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산화 질소 가스와 해충에 대 한 훈 증 실험실의 절차

doi: 10.3791/56309 Published: November 24, 2017

Summary

이 문서는 postharvest 해충에 대 한 산화 질소 (NO) 훈 증 프로토콜을 설명합니다. 질소 (N2) 아니오 전에 ultralow 산소 조건 설정 하로 훈 증 챔버 플러시 주입. 끝에, 챔버 N2 없음2에 노출을 방지 하기 위해 주변 공기에 제품을 노출 하기 전에 노 희석 플러시됩니다.

Abstract

산화 질소 (NO) postharvest 해충에 대 한 새로 발견된 된 fumigant 이다. 이 종이 신선한 제품 및 잔류물 분석 및 제품 품질 평가 위한 절차에 아무 훈 증을 실시 하기 위한 상세한 프로토콜을 제공 합니다. 신선한 과일과 야채를 포함 하는 밀폐 훈 증 챔버 처음 질소 (N2)의 주입에 의해 다음 ultralow 산소 (울) 환경을 구축 플러시 훈 증 챔버는 다음 보관 2-5 ° C의 낮은 온도에서 지정된 된 기간에 대 한 훈 증 처리를 완료 하려면 대상 해충을 죽 일 하는 데 필요한. 훈 증 처리의 끝에, 훈 증 챔버 N2 아니오 사이 반응을 방지 하기 위해 주변 공기를 챔버를 열기 전에 노 희석 플러시 및 O2는 없습니다2 를 생성 하 고 섬세 한 신선한 제품을 손상 될 수 있습니다. 다른 시간에 아무 훈 증 후, headspace에 질산염 없음2 및 액체 샘플에서 아 질산염은 잔류물으로 측정 되었다. 제품 품질 없는 훈 증 제품 품질의 효과 결정 하기 위해 치료 후 저온 저장의 2 주 후에 평가 되었다. 아니 반응에서 O2 를 유지 아무 훈 증에 중요 하 고 프로토콜의 중요 한 부분입니다. 아무 레벨 측정 도전 이며 실용적인 솔루션을 제공 합니다. 가능 프로토콜 수정도는 훈 증 챔버로 잔류물 없음 레벨 측정을 위해 건의 된다. 아니 훈 증 postharvest 해충 신선 하 고 저장 제품에 대 한 메 틸 브 로마 이드 훈 증을 실용적인 대안이 될 가능성이 있다. 이 간행물 postharvest 해충에 대 한 훈 증 연구를 실시 하 고 실용적인 응용 프로그램에 대 한 아무 훈 증의 개발을 가속에서 다른 연구자를 지원 하기 위한 것입니다.

Introduction

질소 산화물은 모든 생물 학적 시스템2에서 유비 쿼터 스 셀 메신저 분자 이다. 그것은 화석 연료 연소 발전소와 자동차에서의 일반적인 오염 물질으로 대량으로 출시 하 고 비료 생산에 있는 중간 제품으로 서 대량에서 생산. 지난 20 년 동안에서에 강렬한 연구의 중요성, 기능과 다양 한 생물 학적 시스템에서 생 화 확 및 생리 적인 과정을 조절 메커니즘에 많은 양의 지식 굴복 했다. 이 지식 호흡과 심장 병14,,1516의 치료에 대 한 NO의 다양 한 의료 응용 프로그램에 결과 있다. 농업, 아니 빨간 안료 보존3전에 100 년 이상 가공된 육류 제품에 사용 되었다. 아니-수명 확장 하 고 다양 한 신선한 제품11,12,17,,1819,20의 postharvest 품질 향상 시킵니다. 더 최근에, 아니 postharvest 해충 제어6강력한 fumigant 발견 했다.

아니 테스트 곤충 (그림 1)의 모든 생활 단계에 대 한 효과가 입증 되었습니다. 테스트 해충 종 다양 한 종류와 해충의 생활 단계와 다양 한 해충 종 제어할 수 없는 훈 증의 위대한 잠재력을 표시 합니다. 아니 훈 증 해충에 대 한 효능은 메 틸 브 로마 이드 훈 증의 가깝습니다. 그러나, 아무 훈 증 냉장 온도에서 수행할 수 있습니다. 메 틸 브 로마 이드 훈 증은 차가운 저장된 제품의 워밍업 필요 하 고, 그러므로, 제품 품질에 영향을 수 있습니다. 서양 꽃 thrips, Frankliniella occidentalis, 그리고 상 추 진딧물, Nasonovia ribisnigri, 수 예, 제어 2와 2.0%와 1.0% h 3 아니 훈 증, 각각, 2 ° C6에. 아니 훈 증은 또한 주요 메 틸 브 로마 이드 대체 치료 이며 일부 해충4,,69,10제어 10 일 이상 걸릴 수 있습니다 phosphine 훈 증 보다 훨씬 빠릅니다.

