 تلقائياً لإنتاج لا21. وهذا لا يستهلك لا بل يمكن أيضا أن يسبب الأضرار التي لحقت بالمنتجات الطازجة مثل الخس (الشكل 2). ولذلك، يجب أن تجري لا التبخير تحت ظروف معالجات الأوكسجين (فرج) للحفاظ على رقم للمنتجات الطازجة، لا عمليات التبخير تحتاج أيضا إلى أن تنهي بالتنظيف مع ن2 تمييع لا قبل تعريض المنتجات المدخنة للهواء المحيط للحد من تعرضهم للا2. هذه المتطلبات الصارمة زيادة تعقيد وتكلفة لا التبخير. ومع ذلك، لا التبخير يتوقع من الناحية التقنية مجدية وفعالة من حيث التكلفة7. قياس جميع عناصر كبيرة لا التبخير أما المتاحة تجارياً أو يمكن إجراء تجارياً بما في ذلك معدات توليد النيتروجين ولا إمدادات ومعدات الرصد (س2 محلل، وليس متر) وغرف التبخير الغلق. وقد استخدمت تجارياً الأجواء التي تسيطر عليها (CA) التخزين والشحن تحت س منخفضة2 الغلاف الجوي. تكلفة الطاقة لتوليد N2 للا التبخير أيضا متواضعة وسوف تختلف تبعاً للموقع7.

أكسيد النيتريك التبخير أيضا آمنة للفواكه الطازجة والخضروات عند إنهاء بشكل صحيح قبل التنظيف مع ن2 تمييع أي أولاً قبل تعريض المنتجات إلى المحيط الجوي8. لا التبخير قد ثبت أن تكون آمنة لجميع الفاكهة الطازجة والخضروات التي اختبرت حتى الآن بما في ذلك الخس والقرنبيط، الخيار، الفلفل، الطماطم، الفراولة، التفاح، الكمثرى، البرتقال والليمون8. كما يعزز تبخير ح 4 مع % 1 لا عند 2 درجة مئوية للسيطرة على حشرة زهرة الغربية نوعية الفراولة. أسبوع واحد بعد التبخير، الفراولة المعالجة أكثر حزما والألوان أكثر إشراقا وأكثر ثراء و، ولذلك بوسثارفيست أفضل جودة بالمقارنة مع التحكم8.

أيضا التبخير أكسيد النيتريك لا تترك مخلفات ضارة على المنتجات الطازجة المدخنة. كما لم يتفاعل مع س2 لإنتاج لا2، قد يؤدي لا التبخير ترسب لا2 على المنتجات بسبب نقطة الغليان 21 درجة مئوية لا2. وجود الماء، هيدروليزيس رقم2 على شكل حمض النيتريك (HNO3). ولذلك، لا التبخير قد يحتمل أن يؤدي النترات (لا3–) ووالنتريتات (لا2–) كبقايا على السلع المعالجة. عندما يتم إنهاء التبخير مع N2 استواء، أية نتائج التبخير زيادات لا أو القليل جداً في نترات أو نتريت كبقايا في 24 ساعة بعد التبخير في سلع جديدة9،21.

طبيعة رد الفعل لا مع س2 يتطلب أيضا إجراءات صارمة للحفاظ على س2 خلال عملية إجراء لا علاجات التبخير. تعقيد وإجراءات صارمة تتجلى أفضل بصريا وينبغي اتباعها ويتقن. في هذا العرض التقديمي مجلة الفيديو، شرح التبخير لا من المنتجات الطازجة، والمصور، وأظهرت للسماح للباحثين الآخرين لإجراء لا بحوث التبخير ووضع لا علاجات التبخير للسيطرة على الآفات ما بعد الحصاد. سوف تساعد هذه الجهود للتعجيل بالاستخدام التجاري للا التبخير لمكافحة آفات ما بعد الحصاد في المنتجات الطازجة والمخزنة.

Protocol

ملاحظة: التبخير أكسيد النيتريك من المنتجات الطازجة يبدأ بإنشاء معالجات الأكسجين الشروط في الدوائر التبخير، متبوعاً بالحقن لا وعقد الدوائر التبخير عند درجة حرارة معينة لمدة علاج محدد، ومن ثم هو أنهى بالتنظيف مع ن2 تمييع أي قبل فتح الدوائر التبخير كالمصور (الشكل 3). لمقاييس لا2 في الفضاء رئيس غرف التبخير والنترات والنيتريت في العينات السائلة استخدام nm 405 طراز لا2/لا/أكاسيد النيتروجين مراقب ومحلل أكسيد النيتريك نوا، يرجى الرجوع إلى دليل المستخدم من المصنعين تفاصيل إجراءات عملية.

تنبيه: أكسيد النتريك هو عامل مؤكسد قوي وسوف تتفاعل مع الأكسجين تلقائياً لإنتاج ثاني أكسيد النيتروجين. أكسيد النيتريك وثاني أكسيد النيتروجين ومواد سامة. يرجى الرجوع إلى ما العظمية للمناولة الآمنة واستخدام. للسلامة الشخصية، ينبغي تنفيذ الخطوات جميع التجارب التبخير صغيرة الحجم التي تشمل المناولة واحتمال التعرض ل لا أو أي2 في غطاء دخان. مقياس شخصي ينبغي أن تستخدم لا إنذار2 إجراء كبيرة لا تجارب التبخير.

