מאמר זה מתאר את תחמוצת החנקן (NO) פרוטוקולים ההדברה מזיקים לאחר הקטיף. צ’יימברס ההדברה הם סמוקים עם חנקן (N2) להקים ultralow חמצן בתנאים לא מוזרק. בסוף, צ’יימברס הם סמוקים ב N2 כדי לדלל לא לפני חשיפת מוצרים אויר כדי למנוע חשיפה2.
תחמוצת החנקן (NO) הוא fumigant שהתגלתה מזיקים לאחר הקטיף. מאמר זה מספק פרוטוקולים מפורט לביצוע אין לעישון על מוצרים טריים ונהלים לבקרת איכות ניתוח והמוצר שאריות. תא אטום ההדברה המכיל פירות וירקות טריים התרוקן קודם עם חנקן (N2) להקים סביבה ultralow חמצן (ULO) ואחריו הזרקה של מס תא הריסוס ואז נשמרת בטמפרטורה נמוכה של 2-5 ° C עבור תקופת זמן שצוינה הכרחי להרוג נודניק היעד להשלמת טיפול ההדברה. בסוף הטיפול לעישון, תא ההדברה התרוקן ב N2 כדי לדלל לא לפני פתיחת התא לאוויר הסביבה כדי למנוע את התגובה בין לא O2, אשר מייצרת2 עשוי להזיק עדין מוצרים טריים. בזמנים שונים לאחר הריסוס אין, אין2 בתוך קראוון וחנקה ו חנקיתי בדגימות הנוזל נמדדו כמו שאריות. איכות המוצר הוערך לאחר 2 שבועות של אחסון הקרה שלאחר הטיפול כדי לקבוע את ההשפעות של ההדברה לא על איכות המוצר. מונע O2 מגיבים לא חיוני לעישון. לא, היא חלק חשוב של הפרוטוקולים. מדידת רמות אין הוא מאתגר, פתרון מעשי הינו מסופק. פרוטוקול אפשרי שינויים מוצעים גם למדידת אין רמות ההדברה צ’יימברס, כמו גם משקעים. הריסוס לא יש את הפוטנציאל להיות אלטרנטיבה מעשית מתיל ברומיד ההדברה להדברה לאחר הקטיף על מוצרים טריים מאוחסנת. פרסום זה מיועד לסייע לחוקרים אחרים אין מחקר ההדברה מזיקים לאחר הקטיף, האצת הפיתוח של אין ההדברה עבור יישומים מעשיים.
תחמוצת החנקן הוא מולקולה messenger תא בכל מקום מערכות ביולוגיות כל2. היא פרסמה בכמויות גדולות כמו גורם מזהם נפוץ של שריפת דלק פוסילי תחנות כוח, כלי רכב מנועיים, מיוצר בכמויות גדולות כמו תוצר ביניים בייצור דשנים. מחקר אינטנסיבי בלי ב-20 השנים האחרונות הניב כמות גדולה של ידע על החשיבות שלה, פונקציות מנגנוני ויסות תהליכים ביוכימיים פיזיולוגיים במערכות ביולוגיות שונות. ידע זה הביא ביישומים רפואיים שונים של לא לטיפול במחלות והנשימה14,15,16. בחקלאות, לא שימש לפני יותר ממאה שנים על מוצרי בשר מעובד עבור שימור פיגמנט אדום3. גם לא מאריך חיי מדף ומשפר את איכות ומעורבותם של מגוון רחב של מוצרים טריים11,12,17,18,19,20. יותר לאחרונה, לא נמצאה fumigant חזק עבור בקרת מזיקים לאחר הקטיף6.
לא הוכח להיות יעיל נגד בכל שלבי החיים של החרקים נבדק (איור 1). המין המזיק נבדק מייצגים סוגים מגוונים של שלבי חיים מזיקים, מצביעים על הפוטנציאל הגדול של ההדברה לא לשלוט המזיק מגוון מינים. היעילות של אין הריסוס נגד חרקים מזיקים הוא קרוב לזה של מתיל ברומיד לעישון…. עם זאת, אין ההדברה יכול להתבצע בטמפרטורות אחסון הקרה. ההדברה מתיל ברומיד דורש מחממת את המוצרים המאוחסנים קר ו, לכן, עשוי להשפיע על איכות המוצר. לדוגמה, תריפס, תריפסכנימות עלה חסה, Nasonovia ribisnigri, יכול להיות נשלטת ב- 2 ו- 3 h עם 2.0% ו- 1.0% אין לעישון, בהתאמה, על 2 ° C6. אין מתכון שלישי הוא גם הרבה יותר מהר מאשר לעישון פוספין אשר הוא הטיפול העיקרי מתיל ברומיד חלופי יכול לקחת מעל עשרה ימים כדי לשלוט כמה מזיקים4,6,9,10.