질소 산화물 훈 증은 외부 및 내부 곤충 먹이 대 한 효과적입니다. 날개 초파리, 초파리 suzukii, 발견 애벌레 득실 거리 체리에 2.5%와 8 h에서 제어 됩니다 아니 훈 증9. Codling 나 방, Cydia pomonella, 사는 사과에 애벌레는 2 ° C9,10에서 아니 5 %24 시간 훈 증에 완전히 제어 됩니다. 아니 훈 증의 효능 농도, 처리 시간, 그리고 온도6증가 함께 증가 합니다. 이러한 요소는 다양 한 상품에 다른 곤충 종에 대 한 아무 훈 증 치료를 최적화 하기 위해 사용할 수 있습니다.

그러나, O2 21을 생산 하는 자발적으로 없습니다 반작용 한다. 이 뿐만 아니라 아니오를 소모 하지만 또한 양상추 (그림 2)와 같은 신선한 제품에 손상을 일으킬 수 있습니다. 따라서, 아무 훈 증 보존 ultralow 산소 (울) 조건 하에서 실시 되어야 합니다 번호 신선한 제품에 대 한 아무 fumigations 또한 N2 없음2에 그들의 노출을 줄이기 위해 주변 공기를 훈 증 소독 된 제품을 노출 하기 전에 노 희석 홍 조에 의해 종료 될 필요가 있다. 이러한 엄격한 요구 사항을 아무 훈 증의 비용과 복잡성을 증가. 그러나, 아무 훈 증 기술적으로 가능 하 고 비용 효율적인7으로 예상 된다. 대형의 모든 구성 요소는 없는 훈 증 규모 상용 또는 질소 생성 장비, 공급, 모니터링 장비 (O2 분석기, 아니 미터), 및 밀폐 훈 증 챔버를 포함 하 여 상업적으로 만들 수 있습니다. 제어 분위기 (CA) 저장 및 운송 낮은 O2 분위기에서 상업적으로 사용 되었습니다. 아니 훈 증에 대 한 생성 N2 의 에너지 비용 또한 겸손 하 고 위치7에 따라 달라 집니다.

질소 산화물 훈 증은 또한 신선한 과일을 안전 하 고 야채 N2 희석 노 홍 조에 의해 제대로 종료 하는 경우 먼저 주위에 제품을 노출 하기 전에 어8. 아니 훈 증 모든 신선한 과일과 야채 양상추, 브로콜리, 오이, 고추, 토마토, 딸기, 사과, 배, 오렌지 및 레몬8을 포함 하 여 최신 테스트에 안전한 것으로 입증 되었습니다. 1% 더 서양 꽃 thrips 제어 2 ° C에서 4 h 훈 증에는 딸기 품질을 또한 향상 시킵니다. 훈 증, 후 1 주일 치료 딸기 탱 탱 하 고 밝고 풍부한 컬러 있고, 따라서, 더 나은 품질 제어8비교 postharvest.

질소 산화물 훈 증도 떠나지 않습니다 유해한 잔류물에 훈 증 소독 된 신선한 제품. O2 생산 없음2아무 반작용 한다로 없는 훈 증 제품 없음2의 21 ° C 끓는점 때문에 없음2 의 발생할 수 있습니다. 존재 물, 아니2 양식 질소 산 (HNO3) hydrolyzes. 따라서, 아무 훈 증 될 수 있습니다 잠재적으로 질산염 (3-)와 질산염 (없음2-) 취급된 상품에 잔류물으로. 훈 증 N2 종료 되 면 플러시, 신선한 상품9,21에서 훈 증 후 24 h에서 잔류물으로 질 산 또는 아 질산염에 없거나 아주 작은 증가에 훈 증 결과.

O2 의 반응 특성은 또한 아무 훈 증 치료의 과정에서 O2 밖으로 유지 하는 엄격한 절차를 필요 합니다. 복잡 하 고 엄격한 절차는 가장 시각적으로 설명 해야 될 따라 고 마스터. 이 비디오 저널 프레 젠 테이 션, 신선한 제품의 아무 훈 증 설명, 그림, 되었고 훈 증 연구를 수행 하 고 postharvest 해충에 대 한 아무 훈 증 치료를 개발 하는 다른 연구자 수 있도록 시연. 이러한 노력이 신선 하 고 저장 제품에 postharvest 해충 제어를 아무 훈 증의 상업적 사용을 촉진 하는 데 도움이 됩니다.

Protocol

참고: ultralow 산소를 설립 하 여 신선한 제품 시작의 질소 산화물 훈 훈 증 챔버, 아니오의 주입에 의해 그리고 특정 온도에서 특정 치료 하는 동안 훈 증 챔버를 들고에 조건 그리고 N2 와 홍 조에 의해 종료로 훈 증 챔버를 열기 전에 노 희석 (그림 3) 그림. 훈 증 챔버와 질산염의 머리 공간에 아무2 및 모니터2/NO/NOx와 NOA 질소 산화물 분석기 모델 405 nm를 사용 하 여 액체 샘플에서 아 질산염의 측정을 위해 참조 하십시오 사용자 설명서에 대 한 제조 업체에서 자세한 동작 절차입니다.

