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窒素酸化物ガスで害虫駆除のため研究所くん蒸処理の手順

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

本稿では、収穫後の害虫駆除のための一酸化窒素 (NO) くん蒸プロトコルについて説明します。燻蒸室前に超低酸素条件を確立する窒素 (N2) を使用してフラッシュを注入します。最後に、チェンバースは N2 2への暴露を防ぐために周囲の空気に製品を公開する前に NO を希釈するとフラッシュされます。

Abstract

一酸化窒素 (NO) は、収穫後の害虫駆除のための新たに発見された燻蒸剤です。このペーパーでは、新鮮な食材と残渣分析と製品品質評価手順に燻蒸を行わず詳しいプロトコルを提供します。新鮮な果物と野菜を含む密閉燻蒸室は窒素 (N2) 号の注入に続いて超低酸素 (潤) 環境を確立する最初フラッシュされます。燻蒸室は保存されます 2-5 ° C の低温で指定された期間の燻蒸処理を完了するためのターゲット害虫を殺すために必要です。燻蒸処理の最後に、燻蒸室 N2反応を防ぐために周囲の空気に商工会議所を開く前に NO を希釈するとフラッシュは、O を2、2を出さない繊細な新鮮な製品に損傷を与える可能性があります。ないの暴露後に別の回で2ヘッド スペースと硝酸態窒素および液体試料中の亜硝酸が残渣として測定ないです。製品の品質は、製品の品質にもくん蒸処理の効果を決定するため治療後低温貯蔵の 2 週間後評価しました。ない反応してから O2を維持ない燻蒸に重要なプロトコルの重要な一部です。レベル測定ないやりがいや実用的なソリューションを提供します。ない残基と同様、燻蒸室のレベルの測定の可能なプロトコルの変更が候補も。燻蒸に格納され、新鮮な製品の収穫後の害虫駆除のための臭化メチルくん蒸処理の実用的な代替になる可能性がないです。この出版物は、収穫後の害虫駆除のための燻蒸研究を行ってないとないくん蒸処理の実用的なアプリケーションのための開発を加速で他の研究者を支援するものです。

Introduction

窒素酸化物はすべて生体2でユビキタス細胞メッセンジャー分子です。それは発電所や自動車からの化石燃料燃焼の一般的な汚染物質として大量に解放され、肥料製造における中間生成物として大量に生産します。過去 20 年間の精力的な研究はその重要性、関数、および様々 な生物系の生化学的・生理学的過程の調節にメカニズムの知識の大きい量をもたらした。この知識は、呼吸と心臓の病気14,15,16の治療のための NO のさまざまな医療アプリケーションになりました。農学部なしで赤い色素保存3の食肉加工品に 100 年以上前を使用されました。また棚寿命が延びて、さまざまな新鮮な製品11,12,17,18,19,20の収穫後の品質が向上します。最近では、NO6収穫後の害虫制御のための強力な燻蒸剤をことが判明しました。

いいえテスト昆虫 (図 1) のすべてのライフ ステージに対して有効であることが実証されています。テスト害虫種は多様な種類と害虫のライフ ステージを表しないくん蒸処理の多様な害虫を制御するための大きな可能性を示します。ない燻蒸害虫に対しての有効性は、臭化メチルくん蒸処理に近いです。ただし、冷蔵温燻蒸することができます実施なし。臭化メチルくん蒸処理は、冷保管品のウォーミング アップを必要とし、したがって、製品の品質に影響を与える可能性があります。ミカンキイロアザミウマ、ミカンキイロアザミウマとレタスのアブラムシ、ナソノビア リビスニグリ、ことができますたとえば、制御 2 および 3 1.0% 2.0% と時間のないくん蒸、それぞれ、2 ° C6時。燻蒸もない燐化水素くん蒸メイン臭化メチル代替治療といくつかの害虫の4,6,9,10を制御する 10 日間を取ることができるよりもはるかに高速です。