1-إعداد مواد وأدوات

  1. الآلات والأجزاء والمواد اللازمة للا التبخير
    1. تجعل حقيبة إحباط مع منفذ أنابيب لرقم
      1. ختم فتح حقيبة إحباط حول أنبوب تترافلوروايثيلين (PTFE) باستخدام السدادة حرارة.
      2. ثم استخدم الغراء الإيبوكسي لختم المشترك حول أنبوب تترافلوروايثيلين (PTFE) لإنتاج رقائق الحقيبة وطبقات.
      3. إضافة محبس الحنفية في نهاية الأنبوب.
        ملاحظة: أكياس إحباط مع الأنابيب ليست متاحة تجارياً. بل أنها يمكن أن يتم بسهولة في المختبر مع أكياس إحباط من مصادر تجارية باستخدام السدادة حرارة.
        ملاحظة: النيتروجين: النيتروجين الصناعة العادية في اسطوانات مضغوطة بدرجة نقاء % ≥99.99، وهي مناسبة للا التبخير. ويمكن تعيين منفذ مختلف الضغوط اسطوانات اثنين أو أكثر مع المنظمين ومتصلة ببعضها. سيتم استخدام الاسطوانة مع ارتفاع الضغط منفذ أولاً قبل الاسطوانة مع انخفاض ضغط منفذ سيتم استخدامه. وهذا سيكون مفيداً في اختبارات التبخير كبيرة.
    2. وهي غرف التبخير محكم.
      ملاحظة: أيرتيغتنيس أمر حاسم للا التبخير لأنه لا سوف تتفاعل مع س2 تسربت إلى الدائرة. وهذا الحد لا تتوفر للسيطرة على الآفات وأيضا إنتاج لا2 التي قد تتلف المنتجات الطازجة.
      1. الزجاج جرة الدوائر: الشحوم حافة غطاء خفيفا مع فازلين. ثم ختم الجرة مع غطاء يحتوي على منافذ اثنين بعد تحميل كائنات مثل المنتجات تنتشر فيها الحشرات في الجرة.
        ملاحظة: كل غطاء جرة له منافذ اثنين وواحد من المنافذ أنبوب بلاستيكي يمتد إلى الجزء السفلي من الجرة لزيادة كفاءة استبدال الهواء.
      2. غرف مصنوعة من موقد: الشحوم حافة الدائرة مع فازلين. تحميل المنتجات والحشرات في الدائرة، وختم ذلك بالغطاء.
      3. الدوائر الكبيرة التبخير: الشحوم طوقا خفيفا مع فازلين. ثم تحميل المنتجات في الدائرة. أغلق النافذة. تشديد المشابك إذا لزم الأمر للحفاظ على ختم محكم.
        ملاحظة: أي غاز متقلبة للغاية، حيث لا حاجة إلى مروحة في حجرة تبخير للحفاظ على الهواء في قاعة مختلطة.

2-وضع شروط فرج في غرف التبخير

  1. الاتصال دائرة السطر2 ن ومحلل2 س.
    ملاحظة: تي-موصل مع نهاية واحدة يذهب إلى المحلل ونهاية أخرى مجهزة بصمام الاختيار اتجاه واحد يمكن استخدامه للإفراج عن الهواء لتجنب تدفق عالية لمحلل2 س.
  2. الإصدار N2 عن طريق مقياس التدفق بمسح الغرفة لإزالة الأوكسجين.
  3. خفض معدل تدفق2 ن إلى 0.5-1 لتر/دقيقة عند مستوى2 س ما يقرب من 30 صفحة في الدقيقة.

3-حقن الغاز لا

  1. شغل حقيبة إحباط مع أي غاز.
    1. شغل الحقيبة مع N2 أولاً وثم فراغ الهواء إلى تغسل س2 من الحقيبة.
    2. ثم الإفراج عن أي غاز في الكيس في غطاء دخان.
    3. تعليق الحقيبة في غطاء دخان لاستخدامها للا التبخير.
      ملاحظة: بعد الاستخدام المطول، الحقيبة يمكن أن تصبح المتدهورة والأنابيب يمكن أن تصبح هشة بسبب آثار تآكل لا2. لذلك، سوف تحتاج الحقائب لتحل محلها بشكل دوري.
  2. حقن لا إلى غرف التبخير.
    1. أغسل المحاقن وتعلق أنابيب مع ن2 لطرد س2.
    2. يأخذ عينة لا من الحقيبة إحباط لا وذلك بحقن غرف التبخير.
    3. بعد الحقن، تدفق المحاقن وتعلق أنابيب مع ن2.
    4. مكان غرف التبخير عند 2 درجة مئوية لمدة العلاج التبخير.

4-قياس لا تركيز في حجرة التبخير

ملاحظة: لا توجد تركيزات في التبخير للسيطرة على الآفات قد تتراوح 2,000 جزء في المليون (0.2 ٪) 50,000 جزء في المليون (5%). هذا النطاق "خارج النطاق" الحالي لا ترصد. ولكن، لا المستويات يمكن أن يقاس في عينات المخفف، أو باستخدام جهاز تمييع.