주의: 산화 질소는 강력한 산화 제 이며, 자발적으로 이산화 질소를 생산 하는 산소와 반응. 산화 질소와 이산화 질소는 독성이 있다. 안전 취급에 대 한 그들의 MSDS를 참조 하 고 사용 하십시오. 개인 안전에 대 한 처리 및 잠재적인 노출 없음 또는2 를 포함 하는 작은 규모 훈 증 실험의 모든 단계 증기 두건에서 실시 한다. 아니2 알람 대형을 사용 해야 하는 개인 규모 없는 훈 증 실험.

1입니다. 재료와 도구 준비

  1. 기기, 부품, 및 아무 훈 증에 필요한 자료
    1. 배관 출구 번호에 대 한 일 가방 만들기
      1. 소계 (PTFE) 튜브 열 마감재를 사용 하 여 주위 호 일 봉투의 개통을 밀봉 하십시오.
      2. 다음 에폭시 접착제를 사용 하 여 솔 기 및 호 일 가방을 생산 하는 소계 (PTFE) 관 주위 관절을 밀봉 하기 위하여.
      3. 튜브의 끝에는 자 지를 추가 합니다.
        참고: 배관 호 일 가방은 상업적으로 사용할 수 없습니다. 하지만 그들은 포 일 가방 열 마감재를 사용 하 여 상용 소스 로부터 실험실에서 쉽게 만들 수 있습니다.
        참고: 질소: 일반 산업 질소 압축된 실린더에는 ≥99.99 %의 순도 이며 아무 훈 증에 적합. 두 개 이상의 실린더 레 귤 레이 터와 다른 콘센트 압력을 설정 하 고 함께 연결 수 있습니다. 더 높은 출구 압력으로 실린더 낮은 출구 압력으로 실린더를 사용 하기 전에 먼저 사용 됩니다. 이 큰 훈 증 테스트에 유용할 것 이다.
    2. 밀폐 훈 증 챔버입니다.
      참고: 기밀성이 없는 훈 증 하는 때문에 없음 O2 챔버로 유출 반응. 이 해충에 대 한 사용할 수 없는 하는 아무2 신선한 제품을 손상 될 수 있습니다 생성 하십시오.
      1. 유리 항아리 챔버: 그리스 석유 젤리로 가볍게 뚜껑의 가장자리. 다음 항아리 뚜껑 항아리에 벌레 투성이 제품 같은 개체를 로드 한 후 두 개의 콘센트를 봉인.
        참고: 각 뚜껑 항아리의 두 개의 콘센트 있으며 출구 중 하나는 플라스틱 튜브 공기 교체의 효율성을 증가 하는 병의 바닥에 확장.
      2. 챔버 압력 솥의 만든: 그리스 석유 젤리와 챔버의 가장자리. 제품 및 약 실에 있는 곤충을 로드 하 고 뚜껑 인감.
      3. 큰 훈 증 챔버: 그리스 석유 젤리와 가볍게 가스 켓. 그런 다음 로드 챔버에서 제품. 문을 닫으세요. 밀폐 씰 유지 하기 위해 필요한 경우는 클램프를 조입니다.
        참고: 가스 이므로 높은 휘발성 혼합 챔버에 공기를 유지 하는 훈 증 챔버에 팬을가지고 필요가 없습니다.

2. 훈 증 실에서 울 조건 수립

  1. N2 선 하는 O2 분석기는 챔버를 연결 합니다.
    참고: 분석기가 한쪽으로 T-커넥터 및 단방향 체크 밸브를 갖춘 다른 쪽 끝을 O2 분석기 높은 흐름을 피하기 위해 공기를 출시 사용할 수 있습니다.
  2. N2 유량 계 산소를 제거 하는 챔버를 통해 해제 합니다.
  3. 0.5-1 L/min O2 수준 30 ppm에 가까운 때에 N2 유량을 줄일 수 있습니다.

3입니다. 가스의 주입

  1. 가스와 호 일 부 대를 채우십시오.
    1. 먼저 N2 가방을 작성 하 고 가방에서 O2 를 밖으로 공기를 진공.
    2. 다음 증기 두건에서 가방에 가스를 놓습니다.
    3. 아니 훈 증에 사용할 증기 두건에 가방을 걸어.
      참고: 장기간된 사용 후, 가방 될 수 있습니다 타락 하 고 튜브 없음2의 부식성 효과 인해 취 성이 될 수 있습니다. 그래서, 가방 주기적으로 교체 해야 합니다.
  2. 훈 증 챔버로 아니 주사.
    1. 주사기를 세척 하 고 N2 O2를 가진 튜브를 연결.
    2. 아니 호 일 부 대에서 없음 샘플을 훈 증 챔버에 주입.
    3. 주입 후 주사기를 제거 하 고 N2튜브를 연결.
    4. 훈 증 처리 하는 동안 2 ° C에 훈 증 챔버를 배치 합니다.

