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.
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.
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.
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.
The authors have nothing to disclose.
이 연구는 TASC USDA 외국 농업 서비스에서 교부 금에 의해 부분에서 지원 했다.
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. |