  1. عمليات التبخير الدائرة الصغيرة
    1. تمييع عينات من الهواء من معاملة الجرار في نهاية التبخير:
      1. وضع شروط فرج دي ثري زيرو جزء في المليون س2 في الجرار.
      2. أخذ عينات الغاز من معاملة الجرار لضخ لهم في الجرار فرج.
    2. قياس مستويات2 لا توجد ولا في عينات المخفف بتعميم الهواء من خلال رصد غاز المداخن.
  2. عمليات التبخير الدائرة الكبيرة: الإجراءات موضحة في الشكل 4.
    1. إعداد نظام لتخفيف.
    2. قياس مستويات2 لا يوجد ولا يوجد.
      1. قم بتشغيل جهاز غاز المداخن وطرد مع ن2.
      2. بدوره على تدفق الغاز عينة لقياس مستويات2 لا يوجد ولا يوجد.
      3. إنهاء القياس بإيقاف تدفق الغاز عينة.

5-إنهاء لا التبخير

  1. التبخير للحشرات فقط
    1. ضع دوائر التبخير في غطاء دخان.
    2. فتح الدوائر.
    3. استرداد الحشرات لتقييم معدل الوفيات.
      ملاحظة: تجري الحشرات عادة في دائرة للبيئة بين عشية وضحاها بعد التبخير للسماح لجميع الحشرات الحية لاسترداد قبل يجري سجل للوفيات.
  2. التبخير للمنتجات الطازجة
    1. نقل دوائر التبخير في غطاء دخان (للدوائر الصغيرة).
    2. مسح دوائر التبخير مع ن2 للسماح بتبادل هواء عدد محدد.
    3. رصد لا مستوى في ميناء العادم.
      ملاحظة: يمكن استخدام رصد غاز المداخن لرصد لا مستويات أثناء تدفق2 ن. بشكل عام، نحن استواء الدوائر التبخير لخفض مستوى لا يقل 200 جزء في المليون قبل فتح الدوائر للهواء المحيط.
    4. استرداد الحشرات لتقييم معدل الوفيات (إذا كانت الحشرات المضمنة).
    5. تخزين المنتجات المدخنة لتقييم نوعية التحليل والمعالجة اللاحقة للمخلفات.
      ملاحظة: تسمح المنتجات المدخنة ما يكفي من الوقت في غطاء الدخان ل لا وأي2 تبديد قبل نقلها للتخزين. يتم تخزين المنتجات المدخنة عادة عند درجة حرارة منخفضة جنبا إلى جنب مع عناصر التحكم في برودة لفترة معينة قبل أن يتم تقييمه لنوعية ما بعد الحصاد والإصابات المحتملة.

6. تحليل بقايا

  1. قياس ثاني أكسيد النيتروجين (رقم2) باستخدام 405 نانومتر لا2/لا/لاس رصد
    1. تشغيل والسماح في 405 نانومتر لا2/لا/لاس رصد الحارة التسجيل 20-30 دقيقة.
    2. إغلاق قاعة التبخير الذي يحتوي على المنتج.
      ملاحظة: بعد التبخير، الدوائر التبخير كانت مفتوحة وتوضع في درجة حرارة معينة للسماح لا2 تبديد. الوقت عندما يتم قياس لا الإصدار2 ، ختم الدائرة مع غطاء محكم مع اثنين من الموانئ مزودة ستوبكوكس. تم استخدام درجة حرارة 20 درجة مئوية في المظاهرة الداخلي.
    3. قم بتوصيل الشاشة2 لا قاعة لتعميم الهواء من خلال رصد2 لا.
    4. البدء فورا في تسجيل البيانات على رقم2 رصد وجمع البيانات لمدة 1 دقيقة.
    5. قطع الدائرة من الشاشة وتبقى في دائرة مغلقة.
      ملاحظة: يمكن بدء تسجيل البيانات أما عن طريق القائمة--> دات--> سجل على الشاشة رقم2 ، أو عن طريق الرسوم البيانية برنامج على جهاز كمبيوتر.
    6. تبقى الدوائر المغلقة في 20 درجة مئوية ح 1، ثم كرر الخطوة جمع البيانات.
      ملاحظة: يمكن ضبط الفاصل الزمني تبعاً لمعدل الإصدار رقم2 من المنتجات المدخنة.
    7. حساب الفرق بين الاثنين لا تركيزات2 وتحويل البيانات إلى مغ/كغ/ساعة.
  2. قياسات النترات والنيتريت مع "محلل لا سيفرز جنرال الكتريك" 280i
    ملاحظة: يرجى الرجوع إلى دليل الشركة المصنعة و الورق21 يانغ وليو (2017) للحصول على معلومات مفصلة.
    1. إعداد نموذج
      1. مجانسة عينات المنتج في خلاط.
      2. نقل 15 غرام العينة المتجانس من الخلاط في قنينة.
      3. إضافة 100 مل من المقطر ح2س تسوية لمدة 10 دقائق في القنينة.
      4. تصفية العينة وتخزين الحل الذي تم تصفيته عند 2 درجة مئوية حتى الاستخدام.
    2. الحد من إعداد وكيل لقياس النترات مع محلل أكسيد النيتريك
      ملاحظة: يرجى الرجوع إلى الدليل من الشركة المصنعة للحصول على معلومات مفصلة.
      1. إضافة 0.8 غرام كلوريد الفاناديوم (VCl3) في قارورة.
      2. إضافة 100 مل حمض هيدروكلوريد 1 م (HCl) في قارورة مع VCl3ببطء وكاب قارورة وعباب عدة مرات.
      3. تصفية الحل باستخدام ورق الترشيح وقمع وختم الزجاجة الحل الذي تم تصفيته مع رقائق الألومنيوم وتخزينها في ثلاجة.
    3. قياس النترات والنيتريت مع محلل أكسيد النيتريك
      ملاحظة: يرجى الرجوع إلى الدليل من الشركة المصنعة للحصول على معلومات مفصلة.
      1. يسخن في حمام المياه إلى 95 درجة مئوية. إضافة 4-6 مل من نترات الفلزي داخل وعاء تصريف وضبط معدل تدفق غاز خامل إلى مستوى مناسب.
        ملاحظة: غاز خامل كان. يمكن أيضا استخدام الغاز2 ن.
      2. ضخ 5 ميليلتر لحل نموذج باستخدام حقنه في تطهير السفينة.
      3. المضي قدما بحقن العينة التالي عند الانتهاء من ذروة عينة.
    4. قياس النيتريت مع محلل أكسيد النيتريك
      ملاحظة: يرجى الرجوع إلى الدليل من الشركة المصنعة للحصول على معلومات مفصلة.
      1. ضبط صمام على متن السفينة التصريف ضغط 1-2 رطل/بوصة مربعة لغاز خامل.
      2. إضافة 4-6 مل حمض الخليك لملء لمبة أول سفينة تطهير.
      3. تزن 50 مغ يوديد الصوديوم (ناي) وتذوب في 1-2 مل ح2o.
      4. إضافة حل ناي بتطهير السفينة والسماح بالاختلاط لمدة 1-2 دقيقة.
      5. زيادة معدل تدفق غاز خامل إلى مستوى مناسب.
      6. ضخ 5 ميليلتر لحل نموذج باستخدام حقنه في تطهير السفينة.
      7. المضي قدما بحقن العينة التالي عند الانتهاء من ذروة عينة.