4. 훈 증 챔버에 없는 농도 측정

참고: 해충에 대 한 훈 증에 없는 농도 2000 ppm (0.2%)에서 50000 ppm (5%) 범위 수 있습니다. 이 범위는 "범위" 모니터의 현재 없음. 하지만, 아무 수준 샘플을 희석된 하거나 희석 장치를 사용 하 여 측정 될 수 있다 아직도.

  1. 작은 챔버 fumigations
    1. 치료 단지 훈 증의 끝에서 공기 샘플을 희석:
      1. 항아리에 ≤30 ppm O2 에서 울 상태를 설정 합니다.
      2. 울 단지 그들을 주입 하 치료 단지에서 가스 샘플을 가져가 라.
    2. 굴뚝 가스 모니터를 통해 공기를 순환 하 여 희석된 샘플에 없고 아무2 레벨을 측정 합니다.
  2. 대형 챔버 fumigations: 절차는 그림 4에 나와 있는.
    1. 희석 시스템을 설정 합니다.
    2. 없고 아무2 레벨을 측정 합니다.
      1. 굴뚝 가스 모니터를 켜고 N2으로 플러시.
      2. 샘플 가스 흐름 없고 아무2 레벨 측정을 켭니다.
      3. 샘플 가스 흐름을 설정 하 여 측정을 마칩니다.

5. 종료 아무 훈 증

  1. 곤충만의 훈 증
    1. 증기 두건에서 훈 증 챔버를 놓습니다.
    2. 챔버를 엽니다.
    3. 곤충 사망률 평가 대 한 검색 합니다.
      참고: 곤충은 일반적으로 개최 환경 챔버를 복구 하기 전에 사망을 위해 득점 되 고 모든 살아있는 곤충 수 있도록 훈 증 후 하룻밤.
  2. 신선한 제품의 훈 증
    1. (작은 챔버)에 대 한 증기 두건으로 훈 증 챔버를 이동 합니다.
    2. N2 는 특정 번호 공기 교환 수 있도록 훈 증 챔버를 플러시.
    3. 배기 포트에 아무 레벨을 모니터링 합니다.
      참고: 굴뚝 가스 모니터 N2 플러시 동안 아무 레벨을 모니터링 하는 데 사용할 수 있습니다. 일반적으로, 우리는 주변 공기를 챔버를 열기 전에 200 ppm 아래 NO 수준을 줄이기 위해 훈 증 챔버를 플러시.
    4. 검색할 사망률 평가 대 한 곤충 (곤충)에 포함 되어있습니다.
    5. 잔류물 분석 및 후 처리 품질 평가 대 한 훈 증 소독 된 제품을 저장 합니다.
      참고: 저장을 위해 그들을 이동 하기 전에 사라지고 없고 아무2 증기 두건에서 훈 증 소독 된 제품 충분 한 시간을 허용 합니다. 훈 증 소독 된 제품 일반적으로 postharvest 품질 및 가능한 상해에 대 한 평가 전에 일정 기간에 대 한 쿨러에 컨트롤 함께 낮은 온도에 저장 됩니다.

