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Procédures de laboratoire Fumigation pour Pest Control avec gaz d’oxyde nitrique

doi: 10.3791/56309 Published: November 24, 2017

Summary

Cet article décrit les protocoles de fumigation de l’oxyde nitrique (NO) antiparasitaires après la récolte. Chambres de fumigation sont rincées avec de l’azote (N2) pour établir des conditions d’oxygène ultra basse avant non est injecté. À la fin, chambres sont supplémentées avec N2 pour diluer NO avant d’exposer les produits dans l’air ambiant afin d’éviter l’exposition au N°2.

Abstract

L’oxyde nitrique (NO) est un fumigant nouvellement découvert antiparasitaires après la récolte. Ce document fournit des protocoles détaillés pour ne mener aucune fumigation sur des produits frais et de procédures d’évaluation de résidus analyse et produit de qualité. Une chambre de fumigation hermétique contenant des fruits et légumes frais est tout d’abord rincée avec de l’azote (N2) pour établir un environnement ultra basse oxygène (ULO) suivi par l’injection de no La chambre de fumigation est ensuite conservée à basse température de 2 à 5 ° C pour une période de temps déterminée nécessaire pour tuer un ravageur visé pour compléter un traitement par fumigation. À la fin d’un traitement de fumigation, la chambre de fumigation est rincée avec N2 pour diluer NO avant l’ouverture de la chambre à l’air ambiant afin d’éviter la réaction entre NO et O2, qui produit NO2 et risque d’endommager les produits frais délicats. À des moments différents après aucune fumigation, NO2 , en l’espace de tête et de nitrate et nitrite dans les échantillons de liquides ont été mesurés sous forme de résidus. Qualité du produit a été évaluée après 2 semaines d’entreposage au froid après le traitement afin de déterminer les effets d’aucune fumigation sur la qualité du produit. O2 empêche de réagir avec NO est critique à aucune fumigation et est une partie importante des protocoles. AUCUN niveau de mesure est un défi et une solution pratique est fournie. Modifications de protocole possible sont également suggérées pour ne mesurer les aucuns niveaux dans les chambres de fumigation, mais aussi les résidus. AUCUNE fumigation n’a le potentiel pour être une alternative pratique à la fumigation au bromure de méthyle antiparasitaires post-récolte sur les produits frais et congelés. Cette publication vise à aider les autres chercheurs à aucune recherche de fumigation antiparasitaires post-récolte et d’accélérer le développement d’aucun fumigation pour des applications pratiques.

Introduction

L’oxyde nitrique est une molécule de messager cellulaire omniprésent dans tous les systèmes biologiques2. Il est sorti en grandes quantités comme polluants communs de la combustion de combustibles fossiles des centrales électriques et les véhicules à moteur et produite en grandes quantités comme produit intermédiaire dans la production d’engrais. D’intenses recherches sur NO dans les 20 dernières années a donné une grande quantité de connaissances sur son importance, des fonctions et mécanismes dans la régulation des processus biochimiques et physiologiques dans divers systèmes biologiques. Cette connaissance a entraîné diverses applications médicales des N° pour le traitement des maladies respiratoires et cardiaques14,15,16. Dans l’agriculture, NO a été utilisé il y a plus de 100 ans sur les produits de viande transformée pour la préservation de pigment rouge3. S’étend pas aussi durée de vie et améliore la qualité post-récolte d’une grande variété de produits frais11,12,17,18,19,20. Plus récemment, NO s’est avéré pour être un puissant fumigant pour postharvest pest control6.

N’a été démontrée pour être efficace contre toutes les étapes de la vie des insectes testés (Figure 1). L’espèce parasite testée représente divers types et stades de parasites et indique le grand potentiel d’aucune fumigation pour contrôler les insectes nuisibles divers. L’efficacité d’aucune fumigation contre les insectes nuisibles est proche de celle de la fumigation au bromure de méthyle. Toutefois, aucune fumigation ne peut être effectuée à des températures froides. Fumigation au bromure de méthyle nécessite l’échauffement des denrées stockées froides et, par conséquent, peut-être avoir une incidence qualité du produit. Par exemple, les thrips des Frankliniella occidentaliset puceron de la laitue, Nasonovia ribisnigri, peuvent être ne contrôlée en 2 et 3 h avec 2,0 % et 1,0 % aucune fumigation, respectivement, à 2 ° C6. AUCUNE fumigation n’est également beaucoup plus rapide que la fumigation de phosphine qui est l’autre traitement principal du bromure de méthyle et peut prendre plus de dix jours pour maîtriser certains ravageurs4,6,9,10.