7-تقييم نوعية ما بعد الحصاد للخضر والفاكهة

ملاحظة: المنتج الإصابات الناجمة عن لا التبخير قد تظهر فورا بعد التبخير (الشكل 5). ومع ذلك، عادة ما يتم تقييم جودة المنتج بعد أسابيع 1-2 للتخزين البارد بعد العلاج. أعراض الإصابات سوف تقدم مع مرور الوقت، ويمكن التعرف على نحو أفضل في تقييم الجودة. إجراءات تقييم المنتجات الطازجة المختلفة قد تختلف اختلافاً كبيرا. وأظهرت فقط إجراءات لتقييم نوعية الخس هنا كمثال على استخدام الإجراءات المعمول بها5.

  1. إزالة الخس من التخزين البارد أسبوعين بعد التبخير. إزالة الأغطية وفحص الأسطح للبقع وتلون لجميع العلاجات بما في ذلك عناصر التحكم.
  2. نقاط، وسجل الجودة المرئية الخارجية لجميع العلاجات استناداً إلى الإجراءات المعمول بها8.
  3. قطع الخس إلى نصفين وتفتيش أي بقع وتغيير الألوان لجميع العلاجات.
  4. نقاط وسجل درجات الجودة البصرية الداخلية لجميع العلاجات.

Representative Results

أكسيد النيتريك التبخير لتلبية الاحتياجات من المنتجات الطازجة إلى التي سيتم إنهاؤها مع ن2 استواء لتمييع أي قبل فتح غرف التبخير للكشف عن المنتجات إلى الهواء المحيط. عندما يتم إنهاء معاملة تبخير بمباشرة فتح قاعة للهواء المحيط دون ن2 استواء، رد فعل بين لا وسيؤدي إلى س2 أي إنتاج2 وغالباً ما يؤدي التعرض للمنتجات الطازجة إلى رقم2 في إصابات بما في ذلك البقع البنى وتلون الأنسجة القتلى البقع8. حساسة من الخضروات والفواكه مثل الخس والقرع والكمثرى المعرضة للضرر لا2. عندما يتم إنهاء لا التبخير بشكل صحيح مع N2 دافق، قد ثبت معاملة التبخير لتكون آمنة دون أي إصابات لجودة المنتج (رقم 6 و رقم 7). وفي الواقع، قد وجد لا التبخير للسيطرة على الآفات تحسين نوعية ما بعد الحصاد للمنتجات الطازجة بالمقارنة مع عناصر تحكم أونفوميجاتيد كما هو موضح في الفراولة. الفراولة تدخينها مع عدم وجود للسيطرة على حشرة زهرة الغربية الاحتفاظ بلون أكثر إشراقا وأكثر ثراء، وهي أيضا أقل لينة أسبوع واحد بعد التبخير بالمقارنة مع التحكم8. قد دعم رؤساء الخس مغلفة بالبلاستيك الأكمام الإصابات ليترك السطح مباشرة تحت فتحات التهوية يلتف بسبب رد الفعل لا مع س2 لإنتاج لا2 إذا لم يتم إنهاء التبخير بشكل صحيح.

فلاشينغ مع N2 في نهاية لا التبخير المتضررة لا الإصدار2 من المنتجات المدخنة. عندما تم إنهاء لا التبخير مع N2 دافق، كانت هناك لا اختلافات كبيرة في معدل الإصدار2 لا بين العلاج والتحكم. غير أن أي معالجة التبخير مع الهواء في نهاية التبخير، مسح أعلى أي معدل الإصدار2 بالمقارنة مع عنصر التحكم وإطلاق سراح لا2 انخفضت على مر الزمن.