6. 잔류물 분석

  1. 질소 산화물 (없음2) 측정 사용 하는 405 nm 아무2/없음/없음X 모니터링
    1. 설정 하 고 허용 405 nm 아무2/없음/없음X 20-30 분을 위해 따뜻한 모니터링.
    2. 제품을 포함 하는 훈 증 챔버를 닫습니다.
      참고: 후 훈 증, 훈 증 챔버 했다 열리고 배치 사라지고 없다2 수 있도록 특정 온도에서. 에 없는2 릴리스를 측정 하는 때, 봉인 챔버 뚜껑으로 밀폐 stopcocks를 갖춘 두 개의 포트. 20 ° C의 온도 프로시저 데모에 사용 되었다.
    3. 아니오2 모니터 없음2 모니터를 통해 공기를 순환 하는 챔버를 연결.
    4. 즉시 시작 로깅 데이터는2 를 모니터 하 고 1 분에 대 한 데이터를 수집 합니다.
    5. 모니터에서 챔버를 분리 하 고 밀폐 챔버를 유지.
      참고: 데이터 로깅을 시작할 수 있습니다 메뉴 통해 Dat-> 로그-아니오2 모니터 또는 컴퓨터 그래픽 소프트웨어를 통해.
    6. 1 h, 20 ° C에서 밀폐 챔버를 계속 다음 데이터 수집 단계를 반복 합니다.
      참고: 시간 간격 없음2 훈 증 소독 된 제품에서의 출시 속도 따라 조정할 수 있습니다.
    7. 둘 사이의 차이 계산2 농도 및 변환 데이터 mg/kg/h를.
  2. GE의 Sievers 280i 아니 분석기와 질산염 및 아 질산염 측정
    참고:는 종이21 양와 Liu (2017) 자세한 내용은 제조업체의 설명서를 참조 하십시오.
    1. 샘플 준비
      1. 믹서 기에 제품 샘플 균질
      2. 된 유리병에 믹서 기에서 무 균된 샘플의 15 g을 전송.
      3. 100 mL의 증류수 H2O를 유리병에 10 분을 추가 합니다.
      4. 샘플 필터와 사용까지 2 ° C에서 필터링된 솔루션을 저장 합니다.
    2. 질소 산화물 분석기와 질산염 측정에 대 한 환 원제 준비
      참고: 자세한 내용은 제조업체의 설명서를 참조 하십시오.
      1. 플라스 크에 염화 바나듐 (VCl3)의 0.8 g을 추가 합니다.
      2. 천천히 VCl3플라스 크에 100 mL의 1 M 염 산 (HCl)를 추가 하 고 플라스 크, 모자 하 고, 여러 번의 소용돌이.
      3. 필터 종이 깔때기를 사용 하 여 솔루션을 필터링 필터링된 솔루션 병 알루미늄 호 일을 밀봉 하 고 냉장고에 보관.
    3. 질산염 및 아 질산염 질소 산화물 분석기의 측정
      참고: 자세한 내용은 제조업체의 설명서를 참조 하십시오.
      1. 95 ° c 물 목욕을 예 열 질산염 환 원제의 4-6 mL 지우기 그릇에 추가 하 고 적절 한 수준으로 불활성 가스 유량을 조정.
        참고: 불활성 가스 그는 했다. N2 가스는 또한 사용 될 수 있습니다.
      2. 퍼지 용기에 주사기를 사용 하 여 샘플 솔루션의 5 µ L을 주입.
      3. 샘플 피크 완료 되 면 다음 샘플 분사로 이동 합니다.
    4. 아 질산염 질소 산화물 분석기 측정
      참고: 자세한 내용은 제조업체의 설명서를 참조 하십시오.
      1. 불활성 가스에 대 한 1-2 psi 압력을 제거 선박에 밸브를 조정 합니다.
      2. 4-6 mL 지우기 선박의 첫 번째 전구를 채우기 위해 집중된 아세트산을 추가 합니다.
      3. 요오드 화 나트륨 (NaI)의 50 밀리 그램의 무게와 1-2 mL H2o.에 녹
      4. 퍼지 용기에 NaI 솔루션을 추가 하 고 1-2 분 대 혼합을 허용.
      5. 적절 한 수준으로 불활성 가스 유량 증가.
      6. 퍼지 용기에 주사기를 사용 하 여 샘플 솔루션의 5 µ L을 주입.
      7. 샘플 피크 완료 되 면 다음 샘플 분사로 이동 합니다.

7. 야채와 과일의 postharvest 품질 평가

참고: 없는 훈 증 제품 부상을 훈 증 (그림 5) 후 즉시 나타날 수 있습니다. 그러나, 제품 품질은 일반적으로 치료 후 저온 저장의 1-2 주 후 평가 됩니다. 상해의 증상이 시간이 지남에 진행 된다 고 품질 평가에서 더 확인 될 수 있다. 다른 신선한 제품을 평가 하기 위한 절차는 실질적으로 달라질 수 있습니다. 상 추의 품질을 평가 하기 위한 절차만 시연 설립된 절차5를 사용 하 여 예를 들어 여기.

  1. 훈 증 후 2 주 동안 냉장에서 상 추를 제거 합니다. 붕대를 제거 하 고 표면 얼룩 및 변색 컨트롤을 포함 하 여 모든 치료에 대 한 검사.
  2. 점수와 기록 외부 비주얼 품질에 따라 모든 치료에 대 한 설립 절차8.
  3. 상 추를 반으로 잘라 고 어떤 얼룩 및 변색 모든 치료에 대 한 검사.
  4. 점수 및 모든 치료에 대 한 내부 시각적 품질 평가 점수를 기록.

Representative Results

산화 질소 N2 와 함께 종료 될 필요가 신선한 제품에 대 한 훈 증 제품 주변 공기에 노출에 훈 증 챔버를 열기 전에 노 희석을 플러시. 직접 N2 없이 주위 공기를 챔버를 열어 훈 증 처리를 종료 하는 때, 아니오 사이 반응 및 O2 없이2 생산 귀 착될 것 이다 플러시하고 없음2 에 신선한 제품의 노출 자주 발생 갈색 얼룩, 변색, 그리고 죽은 조직 관광 명소8을 포함 하 여 부상. 섬세 한 야채와 상 추, 호박, 배 등 과일 아니2에 의해 손상 하는 경향이 있습니다. 아니 훈 증 한 N2 플러시 설명은 제대로 종료 되 면 훈 증 치료 (그림 6그림 7) 제품 품질에 어떤 부상 없이 안전한 것으로 입증 되었습니다. 사실, 해충에 대 한 아무 훈 증 같이 딸기에 unfumigated 컨트롤에 비해 신선한 제품의 postharvest 품질 향상을 발견 되었습니다. 없이 서양 꽃 thrips의 제어를 위한 훈 증 소독 하는 딸기 밝고 풍부한 컬러를 유지 되며 또한 덜 부드러운 한 주 제어8에 비해 훈 증 후. 플라스틱 소매에 싸서 상 추 머리 부상 훈 증 제대로 종료 되지 경우 아무2 를 생산 하기 위해 바로 아래 O2 의 반응 랩의 환기 구멍 표면 잎을 유지할 수 있습니다.