La fumigation de l’oxyde nitrique est efficace contre les insectes d’alimentation internes et externes. Repéré à voilure drosophile, Drosophila suzukii, larves dans les cerises infestées sont contrôlés en 8 h avec 2,5 % n fumigation-9. Les larves du carpocapse, Cydia pomonella, dans les pommes infestés sont intégralement contrôlées dans une fumigation de 24h avec 5 % donc à 2 ° C9,10. L’efficacité de la fumigation n’augmente avec la concentration, le temps de traitement et de température6. Ces facteurs peuvent servir à n’optimiser aucun traitement de fumigation pour différentes espèces d’insectes sur divers produits.

Toutefois, aucun réagit avec O2 spontanément pour produire21. Non seulement cela consomme NO mais peut également causer des dommages aux produits frais tels que de la laitue (Figure 2). Par conséquent, aucune fumigation ne doit être effectuée dans des conditions d’oxygène ultra basse (ULO) pour préserver no Pour les produits frais, aucun des fumigations a également ne besoin pour se terminer en la rinçant avec N2 pour diluer non avant de l’exposer sous fumigation de produits dans l’air ambiant pour réduire leur exposition au N°2. Ces exigences sévères augmentent la complexité et le coût d’aucun fumigation. Toutefois, aucune fumigation ne devrait être techniquement réalisable et rentable7. Tous les composants de grande échelle sans fumigation sont soit disponible dans le commerce ou peut être fait dans le commerce, y compris le matériel de production d’azote, aucun approvisionnement, équipement de surveillance (analyseur de2 O, pas de compteur) et chambres de fumigation étanche à l’air. Entreposage sous atmosphère contrôlée (CA) et la navigation sous atmosphère de2 O faible ont été utilisés dans le commerce. Le coût énergétique de production N2 pour aucune fumigation est aussi modeste et variera selon l’emplacement7.

La fumigation de l’oxyde nitrique est également prudent de fruits frais et légumes lorsque terminé correctement en la rinçant avec N2 pour diluer NO tout d’abord avant d’exposer les produits à la température ambiante de l’air8. AUCUNE fumigation n’a été démontrée pour être sûr de tous les fruits et légumes frais testés à ce jour, y compris la laitue, brocoli, concombres, poivrons, tomates, fraises, pommes, poires, oranges et citrons,8. Une fumigation de 4 h avec 1 % donc à 2 ° C pour le contrôle de thrips des améliore également la qualité aux fraises. Une semaine après la fumigation, fraises traitées sont plus fermes et ont une couleur plus lumineuse et plus riche et, donc, mieux postharvest qualité par rapport à la commande8.

La fumigation de l’oxyde nitrique aussi ne laisse pas de résidus dangereux fumigées produits frais. Comme aucun réagit avec O2 pour produire NO2, aucune fumigation ne peut entraîner dans les dépôts de N°2 sur les produits en raison de la 21 ° C point d’ébullition N°2. En présence d’eau,2 hydrolyse pour former de l’acide nitrique (HNO3). Par conséquent, aucune fumigation ne peut potentiellement entraîner nitrates (n °3) et les nitrites (NO2) sous forme de résidus sur les produits traités. Lors de la fumigation se termine par N2 ne flush, aucun résultat de fumigation en augmentations pas ou très peu de nitrate ou de nitrite sous forme de résidus après 24 h après la fumigation en produits frais9,21.

La nature réactive de NO avec O2 exige également une procédure stricte pour empêcher O2 pendant le processus de ne réalisation d’aucun traitement de fumigation. La complexité et des procédures strictes sont mieux illustrés visuellement et doivent être suivis et maîtrisées. Dans cette présentation vidéo journal, aucune fumigation de produits frais a été expliquée, illustrée et démontrée pour permettre aux autres chercheurs n’effectuer aucune recherche de fumigation et ne développer aucun traitement de fumigation antiparasitaires après la récolte. Ces efforts contribueront à accélérer l’utilisation commerciale d’aucune fumigation pour lutter contre les ravageurs post-récolte sur les produits frais et congelés.

Protocol

NOTE : l’oxyde nitrique fumigation de produits frais commence par l’établissement d’oxygène ultra basse conditions dans des chambres de fumigation, suivi par l’injection de NO et maintenant les chambres de fumigation à certaines températures pendant la durée d’un traitement spécifique et puis est terminé en la rinçant avec N2 pour diluer NO avant l’ouverture de la chambre de fumigation comme illustré (Figure 3). Pour les mesures de NO2 dans l’espace de tête de chambres de fumigation et de nitrate et de nitrite dans les échantillons de liquides en utilisant le modèle 405 nm NO2/NO/NOx moniteur et l’analyseur de monoxyde d’azote NOA, veuillez consulter les manuels d’utilisation des fabricants pour suivre le procédé.