للمنتجات الأكثر الطازجة بما في ذلك الخس، القرنبيط، الفراولة، التفاح، البرتقال، إلخ، كانت هناك لا اختلافات كبيرة في لا3– أو أية مستويات2– بين المعاملة التي أنهيت مع ن2 التدفق والتحكم. فقط عندما تم إنهاء لا معاملة التبخير قبل التنظيف بالهواء الطبيعي، كانت أعلى بكثير لا3– ولا تركيزات2– في جميع المنتجات المدخنة تدخينها من السيطرة على حد سواء، ومسح ن2 المنتجات. بصفة عامة لا يمكن كشفها في كلا تدخينها أي تركيز2– ومراقبة المنتجات (الجدول 1 و الجدول 2). ولذلك، هناك لا مستويات كبيرة من المخلفات من لا المنتجات الطازجة المدخنة في 24 ساعة بعد التبخير عند التبخير وأنهيت بشكل صحيح مع بيغ النيتروجين.

Figure 1
رقم 1: آثار لا التبخير على الحشرات والعث. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 2
رقم 2: مظاهرة إصابات الخس لا2 من رد فعل بين لا وس2 . الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 3
الشكل 3: الرسم البياني للا إجراءات التبخير. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 4
4 الرقم: طريقة استخدام جهاز تمييع وغاز إنفلونزا رصد مع لا جهاز استشعار لقياس مستوى لا في نطاق واسع لا test. التبخير الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 5
5 الرقم: آثار مقارنة العلاجات التبخير إنهاء بواسطة N2 استواء والهواء تدفق على نوعية ما بعد الحصاد من الفواكه والخضروات الطازجة- الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 6
رقم 6: بوسثارفيست جودة الخس والقرنبيط والتفاح من العلاجات الثلاثة (ج، T1، T2) 14 يوما بعد التبخير مع التحكم تمثل C، T1 و T2 والتبخير إنهاء مع N2 دافق والتبخير إنهاء مع الهواء دافق، على التوالي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

Figure 7
7 الرقم: بوسثارفيست جودة البرتقال والكمثرى والخوخ من العلاجات الثلاثة (ج، T1، T2) 14 يوما بعد التبخير مع التحكم تمثل C، T1 و T2 والتبخير إنهاء مع N2 دافق والتبخير إنهاء مع الهواء دافق، على التوالي. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-

المنتج لا يوجد (%) العلاج لا يوجد3– (mg/100 ز) لا يوجد2– (mg/100 ز)
أبل 5.0 لا--الهواء 1.60±0.12 0.50±0.16
لا-ن2 1.36±0.13 ab 0.03±0.01 ب
عنصر التحكم 0.76±0.28 ب 0 ب
مشمش 3.0 لا--الهواء 1.84±0.14 0.21±0.02
لا-ن2 0.92±0.17 ب 0 ب
عنصر التحكم 0.54±0.01 ب 0 ب
الهليون 3.0 لا--الهواء 2.19±0.13 0.08±0.04
لا-ن2 0.70±0.03 ب 0
عنصر التحكم 0.84±0.07 ب 0
عنبية 3.0 لا--الهواء 2.74±0.46 0.14±0.02
لا-ن2 1.24±0.19 ب 0 ب
عنصر التحكم 1.22±0.15 ب 0 ب
قرنبيط 3.0 لا--الهواء 18.69±3.75 0.17±0.06
لا-ن2 18.51±3.42 0 ب
عنصر التحكم 12.26±2.31 0 ب
الكرز 3.0 لا--الهواء 1.75±0.11 0
لا-ن2 0.56±0.09 ب 0
عنصر التحكم 0.65±0.08 ب 0
ثوم 3.0 لا--الهواء 5.05±0.45 0.14±0.02
لا-ن2 4.45±0.79 0 ب
عنصر التحكم 5.01±0.69 0 ب
العنب 3.0 لا--الهواء 6.32±0.68 0
لا-ن2 2.38±0.43 ب 0
عنصر التحكم 2.74±0.25 ب 0
فلفل 3.0 لا--الهواء 9.26±0.35 0.71±0.12
لا-ن2 6.75±0.68 ب 0.02±0.01 ب
عنصر التحكم 6.23±0.72 ب 0 ب
كيوي 3.0 لا--الهواء 1.66±0.55 0
لا-ن2 1.25±0.09 0
عنصر التحكم 1.41±0.31 0
خس 2.0 لا--الهواء 112.85±20.17a 7.99±2.02
لا-ن2 38.97±5.87 ب 0.1±0.1 ب
عنصر التحكم 40.64±10.81b 0 ب
أورانج 3.0 لا--الهواء 1.22±0.13 0.27±0.05
لا-ن2 1.05±0.05 0.02±0.01 ب
عنصر التحكم 1.24±0.22 0 ب
بلوم 3.0 لا--الهواء 1.04±0.08 0
لا-ن2 0.63±0.04 ب 0
عنصر التحكم 0.84±0.11 ab 0
الفراولة 2.5 لا--الهواء 6.01±0.62 0
لا-ن2 5.30±0.77 0
عنصر التحكم 6.16±1.06 0

الجدول 1: مستويات النترات والنيتريت كبقايا في 24 ساعة بعد التبخير أكسيد النيتريك ح 16 على الفواكه والخضروات الطازجة- القيم التي تليها رسائل مختلفة لكل منتج، تختلف اختلافاً كبيرا يستند HSD توكي متعددة مجموعة اختبار (ف ≤0.05). طبع من يانغ وليو (2017).