תחמוצת החנקן הריסוס יעילה נגד חיצוניות ופנימיות האכלה חרקים. הבחין כנף דרוזופילה, דרוזופילה suzukii, הזחלים של דובדבנים שורץ נשלטים ב 8 שעות עם 2.5% אין לעישון.9. הזחלים של codling העש, Cydia pomonella, בתפוחים שורץ נשלטים לחלוטין ב ההדברה 24 שעות עם 5% לא ב 2 ° C9,10. היעילות של ההדברה לא עולה עם הגדלת ריכוז, זמן טיפול ו טמפרטורה6. גורמים אלה יכול לשמש כדי למטב טיפולים ההדברה לא עבור מינים חרקים שונים על סחורות שונות.
עם זאת, לא מגיבה עם O2 באופן ספונטני כדי לייצר21. זה לא רק צורכת לא אך יכול גם לגרום נזקים למוצרים טריים כגון חסה (איור 2). לכן, אין ההדברה להתבצע בתנאים ultralow חמצן (ULO) כדי לשמר את מס עבור מוצרים טריים, fumigations לא צריך גם להיות מחוסל על ידי שטיפה עם N2 כדי לדלל לא לפני חשיפת חיטאנו את המוצרים אויר כדי להקטין את החשיפה שלהם לא2. דרישות אלה מחמירים להגביר את המורכבות ואת העלות של ההדברה אין. עם זאת, אין מתכון שלישי צפוי להיות באופן טכני ריאלי, העלות האפקטיבית7. כל הרכיבים של גדול קנה המידה לעישון. אין הם גם זמינים מסחרית או יכול להתבצע באופן מסחרי כולל חנקן דור ציוד, אין אספקה, ציוד ניטור (O2 מנתח, אין מטר), צ’יימברס ההדברה לאוויר. אחסון מבוקר בבקרה (CA) והמשלוח תחת האווירה נמוך של2 O שימשו מסחרית. עלות אנרגיה ביצירת N2 עבור לעישון. אין גם צנוע, ישתנו בהתאם למיקום7.
תחמוצת החנקן ההדברה גם בטוח פירות טריים, ירקות כאשר ומנותקים כהלכה על ידי שטיפה עם N2 כדי לדלל לא קודם לפני חשיפת המוצרים הסביבה אוויר8. הריסוס לא הוכח כדי להיות בטוחים כל נבדק עד היום כולל חסה, ברוקולי, מלפפונים, פלפלים, עגבניות, תותים, תפוחים, אגסים, תפוזים, לימונים8ירקות ופירות טריים. ההדברה 4 שעות עם 1% לא ב 2 מעלות צלזיוס לשליטה תריפס משפר גם את איכות תות. שבוע לאחר הריסוס, תותים שטופלו תקיף, יש צבע בהיר יותר, עשירה יותר הינם, לכן, כדאי postharvest איכות לעומת שליטה8.
תחמוצת החנקן ההדברה גם לא מותיר שאריות מזיקות על תוצרת טרייה מעושן. כמו לא מגיבה עם O2 כדי לייצר2, אין הריסוס עלול לגרום בתצהיר של2 על המוצרים בשל נקודת הרתיחה 21 ° C של2. בנוכחות מים,2 הידרוליזה ליצירת חומצה חנקתית (עב ס3). לכן, אין ההדברה עשוי עשוי לגרום לכך חנקות (אין3–) ניטריטים (לא2–) כמו שאריות על סחורות שטופלו. בעת הריסוס הסתיים עם N2 פלאש, אין תוצאות ההדברה מגביר אין או מעט מאוד חנקתי או חנקיתי כמו שאריות-24 שעות לאחר הריסוס מצרכים טריים9,21.
אופי תגובתי לא עם O2 דורש גם נהלים מחמירים להשאיר בחוץ O2 במהלך התהליך של ביצוע טיפולים לעישון. לא. המורכבות ואת הנהלים המחמירים ביותר מומחשים חזותית צריך להיות עקב, שולט. במצגת זו סירטון, אין ההדברה של מוצרים טריים הייתה הסביר, מאויר, הפגינו כדי לאפשר לחוקרים אחרים לערוך מחקר ההדברה לא ולפתח טיפולים ההדברה לא מזיקים לאחר הקטיף. מאמצים אלה יעזור כדי להאיץ שימוש מסחרי אין לעישון. כדי לשלוט מזיקים לאחר הקטיף על מוצרים טריים מאוחסנות.