窒素酸化物の燻蒸は、外部および内部の昆虫を餌に対して効果的です。2.5% と 8 h で出没するサクランボの幼虫を制御翼ショウジョウバエ、ショウジョウバエ クニガミサンショウズルを発見ない燻蒸9。コドリンガ、 ▲、出没するリンゴの幼虫は 2 ° C9,10でない 5% で 24 時間くん蒸で完全に制御されます。ないくん蒸処理の有効性は濃度、処理時間と温度6の増加とともに増加します。これらの要因はない様々 な商品の昆虫種の燻蒸処理を最適化するために使用できます。

しかし、O2 21が生成されないように自発的に反応しません。これは NO を消費するだけでなく、レタス (図 2) などの新鮮な食材への損傷を引き起こすことができます。したがって、くん蒸実施されなければならないないを保持する超低酸素 (潤) 条件下で号新鮮な食材を燻したりも必要はありません N2 2への暴露を減らすために周囲の空気に有意の製品を公開する前に NO を希釈するにフラッシュすることによって終了します。これらの厳格な要件は、複雑さとないくん蒸処理のコストを増やします。しかし、技術的に可能かつコスト効果の高い7に燻蒸は必要ありません。大きいのすべてのコンポーネント スケール燻蒸は、市販または窒素発生装置、なしの供給、監視装置 (O2アナライザー、無計) 密閉燻蒸室など商業的に行うことができます。制御された雰囲気 (CA) ・低 O2雰囲気下で送料を商業的に使用されています。生成する N2ないの燻蒸のためのエネルギー コストは、控えめなも、7の場所によって異なります。

一酸化燻蒸するも安全です新鮮な果物と野菜なしを希釈する N2フラッシュによって正しく終了したときまず周囲に製品を公開する前に空気8。すべての新鮮な果物や野菜は、レタス、ブロッコリー、きゅうり、ピーマン、トマト、イチゴ、リンゴ、ナシ、オレンジ、レモン8を含む最新のテストに念のために燻蒸は示されていません。4 h 燻蒸するミカンキイロアザミウマを制御するための 2 ° C でない 1% でもイチゴの品質が向上します。燻蒸後、1 週間扱われたイチゴ硬くより明るくより豊かな色を持っている、したがってより良いコントロール8と比較して品質をポストハー ベストします。

一酸化燻蒸も被燻蒸の新鮮な食品を有害な残渣を残さないは。O2 2を生成する反応がないとない2 2の 21 ° C の沸点があるため製品の蒸着で燻蒸可能性がありますありません。水の存在下で2加水分解しないフォーム硝酸 (HNO3)。したがって、燻蒸生じる可能性がありますありません (3-) の硝酸塩と亜硝酸塩 (2-) で扱われる商品残基として。燻蒸が N2を終了するとフラッシュ、新鮮な商品9,21の燻蒸後 24 h 残基として硝酸または亜硝酸のないまたは非常に小さな増加で燻蒸結果はありません。

O2と NO の反応性も燻蒸処理は行わずのプロセス中に O2を維持する厳格な手順が必要です。複雑さと厳格な手順最高視覚的に示されていると続いて、マスターします。このビデオ ジャーナル プレゼンテーションでない燻蒸新鮮な製品の説明とない燻蒸研究を実施し、収穫後の害虫駆除のための燻蒸治療成長しない他の研究者を許可することが実証します。これらの努力は、格納され、新鮮な製品の収穫後の害虫を制御するない燻蒸の商業的利用を加速するのに役立ちます。

Protocol

注: 超低酸素を確立することによって新鮮な食材から始まります一酸化くん蒸燻蒸室、NO の注入に続いて、特定の治療の間一定温度で燻蒸室に条件・は、N2フラッシュで終了として燻蒸室を開く前に NO を希釈する示す (図 3)。燻蒸室と硝酸のヘッド スペースに2とない2/なし/NOx モニターおよびノア一酸化窒素アナライザー モデル 405 nm を用いた液体試料中の亜硝酸の測定を参照してくださいユーザー マニュアルのメーカーから操作手順を詳しく説明します。