아니 훈 증의 끝에 N2 플러싱 훈 증 소독 된 제품에서 아무2 출시 영향을. 아니 훈 증 N2 플러시 종결 되었다 때 치료 및 컨트롤 간의 없음2 릴리스 요금에 큰 차이가 있었다. 그러나 훈 증의 끝에 공기 플러시 훈 증 치료, 더 높은 아무2 릴리스 속도 컨트롤 및 아무2 를 비교 하 여 시간이 지남에 감소 했다.

양상추, 브로콜리, 딸기, 사과, 오렌지, 을 포함 하 여 가장 신선한 제품, N2 와 함께 종료 되었습니다 치료 사이3- 또는 아무2- 수준에 상당한 차이가 있었다 플러시 및 컨트롤 훈 증 치료는 정상적인 공기 홍 조에 의해 종결 되었다 때 있었다 상당히 높은3- 및 모든 훈 증 소독 된 제품에 아무2- 농도 보다 모두 제어 하 고 N2 플러시 훈 증 소독 제품입니다. 아니2- 농도 일반적으로 훈 증 소독 모두에서 감지 하 고 제어 제품 (표 1표 2). 따라서, 있었다 24 h에 훈 증 소독 된 신선한 제품에서 잔류물의 상당한 수준 없습니다 훈 증 후 훈 증 질소 플러싱 제대로 종료 했다 때.

Figure 1
그림 1: 곤충과 진드기에 아무 훈 증의 효과. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 2
그림 2: NO 사이 반응에서 아무2 상 추에 부상의 데모와 O2 . 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 3
그림 3: 아무 훈 증 절차의 흐름 차트. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 4
그림 4: 희석 장치, 독감 가스를 사용 하는 방법 없이 센서는 대규모에 아무 수준을 측정 하 아무 훈 증 테스트 모니터링 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 5
그림 5: N2 로 종료 하는 훈 증 처리의 비교 효과 플러시 및 신선한 청과의 postharvest 품질에 플러시 공기. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 6
그림 6: C, T1, t 2 대표 제어, 훈 증 한 N2 플러시, 설명은 종료와 공기 플러시, 각각 종료 훈 증 훈 증 후 14 일 양상추, 브로콜리, 사과 3 치료 (C, T1, T2)에서 품질 postharvest. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

Figure 7
그림 7: C, T1, t 2 대표 제어, 훈 증 한 N2 플러시, 설명은 종료와 공기 플러시, 각각 종료 훈 증 훈 증 후 14 일 오렌지, 배, 및 3 개의 치료 (C, T1, T2)에서 복숭아의 품질 postharvest. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

제품 없음 (%) 치료 3- (mg/100 g) 아니2- (mg/100 g)
애플 5.0 아니 어 1.60±0.12는 0.50±0.16는
아니-N2 1.36±0.13 ab 0.03±0.01 b
제어 0.76±0.28 b 0 b
살구 3.0 아니 어 1.84±0.14는 0.21±0.02는
아니-N2 0.92±0.17 b 0 b
제어 0.54±0.01 b 0 b
아스파라거스 3.0 아니 어 2.19±0.13는 0.08±0.04는
아니-N2 0.70±0.03 b 0는
제어 0.84±0.07 b 0는
블루베리 3.0 아니 어 2.74±0.46는 0.14±0.02는
아니-N2 1.24±0.19 b 0 b
제어 1.22±0.15 b 0 b
브로콜리 3.0 아니 어 18.69±3.75는 0.17±0.06는
아니-N2 18.51±3.42는 0 b
제어 12.26±2.31는 0 b
체리 3.0 아니 어 1.75±0.11는 0
아니-N2 0.56±0.09 b 0
제어 0.65±0.08 b 0
마늘 3.0 아니 어 5.05±0.45는 0.14±0.02는
아니-N2 4.45±0.79는 0 b
제어 5.01±0.69는 0 b
포도 3.0 아니 어 6.32±0.68는 0
아니-N2 2.38±0.43 b 0
제어 2.74±0.25 b 0
페 퍼 3.0 아니 어 9.26±0.35는 0.71±0.12는
아니-N2 6.75±0.68 b 0.02±0.01 b
제어 6.23±0.72 b 0 b
키 위 3.0 아니 어 1.66±0.55는 0
아니-N2 1.25±0.09는 0
제어 1.41±0.31는 0
상 추 2.0 아니 어 112.85±20.17a 7.99±2.02는
아니-N2 38.97±5.87 b 0.1±0.1 b
제어 40.64±10.81b 0 b
오렌지 3.0 아니 어 1.22±0.13는 0.27±0.05는
아니-N2 1.05±0.05는 0.02±0.01 b
제어 1.24±0.22는 0 b
매 화 3.0 아니 어 1.04±0.08는 0
아니-N2 0.63±0.04 b 0
제어 0.84±0.11 ab 0
딸기 2.5 아니 어 6.01±0.62는 0
아니-N2 5.30±0.77는 0
제어 6.16±1.06는 0