ATTENTION : l’oxyde nitrique est un puissant agent oxydant et va réagir avec l’oxygène spontanément pour donner du dioxyde d’azote. Monoxyde d’azote et dioxyde d’azote sont toxiques. S’il vous plaît se référer à leurs fiches signalétiques pour la manipulation et l’utilisation. Pour votre sécurité personnelle, toutes les étapes des expériences de fumigation à petite échelle entraînant l’exposition de manutention et potentielle à aucun ou aucune2 devraient être effectuées sous une hotte. Un personnel aucune alarme2 ne doit être utilisé pour effectuer des grandes échelle sans expériences de fumigation.

1. préparation des matériaux et Instruments

  1. Instruments, pièces et matériaux nécessaires pour aucune fumigation
    1. Fabriquer un sac de papier d’aluminium avec une sortie de tuyau pour le no
      1. Sceller l’ouverture d’un sac de papier d’aluminium autour d’un tube de polytétrafluoroéthylène (PTFE) à l’aide d’une thermosoudeuse.
      2. Puis utiliser de la colle époxy pour sceller les coutures et le joint autour du tube de polytétrafluoroéthylène (PTFE) pour produire le sac de papier d’aluminium.
      3. Ajouter un robinet d’arrêt à l’extrémité du tube.
        Remarque : Les sacs en aluminium avec tubes ne sont pas disponibles dans le commerce. Mais ils peuvent être faits facilement en laboratoire avec des sacs de papier d’aluminium sur le marché à l’aide d’une thermosoudeuse.
        NOTE : Azote : azote industrie régulière dans des cylindres compressés a une pureté de ≥99.99 % et est adapté pour aucune fumigation. Deux ou plusieurs cylindres avec régulateurs peuvent être définies pour avoir des pressions de sortie différentes et reliés entre eux. Le cylindre avec la pression de sortie plus élevé sera utilisé en premier avant le cylindre avec la basse pression de sortie sera utilisé. Cela vous sera utile dans les essais de fumigation grand.
    2. Chambres de fumigation hermétique.
      NOTE : Étanchéité à l’air est essentielle pour aucune fumigation parce que NO réagira avec O2 se sont échappés dans la chambre. Ceci réduira non disponible pour les ravageurs et produisent également NO2 qui risque d’endommager les produits frais.
      1. Chambres de bocal en verre : graisser le bord du couvercle légèrement avec de la gelée de pétrole. Puis sceller le bocal avec le couvercle qui a deux prises après le chargement des objets tels que des insectes produits infestés dans le bol.
        Remarque : Chaque couvercle du bocal a deux sorties, et l’un des points de vente a un tube en plastique étendu au fond du pot pour accroître l’efficacité du remplacement de l’air.
      2. Chambres en autocuiseurs : graisser la jante de la chambre de vaseline. Charger les produits et les insectes dans la chambre et fermez-le avec le couvercle.
      3. Chambres de grand fumigation : lubrifier le joint d’étanchéité légèrement avec de la gelée de pétrole. Puis charger les produits dans la chambre. Ferme la porte. Serrer les pinces si nécessaire pour maintenir un joint étanche.
        Remarque : Aucun gaz n’est très volatil, il n’est pas nécessaire d’avoir un ventilateur dans une chambre de fumigation pour garder l’air dans la chambre de mélange.

2. création de Conditions ULO dans chambres de Fumigation

  1. Se connecter à une chambre à la ligne2 de N ainsi qu’un analyseur de2 O.
    Remarque : Un connecteur en T avec une extrémité va à l’analyseur et l’autre extrémité équipée d’un clapet unidirectionnel peut être utilisée pour libérer l’air afin d’éviter le haut débit à l’analyseur de2 O.
  2. Sortie N2 grâce à un débitmètre de vider la chambre pour éliminer l’oxygène.
  3. Réduire la vitesse d’écoulement N2 à 0,5 - 1 L/min lorsque le niveau2 O est proche de 30 ppm.

3. injection d’aucun gaz

  1. Remplir le sac de papier d’aluminium avec aucun gaz.
    1. Remplissez le sac avec N2 tout d’abord et puis aspirez l’air laver par O2 du sac.
    2. Puis ne relâchez aucun gaz dans le sac dans une hotte de laboratoire.
    3. Accrocher le sac dans une hotte de laboratoire à utiliser pour les pas fumigation.
      Remarque : Après une utilisation prolongée, le sac peut devenir dégradé et la tubulure peut devenir cassante à cause des effets corrosifs du N°2. Ainsi, les sacs devront être remplacés périodiquement.
  2. Injecter des N° en chambres de fumigation.
    1. Laver la seringue et joint tubulure avec N2 pour purger l’O2.
    2. Prélever un échantillon de NO dans le sac de papier d’aluminium NO et l’injectent dans chambres de fumigation.
    3. Après l’injection, rincer la seringue et joint tubulure avec N2.
    4. Placer les chambres de fumigation à 2 ° C pour la durée du traitement la fumigation.