Discussion

حفظ س2 خارج قاعة التبخير حاسم لنجاح أي التبخير للسيطرة على الآفات. غرف التبخير بحاجة إلى الأختام محكم وخطوط الاتصال تحتاج إلى مسح مع ن2 أو غيرها الغازات الخاملة لإزالة س2 قبل استخدامها للإفراج عن أي غاز إلى غرف التبخير. جانب حاسم آخر لا التبخير تمييع بلا مع ن2 دافق في نهاية التبخير. وهذا ما يمنع إنتاج فائض لا2 وعن الإصابات المحتملة للمنتجات الطازجة. علاج تبخير لا كالمنتجات الطازجة المختلفة مستويات مختلفة من التسامح للا التعرض2 ، قد تتطلب مستويات مختلفة من تدفق2 ن الحيلولة دون وقوع إصابات. لأن لا2 نقطة الغليان عالية حوالي 21 درجة مئوية ويتفاعل أيضا مع الماء للأحماض النموذج، أي إنتاج2 النتيجة المحتملة في زيادة رقم2 في المنتجات المدخنة كبقايا والزيادات نترات أو نتريت التي يتم تحويلها من لا2.

قد أيضا نوع المنتجات تكون تدخينها يؤدي إلى تعقيد عملية التبخير، مثل حدوث تدفق أولى مع N2 إنشاء ظروف فرج وتدفق نهائي مع ن2 إنهاء معاملة التبخير. الخضروات الورقية الكبيرة في ثقب الأكياس البلاستيكية كالخس الرأس ملتف تمثل عائقا كبيرا للتهوية، ومن ثم يشكل تحديا لطرد س2 ن2 في بداية التبخير وطرد بلا مع ن2 في نهاية التبخير. لهذه المنتجات، فمن الأفضل استخدام تركيبات من السفلي لا تركيزات وأوقات أطول في العلاج لمكافحة الآفات لأنها أكثر أماناً لجودة المنتج.

رصد لا مستويات في غرف التبخير تحد آخر في إجراء لا التبخير. معظم الصكوك لا يمكن قياس الارتفاع تركيزات لا تستخدم في لا عمليات التبخير للسيطرة على الآفات. هناك عدد قليل من الأجهزة تمييع متاحة تجارياً، ولكن غير معروف ما إذا أنها سوف تكون مناسبة للا التبخير. ومع ذلك، يمكن إجراؤها كما هو موضح أعلاه، جهاز تمييع والمستخدمة لرصد لا استخدام جهاز غاز مجهزة جهاز استشعار لا.

يمكن إجراء التعديلات أكثر للإجراءات المتعلقة برصد لا تركيزات في غرف التبخير. على سبيل المثال، يمكن أن تضعف عينة من الهواء في حجرة تبخير في كيس رقائق مع كمية معينة من النيتروجين. ويمكن تعميم العينة الجوية المخفف ثم من خلال رصد غاز المداخن مجهزة بتركيز عال لا جهاز استشعار لقياس لا تركيز. ومع ذلك، سيكون من الصعب تجنب الأكسدة لا في العملية وعملية تمييع الإرادة النتيجة المحتملة في بعض الخسائر لرقم ولذلك، المحسوب لا يرتكز على القياس الهواء المخفف أقل من الفعلي على عينات من التبخير الدوائر سيكون على الأرجح لا مستويات في غرف التبخير.

عملية إنشاء يمكن أيضا تعديل شروط فرج في غرف التبخير استناداً إلى ما هي أنواع من الدوائر التبخير متاحة. لتبخير الدوائر التي يمكن أن تستخدم في ظروف الفراغ، يمكن إنشاء شروط فرج بعملية كنس المتكررة متبوعاً بملء الدائرة مع غاز النيتروجين. هذه العملية سوف تكون أكثر فعالية في وضع شروط فرج من عملية التنظيف العادية المذكورة أعلاه. للمنتجات المخزنة، كما يمكن استخدام CO2 بدلاً من N2 لوضع شروط فرج لا التبخير.

لتحليل بقايا، 405 نانومتر لا2/لا/أي مراقبx اختير لقياس لا إطلاق الغاز2 من عينات المدخنة في المسافات الرأس ومحلل أكسيد النيتريك أنشئت للكشف عن النترات والنيتريت في العينات السائلة. ومع ذلك، تتوفر أنواع أخرى من الصكوك مع مناسبة الحساسيات والخصوصيات لقياس لا2 في هيدسباسيس وقياس النترات والنيتريت في العينات السائلة. ولذلك، يمكن تعديل الإجراءات الخاصة بالقياسات بقايا استناداً إلى توافر الأدوات.

كما لا يتم شديدة التقلب مع نقطة الغليان-152 درجة مئوية ويتفاعل على الفور مع س2، فإنه من غير المتوقع أن لا ستبقى كبقايا في المنتجات المدخنة بعد التبخير. ولذلك، كان يقاس فقط لا2 في headspace المنتجات المدخنة. لا2 نقطة الغليان عالية 21 درجة مئوية وتبدد ببطء أكثر بكثير من المنتجات و ولذلك من المرجح أن تظل في المنتجات المدخنة لبعض الوقت بعد التبخير.

للخضروات الورقية، إذا كان التبخير أي لا يتم مسح مع N2 في النهاية، لا أن تتفاعل مع س2 لإنتاج لا2 ويمكن أن يؤدي استمرار لا2 لبعض الوقت كما يتم عادة تخزين المنتجات الطازجة في درجات حرارة منخفضة. ولذلك، من وجهة دائمة لتقصير الفترة الزمنية reentering بعد التبخير، لا تبخير ينبغي أيضا مسح مع N2 في نهاية التبخير. رصد لا الإصدار2 المهم، لذلك، لتحديد متى وكيف سوف تظل كثير رقم2 في المنتجات بعد التبخير. سوف يحتمل أن تؤثر على لا المستويات2 في المنتجات المدخنة كيف سيتم التعامل مع المنتجات المدخنة أو تخزينها.