注意: 窒素酸化物は、強力な酸化剤が自発的に二酸化窒素を生成する酸素と反応します。一酸化窒素と二酸化窒素は有毒です。安全な取り扱いのため、MSDS を参照して、使用してください。個人の安全のため一切ない2処理および潜在的な暴露を含む小規模燻蒸実験のすべての段階は発煙のフードで実施されなければなりません。大を行うこと2アラームを使用しない個人の燻蒸実験をスケールします。

1. の材料・機器の準備

  1. 楽器、パーツ、およびないくん蒸に必要な材料
    1. 号チューブ コンセントと箔バッグを作る
      1. ポリテトラフルオロ エチレン (PTFE) チューブを熱シーラーを使用して周りの箔袋の開口部をシールします。
      2. エポキシ接着剤を使用して、縫い目と共同プロデュース箔バッグにポリテトラフルオロ エチレン (PTFE) チューブの回りのシールします。
      3. 管の端、活栓を追加します。
        注: チューブで箔バッグは市販されていません。しかし、熱シーラーを使用して商業ソースから箔バッグとラボで簡単に行うことができます。
        注: 窒素: 圧縮されたシリンダー内規則的な企業窒素 ≥99.99% の純度を有するし、ない燻蒸に適しています。レギュレータと 2 つ以上のシリンダーを異なる出口圧を設定し、一緒に接続できます。高い出口圧力でシリンダーが下の出口圧力でシリンダーは使用する前に最初に使用されます。これは大型の燻蒸のテストで役に立つでしょう。
    2. 密閉燻蒸室。
      注: 気密性はない燻蒸に重要なので NO O2商工会議所に流出と反応します。これは害虫駆除のための利用できるいいえを軽減し、新鮮な食材に損傷を与える可能性があります2生産もありません。
      1. ガラスの瓶の部屋: グリースは軽くワセリンで蓋の縁。その後、瓶の中に虫が出没する製品などのオブジェクトをロードした後 2 つのアウトレットは、蓋付きの瓶をシールします。
        注: jar ファイルの各の蓋には、2 つのアウトレット、アウトレットの 1 つ空気交換の効率を高めるため瓶の底にプラスチック製のチューブです。
      2. 圧力鍋で作られたチャンバー: グリースは、石油ゼリーの部屋の縁。製品や商工会議所の昆虫を読み込み、ふたをして密封します。
      3. 大型の燻蒸室: ワセリンで軽くガスケットをグリースします。商工会議所で商品をロードしてください。戸を閉めて下さい。気密シールを維持するために必要な場合は、クランプを締めます。
        注: ガスは、揮発性の高い混合チャンバーの空気を保つために燻蒸室にファンを持っている必要はありませんので。

2. ULO 燻蒸室条件の確立

  1. 商工会議所を N2ラインと O2 ・ アナライザーに接続します。
    注: T-コネクタの一方の端は、アナライザーに行くし、一方向弁を搭載したもう一方の端は、O2アナライザーに高い流れを避けるために空気を解放する使用ことができます。
  2. 脱酸素チャンバーをフラッシュする流量計 N2をリリースします。
  3. 0.5 - 1 L/min O2レベルが 30 ppm に近い場合に N2流量を減らします。

3. NO ガスの注入

  1. ガソリンなしで箔袋を埋めます。
    1. 最初 N2袋を埋めるし、バッグから O2を洗浄する空気を真空します。
    2. ヒューム フードの袋にないガスを離します。
    3. 発煙のフードなしのくん蒸に使用する袋を掛けます。
      注: 長期使用後袋が劣化は、チューブを2の腐食作用による脆性になることができます。だから、袋は定期的に交換する必要があります。
  2. 燻蒸室に NO を注入します。
    1. 注射器を洗浄し、N2 O2を洗い流すためのチューブを接続します。
    2. いいえホイル袋からのサンプルを取るし、燻蒸室に挿入します。
    3. 注入後、注射器をフラッシュし、N2のチューブを接続します。
    4. 燻蒸処理の持続期間のための 2 ° C で燻蒸室を配置します。