4. ne mesurer aucune Concentration dans une enceinte de Fumigation

Remarque : Aucune concentration en fumigation pour les ravageurs ne peut varier de 2 000 ppm (0,2 %) à 50 000 ppm (5 %). Cette gamme est « out of range » du N° actuel surveille. Mais, aucuns niveaux encore ne peuvent être mesurées dans les échantillons dilués ou en utilisant un dispositif de dilution.

  1. Fumigations de petite chambre
    1. Diluer les échantillons d’air provenant des pots de traitement à la fin de la fumigation :
      1. Créer les conditions ULO ≤30 ppm O2 dans des bocaux.
      2. Prélever des échantillons de gaz de traitement bocaux à injecter dans les bocaux ULO.
    2. Mesurer les niveaux de2 non et non dans les échantillons dilués en faisant circuler l’air via un moniteur de gaz de combustion.
  2. Les fumigations de grande chambre : les procédures sont illustrées à la Figure 4.
    1. Mettre en place un système de dilution.
    2. Mesurer les niveaux de2 non et non.
      1. Allumez le moniteur de gaz de combustion et rincez-la avec N2.
      2. Allumez le débit du gaz échantillon à mesurer les niveaux de2 non et non.
      3. Terminer la mesure en désactivant le débit du gaz échantillon.

5. ne terminer aucun Fumigation

  1. Fumigation des insectes seulement
    1. Placer les chambres de fumigation sous une hotte.
    2. Ouvrez les chambres.
    3. Récupérer les insectes pour l’évaluation de la mortalité.
      NOTE : Les insectes sont généralement maintenus dans une chambre du jour au lendemain après la fumigation pour permettre à tous les insectes vivants récupérer avant d’être marqué pour la mortalité.
  2. Fumigation de produits frais
    1. Déplacez chambres de fumigation dans une hotte de laboratoire (pour les petites chambres).
    2. Rincer les chambres de fumigation avec N2 pour permettre un échange d’air numéro spécifique.
    3. Ne suivre aucun niveau de la sortie d’échappement.
      Remarque : Le moniteur de gaz de combustion peut servir à surveiller sans niveaux pendant la chasse d’eau2 N. En général, nous rincer chambres de fumigation pour réduire le niveau de non moins de 200 ppm avant d’ouvrir les chambres à air ambiant.
    4. Récupérer les insectes pour l’évaluation de la mortalité (si les insectes sont inclus).
    5. Stocker les produits fumigés pour l’évaluation de qualité analyse et après le traitement de résidus.
      Remarque : Prévoir fumigées produits suffisamment de temps dans la hotte pour non et non2 se dissipe avant de les déplacer pour le stockage. Produits de fumigation sont généralement stockés à basse température ainsi que les contrôles dans une glacière pendant une certaine période avant d’être évalués pour la qualité post-récolte et d’éventuelles blessures.