نترات موجودة طبيعيا في التربة والنباتات بما في ذلك الفواكه والخضروات.  ويمكن جمع بعض الخضروات الجذرية تركيزات عالية من النترات. الخضروات هي أكبر مصدر الغذائية من النترات. على سبيل المثال، قد الخس الطازجة والسبانخ نترات متوسط مستويات 786-1,080، 1,420-3,400 مغ/كغ. لائحة المفوضية الأوروبية تحدد المستويات القصوى لنترات الخس والسبانخ إلى 2,500-4,500 و 2,000 3,000 مغ/كغ13. النترات والنيتريت أيضا في كثير من الأحيان يتم إضافتها إلى اللحوم المعالجة مثل لحم الخنزير المقدد، ولحم الخنزير، النقانق، والكلاب الساخنة، وتستهلك كما أنها تستخدم كمادة حافظة في منتجات اللحوم. القياسات من النترات والنيتريت كمخلفات التبخير لا تهدف إلى تقديم معلومات عن المدى أن التبخير لا يمكن أن تغير مستوياتها في المنتجات المدخنة، وقد لا يكون لديك أي أهمية بالنسبة لسلامة الأغذية. ولذلك، ينبغي النظر القياسات من النترات والنيتريت كمخلفات الاختياري، إلا إذا كانت مطلوبة من قبل الوكالات التنظيمية في التسجيل لا كمبخر أو غيرها من العمليات التنظيمية. إجراءات مفصلة للقياسات النترات والنيتريت هي أيضا متاحة21.

ومزايا التبخير أكسيد النيتريك من فعالية عالية ضد جميع مراحل الحياة من العث والحشرات ولا المخلفات الضارة بالمقارنة مع معظم مواد التبخير، كما نوقش قبل6،،من79. وبالنظر إلى أن هناك نقص الحيوية بدائل فعالة للتبخير ببروميد الميثيل للسيطرة على الآفات ما بعد الحصاد، ومعظم مواد التبخير بديلة تترك مخلفات سامة في المنتجات المدخنة، لا التبخير أوامر كثير من توسيع نطاق البحوث والتنمية، و تسجيل الجهود الرامية إلى تحقيق هذا الحل التحكم الآمنة والفعالة للآفات ما بعد الحصاد إلى السوق. حتى الآن، بسبب تعقيد وصرامة شرط فرج شروط إجراءات التبخير، قد يكون التدريب المطلوب للعديد من الباحثين البدء في أي بحث التبخير. هو عزمنا على تقديم المعلومات وسهلة لمتابعة الإجراءات لمختبر السيطرة على الطازجة لا علاجات التبخير للآفات ما بعد الحصاد وتخزين المنتجات الزراعية. يمكن استخدام مبادئ الإجراءات وضع بروتوكولات لنطاق واسع لا عمليات التبخير للتطبيقات العملية.

Disclosures

لا شيء.

Acknowledgments

وأيد هذا البحث في جزء TASC المنح المقدمة من "وزارة الزراعة للخدمات الزراعية الأجنبية".