שמירה על O2 מהחדר ההדברה היא קריטית כדי לא מוצלח ההדברה מזיקים. צ’יימברס הריסוס צריך אטום המועצה ויש חיבור קווים יבוצע ריקון עם N2 או אחרים נייח כדי להסיר O2 לפני בשימוש לשחרר גז אין לתוך ההדברה צ’יימברס. עוד היבט קריטי לעישון. אין היא דילול של לא עם N2 סומק בסוף ההדברה. פעולה זו מונעת ייצור עודף2 ופציעות אפשריות שלה למוצרים טריים. כמו במוצרים טריים שונים יש רמות שונות של סובלנות. אין חשיפה2 , טיפול ההדברה לא עשויים לדרוש רמות שונות של ריקון2 N כדי למנוע פציעות. כי אין2 יש נקודת רתיחה גבוהה של 21 ° C והוא גם מגיב עם מים לקבלת טופס חומצות, אין ייצור2 יהיה עלול לגרום עלו2 על מוצרים חיטאנו כמו שאריות ומגדיל חנקתי ו/או חנקיתי שיומרו מ-2.
סוג המוצרים כדי להיות מעושן יכול גם לסבך את תהליך ההדברה, כגון ריקון הראשונית עם N2 כדי ליצור תנאים ULO רצף הסופי עם N2 כדי לסיים את הטיפול ההדברה. ירקות עלים גדולים מחורר עטיפות פלסטיק כגון חסה ראש עטוף מייצגים מכשול גדול אוויר אוורור ולכן אתגר כדי לשטוף החוצה O2 ב N2 בתחילת ההדברה ומרוקן החוצה. לא עם N2 בסוף ההדברה. עבור מוצרים אלה, עדיף להשתמש בשילובים של התחתון אין ריכוזים ושעות טיפול ארוך יותר כדי לשלוט מזיקים כי זה בטוח יותר עבור איכות המוצר.
פיקוח על אין רמות בתאי ההדברה הוא אתגר נוסף בביצוע ההדברה אין. רוב המכשירים לא יכול למדוד הגבוה אין ריכוזים בשימוש fumigations לא מזיקים. קיימים מספר התקנים דילול אשר זמינים מסחרית, אבל זה לא ידוע אם הם יהיו מתאימה לעישון. לא. עם זאת, התקן דילול יכול כמתואר לעיל וגם בשימוש עבור אין פיקוח באמצעות צג גז מצויד בחיישן לא.
שינויים נוספים ניתן לבצע נהלי ניטור אין ריכוזים בתאי ההדברה. לדוגמה, יכול להיות מדולל מדגם של האוויר בחדר לעישון. בתוך שקית נייר עם אמצעי מסוים של חנקן. המדגם מדולל אוויר יכול להיות הפיץ מכן דרך צג גז הארובה מצויד עם ריכוז גבוה אין חיישן למדידת ריכוז אין. עם זאת, זה יהיה קשה למנוע חמצון של נו בתהליך ועל את דילול התהליך עלול לגרום הפסדים של מס לכן, לא המחושבים על בסיס המדידה של האוויר מדולל דגימות של הריסוס צ’יימברס צפויה להיות נמוכה יותר בפועל אין רמות הצ’יימברס ההדברה.
תהליך הקמת ULO התנאים בלשכה אריזות עץ גם יכול להיות שונה בהתבסס על אילו סוגי ההדברה תאי הינם זמינים. עבור תאי ההדברה יכול לשמש בתנאים ואקום, ULO תנאים יכול להתבסס על התהליך של שואב אבק חוזרות ואחריו ממלא את החדר עם גז חנקן. תהליך זה יהיה יעיל יותר בהקמת ULO תנאים מאשר תהליך שטיפה רגילה שתוארו לעיל. עבור מוצרים מאוחסנים, CO2 עשוי לשמש גם במקום N2 להקמת ULO תנאים אין ההדברה.