6. analyse des résidus

  1. Mesure de dioxyde d’azote (NO2) à l’aide d’un 405 nm N°2/NO/NOX surveiller
    1. Ouvrir et laisser l’autoroute 405 nm N°2/NO/NOX surveiller pour réchauffer pendant 20-30 min.
    2. Fermer la chambre de fumigation contenant le produit.
      Remarque : Après la fumigation, fumigation chambres étaient ouverts et placés à une certaine température pour permettre aucune2 se dissipe. Au moment où aucune version2 n’est mesurée, sceller la chambre hermétique muni d’un couvercle avec deux ports équipés de robinets d’arrêt. Une température de 20 ° C a été utilisée dans la démonstration de la procédure.
    3. Connectez le moniteur de2 N° à la chambre pour faire circuler l’air à travers l’écran de2 NO.
    4. Immédiatement démarrer la journalisation des données sur les2 surveillent et collecter des données pendant 1 min.
    5. Déconnecter la chambre du moniteur et de garder la chambre scellée.
      Remarque : L’enregistrement de données peut être lancé via le MENU -> Dat -> Log sur le moniteur de2 NO, ou via le logiciel graphique sur un ordinateur.
    6. Garder les chambres scellées à 20 ° C pendant 1 h, puis répétez l’étape de collecte de données.
      Remarque : L’intervalle de temps peut être ajusté en fonction du taux de libération du NO2 de produits de fumigation.
    7. Calculer la différence entre les deux pas les concentrations2 et convertir les données à mg/kg/h.
  2. Mesures de nitrate et de nitrite avec un analyseur de NO GE Sievers 280i
    Remarque : Veuillez vous référer au manuel du fabricant et le papier21 par Yang et Liu (2017) pour des informations détaillées.
    1. Préparation des échantillons
      1. Homogénéiser les échantillons de produits dans un mélangeur.
      2. Transférez 15 g de l’échantillon homogénéisé le mélangeur dans un flacon.
      3. Ajouter 100 mL de distillée H2O à s’installer pendant 10 minutes dans le flacon.
      4. Filtrer l’échantillon et conserver la solution filtrée à 2 ° C jusqu'à l’utilisation.
    2. Préparation d’agent réducteur pour la mesure des nitrates avec l’analyseur de monoxyde d’azote
      Remarque : Veuillez vous référer au manuel du fabricant pour plus d’informations.
      1. Ajouter 0,8 g de chlorure de vanadium (VCl3) dans une fiole.
      2. Lentement ajouter 100 mL de 1 M chlorhydrate d’acide (HCl) dans le ballon avec la VCl3, cap de la fiole et agiter plusieurs fois.
      3. Filtrer la solution à l’aide de papier filtre et un entonnoir et sceller le flacon de solution filtrée avec papier d’aluminium et placez-le au réfrigérateur.
    3. Mesure de nitrate et de nitrite avec l’analyseur de monoxyde d’azote
      Remarque : Veuillez vous référer au manuel du fabricant pour plus d’informations.
      1. Préchauffez le bain d’eau à 95 ° C. Ajouter 4 à 6 mL d’agent réducteur de nitrates dans un récipient de purge et régler le débit de gaz inerte à un niveau correct.
        Remarque : Le gaz inerte est lui. N2 gaz peut également être utilisé.
      2. Injecter 5 µL de solution de l’échantillon à l’aide d’une seringue dans le récipient de purge.
      3. Passez à la prochaine injection de l’échantillon lorsque le pic de l’échantillon est terminé.
    4. Mesure de nitrite avec l’analyseur de monoxyde d’azote
      Remarque : Veuillez vous référer au manuel du fabricant pour plus d’informations.
      1. Réglez le robinet sur le navire de purge d’avoir 1-2 psi de pression pour gaz inerte.
      2. Ajouter 4 à 6 mL d’acide acétique concentré pour remplir la première ampoule du navire purge.
      3. Peser 50 mg d’iodure de sodium (NaI) et dissoudre dans 1 à 2 mL H2O.
      4. Ajouter la solution NaI dans le navire de purge et laisser mélanger pendant 1 à 2 minutes.
      5. Augmenter le débit de gaz inerte à un niveau correct.
      6. Injecter 5 µL de solution de l’échantillon à l’aide d’une seringue dans le récipient de purge.
      7. Procéder à l’injection de l’échantillon suivante après le pic de l’échantillon.

7. évaluation de la qualité après la récolte des fruits et légumes

Remarque : Produit des blessures causées par aucune fumigation peuvent apparaître immédiatement après la fumigation (Figure 5). Cependant, la qualité des produits est généralement évaluée après 1-2 semaines d’entreposage au froid après le traitement. Les symptômes des blessures progresseront au fil du temps et peuvent être mieux identifiés dans l’évaluation de la qualité. Procédures pour l’évaluation des différents produits frais peuvent différer considérablement. Seules les procédures pour évaluer la qualité de la laitue sont illustrés ici comme un exemple d’utilisation de procédures établies,5.

  1. Enlever laitue de la salle frigorifique deux semaines après la fumigation. Retirez les enveloppements et inspecter les surfaces pour les taches et la décoloration pour tous les traitements, y compris les contrôles.
  2. Score et enregistrement externe de la qualité visuelle pour tous les traitements sur la base des procédures établies8.
  3. Couper la laitue en moitiés et inspecter des taches et des colorations pour tous les traitements.
  4. Score et enregistrer des notes internes de qualité visuelle pour tous les traitements.

Representative Results

Fumigation de monoxyde d’azote aux produits frais doit se terminer par un N2 flush pour diluer non avant l’ouverture des chambres de fumigation pour exposer les produits dans l’air ambiant. Lorsqu’un traitement par fumigation se termine en ouvrant directement la chambre à air ambiant sans un N2 vider, la réaction entre le n et O2 se traduira par la production de NO2 et exposition de produits frais au NO2 se traduit souvent par blessures, y compris les taches brunes, la décoloration et les tissus morts points8. Délicats légumes et fruits tels que la laitue, les courgettes et les poires sont sujettes aux dommages causés par le N°2. Lorsqu’aucune fumigation ne se termine correctement avec un affleurement N2 , le traitement de fumigation a été démontré pour être sûr sans aucune blessure à la qualité des produits (Figure 6 et Figure 7). En fait, aucune fumigation pour les ravageurs ne s’est avérée pour améliorer qualité post-récolte des produits frais comparativement aux témoins traités tel que démontré sur les fraises. Fraises fumigées avec N° de contrôle du thrips conservent une couleur plus lumineuse et plus riche et sont également moins doux une semaine après la fumigation contre le control8. Têtes de laitue enveloppés dans des manches en plastique peuvent subir des blessures à la surface de feuilles directement sous les orifices de ventilation de l’enveloppes en raison de la réaction du n O2 pour produire aucun2 si la fumigation ne se termine pas correctement.