4. 測定の燻蒸室内濃度分布

注: 害虫駆除のための燻蒸中濃度範囲がありますない 2,000 ppm (0.2%) から 50,000 ppm (5%)。「範囲外」この範囲は現在なしの監視します。しかし、レベルも測れるない希薄サンプルや希釈装置を使用しています。

  1. 小型チャンバー燻したり
    1. 燻蒸の終わりに治療瓶から空気のサンプルを希釈するには。
      1. ≤30 ppm O2瓶 ULO 条件を確立します。
      2. ULO 瓶にそれらを注入する治療瓶からガスのサンプルを取る。
    2. 煙道ガス モニターを通じて空気を循環させることにより、希釈試料中の不可の2レベルを測定します。
  2. 大型チャンバー燻したり: 手順は、図 4に示します。
    1. 希釈システムを設定します。
    2. ないとはありません2レベルを測定します。
      1. 煙道ガス モニターの電源し、N2フラッシュします。
      2. サンプル ガスの流れは2レベルを測定するオンにします。
      3. サンプル ガスの流れをオフに測定を終了します。

5. 終了くん蒸なし

  1. 昆虫だけの燻蒸
    1. ヒューム フードの燻蒸室を配置します。
    2. 部屋を開きます。
    3. 死亡率評価のための昆虫を取得します。
      注: 昆虫が死亡の得点される前に回復するすべての生きている昆虫を許可する燻蒸した後、一晩の環境商工会議所で開催された通常。
  2. 新鮮な食材の燻蒸
    1. (小室) 用のヒューム フード燻蒸室に移動します。
    2. 特定番号空気交換を許可する N2の燻蒸室をフラッシュします。
    3. 排気ポートでのレベルを監視なし。
      注: N2フラッシュ中にないレベルを監視する煙道ガス モニターを使用できます。通常、我々 は周囲の空気のように室を開く前に 200 ppm 以下のレベルを減らすために燻蒸室をフラッシュします。
    4. (昆虫が含まれて) 場合は、死亡率評価のための昆虫を取得します。
    5. 残留物品質評価解析と治療後の被燻蒸製品を格納します。
      注: はストレージに移動する前に消費するは2の発煙のフード被燻蒸製品の十分な時間を許可します。被燻蒸製品はクーラーにコントロールと共に低温で収穫後の品質および可能な傷害が評価される前に一定期間通常格納されます。