לניתוח שאריות, כביש 405 ננומטר אין2/לא/אין צגx נבחר כדי למדוד אין שחרור גז2 מדגימות חיטאנו את החללים ראש ו במנתח תחמוצת החנקן נקבע לזהות חנקתי, חנקיתי דגימות נוזלים. עם זאת, סוגים אחרים של כלים זמינים עם רגישויות מתאימים, specificities מדידה2 ב- headspaces, מדידת חנקתי חנקיתי בדגימות הנוזל. לכן, ההליכים למדידות שאריות יכול להיות שונה בהתבסס על הזמינות של כלים.
כמו לא נדיפים מאוד עם נקודת רתיחה-152 ° C ו מגיבה באופן מיידי עם O2, לא צפוי זה לא יישאר כמו משקע על מוצרים חיטאנו לאחר הריסוס. לכן, רק2 נמדדה ב קראוון של מוצרים מעושן. 2 יש נקודת רתיחה גבוהה של 21 ° C כלתה איטי בהרבה ממוצרים ו ולכן צפויה להישאר על מוצרים חיטאנו זמן מה לאחר הריסוס.
עבור ירקות עליים, אם אין ההדברה לא שרוקן ב N2 בסוף, לא יגיב עם O2 כדי לייצר2 , יכול לגרום התמדתו של2 זמן כפי במוצרים טריים מאוחסנים בדרך כלל בטמפרטורות נמוכות. לכן, מנקודת בעמידה של קיצור תקופת הזמן reentering לאחר הריסוס, הריסוס לא צריך גם יבוצע ריקון עם N2 בסוף ההדברה. פיקוח על אין שחרור2 הוא, לכן, חשוב לקבוע כמה זמן ואיך הרבה NO2 יישאר על מוצרים לאחר הריסוס. בשום רמה2 על מוצרים חיטאנו ישפיע באופן פוטנציאלי כיצד טיפל או לאחסן המוצרים fumigated.
חנקת קיימת באופן טבעי קרקע וצמחים כולל פירות וירקות. קצת ירקות שורש יכול לאסוף ריכוזים גבוהים של חנקות. ירקות הם המקור תזונתיים הגדול של חנקות. לדוגמה, חסה טרייה ותרד בעלי רמות ניטראט הממוצע של 786-1,080 1,420-3400 מ”ג/ק”ג. תקנת הנציבות האירופית מגדירה את הרמות המרבי של חנקת חסה, תרד 2,500-4,500 ו- 2,000-3,000 mg/kg13. חנקת והן חנקיתי מתווספים גם מרבה בשר מעובד כמו בייקון, נקניק, נקניקיות, נקניקיות, צורכים הם משמשים כחומר משמר במוצרים אלה בשר. מדידות של חנקת, חנקיתי כמו שאריות ההדברה לא נועדו לספק מידע על היקף כי הריסוס לא יכול לשנות את רמות שלהם במוצרים מעושן, ייתכן כי אין כל רלוונטיות בטיחות המזון. לכן, מדידות של חנקת, חנקיתי כמו שאריות להתייחס בו כאופציונליות. אלא אם כן הם נדרשים על ידי סוכנויות תקינה ברישום של לא כמו fumigant או תהליכים רגולטוריים אחרים. הליכים מפורטים למדידות חנקתי, חנקיתי הינם גם זמינים21.
תחמוצת החנקן הריסוס יש יתרונות של יעילות גבוהה נגד בכל שלבי החיים של חרקים ואקריות, ללא שאריות מזיקות לעומת שאר fumigants, כפי שפורט לפני6,7,9. נתון כי יש מחסור קריטי יעיל חלופות מתיל ברומיד ההדברה מזיקים לאחר הקטיף, רוב fumigants חלופי להשאיר משקעים רעילים במוצרים חיטאנו לעישון. אין צווי מורחב יותר במחקר, פיתוח, ו רישום מאמצים להביא זה המזיק ומעורבותם יעילה ובטוחה לשלוט פתרון לשוק. ובכל זאת, בשל המורכבות מחמירים הדרישה ULO תנאים מההליכים לעישון, הכשרה עשויות להידרש חוקרים רבים להתחיל שום מחקר ההדברה. הכוונה שלנו לספק אינפורמטיבי וקלים למעקב נהלי המעבדה אין טיפולים ההדברה מזיקים לאחר הקטיף לשלוט על טרייה ומאוחסנים מוצרים חקלאיים. העקרונות של ההליכים ניתן לפתח פרוטוקולים עבור בקנה מידה גדול לא fumigations עבור יישומים מעשיים.
The authors have nothing to disclose.
מחקר זה נתמך בחלקה על ידי TASC מענקים משירותי חקלאי החוץ משרד החקלאות.
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. |