표 1: 질산염 및 아 질산염 수준에서 신선한 과일 및 야채에 16 h 질소 산화물 훈 증 후 24 h 잔류물으로. 각 제품에 대 한 값 뒤에 다른 글자는 크게 다른 Tukey HSD에 따라 여러 범위 테스트 (P 0.05). 양 Liu (2017)에서 재 인 쇄.

Discussion

훈 증 챔버의 O2 를 유지 하는 것은 성공적인 아무 중요 한 해충에 대 한 훈 증. 훈 증 챔버는 밀폐 씰 필요가 그리고 연결 라인 N2 와 가스 훈 증 챔버로 출시 하는 데 사용 되 고 전에 O2 를 제거 하려면 다른 불활성 가스 플러시 되도록 해야 합니다. 아니 훈 증의 또 다른 중요 한 측면의는 N2 훈 증의 끝에 플러시 설명은 희석입니다. 아니2 와 그것의 가능한 상해에 신선한 제품의 과잉 생산 되지 않습니다. 다른 신선한 제품2 노출 없이 관용의 다양 한 수준으로, 아니 훈 증 처리 N2 플러시 부상을 방지 하기 위해 여러 수준의 필요할 수 있습니다. 때문에 없음2 약 21 ° C의 높은 비등 점 물 양식 산에 대 한 반응 또한, 아니2 생산 가능성이 결과에서 잔류물 및 변환 되는 질산염 및 아 질산염의 증가로 훈 증 소독 된 제품에 아무2 증가 것입니다. 아니2에서.

훈 증 소독 수에 제품의 유형 N2 훈 증 처리를 종료 하 울로 조건 및 N2 최종 플러시를 설정 하는 초기 플러시 같은 훈 증 과정에도 복잡 하 게 수 있습니다. 큰 잎이 많은 채소에서 천공 플라스틱 포장 같이 래핑된 머리 양상추 나타냅니다 그레이트 배리어 공기 환기 및 따라서 홍 조 훈 증의 시작에 N2 와 O2 와 N2 아니 밖으로 홍 조에 대 한 도전 끝에 훈 증의. 이러한 제품을 사용 하 여 낮은 조합의 농도 및 더 긴 치료 시간 제품 품질에 대 한 안전 때문에 유해물을 통제이 낫다.

훈 증 실에서 아무 레벨 모니터링 실시 아무 훈 증에 또 다른 도전 이다. 대부분의 악기 높은 해충에 대 한 아무 fumigations 사용 없는 농도 측정할 수 없습니다. 상업적으로 사용할 수 있는 몇 가지 희석 장치 있다 하지만 그들은 아무 훈 증에 대 한 적합 한 것인지 그것은 알. 그러나, 희석 장치 위에서 설명한 대로 만들 수 있습니다 하 고 사용 NO 센서 장착 된 가스 모니터를 사용 하 여 아무 모니터링.

더 많은 수정 훈 증 실에서 아무 농도 모니터링 절차를 만들 수 있습니다. 예를 들어 샘플 훈 증 챔버에 공기의 질소의 특정 볼륨 호 일 가방에 희석 수 있습니다. 희석된 공기 샘플 수 다음 수 유통 높은 농도 갖춘 굴뚝 가스 모니터를 통해 아무 센서 없는 농도 측정 하. 그러나, 그것은 산화 과정에서 없음 및 번호의 일부 손실에 희석 과정 것입니다 가능성이 결과 피하기 어려울 것 이다 따라서, 더 계산 측정에 따라 희석된 공기의 훈 증 챔버 됩니다에서 샘플 보다 낮은 실제 훈 증 챔버에 없는 레벨.

훈 증 실에서 울 조건을 수정할 수도 있습니다 설정 과정 훈 증 챔버의 어떤 종류를 사용할 수 있습니다 기반으로 합니다. 진공 조건 하에서 사용 될 수 있는 훈 증 챔버에 대 한 울 조건 반복 진공 질소 가스 챔버를 작성 하 여 다음의 과정에 의해 설정할 수 있습니다. 이 프로세스는 위에서 설명한 일반 물 내리는 과정 보다 울 조건 수립에 효율적 있을 것입니다. 저장 된 제품에 대 한 CO2 도 사용할 수 있습니다 N2 대신 울 조건 없는 훈 증에 대 한 설정.