6. 残留分析

  1. 二酸化窒素 (2) を用いた、405 nm なしの2/なし/Xなしを監視しません。
    1. オンにし、405 nm もの2/なし/Xモニター 20-30 分間のウォーム アップに。
    2. この商品を含む暴露チャンバーを閉じます。
      注: 燻蒸後燻蒸室が開いていた配置し放散する2しないように一定の温度で。2リリースは測定しない時、活栓装備 2 つのポートを蓋で密閉の商工会議所をシールします。20 ° C の温度は、手順デモンストレーションで使用されました。
    3. いいえ2モニターをなし2モニターを通じて空気が循環するチャンバーに接続します。
    4. すぐにログ NO2のデータの監視および 1 分のデータを収集します。
    5. モニターからチャンバーを外し封印チャンバーを維持します。
      注意: データ ・ ログを開始することができますいずれかのメニューを介して → Dat ログを -> NO2モニター上またはコンピューター上のグラフ作成ソフトウェアを経由。
    6. 1 h、20 ° C で密閉室を維持し、データ収集のステップを繰り返します。
      注: 時間間隔は、被燻蒸物から2の解放率に応じて調整できます。
    7. 2 つの間の差分を計算なしの2濃度と mg/kg/h にデータを変換します。
  2. GE のためシーヴァーズ 280i NO アナライザーの硝酸塩及び亜硝酸塩の測定
    注: 製造元と詳細については陽で劉 (2017) 紙21のマニュアルを参照してください。
    1. サンプル準備
      1. ミキサーの製品サンプルをホモジナイズしてください。
      2. バイアルにミキサーから均質化サンプルの 15 グラムを転送します。
      3. 100 mL の蒸留水 H2O バイアルに 10 分のために解決するを追加します。
      4. サンプルのフィルターを適用し、使用するまで 2 ° C でフィルタ リング ソリューションを格納します。
    2. 硝酸態窒素一酸化窒素アナライザー測定還元剤準備
      注: 詳細情報については、製造元のマニュアルを参照してください。
      1. フラスコに塩化バナジウム (VCl3) の 0.8 グラムを追加します。
      2. ゆっくりと VCl3フラスコに 1 M 塩酸酸 (HCl) 100 mL を追加、フラスコのキャップ、数回を旋回します。
      3. 濾紙と漏斗を使用してソリューションをフィルターしアルミ箔でフィルタ リング ソリューション ボトルを密封し、冷蔵庫で保存します。
    3. 硝酸態窒素・亜硝酸窒素酸化物分析装置による測定
      注: 詳細情報については、製造元のマニュアルを参照してください。
      1. 95 ° C の水浴を予熱します。パージ容器に 4-6 mL の硝酸還元剤を追加し、適切なレベルへの不活性ガスの流量を調整します。
        注: 不活性ガスは、彼だった。N2ガスを使用もできます。
      2. パージ容器に注射器を使用して試料溶液 5 μ L を注入します。
      3. サンプル ピークが終わったら次のサンプル注入に進みます。
    4. 亜硝酸窒素酸化物分析装置による測定
      注: 詳細情報については、製造元のマニュアルを参照してください。
      1. 不活性ガスのため 1-2 psi の圧力を持っているパージ容器のバルブを調整します。
      2. パージ容器の最初の電球に合わせて集中して酢酸 4-6 mL を加えます。
      3. ヨウ化ナトリウム (NaI) の 50 mg の重量を量るし、1-2 mL H2o. の解散
      4. パージ容器にないソリューションを追加し、1 〜 2 分のための混合を許可します。
      5. 適切なレベルへの不活性ガスの流量を増やします。
      6. パージ容器に注射器を使用して試料溶液 5 μ L を注入します。
      7. サンプル ピークが終わったら次のサンプル注入に進みます。

7 果物や野菜の収穫後の品質評価

注: ない燻蒸から製品の傷害は燻蒸 (図 5) 後すぐに現れることがあります。ただし、製品の品質が通常治療後低温貯蔵の 1-2 週間後に評価されます。怪我の症状は時間の経過とともに進行しの品質評価によりよく識別することができます。さまざまな新鮮な製品を評価するための手順が大幅に異なる場合があります。レタスの品質を評価する手順のみが示されて確立された手順5を使用して例としてここで。

  1. 燻蒸後 2 週間の低温貯蔵からレタスを削除します。ラップを外し、汚れの表面とコントロールを含むすべての処置のための変色を調べる。
  2. スコアと記録に基づいてすべての治療のため外部視覚的な品質は、手順8を設立しました。
  3. レタスを半分に切るし、汚れや変色のすべての治療のための検査します。
  4. スコアし、すべての治療法の内部 visual 品質スコアを記録します。

Representative Results

N2終了する新鮮な食材ニーズの一酸化燻蒸を周囲の空気への製品を公開する燻蒸室を開く前に NO を希釈するフラッシュします。N2大気に商工会議所を直接開くことによって燻蒸処理を終了するときフラッシュ、反応、O2により2生産はないとたびたび2への新鮮な食材の暴露茶色の汚れ、変色、壊死組織スポット8などの怪我。繊細な野菜やレタス、ズッキーニ、梨など果物2による損害になりやすいです。N2フラッシュする燻蒸が正しくターミネートされていない場合、は、製品の品質 (図 6および図 7) 怪我なく安全に燻蒸処理を実証されています。実際には、害虫駆除のための燻蒸が見つからずイチゴで示される unfumigated コントロールと比較して新鮮な食材の収穫後の品質を強化します。ミカンキイロアザミウマの制御無しでくすぶってイチゴより明るくより豊かな色を保持、またコントロール8に比べてくん蒸後少ないソフト 1 週間です。レタスに包まれたプラスチック製のスリーブが O2と NO の反応によるラップの通気孔の直下に2が生成くん蒸処理が正しく終了していない場合の葉表面に傷害を被る。