Flushing avec N2 à la fin d’aucun fumigation n’affecté aucun rejet de2 produits fumigées. Lorsque aucune fumigation n’a pris fin avec le N2 de chasse, il n’y a aucune différence significative dans aucun taux de rejet2 entre le traitement et le contrôle. AUCUN traitement de fumigation rincée avec de l’air à la fin de la fumigation, cependant, n’a un niveau plus élevé, aucun taux de rejet de2 par rapport à la commande et la libération de NO2 a diminué au fil du temps.

Pour des produits plus frais y compris laitue, brocoli, fraise, pomme, orange, etc., il n’y a pas3 ou aucun niveau2 aucune différence significative entre le traitement qui a pris fin avec un N2 chasse d’eau et le contrôle. Seulement quand aucun traitement de fumigation avait n’été congédié par le rinçage avec de l’air normal, il y avait significativement plus élevée NO3 et aucune concentration de2 dans tous les produits de fumigation que tous deux contrôlent et N2 vidées fumigées produits. AUCUNE concentration de2 n’était généralement pas détectable dans les deux une fumigation et contrôle des produits (tableau 1 et tableau 2). Par conséquent, il n’y avait aucun des niveaux importants de résidus d’aucun produit frais fumigées après 24 h après la fumigation lorsque fumigation a pris fin correctement avec injection d’azote.

Figure 1
Figure 1 : effets d’aucune fumigation sur les insectes et acariens. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 2
Figure 2 : Démonstration de blessures de laitue par NO2 de la réaction entre NO et O2 . Veuillez cliquer ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 3
Figure 3 : Organigramme d’aucune procédure de fumigation. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 4
Figure 4 : Méthode d’utilisation d’un dispositif de dilution et un gaz de grippe surveiller avec aucun capteur pour ne mesurer aucun niveau à grande échelle sans test de fumigation. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5
Figure 5 : Compare les effets des traitements de fumigation terminées par N2 chasse et chasse d’eau de l’air sur la qualité post-récolte des fruits et légumes frais. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6
Figure 6 : Postharvest qualité de laitue, brocoli et pommes de trois traitements (C, T1, T2) 14 jours après la fumigation avec contrôle représentant C, T1 et T2, fumigation terminée par une fleur N2 et fumigation terminée avec air encastré, respectivement. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 7
Figure 7 : Postharvest qualité des oranges, les poires et les pêches de trois traitements (C, T1, T2) 14 jours après la fumigation avec contrôle représentant C, T1 et T2, fumigation terminée par une fleur N2 et fumigation terminée avec air encastré, respectivement. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Produit NON (%) Traitement PAS de3 (mg/100 g) PAS2 (mg/100 g)
pomme 5.0 NO-Air 1.60±0.12 un 0.50±0.16 un
NON-N2 1.36±0.13 ab 0.03±0.01 b
Contrôle 0.76±0.28 b 0 b
Abricot 3.0 NO-Air 1.84±0.14 un 0.21±0.02 un
NON-N2 0.92±0.17 b 0 b
Contrôle 0.54±0.01 b 0 b
Asperges 3.0 NO-Air 2.19±0.13 un 0.08±0.04 un
NON-N2 0.70±0.03 b 0 a
Contrôle 0.84±0.07 b 0 a
Myrtille 3.0 NO-Air 2.74±0.46 un 0.14±0.02 un
NON-N2 1.24±0.19 b 0 b
Contrôle 1.22±0.15 b 0 b
Brocoli 3.0 NO-Air 18.69±3.75 un 0.17±0.06 un
NON-N2 18.51±3.42 un 0 b
Contrôle 12.26±2.31 un 0 b
Cerise 3.0 NO-Air 1.75±0.11 un 0
NON-N2 0.56±0.09 b 0
Contrôle 0.65±0.08 b 0
Ail 3.0 NO-Air 5.05±0.45 un 0.14±0.02 un
NON-N2 4.45±0.79 un 0 b
Contrôle 5.01±0.69 un 0 b
Raisin 3.0 NO-Air 6.32±0.68 un 0
NON-N2 2.38±0.43 b 0
Contrôle 2.74±0.25 b 0
Poivre 3.0 NO-Air 9.26±0.35 un 0.71±0.12 un
NON-N2 6.75±0.68 b 0.02±0.01 b
Contrôle 6.23±0.72 b 0 b
Kiwi 3.0 NO-Air 1.66±0.55 un 0
NON-N2 1.25±0.09 un 0
Contrôle 1.41±0.31 un 0
Laitue 2.0 NO-Air 112.85±20.17A 7.99±2.02 un
NON-N2 38.97±5.87 b 0.1±0.1 b
Contrôle 40.64±10.81b 0 b
Orange 3.0 NO-Air 1.22±0.13 un 0.27±0.05 un
NON-N2 1.05±0.05 un 0.02±0.01 b
Contrôle 1.24±0.22 un 0 b
Prune 3.0 NO-Air 1.04±0.08 un 0
NON-N2 0.63±0.04 b 0
Contrôle 0.84±0.11 ab 0
Fraise 2.5 NO-Air 6.01±0.62 un 0
NON-N2 5.30±0.77 un 0
Contrôle 6.16±1.06 un 0

Tableau 1 : niveaux de Nitrate et de nitrite sous forme de résidus après 24 h après la fumigation de l’oxyde nitrique 16 h sur les fruits et légumes. Pour chaque produit, les valeurs suivies de lettres différentes sont significativement différentes basé sur Tukey HSD plusieurs test de portée (P ≤ 0,05). Tiré à part de Yang et Liu (2017).

Discussion

Maintenant O2 hors de la chambre de fumigation est essentielle à la réussite N° fumigation pour la lutte contre les parasites. Chambres de fumigation ont besoin d’avoir des joints hermétiques et lignes de connexion doivent être rincées avec N2 ou d’autres gaz inertes pour enlever O2 avant d’être utilisée pour ne dégager aucun gaz dans les chambres de fumigation. Un autre aspect crucial d’aucune fumigation est dilution de NO avec une fleur à la fin de la fumigation N2 . Cela empêche la production d’excès NO2 et ses éventuelles blessures aux produits frais. Comme différents produits frais ont différents niveaux de tolérance à aucune exposition2 , un traitement de fumigation NO peut nécessiter différents niveaux du flush2 N pour éviter des blessures. Parce que NO2 a un point d’ébullition élevé d’environ 21 ° C et aussi réagit avec l’eau pour former des acides, la production de NO2 sera probablement augmenté N°2 relatif aux produits fumigés comme résidu et augmentations de nitrate ou de nitrite qui sont changées de pas2.

Le type de produits à fumiger peut également compliquer le processus de la fumigation, comme une chasse d’eau initiale avec N2 d’établir des conditions ULO et un éclat final avec N2 pour terminer le traitement par fumigation. Gros légumes dans perforé emballages en plastique tels que la laitue pommée enveloppé représentent une grande barrière à ventilation d’air et, par conséquent, un défi à débusquer O2 avec N2 au début de la fumigation et débusquer les N° avec le N2 à la fin de la fumigation. Pour ces produits, il est préférable de n’utiliser des combinaisons de bas aucun les concentrations et les temps de traitement plus longs pour lutter contre les ravageurs, parce que c’est plus sûr pour la qualité des produits.

AUCUN niveau en chambres de fumigation de surveillance constitue un autre défi à ne mener aucune fumigation. La plupart des instruments ne peut pas mesurer le haut pas de concentrations utilisées par aucun des fumigations pour la lutte contre les parasites. Il existe quelques dispositifs de dilution qui sont disponibles dans le commerce, mais on ignore s’ils seront appropriés pour aucune fumigation. Toutefois, un dispositif de dilution peut être fait comme décrit ci-dessus et utilisé pour aucune surveillance à l’aide d’un analyseur de gaz n’équipé un capteur de NO.

Plusieurs modifications peuvent être effectuées pour les procédures de ne suivi aucune concentration en chambres de fumigation. Par exemple, un échantillon de l’air dans une enceinte de fumigation se dilue dans un sac de papier d’aluminium avec un certain volume d’azote. L’exemple de l’air dilué ne peut ensuite diffusée via un moniteur de gaz de combustion équipé d’une forte concentration aucun capteur pour ne mesurer la concentration de. Toutefois, il sera difficile d’éviter l’oxydation de NO dans le processus et la dilution processus entraînera probablement des pertes de no Par conséquent, la non calculée basée sur la mesure de l’air dilué échantillons provenant de la fumigation chambres sera probablement n’inférieur du réel aucuns niveaux dans l’alvéole de fumigation.

Le processus d’établissement des conditions ULO dans chambres de fumigation peuvent également être modifiées selon quels types de chambres de fumigation sont disponibles. Pour les chambres de fumigation qui peuvent être utilisés dans des conditions de vide, conditions de ULO peuvent être établies par le processus d’aspiration répétée suivie par la chambre de remplissage à l’azote. Ce processus sera plus efficace pour établir les conditions de ULO que le processus de purge normale décrite ci-dessus. Pour les produits stockés, CO2 peut également être utilisé au lieu de N2 pour l’établissement des conditions ULO pour aucune fumigation.

Pour l’analyse des résidus, la 405 nm N°2/NO/aucun moniteurx a été choisi pour ne mesurer aucun rejet de gaz2 échantillons sous fumigation dans les espaces en tête et l’analyseur de monoxyde d’azote a été configurée pour détecter des nitrates et des nitrites dans les échantillons de liquides. Toutefois, les autres types d’instruments sont disponibles avec approprié sensibilités et spécificités de mesure NO2 en headspaces et mesurer les nitrates et les nitrites dans les échantillons de liquides. Par conséquent, les procédures pour les mesures des résidus peuvent être modifiés selon la disponibilité des instruments.

NO est très volatil avec un point d’ébullition de-152 ° C et réagit instantanément avec O2, il n’est pas prévu que NO resterait comme un résidu sur les produits de fumigation après la fumigation. Par conséquent, seulement N°2 a été mesurée dans l’espace libre des produits fumigées. PAS2 a un haut point d’ébullition de 21 ° C et se dissipe beaucoup plus lentement, de produits et est donc susceptible de rester sur les produits fumigés pendant un certain temps après la fumigation.

Pour les légumes, si aucune fumigation n’est pas rincée avec N2 à la fin, ne réagirait avec O2 pour produire les N°2 et peut se traduire par la persistance de NO2 depuis un certain temps que les produits frais sont généralement stockés à des températures basses. Par conséquent, du point permanent de raccourcir la période de temps reentering après la fumigation, aucune fumigation ne doit également être rincée avec N2 à la fin de la fumigation. Ne suivi aucune version2 est, par conséquent, important de déterminer combien de temps et comment beaucoup de NO2 restera sur les produits après la fumigation. AUCUN niveau de2 produits fumigées n’affectera potentiellement comment les produits fumigées seront manipulés ou stockés.

Nitrate existe naturellement dans le sol et les plantes, y compris les fruits et légumes.  Certains légumes-racines peuvent collecter des concentrations élevées de nitrates. Les légumes sont la principale source alimentaire de nitrates. Par exemple, épinards et laitues fraîches ont des niveaux de nitrates moyenne de 786-1 080 et 1 420-3 400 mg/kg. Le règlement de la commission européenne définit les teneurs maximales en nitrates pour la laitue et les épinards à 2 500-4 500 et 2 000-3 000 mg/kg13. Les nitrates et les nitrites sont également fréquemment ajoutés aux viandes transformées, comme le bacon, jambon, saucisses, hot-dogs et et sont consommés comme ils sont utilisés comme agent conservateur dans les produits de ces viandes. Mesures de nitrate et de nitrite sous forme de résidus d’aucune fumigation étaient destinés à fournir des informations sur l’ampleur que la fumigation NO peut modifier leurs niveaux dans les produits de fumigation et peut n’avoir aucun lien à la sécurité alimentaire. Mesures de nitrate et de nitrite sous forme de résidus devraient donc être considérées comme facultatifs sauf s’ils sont exigés par les organismes de réglementation dans l’enregistrement de NO comme fumigant ou d’autres processus de réglementation. Des procédures détaillées pour les mesures de nitrate et le nitrite sont également disponibles21.

Fumigation de monoxyde d’azote a des avantages de haute efficacité contre tous les stades de la vie des insectes et acariens et aucun résidu nocif par rapport à la plupart des autres produits de fumigation, tel que discuté avant6,7,9. Étant donné qu’il y a un manque critique d’alternatives efficaces à la fumigation au bromure de méthyle après récolte antiparasitaires et fumigants alternatives la plupart laissent des résidus toxiques dans les produits de fumigation, aucune fumigation ne garantit beaucoup élargi de recherche et développement, et efforts d’enregistrement pour apporter la solution de contrôle de ce ravageur post-récolte sûrs et efficaces sur le marché. Pourtant, en raison de la complexité et la stricte pour conditions ULO de procédures de fumigation, formation peut être nécessaire pour de nombreux chercheurs ne démarrer aucune recherche de fumigation. C’est notre intention de fournir un instructif et facile à suivre des procédures de laboratoire aucun traitement de fumigation pour postharvest pest contrôle sur la nouvelle et stocké des produits agricoles. Les principes des procédures permet élaborer des protocoles à grande échelle sans fumigations pour des applications pratiques.

Disclosures

Aucun.

Acknowledgments

Cette recherche a été financée en partie par des subventions de l’Alliance du USDA Foreign Agricultural Services.

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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Procédures de laboratoire Fumigation pour Pest Control avec gaz d’oxyde nitrique
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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).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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