잔류물 분석, 405 nm 아무2/없음/없음x 모니터 머리 공간 및 질소 산화물 분석기의 훈 증 소독 된 샘플에서 아무2 가스 릴리스를 측정 하기 위해 선정 됐다 설정 했다 액체 샘플에서 질산염 및 아 질산염을 검출 하기 위하여. 그러나, 악기의 적절 한 감도 특이성 headspaces에 아무2 를 측정 하 고 측정 질산염 및 아 질산염 액체 샘플에서에 대 한 사용할 수 있습니다. 따라서, 잔류물 측정을 위한 절차의 가용성에 따라 수정할 수 있습니다.

NO로는-152 ° C와 O2와 즉시를 반작용 한다의 비등 점을 가진 높은 휘발성, 그것 예상 하지는 아니 훈 증 후 훈 증 소독 된 제품에 잔류물으로 남아 있을 것입니다. 따라서, 아무2 는 훈 증 소독 된 제품의 headspace에 측정 되었다. 아니2 21 ° C의 높은 비등 점 및 제품에서 훨씬 더 느리게 없어져 요 있으며 따라서 훈 증 후 몇 시간에 대 한 훈 증 소독 된 제품에 남아 있을 것입니다.

잎이 많은 채소, 아무 훈 증은 플러시되지 N2 끝, 아니 하는 경우에 대 한 생산 없음2 O2 와 반응 하 고 신선한 제품 낮은 온도에서 저장 일반적으로 몇 시간 동안 아무2 의 지 속성에서 발생할 수 있습니다. 따라서, 훈 증 후 재입력 기간 단축의 서 점에서 아무 훈 증 또한 훈 증의 끝에 N2 와 플러시됩니다 될 한다. 아니2 릴리스를 모니터링은, 그러므로, 많은2 훈 증 후 제품에 유지 됩니다 얼마나 오래, 어떻게 결정 하는 것이 중요. 훈 증 소독 된 제품 것입니다 처리 또는 저장 하는 방법 아니2 레벨 훈 증 소독 된 제품에 잠재적으로 영향을 줍니다.

질산염 토양과 과일 및 야채를 포함 하 여 식물에 자연적으로 존재 합니다.  일부 뿌리 채소 질산염의 높은 농도 수집할 수 있습니다. 야채는 질산염의 최대 식이 소스. 예를 들어 신선한 상 추와 시금치 786-1080 1,420 3400 mg/kg의 평균 질 산 수준이 있다. 유럽 위원회 규제 2500-4, 500와 2000-3000 mg/kg13상 추와 시금치는 질산염의 최대 레벨을 설정합니다. 질산염 및 아 질산염도 자주 베이컨, 햄, 소시지, 핫도그 같은 가공육에 추가 고이 고기 제품에 방부 제로 사용 하는 사용 됩니다. 아니 훈 증의 잔류물으로 질 산 그리고 아 질산염의 측정 노 훈 증 훈 증 소독 된 제품에 그들의 수준을 변경할 수 및 음식 안전에 어떤 관련성 든 지에 없을 수 있습니다 범위에 정보를 제공 하기 위한 했다. 따라서, 질산염 및 아 질산염의 잔류물 측정 하지 않는 한 그들은 아니오를 fumigant 또는 다른 규제 프로세스의 등록 규제 기관에 필요한 옵션으로 고려 되어야 한다. 질산염 및 아 질산염 측정에 대 한 자세한 절차21사용할 수 있습니다.

6,7,9시 전에 언급 했 듯이 훈 증 산화 질소는 곤충과 진드기의 모든 생활 단계와 가장 다른 fumigants 기준 없는 유해 잔류물에 대 한 높은 효능의 이점이 있다. Postharvest 해충에 대 한 메 틸 브 로마 이드 훈 증에 효과적인 대안의 중요 한 부족 하 고 대부분 대체 fumigants 훈 증 소독 된 제품에서 독성 잔류물을 떠나, 아니 훈 증 보증 훨씬 확장 된 연구, 개발, 그리고 시장에이 안전 하 고 효과적인 postharvest 해충 제어 솔루션을가지고 등록 노력. 그러나, 복잡성과 울 훈 증 절차의 조건에 대 한 엄격한 요구 사항 때문에 훈련은 훈 증 연구를 시작 하는 많은 연구자 필요할 수 있습니다. 그것은 유익 하 고 실험실 postharvest 해충에 대 한 훈 증 처리 없는 신선한에 제어 및 농산물 저장에 대 한 절차를 따라 하기 쉬운를 제공 하기 위해 우리의 의도 이다. 절차의 원칙을 사용할 수 있는 실용적인 응용 프로그램에 대 한 아무 fumigations 큰 규모에 대 한 프로토콜을 개발.

Disclosures

없음입니다.

Acknowledgments

이 연구는 TASC USDA 외국 농업 서비스에서 교부 금에 의해 부분에서 지원 했다.

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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산화 질소 가스와 해충에 대 한 훈 증 실험실의 절차
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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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