N2ないくん蒸処理の終わりにフラッシングの2リリース被燻蒸物から影響ありません。N2フラッシュと燻蒸を終了しないとき、治療とコントロール間ない2解放率に有意差はありませんでした。燻蒸処理の燻蒸の終わりに空気とフラッシュただし、なかった高いコントロールと2のリリースに比べて2解放率低下なし。

レタス、ブロッコリー、イチゴ、リンゴ、オレンジ、等を含む最も新鮮な製品は3-または2-レベルなしで N2が終了した処理間に有意差はなかったフラッシュとコントロール。有意に高かったがあった、フラッシュを通常の空気で終了した燻蒸処理がないときだけ3-とすべての被燻蒸製品で2-濃度よりも両方を制御し、N2フラッシュ燻蒸製品。NO2-濃度燻蒸両方で検知された一般的に、コントロール製品 (表 1および表 2)。したがって、ない 24 h でない被燻蒸の新鮮な食材から残留の重要なレベル燻蒸後とあった燻蒸は窒素フラッシュを正しく終了しました。

Figure 1
図 1: 昆虫とダニに及ぼすないくん蒸。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 2
図 2:反応から2でレタスに傷害のデモと O2 .この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 3
図 3:ないくん蒸処理手順のフローチャート。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 4
図 4:希釈装置およびインフルエンザのガスを使用しての方法を監視する大規模でないレベルを測定するないセンサーでないくん蒸試験この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 5
図 5:N2で終わるくん蒸処理の比較効果をフラッシュおよび新鮮な果物や野菜の収穫後の品質のフラッシュ空気します。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 6
図 6:ポストハー ベスト 3 治療 (C、T1, T2) からリンゴ、ブロッコリー、レタスの品質 C、T1 および T2 の表すコントロール、N2 、フラッシュで終了燻蒸燻蒸それぞれフラッシュ、空気で終了と燻蒸後 14 日。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

Figure 7
図 7:ポストハー ベスト 3 治療 (C、T1、T2) の桃、梨、オレンジの質 C、T1 および T2 の表すコントロール、N2 、フラッシュで終了燻蒸燻蒸それぞれフラッシュ、空気で終了と燻蒸後 14 日。この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。

製品 ない (%) 治療 3- (mg/100 g) 2- (mg/100 g)
アップル 5.0 いいえエアコン 1.60±0.12、 0.50±0.16、
NO-N2 1.36±0.13 ab 0.03±0.01 b
コントロール 0.76±0.28 b 0 b
アプリコット 3.0 いいえエアコン 1.84±0.14、 0.21±0.02、
NO-N2 0.92±0.17 b 0 b
コントロール 0.54±0.01 b 0 b
アスパラガス 3.0 いいえエアコン 2.19±0.13、 0.08±0.04、
NO-N2 0.70±0.03 b 0、
コントロール 0.84±0.07 b 0、
ブルーベリー 3.0 いいえエアコン 2.74±0.46、 0.14±0.02、
NO-N2 1.24±0.19 b 0 b
コントロール 1.22±0.15 b 0 b
ブロッコリー 3.0 いいえエアコン 18.69±3.75、 0.17±0.06、
NO-N2 18.51±3.42、 0 b
コントロール 12.26±2.31、 0 b
チェリー 3.0 いいえエアコン 1.75±0.11、 0
NO-N2 0.56±0.09 b 0
コントロール 0.65±0.08 b 0
ニンニク 3.0 いいえエアコン 5.05±0.45、 0.14±0.02、
NO-N2 4.45±0.79、 0 b
コントロール 5.01±0.69、 0 b
ブドウ 3.0 いいえエアコン 6.32±0.68、 0
NO-N2 2.38±0.43 b 0
コントロール 2.74±0.25 b 0
コショウ 3.0 いいえエアコン 9.26±0.35、 0.71±0.12、
NO-N2 6.75±0.68 b 0.02±0.01 b
コントロール 6.23±0.72 b 0 b
キウイ 3.0 いいえエアコン 1.66±0.55、 0
NO-N2 1.25±0.09、 0
コントロール 1.41±0.31、 0
レタス 2.0 いいえエアコン 112.85±20.17a 7.99±2.02、
NO-N2 38.97±5.87 b 0.1±0.1 b
コントロール 40.64±10.81b 0 b
オレンジ 3.0 いいえエアコン 1.22±0.13、 0.27±0.05、
NO-N2 1.05±0.05、 0.02±0.01 b
コントロール 1.24±0.22、 0 b
梅 3.0 いいえエアコン 1.04±0.08、 0
NO-N2 0.63±0.04 b 0
コントロール 0.84±0.11 ab 0
イチゴ 2.5 いいえエアコン 6.01±0.62、 0
NO-N2 5.30±0.77、 0
コントロール 6.16±1.06、 0

表 1: 新鮮な果物・野菜の 16 h 一酸化燻蒸後 24 時間で残留物として硝酸と亜硝酸レベル。各製品の異なる文字が続く値が大幅に異なる複数の範囲のテスト (P 0.05) テューキー HSD に基づきます。ヤンと劉 (2017) からの転載。

Discussion

燻蒸室から O2を維持する成功に重要です害虫駆除のための燻蒸。燻蒸室は気密のシールを持っている必要があります、接続線が N2または他の不活性ガス燻蒸室にガスをリリースする使用される前に O2を削除するフラッシュされる必要があります。ないくん蒸処理のもう一つの重要な側面は、N2くん蒸処理の最後でフラッシュなしの希釈です。これは2と新鮮な食材を可能な限り傷害の過剰生産を防ぎます。2露出耐性のさまざまなレベルがある異なる新鮮な商品のいいえ燻蒸処理は N2フラッシュけがを防ぐためのさまざまなレベルを必要があります。2約 21 ° C の沸点は、アミノ酸のフォームのための水とも反応するので、2の生産がない可能性には、残渣と変換される硝酸または亜硝酸の増加2被燻蒸製品を高めなかったない2.

薫蒸処理される製品の種類は、燻蒸処理を終了する潤条件と N2最終的なフラッシュを確立する N2初期フラッシュなどのくん蒸プロセスを複雑にするかもしれないも。大規模な葉菜でプラスチック包装を穿孔は、ラップされたレタスは空気の換気とその燻蒸の先頭 N2 O2を洗い流すと N2 NO をフラッシュに挑戦して大結界を表すよう燻蒸の終わり。これらの製品は、製品の品質は安全ですので、害虫を制御するない濃度と処理時間が長く下の組み合わせを使用することをお勧めします。

ない燻蒸室レベルの監視は、燻蒸を行わずに別の課題です。ほとんどの楽器は、害虫駆除のためない燻したり、濃度高を測定できません。いくつかの希釈装置、市販されているが、ないくん蒸に適したようになるかどうかは不明です。ただし、希釈装置を上記のようにしたおよび使用できるガス モニターを使用して監視のセンサーを装備していないため。

燻蒸室における濃度監視なしの手続により変更が可能です。たとえば、窒素量と箔袋に暴露チャンバー内の空気のサンプルを希釈ことができます。希薄空気サンプルが、流通を通じて高濃度の煙道ガス モニターない濃度を測定するためのセンサー。ただし、それはの酸化プロセスでないと号のいくつかの損失で希釈プロセスは可能性を避けることは困難になりますしたがって、ない計算された測定に基づく希薄空気の燻蒸室になることからのサンプルよりも低い、実際ない燻蒸室でレベル。

ULO 燻蒸室の条件を変更することもを確立するプロセスは、使用可能な燻蒸室の種類に基づいています。真空条件下で使用できる燻蒸室、ULO 条件で窒素ガス充填室続いて繰り返し掃除機の過程で確立できます。このプロセスは、上記で説明した通常のフラッシュ プロセスより ULO 条件を確立することでより効率的になります。保管品は、CO2をない燻蒸 ULO 条件を確立するため N2の代わりに使用もことがあります。

残留分析、405 nm2/なし/ヘッド スペースと一酸化窒素アナライザーで被燻蒸サンプルから2ガス放出を測定するxモニターが選択されていませんが設定されていない液体試料中の硝酸塩及び亜硝酸塩を検出します。ただし、他の種類の楽器の適切な感度と2 headspaces を計測と液体試料中の亜硝酸と硝酸塩の測定のための特異性があります。したがって、残留物測定の手順は、機器の可用性に基づいて変更できます。

いいえ、-152 ° C、O2と即座に反応する沸点で揮発性の高い, それはありませんをなし燻蒸後被燻蒸製品に残留物として残るでしょう。したがって、2だけは、被燻蒸物ヘッド スペースで測定しました。2は 21 ° C の沸点と製品から大いにもっとゆっくり散る、くん蒸後しばらく被燻蒸製品のままになりそうです。

葉物野菜、ない燻蒸はない最後に、N2フラッシュされていない場合 O2 2を生成する反応は、新鮮な食材は、通常低温で保存と、いくつかの時間のための2の永続性のため。したがって、くん蒸後 reentering 時間期間の短縮の立場から燻蒸もなしで洗いくん蒸処理の最後の N2 。監視なし2リリースですが、したがって、燻蒸後製品の多くの NO2になりますどのくらい、どのを決定することが重要です。被燻蒸製品の2レベル潜在的影響が被燻蒸製品の処理または保存の方法。

硝酸態窒素は土壌と果物や野菜などの植物に自然に存在します。 いくつかの根野菜は、高濃度の硝酸塩を収集できます。野菜は、硝酸塩の最大の栄養源です。たとえば、新鮮なレタスとほうれん草 786 1,080 と 1,420 3,400 mg/kg の平均硝酸塩レベルがあります。欧州委員会規則は、2,500 4,500 2,000-3,000 mg/kg13にレタスとほうれん草の硝酸態窒素の最大レベルを設定します。硝酸塩及び亜硝酸塩とベーコン、ハム、ソーセージ、ホットドッグなどの加工肉に追加されます頻繁にまたこれらの肉製品の防腐剤として使用されるように消費されます。ないくん蒸処理の残留物として硝酸と亜硝酸の測定は、いいえ燻蒸被燻蒸製品の彼らのレベルを変えることができるし、食品の安全性への関連性がないことの範囲で情報を提供する意図されていた。したがって、残留物として硝酸と亜硝酸の測定燻蒸剤またはその他の規制プロセスとして NO の登録、規制機関で必要とされる場合を除き、省略可能として考慮する必要があります。硝酸塩及び亜硝酸塩の測定手順の詳細は利用可能な21にあります。

6,7,9の前に説明したように、窒素酸化物の燻蒸から昆虫およびダニのすべてのライフ ステージや他のほとんどのくん蒸剤に比べてない有害な残渣に対する高効率の利点があります。収穫後の害虫駆除のための臭化メチルくん蒸処理に効果的な代替案の重要な不足がある、ほとんど代替燻蒸剤は、被燻蒸製品の有毒な残基を残して、燻蒸保証くらい拡張の研究、開発と市場にこの安全かつ効果的な収穫後害虫制御ソリューションをもたらすための努力を登録。まだ、複雑さおよび燻蒸プロシージャの潤条件の厳格な要件のためトレーニングは燻蒸研究を開始する多くの研究者の要求されるかもしれない。有益と簡単に研究室の収穫後病害虫のない燻蒸治療制御新鮮な農産物の保存のための手順を提供する所存です。手順の原則を使用することができますない燻したり実用的なアプリケーションの大規模なプロトコルを開発。

Disclosures

なし。

Acknowledgments

この研究は、米国農務省外国の農業サービスから TASC 補助金によって部分で支えられました。

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.

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References

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環境科学、問題 129、燻蒸、窒素酸化物、収穫後の害虫駆除、隔離治療、フルーツ、野菜、残留分析
窒素酸化物ガスで害虫駆除のため研究所くん蒸処理の手順
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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).

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