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Nitric oxide gas Praxair UN1660 99.5% purity
Nitrogen gas Praxair UN1066 Industry grade
Fumigation chamber (custom made) Size: 30"x30"x30"; made of stainless steel with rubber gaskit along the rim.  The chamber is sealed by clampdown its lid to the vaseline greased gaskit. The chamber has multiple ports for flushing the chamber and for taking air samples.
Nitric Oxide Analyzer GE Scientific NOA 280i analyzer Measure NO plus NO2, Nitrate and nitrite
Model 405nm NO2/NO/Nox monitor 2B Technologies Inc Ranges: NO (0-2ppm), NO2+NO (0-10ppm)
Kane 900+ gas monitor Kane International With NO, NO2, CO, O2 sensors
Flowmeter and controllers Omega Engineering Flow ranges: 0-1, 0-5, 0-20 LPM
Tubing, connectors, stopcocks Cole-Parmer Tubing: nylon and teflon, sizes: 1/8" and 5/32" (4mm); They fit to connectors and stockcocks 
Oxygen analyzer Illinois Instruments Model 810 Ziconia sensor, sensitivity: 0.1ppm, range: 0-100%
NO2 personal alarm SENSIT Technologies Sensit P100 Should be used in conducting large scale NO fumigations outside a fume hood
Flowmeter and controllers Omega Engineering Flow ranges: 0-1, 0-5, 0-20 LPM
Gastight syringes SGE Analytical Science 10 ml, 100 ml
Gastight syringes Hamilton Company 10uL
Tubing, connectors, stopcocks Cole-Parmer Tubing: nylon and teflon, sizes: 1/8" and 5/32" (4mm); They fit to connectors and stockcocks 
Sodium Iodide Fisher Chemical S324-100
Acetic acid, Glacial Fisher Chemical UN2789 ≥99.7% purity
Hydrochloric acid Cole-Parmer SA48-500 1.0 Normal
Vanadium(III) Chloride Acros Organics 197000250 97% purity
Sodium Hydroxide Fisher Chemical BPSS266-1 1 M
SAHARA S3 Stainless-steel heated bath circulator ThermoFisher Scientific
SC 100 Digiital Imersion Circulator ThermoFisher Scientific
Oxygen Praxair *001043 99.5-100% purity
Hot Jaw Sorbent Systems Mylar bag heat sealer
Mylar bags Sorbent Systems
Flipmate filtration assemblies Cole-Parmer EW-35202-29
15 ml polypropylane tube Falcon
Filter Paper P5 Fisher Scientific
Blender Waring Blender 7010G Model WF2211212
Dilution device Made in our lab Combine the ends of four equal length Teflon microtubing into one connector and have a connector for each end of the four microtubing.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ashmore, P. G., Burnett, M. G., Tyler, B. J. Reaction of nitric oxide and oxygen. Trans. Faraday Soc. 58, 685-691 (1962).
  2. Culotta, E., Koshland, D. E. Jr NO news is good news. Sci. 258, 1862-1865 (1992).
  3. Haldane, J. The red colour of salted meat. J. Hyg. 1, 115-122 (1901).
  4. Hole, B. D., Bell, C. H., Mills, K. A., Goodship, G. The toxicity of phosphine to all developmental stages of thirteen species of stored product beetles. J. Stored Prod. Res. 12, 235-244 (1976).
  5. Kader, A. A., Lipton, W. J., Morris, L. L. Systems for scoring quality of harvested lettuce. HortScience. 8, 408-409 (1973).
  6. Liu, Y. -B. Nitric oxide as a potent fumigant for postharvest pest control. J. Econ. Entomol. 106, 2267-2274 (2013).
  7. Liu, Y. -B. Nitric oxide as a fumigant for postharvest pest control and its safety to postharvest quality of fresh products. Acta Horticulturae. 1105, 321-327 (2014).
  8. Liu, Y. -B. Nitric oxide fumigation for control of western flower thrips and its safety to postharvest quality of fresh fruit and vegetables. J. Asia-Pacific Entomol. 19, 1191-1195 (2016).
  9. Liu, Y. -B., Yang, X. Prospect of nitric oxide as a new fumigant for postharvest pest control. Proc. 10th Intl. Conf. Controlled Atmosphere and Fumigation in Stored Products (CAF2016). Navarro, S., Jayas, D. S., Alagusundaram, K. , CAF Permanent Committee Secretariat. Winnipeg, MB, Canada. 161-166 (2016).
  10. Liu, Y. -B., Yang, X., Simmons, G. Efficacy of nitric oxide fumigation for controlling codling moth in apples. Insects. 7, 71 (2016).
  11. Manjunatha, G., Lokesh, V., Neelwarne, B. Nitric oxide in fruit ripening: trends and opportunities. Biotechnol. Adv. 28, 489-499 (2010).
  12. Manjunatha, G., Lokesh, V., Bhagyalashmi, N. Nitric oxide-induced enhancement of banana fruit attributes and keeping quality. Acta Hort. 934, 799-806 (2012).
  13. Muramoto, J. Comparison of nitrate content in leafy vegetables from organic and conventional farms in California. , UC Santa Cruz. Research project report (1999).
  14. Ricciardolo, F. L. M., Sterk, P. J., Gaston, B., Folkerts, G. Nitric oxide in health and disease of the respiratory system. Physiol. Rev. 84, 731-765 (2004).
  15. Roberts, J. D. Jr, Lang, P., Bigatello, L. M., Vlahakes, G. J., Zapol, W. M. Inhaled nitric oxide in congenital heart disease. Circulation. 87, 447-453 (1993).
  16. Rossaint, R., Falke, K. J., Lopez, F., Slama, K., Pison, U., Zapol, W. M. Inhaled nitric oxide for the adult respiratory distress syndrome. N. Engl. J. Med. 328, 399-405 (1993).
  17. Saadatian, M., Ahmadiyan, S., Akbari, M., Balouchi, Z. Effects of pretreatment with nitric oxide on kiwifruit storage at low temperature. Adv. Environ. Biol. 6, 1902-1908 (2012).
  18. Soegiarto, L., Wills, R. B. H. Short term fumigation with nitric oxide gas in air to extend the postharvest life of broccoli, green bean, and bok choy. HortTechnol. 14, 538-540 (2004).
  19. Wills, R. B. H., Ku, V. V. V., Leshem, Y. Y. Fumigation with nitric oxide to extend the postharvest life of strawberries. Posth. Biol. Technol. 18, 75-79 (2000).
  20. Wills, R. B. H., Soegiarto, L., Bowyer, M. C. Use of a solid mixture containing diethylenetriamine/nitric oxide (DETANO) to liberate nitric oxide gas in the presence of horticultural produce to extend postharvest life. Nitric Oxide. 17, 44-49 (2007).
  21. Yang, X., Liu, Y. -B. Residual analysis of nitric oxide fumigation on fresh fruit and vegetables. Posth. Biol. Technol. 132, 105-108 (2017).

Tags

العلوم البيئية، 129 قضية، التبخير، أكسيد النيتريك، الآفات ما بعد الحصاد، معاملة الحجر الصحي، الفواكه، والخضر، وتحليل بقايا
الإجراءات المختبرية التبخير للسيطرة على الآفات مع غاز أكسيد النيتريك
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, Y. B., Yang, X., Masuda, T.… More

Liu, Y. B., Yang, X., Masuda, T. Procedures of Laboratory Fumigation for Pest Control with Nitric Oxide Gas. J. Vis. Exp. (129), e56309, doi:10.3791/56309 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter