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닫힌 상공 회의소의 헤드 스페이스에서 기체 C10의 2 1. 측정 <ol><li> 물질을 구 C10의 2 파우치 (그 방출 속도에 대해 선택된 중합체 필름의 C10의 2 슬러리 (9.5 % AI) 0.5 g (6cm 미터)의 총 표면적, 정확한 성분 독점) 유리 챔버 (19.14을 L) 및 스위칭 가능한 가스 유입구와 유출구를 갖는 뚜껑. </li><li> 양면 테이프를 사용하여 뚜껑에 C10의 2 파우치를 부착합니다. </li><li> 석유 젤리 뚜껑을 밀봉하여 챔버를 닫습니다. </li><li> 상기 챔버에 대한 C10의 가스 검출기의 입구와 출구를 연결한다. 참고 :이 가스 순환 시스템, 그리고 측정을하는 경우에는 가스의 손실이 발생하지 않았다. </li><li> 배양 한 후, 입구 및 출구의 가스 흐름을 전환하여 챔버 내의 C10의 2 농도 측정은 0, 1, 2, 3, 4, 24, 26, 28, 및 48 시간. </li><li> 성질과 챔버의 온도와 상대 습도 (RH)를 모니터ature 및 RH 데이터 로거. </li></ol> 2. 과일 제조 및 보관 <ol><li> 현지 판매점에서 신선한 포도 토마토 (까 lycopersicum VAR. cerasiforme)의 15kg를 얻습니다. 과일이 건강하고 시각적 결함이 없는지 확인합니다. </li><li> 균액의 제조 <ol><li> 접종 감귤 류의 과일 표면 (27)에서 대장균 (야생형)와 A.의 alternata의 균주를 사용합니다. </li><li> 배양 후 대장균 일일 27 ~ 35 ° C에서 대장균 한천 (ECA)에 대장균과 1 일 동안 새로운 플레이트에 다시 배양 미생물. 하는 BAC 루프와 ECA 플레이트 샘플링 메틸렌 블루 (EMB) 한천 에오신 레빈에 박테리아 줄무늬, 35 ° C에서 24 시간 동안 배양하여 미생물을 확인; 반사, 금속 녹색을 켜 문화 대장균에 긍정적이다. </li><li> 감자 덱 스트로스 한천에 문화 A.의 alternata (PDA) 25 °에서; C는 포자가 나타날 때까지. </li><li> 상기 추정 된 농도 맥팔랜드 등가 탁도 표준과 비교하여 9 로그 CFU / ㎖에 도달 할 때까지 멸균 증류수 50 ㎖로 한천 접시에서 대장균 세포를 긁어. 0.1 %를 함유하는 멸균 물 1,950 mL를 넣고 트윈 -20 최종 접종 물 2 L의 합계를 만들기 위해. </li><li> EC 아가 플레이트에 플레이 팅 희석하여 세포 농도를 확인한다. 배양액에서의 A. alternata 포자 긁어 0.1 % 트윈 20을 함유하는 멸균 증류수 2 L로 중단. 참고 : 최종 대장균 인구는 7.5 로그 CFU / g이었고, A.의 alternata 인구는 5.5 로그 CFU / g이었다. </li></ol></li><li> 완전히 멸균 봉지에 포함 된 10 L의 스테인레스 스틸 팬에 토마토 7kg을 놓는다. 안전 후드에서 가방과 팬을 놓습니다. 부드럽게 교반하면서 상부에서인가되는 트리거 분사기를 사용하는 열매 접종 용액 (2 L)를 적용장갑을 낀 손으로 과일. <ol><li> 5 분 후, 멸균 시트상의 단일 층에서 토마토를 배치하고 2 시간 동안 공기 건조 할 수있다. twent 1 개의 LB (~ 1.14 L)에 천공 된 클램 쉘 과일 각각 약 200g을 넣어. </li></ol></li><li> 조심스럽게 오염 된 호일을 접어 강철 팬에 배치합니다. 장갑을 제거하고 팬에 넣어. 멸균 봉지 감싸 25 분 동안 121 ° C에서 오염 된 물품을 오토 클레이브. </li><li> (12) 조개 껍질의 뚜껑에 C10의 2 개 파우치를 부착합니다. 컨트롤과 같은 다른 (12) 조개 껍질을 사용합니다. 각 전체 대합 조개 껍질의 무게. 14 일 동안 20 ° C에서 과일을 보관합니다. </li><li> 하루에 처리 당 3 개 복제를 나타내는, 일 3, 7, 10에서 샘플을 채취하고, 14 샘플 세 개의 조가비. </li></ol> 조가에서 C10의 2 농도의 3. 모니터링 <ol><li> 클램 쉘의 중앙에 C10의 가스 검출기의 입구 및 출구 관을 삽입 WI양단 사이 2cm 거리 번째 및 3 일, 7, 10, 14의 C10의 2 측정을 수행. </li></ol> 미생물 인구와 과일 품질 특성 4. 결정 <ol><li> 각 5 개 과일 (약 60 g)을 교반 오비탈 진탕 멸균 인산 칼륨 완충액 99 mL를 따라 샘플링 멸균 봉지에 1 시간 (0.01 M, pH를 7.2), 100 rpm으로 복제. <ol><li> 버퍼 세정 접시 연속 희석 (1, 10, 100 배), 50 μL 각각 ECA에 나선 도금 공을 사용하고 (A. alternata의 경우) PDA (E. 콜라이의 경우). </li><li> 3 일간 25 ℃에서 24 시간 동안 35 ° C에서 ECA 판과 PDA 플레이트를 인큐베이션. 광 플레이트 판독기를 사용하여 미생물의 콜로니 수를 읽는다. 사용 후 오염 된 과일과 접촉하는 모든 장비를 소독합니다. </li></ol></li><li> 제조업체의 프로토콜을 사용하여 과일의 경도 시험기 과일의 경도를 측정한다. 전에 테스터를 보정각각의 사용. 각 복제 20 과일을 측정 1mm로 열매를 압축하는 데 필요한 가압력 뉴턴 (N)과 같은 결과를 표현 (N · m으로 변환 - 1). </li><li> 의 시작과 저장 동안 과일 전체 대합 조개 껍질의 무게를 측정하고 초기 체중에 비해 체중 감량을 계산합니다. </li></ol> 5. 통계 분석 <ol><li> 세중의 모든 실험을 복제합니다. 변동 (ANOVA) 분석을 사용하여 데이터를 분석한다. 던컨의 다중 범위 시험에 의한 평균 분리를 결정; 중요성은 P &lt;0.05로 정의된다. </li></ol>

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</ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

이산화 염소는 음식의 부패를 방지 할 수있는 이상적인 살 생물이다. 그러나, 비싼 발전기 또는 비효율적 인 두 부분으로 혼합 분말을 필요 고농도 비 수송에서 불안정하다. 이 연구는 식품의 부패 및 식품 매개 질환의 발생을 줄이기 위해 이산화 염소의 안정, 즉시 사용 가능한 형태의 응용 프로그램을 조사했다. 현재 사용중인 다른 이산화 염소의 응용 기술과는 대조적으로, 여기에 사용되는 상용 C10의 2, 비용 효과적인 긴 수명을 가지고 있으며, 대형 발전기 또는 예비 혼합을 필요로하지 않습니다. 그러나, C10의 2의 강력한 산화 특성으로 인해, C10의 2의 가스 방출 특성을 측정하기 어렵고, 따라서 드물게보고되어있다. 이전 연구에서는 적정 방법은 방출 속도 (28)을 측정 하였다. 그러나이 방법은 덜 정확하고 더 복잡하다. 일부 연구는 흡수하여 C10의 2의 농도를 평가그 후 물은 질량 분석 (GC-MS) 검출부 (29), 가스 크로마토 그래피를 사용하여 측정 하였다. 그러나,이 GC-MS 장비는 복잡 30 비싸다. 우리의 연구에서, C10의 가스 검출기는 C10의 (2)의 농도를 측정 하였다. 이 검출기는 짧은 시간에 더 정확한 결과를 제공하는 다수의 센서를 갖는다. 우리의 프로토콜에서 접종의 준비를 위해, 접종의 응용 프로그램에 대한 유역으로 깊은면, 10 L 스틸 팬의 사용은 그 자체가 열매를 건조에 살균 호일뿐만 아니라, 오토 클레이브 가방 내에 배치 빠른 청소를 허용하고 우발적 접촉을 통해 가능하게 병원성 미생물의 인체 노출을 방지하는 데 도움이됩니다. 오토 클레이브 가방의 범위 내에서 열매를 분사 미생물 에어로졸의 분산을 감소시켰다. 호일에 과일을 건조하는 것은 완전히 제거하고 모든 표면의 후속 살균 허용있는 오염 된 과일 접촉했다. 이산화 염소는 E. 콜라이 포도 토마토 A. alternata의 (도 3)에 대하여 강력한 항균 활성을 나타내었다. C10의이 솔루션은 과일과 야채를 세척하는 데 사용되었습니다. 신선한 절단 양상추, 양배추, 당근의 H7 및 리스테리아 모노 사이토 겐 : 23 ° C에서 20 분 동안 4.1 ㎎ / ℓ (1484 PPM)에서 C10의 가스로 처리 크게 살모넬라, 대장균 O157의 인구 감소 관능 31 일에 부작용을 일으키지 않고. 대장균 O157의 이상 3 로그 감소 : H7 4 ㎎ / ℓ (1448 PPM) 사과 21 ° C에서 10 분, 90 % RH (32) 표면에 대한 C10의 가스 치료 후 이루어졌다. 과일 탄력과 체중 감소의 2 C10의 치료의 효과는도 4 및도 5에 나타내었다. 딱딱한C10의 2의 처리 된 토마토 열매 제어 (도 4)에 비해 증가했다. C10의 2 과일은 소프트닝 처리 (33)에서 중요한 역할, 또는 호흡 억제 레이트 및 에틸렌의 생산 (34), (35)에 기인 한 폴리 페놀 옥시 다제 퍼 옥시 다제와, 포함한 억제 효소 활성을 입증 처리 한. 연화 중량 손실 사이의 선형 관계는 블루 36에서 설명 하였다. 그것은 C10의 2가 체중 감소를 방지하고 탄력 (37)를 유지뿐만 아니라 과일 신진 대사를 줄일 수 있다고 제안했다. 그것은 C10의 2 파우치는 신선한 과일과 야채를위한 유망한 비 열, 병원균 감소 기술이라고 결론을 내렸다. 그것은 탄력을 유지하고 포도 토마토의 체중 감소를 감소시켰다. 사니이 방법의 일 특징 한정이온이 C10의 2 기술이 곰팡이 새로운 수확 감염의 위험을 감소 A.의 alternata의 토마토 표면 접종을 감소시킬 수 있지만,이 설정 제어 할 수 없다는 것이다, A. 교대 (38)의 잠복 감염. 설립 감염은 일반적으로 수확을하기 전에 현장에서 생산과 산업에 상당한 경제적 손실을 야기 수확 토마토 검은 반점의 주요 원인 있습니다. 또 다른 제한 특성 깊이 물이 풍부한 환경이나 치밀한 유기 재료 (39) 내에 삽입되어 효과적으로 대항 미생물 제품을 방지 C10의 2의 급속한 반응이다. 일반적으로, 낮은 농도의 제품의 살균 가능성이 빠르게 충분히 큰 과일의 내부에 침투 할 수있는 전에 효과를 잃는다. 이 문제에 대한 해결책은 제품의 높은 농도는 함께 운반phytopathic 효과와 식물 조직 표백을 포함한 자체의 문제. 따라서, 병원체 대 상품의 각각의 고유 한 응용 프로그램, 허용 상품 손상 항균 효과의 균형을 소독제 농도를 찾을 필요가있다. 요약하면, C10의 2는 과일 식품 매개 병원균, 효모 및 곰팡이를 제어하는 소독제로 사용할 수 있습니다. 이 연구 결과는 활성 포장 긴 지속 시간에 대한 낮은 농도에서 C10의 2는 미생물 안전성을 개선하고 과일의 물리적 특성을 손상시키지 않으면 서 보관시 부패를 줄이기위한 유용하는 것이 좋습니다. 이 프로토콜의 미래 응용 프로그램은 인성 병원균과 과일, 야채, 고기와 빵 등 신선한 식품, 임의의 수의 부패 미생물에 대한 무역 포장을 기존에 추가로 C10의에게 서방의 2 개 파우치 효과를 테스트 등이 있습니다.

신선한 과일과 야채가 풍부한 식단은 관상 동맥 심장 질환과 암 (1)의 특정 유형을 포함하여 많은 질병의 위험을 줄이기 위해 도움이 될 수 있습니다. 그러나 농산물이 오염 먹는 소비자들 사이에서 질병이나 사망을 일으킬 수있는 신선한 과일과 야채의 섭취로 인한 대장균, 살모넬라 엔테 리스테리아 균 등 식중독 미생물 병원균의 숫자가 있습니다. 예를 들어, 대장균 O157 : H7의 발생은 포도, 토마토, 딸기 3, 4와 관련이 있고, A 형 간염의 발생은 신선한 블루 베리 (5)와 관련되어있다. 또한, 미생물 오염은 수확 후 부패 6을 통해 실질적인 제품의 손실이 발생할 수 있습니다. 알터 alternata 중요한 식물 병원성 곰팡이 t이다<html> 모자는 식물 (7) (380)를 통해 호스트 종에서 잎 반점 및 기타 질병을 일으키는 것으로 알려져있다. 는 알터 검은 점 8, 줄기 구강 질환과 토마토 (9)의 잎 마름병의 원인이 될 것으로 나타났다. 따라서, 안전하고 효과적인 수확 후 오염 제거 처리는 모두 제어 인성 병원균에 필요하고 신선한 농산물의 수확 후 부패를 방지 할 수 있습니다. 저와 비 잔류 기술은 다른 살균제에 대한 새로운 트렌드입니다. 수확 살균제의 다양한 부패 미생물을 줄이고 식중독을 방지하기 위해 사용되어왔다. 오존, 강한 항균제는, 딸기, 블루 베리 (10), (11)의 품질과 신선도를 유지하는 것으로 나타났다. 그러나, 오존은 과일 표면 조직의 산화를 유발할 수 있고 변색 맛 품질이 저하 될 수있다S = &quot;외부 참조&quot;&gt; 12. 염소는 같은 블루 베리, 사과 (13)로, 신선한 농산물을 소독하는 데 사용되었습니다. 효과적인 반면, 염소 신선한 과일 (15)의 살균을 위해 사용될 때, 특히 발암 부산물 (14)의 결과로, 질소 함유 화합물이나 암모니아와 반응 할 수있다. 이산화 염소 (C10의 2), 소독제 대안은 과일과 야채 (16)의 수확 후 치료를 위해 중국과 미국 모두에 의해 승인되었다. C10의 2 자유 염소 (17)의 그것보다 2.5 배 더 큰 산화 용량 수용성 산화제이다. C10의 2 저농도 및 단시간 접촉 (18)이 매우 효과적이다. C10의 2 소독에 사용되는 농도에서 독성이 최소한 부식성을 가지며, 그것은 가장 효과적인 살균제로 인식되고설정 및 19, 20, 21의 다양한 용도 진균 제제. 많은 연구 결과 C10의 2가 인성 병원균 및 수확 후 붕괴 (16)를 제어 할 수 있음을 보여 주었다. H7 딸기, 블루 베리 및 부패 (22) (23)을 방지하기 위해 예를 들어, C10의 가스는 리스테리아 모노 사이토 겐, 살모넬라, 대장균 O157을 비활성화하기 위해 사용되었다. 신선한 과일의 특성을 유지하면서 C10의 2 가스가 미생물 오염의 위험을 감소하고, 딸기 (24)의 수확 후 부패를 제어에 효과적이었다. 그러나 역사적 사이트 또는 비효율적 인 두 부분 분말 혼합에 필요한 비싼 발전기 고농도 비 수송 불안정하다. 그러나, 새로운 C10의기성품, 제어 방출 형 제제 (예, 그것은 발전기 또는 성분의 예비 혼합을 필요로하지 않습니다) 2 제품은 예비 실험 25에서 식품 부패 미생물과 병원균을 제어에 매우 효과적인 것으로 나타났다. 그것은 환경에 어떤 부작용, C10의 2의 안전하고 비용 효율적, 비 부식성, 쉽게 수송 및 제어 방출 형태이다. 이전 실험 여과 재료에 싸여 대합 조개 껍질 포장에 배치이 서방 C10의 2 분말은 크게, 신선한 블루 베리와 딸기의 부패를 감소 베리의 수분 손실을 감소하고, 수확 후 저장 25 일 26시 과일 탄력을 유지하고 있음을 증명하고있다. 최근, 제어 방출 C10의 2 패킷은 반투과성 폴리머 필름 C10의 2 슬러리 형태로 밀봉하여 개발되었다. 이 연구의 목적이었다: 1)로 모두 밀폐 용기 C10의 가스 방출 특성을 모니터링하고 천공 클램 쉘에, 2) C10의 2 파우치 인성 병원균에 용기 포도 토마토의 붕괴로 묶여 제어 방출의 효과를 조사하고, 3) 포도 토마토의 저장 품질에 서방 C10의 2의 효과를 평가한다.

<table><tbody><tr><td>Curoxin&lt;sup&gt;&amp;#174;&lt;/sup&gt; chlorine dioxide pouch</td><td>Worrell Water Technologies</td><td></td><td>Slurry, a.i. 9.5% in sealed semi-permeable polymer film</td></tr><tr><td>Grape tomato</td><td>Santa Sweets, Inc</td><td></td><td>Santa Sweets Authentic&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>ClO&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt; gas detector</td><td>Analytical Technology, Inc., Collegeville, PA</td><td></td><td>PortaSens II&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Perforated clamshell</td><td>Packaging Plus LLC, Yakima, WA</td><td></td><td>OSU #1, 1 lb</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;Escherichia coli&lt;/em&gt;&amp;nbsp;</td><td></td><td></td><td>Wild Type (WT) from fruit surface</td></tr><tr><td>Alternaria alternata</td><td></td><td></td><td>from fruit surface</td></tr><tr><td>&lt;em&gt;E. coli&lt;/em&gt; agar&amp;nbsp;</td><td>EC Broth, Oxoid, UK</td><td></td><td>EC Broth with 1.5% agar</td></tr><tr><td>Potato dextrose agar&amp;nbsp;</td><td>BD Difco, Sparks, MD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Levine eosin methylene blue agar</td><td>BD Difco, Sparks, MD</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Trigger spray bottle&amp;nbsp;</td><td>Impact Products, LLC., Toledo, OH</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Sterilized sampling bag&amp;nbsp;</td><td>Fisherbrand, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Orbit shaker&amp;nbsp;</td><td>New Brunswick Scientific, New Brunswick, NJ</td><td></td><td>Innova 2100</td></tr><tr><td>IUL Instruments Neutec Eddy jet spiral plater inoculation plating system</td><td>Neutec Group Inc., Farmingdale, NY</td><td></td><td></td></tr><tr><td>EZ micro optical plate reader&amp;nbsp;</td><td>Synoptics, Ltd., Cambridge, UK</td><td></td><td>ProtoCOL</td></tr><tr><td>Fruit firmness tester&amp;nbsp;</td><td>Bioworks Inc, Wamego, KS</td><td></td><td>FirmTech 2&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Tinytag temperature and RH data logger</td><td>Gemini Data Loggers, West Sussex, UK</td><td></td><td></td></tr><tr><td>McFarland equivalence turbidity standard</td><td>Fisherbrand, Fisher Scientific, Pittsburgh, PA</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

controlled-release of chlorine dioxide in a perforated packaging system to extend the storage life and improve the safety of grape tomatoes

파우치 반투과성 폴리머 필름으로 C10의 2 슬러리 형태로 밀봉하여 개발 된 제어 방출 이산화 염소 (C10의 2); 주머니의 방출 특성 또는 과실이없는 용기에 관찰 하였다. 파우치는 포도, 토마토를 포함하는 천공 된 클램 쉘의 내부 및 미생물 군, 경도에 미치는 영향에 부착하고, 중량 손실은 20 ° C에서 14 일의 저장 기간을 평가 하였다. 3 일 이내에는 클램 쉘의 C10의 2 농도 / 3.5 PPM에 도달 한 후, 날 (10), 그것은 3.08 로그 CFU 의해 대장균 개체수를 감소 2 파우치 강한 항균 활성을 나타내 일 14 C10의 약 2 ppm으로 감소 될 때까지 일정하게 유지 저장 14 일 후 2.85 로그 CFU / g에 의해 g 및 알터 alternata 집단. C10의 2 처리는 연화 중량 손실 감소 및 토마토의 전체 수명을 연장. 우리의 결과C10의 2 치료가 수명을 연장하고 품질을 손상시키지 않고 저장하는 동안 토마토의 미생물 안전성을 향상하는 데 유용하는 것이 좋습니다.

C10의 2 릴리스 처음 몇 시간에 걸쳐 선형 패턴을 나타내었다. 농도는 상기 제 4 시간에 걸쳐 약 2.38 PPM / h로 증가 하였다. 방출 속도는 24 시간 배양 한 후 감속 및 C10의 2 농도는 25.4 ppm의 이르렀다. 그러나, 농도는 24 시간 배양 (도 1) 후 안정한 경향이 있었다. 포도 토마토 클램 쉘의 상부 공간 C10의 농도가 2 일 3 일 10 내지 약 4 ppm의이었다는 저장 10 일 후에 감소, 그리고 14 일 (도 2)의 약 2 ppm으로 하였다. 과일의 초기 대장균의 인구와 A.의 alternata 접종 후 4.3 3.4 로그 CFU / g는 각각 (도 3)이었다. C10의 치료 2 개 파우치 3.08 의해 대장균과의 A. alternata의 개체군을 감소2.85 로그 CFU / g을 각각 저장 14 일 후 (도 3). 과일 탄력과 체중 감소의 2 C10의 치료의 효과는도 4 및도 5에 나타내었다. C10의 2가 열매의 탄력과 중량의 손실을 방지하고, 이러한 효과는 오랜 저장 기간 (도 4 및 5)로 증가했다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55400/55400fig1.jpg" /> 도 1 : 0.5 g C10의 2 ~ 20 ° C에서 밀봉 빈 19.14-L 유리 용기의 주머니와 상대 습도 91 %의 C10의 2 방출 프로파일. <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55400/55400fig2.jpg" /> 도 2 : 1 LB 천공 클램 패키징 C10의 2 농도20 ℃에서 포도 토마토 200g. 값은 평균 ± 표준 편차입니다. <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55400/55400fig3.jpg" /> 도 3 : 대장균 A. alternata의 개체군 C10의 2 치료 효과 20 ° C에서 14 일 동안 저장 접종 포도 토마토의 표면. 값은 평균 ± 표준 편차입니다. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55400/55400fig4.jpg" /> 도 4 : 20 ℃에서 14 일간 보관 포도 토마토의 탄력에 C10의 2 치료 효과. 값은 평균 ± 표준 편차입니다. <img alt="그림 5" src="/files/ftp_upload/55400/55400fig5.jpg" /> 그림 5 : 포도 토마토의 체중 감소에 C10의 2 치료의 효과ES는 20 ° C에서 14 일 동안 저장된다. 값은 평균 ± 표준 편차입니다.

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Controlled-release of Chlorine Dioxide in a Perforated Packaging System to Extend the Storage Life and Improve the Safety of Grape Tomatoes

Here, we describe a protocol for the application of a novel, slow-release ClO2 product that reduces spoilage and extends the shelf life of fresh fruit. The slow-release ClO2 product was added to standard commercial grape tomato packaging and tested against Escherichia coli and Alternaria alternata.

천공 포장 시스템에서 이산화 염소의 제어 릴리스는 저장 수명을 연장하고 포도 토마토의 안전을 개선하기 위해

A controlled-release chlorine dioxide (ClO2) pouch was developed by sealing a slurry form of ClO2 into semipermeable polymer film; the release properties ...

controlled-release-chlorine-dioxide-perforated-packaging-system-to

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Environment

11.0K 조회수.  USDA, ARS, USHRL. Here, we describe a protocol for the application of a novel, slow-release ClO2 product that reduces spoilage and extends the shelf life of fresh fruit. The slow-release ClO2 product was added to standard commercial grape tomato packaging and tested against Escherichia coli and Alternaria alternata.

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Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes and soil organic matter formation to small-scale stable-isotope biomarker probing. Coupling multiple stable isotopes such as 13C with 15N, 18O or&#160;2H has the potential to reveal even more information about complex stoichiometric relationships during biogeochemical transformations. Isotope labeled plant material has been used in various studies of litter decomposition and soil organic matter formation1-4. From these and other studies, however, it has become apparent that structural components of plant material behave differently than metabolic components (i.e. leachable low molecular weight compounds) in terms of microbial utilization and long-term carbon storage5-7. The ability to study structural and metabolic components separately provides a powerful new tool for advancing the forefront of ecosystem biogeochemical studies. Here we describe a method for producing 13C and 15N labeled plant material that is either uniformly labeled throughout the plant or differentially labeled in structural and metabolic plant components.
Here, we present the construction and operation of a continuous 13C and 15N labeling chamber that can be modified to meet various research needs. Uniformly labeled plant material is produced by continuous labeling from seedling to harvest, while differential labeling is achieved by removing the growing plants from the chamber weeks prior to harvest. Representative results from growing Andropogon gerardii Kaw demonstrate the system&#39;s ability to efficiently label plant material at the targeted levels. Through this method we have produced plant material with a 4.4 atom%13C and 6.7 atom%15N uniform plant label, or material that is differentially labeled by up to 1.29 atom%13C and 0.56 atom%15N in its metabolic and structural components (hot water extractable and hot water residual components, respectively). Challenges lie in maintaining proper temperature, humidity, CO2 concentration,&#160;and light levels in an airtight 13C-CO2 atmosphere for successful plant production. This chamber description represents a useful research tool to effectively produce uniformly or differentially multi-isotope labeled plant material for use in experiments on ecosystem biogeochemical cycling.

Design and Operation of a Continuous 13C and 15N Labeling Chamber for Uniform or Differential, Metabolic and Structural, Plant Isotope Labeling

This method explains how to build and operate a continuous 13C and 15N isotope labeling chamber for uniform or differential plant tissue labeling. Representative results from metabolic and structural labeling of Andropogon gerardii are discussed.

연속의 설계 및 운영<sup&gt; 13</sup&gt; C 및<sup&gt; 15</sup통일 또는 차등을위한&gt; N 레이블 상공 회의소, 대사 및 구조, 식물 동위 원소 라벨링

Tracing rare stable isotopes from plant material through the ecosystem provides the most sensitive information about ecosystem processes; from CO2 fluxes ...

연구

환경과학

Utilizing the Ethylene-releasing Compound, 2-Chloroethylphosphonic Acid, as a Tool to Study Ethylene Response in Bacteria

Ethylene (C2H4) is a gaseous phytohormone that is involved in numerous aspects of plant development, playing a dominant role in senescence and fruit ripening. Exogenous ethylene applied during early plant development triggers the triple response phenotype; a shorter and thicker hypocotyl with an exaggerated apical hook. Despite the intimate relationship between plants and bacteria, the effect of exogenous ethylene on bacteria has been greatly overlooked. This is partly due to the difficulty of controlling gaseous ethylene within the laboratory without specialized equipment. 2-Chloroethylphosphonic acid (CEPA) is a compound that decomposes into ethylene, chlorine, and phosphate in a 1:1:1:1 molar ratio when dissolved in an aqueous medium of pH 3.5 or greater. Here we describe the use of CEPA to produce in situ ethylene for the investigation of ethylene response in bacteria using the fruit-associated, cellulose-producing bacterium Komagataeibacter xylinus as a model organism. The protocols described herein include both the verification of ethylene production from CEPA via the Arabidopsis thaliana triple response assay and the effects of exogenous ethylene on K. xylinus cellulose production, pellicle properties and colonial morphology. These protocols can be adapted to examine the effect of ethylene on other microbes using appropriate growth media and phenotype analyses. The use of CEPA provides researchers with a simple and efficient alternative to pure ethylene gas for the routine determination of bacterial ethylene response.

The protocols outlined herein facilitate the convenient investigation of bacterial ethylene responses by utilizing 2-chloroethylphosphonic acid (CEPA). Ethylene is produced in situ through the decomposition of CEPA in an aqueous bacterial growth medium, circumventing the requirement for pure ethylene gas.

도구로 에틸렌 방출 화합물, 2- 클로로 에틸 산을 활용하여 박테리아의 에틸렌 응답을 공부하기

Ethylene (C2H4) is a gaseous phytohormone that is involved in numerous aspects of plant development, playing a dominant role in senescence and fruit ...

생화학

The Portable Chemical Sterilizer (PCS), D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military

There is a stated Army need for a field-portable, non-steam sterilizer technology that can be used by Forward Surgical Teams, Dental Companies, Veterinary Service Support Detachments, Combat Support Hospitals, and Area Medical Laboratories to sterilize surgical instruments and to sterilize pathological specimens prior to disposal in operating rooms, emergency treatment areas, and intensive care units. The following ensemble of novel, &#8216;clean and green&#8217; chlorine dioxide technologies are versatile and flexible to adapt to meet a number of critical military needs for decontamination6,15. Specifically, the Portable Chemical Sterilizer (PCS) was invented to meet urgent battlefield needs and close critical capability gaps for energy-independence, lightweight portability, rapid mobility, and rugged durability in high intensity forward deployments3. As a revolutionary technological breakthrough in surgical sterilization technology, the PCS is a Modern Field Autoclave that relies on on-site, point-of-use, at-will generation of chlorine dioxide instead of steam. Two (2) PCS units sterilize 4 surgical trays in 1 hr, which is the equivalent throughput of one large steam autoclave (nicknamed &#8220;Bertha&#8221; in deployments because of its cumbersome size, bulky dimensions, and weight). However, the PCS operates using 100% less electricity (0 vs. 9 kW) and 98% less water (10 vs. 640 oz.), significantly reduces weight by 95% (20 vs. 450 lbs, a 4-man lift) and cube by 96% (2.1 vs. 60.2 ft3), and virtually eliminates the difficult challenges in forward deployments of repairs and maintaining reliable operation, lifting and transporting, and electrical power required for steam autoclaves.

The Portable Chemical Sterilizer PCS, D-FENS, and D-FEND ALL: Novel Chlorine Dioxide Decontamination Technologies for the Military

The Portable Chemical Sterilizer (PCS) is a revolutionary, energy-independent, almost waterless sterilization technology for Army medical units. The PCS generates chlorine dioxide from dry reagents mixed with water on-site, at-will, and at point-of-use (PoU) in a plastic suitcase. The Disinfectant-sprayer for Foods and ENvironmentally-friendly Sanitation (D-FENS) and the Disinfectant for ENvironmentally-friendly Decontamination, All-purpose (D-FEND ALL) produce aqueous chlorine dioxide in a collapsible spray bottle and other potential embodiments. These versatile decontamination technologies kill microbes in myriad diverse Dual-use applications for military and civilian consumers.

휴대용 화학 살균제 (PCS), D-펜즈 및 D-FEND는 ALL : 군사에 대한 새로운 이산화 염소 오염 제거 기술

There is a stated Army need for a field-portable, non-steam sterilizer technology that can be used by Forward Surgical Teams, Dental Companies, Veterinary ...

생체공학

Procedures of Laboratory Fumigation for Pest Control with Nitric Oxide Gas

Nitric oxide (NO) is a newly discovered fumigant for postharvest pest control. This paper provides detailed protocols for conducting NO fumigation on fresh products and procedures for residue analysis and product quality evaluation. An airtight fumigation chamber containing fresh fruit and vegetables is first flushed with nitrogen (N2) to establish an ultralow oxygen (ULO) environment followed by injection of NO. The fumigation chamber is then kept at a low temperature of 2 - 5 &#176;C for a specified time period necessary to kill a target pest to complete a fumigation treatment. At the end of a fumigation treatment, the fumigation chamber is flushed with N2 to dilute NO prior to opening the chamber to ambient air to prevent the reaction between NO and O2, which produces NO2 and may damage delicate fresh products. At different times after NO fumigation, NO2 in headspace and nitrate and nitrite in liquid samples were measured as residues. Product quality was evaluated after 2 weeks of post-treatment cold storage to determine effects of NO fumigation on product quality. Keeping&#160;O2 from reacting with NO is critical to NO fumigation and is an important part of the protocols. Measuring NO levels is challenging and a practical solution is provided. Possible protocol modifications are also suggested for measuring NO levels in the fumigation chambers as well as residues. NO fumigation has the potential to be a practical alternative to methyl bromide fumigation for postharvest pest control on fresh and stored products. This publication is intended to assist other researchers in conducting NO fumigation research for postharvest pest control and accelerating the development of NO fumigation for practical applications.

This paper describes nitric oxide (NO) fumigation protocols for postharvest pest control. Fumigation chambers are flushed with nitrogen (N2) to establish ultralow oxygen conditions before NO is injected. At the end, chambers are flushed with N2 to dilute NO before exposing products to ambient air to prevent exposure to NO2.

산화 질소 가스와 해충에 대 한 훈 증 실험실의 절차

Nitric oxide (NO) is a newly discovered fumigant for postharvest pest control. This paper provides detailed protocols for conducting NO fumigation on ...

Culturing and Maintaining Clostridium difficile in an Anaerobic Environment

Clostridium difficile is a Gram-positive, anaerobic, sporogenic bacterium that is primarily responsible for antibiotic associated diarrhea (AAD) and is a significant nosocomial pathogen. C. difficile is notoriously difficult to isolate and cultivate and is extremely sensitive to even low levels of oxygen in the environment. Here, methods for isolating C. difficile from fecal samples and subsequently culturing C. difficile for preparation of glycerol stocks for long-term storage are presented. Techniques for preparing and enumerating spore stocks in the laboratory for a variety of downstream applications including microscopy and animal studies are also described. These techniques necessitate an anaerobic chamber, which maintains a consistent anaerobic environment to ensure proper conditions for optimal C. difficile growth. We provide protocols for transferring materials in and out of the chamber without causing significant oxygen contamination along with suggestions for regular maintenance required to sustain the appropriate anaerobic environment for efficient and consistent C. difficile cultivation.

Culturing and Maintaining Clostridium difficile in an Anaerobic Environment

Clostridium difficile is a pathogenic bacterium that is a strict anaerobe and causes antibiotic associated diarrhea (AAD). Here, methods for isolating, culturing and maintaining C. difficile vegetative cells and spores are described. These techniques necessitate an anaerobic chamber, which requires regular maintenance to ensure proper conditions for optimal C. difficile cultivation.

배양 및 유지<em&gt; 클로 스트 리듐 디피</em&gt; 혐기성 환경에서

Clostridium  difficile is a Gram-positive, anaerobic, sporogenic bacterium  that is primarily responsible for antibiotic associated diarrhea (AAD) and is ...

면역학 및 감염병학

An Efficient Clearing Protocol for the Study of Seed Development in Tomato (Solanum lycopersicum L.)

Tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the major cash crops worldwide. The tomato seed is an important model for studying genetics and developmental biology during plant reproduction. Visualization of finer embryonic structure within a tomato seed is often hampered by seed coat mucilage, multi-cell-layered integument, and a thick-walled endosperm, which needs to be resolved by laborious embedding-sectioning. A simpler alternative is to employ tissue clearing techniques that turn the seed almost transparent using chemical agents. Although conventional clearing procedures allow deep insight into smaller seeds with a thinner seed coat, clearing tomato seeds continues to be technically challenging, especially in the late developmental stages.
Presented here is a rapid and labor-saving clearing protocol to observe tomato seed development from 3 to 23 days after flowering when embryonic morphology is nearly complete. This method combines chloral hydrate-based clearing solution widely used in Arabidopsis with other modifications, including the omission of Formalin-Aceto-Alcohol (FAA) fixation, the addition of sodium hypochlorite treatment of seeds, removal of the softened seed coat mucilage, and washing and vacuum treatment. This method can be applied for efficient clearing of tomato seeds at different developmental stages and is useful in full monitoring of the developmental process of mutant seeds with good spatial resolution. This clearing protocol may also be applied to deep imaging of other commercially important species in the Solanaceae.

An Efficient Clearing Protocol for the Study of Seed Development in Tomato Solanum lycopersicum L.

The tomato seed is an important model for studying genetics and developmental biology during plant reproduction. This protocol is useful for clearing tomato seeds at different developmental stages to observe the finer embryonic structure.

토마토의 종자 개발 연구를위한 효율적인 청산 프로토콜 (Solanum lycopersicum L.)

Tomato (Solanum lycopersicum L.) is one of the major cash crops worldwide. The tomato seed is an important model for studying genetics and developmental ...

발생학

A Freeze-Thawing Method to Prepare Chitosan-Poly(vinyl alcohol) Hydrogels Without Crosslinking Agents and Diflunisal Release Studies

Chitosan-poly(vinyl alcohol) hydrogels can be produced by the freeze-thawing method without using toxic crosslinking agents. The applications of these systems are limited by their characteristics (e.g., porosity, flexibility, swelling capacity, drug loading and drug release capacity), which depend on the freezing conditions and the kind and ratio of polymers. This protocol describes how to prepare hydrogels from chitosan and poly(vinyl alcohol) at 50/50 w/w % of polymer composition and varying the freezing temperature (-4 &#176;C, -20 &#176;C, -80 &#176;C) and freeze-thawing cycles (4, 5, 6 freezing cycles). FT-IR spectra, SEM micrograph and porosimetry data of hydrogels were obtained. Also, the swelling capacity and drug loading and release of diflunisal were assessed. Results from SEM micrographs and porosimetry show that the pore size decreases, while the porosity increases at lower temperatures. The swelling percentage was higher at the minor freezing temperature. The release of diflunisal from the hydrogels has been studied. All the networks maintain the drug release for 30 h and it has been observed that a simple diffusion mechanism regulates the diflunisal release according to Korsmeyer-Peppas and Higuchi models.

A Freeze-Thawing Method to Prepare Chitosan-Polyvinyl alcohol Hydrogels Without Crosslinking Agents and Diflunisal Release Studies

The freezing-thawing method is used to produce chitosan-poly(vinyl alcohol) hydrogels without crosslinking agents. For this method, it is important to consider the freezing conditions (temperature, number of cycles) and polymer ratio, which can affect the properties and applications of the obtained hydrogels.

가교제와 디플루니살 방출 연구를 하지 않고 키토산-폴리(비닐 알코올) 하이드로겔을 준비하는 동결 해동 방법

Chitosan-poly(vinyl alcohol) hydrogels can be produced by the freeze-thawing method without using toxic crosslinking agents. The applications of these ...

Design and Development of a Model to Study the Effect of Supplemental Oxygen on the Cystic Fibrosis Airway Microbiome

Airway microbial communities are thought to play an important role in the progression of cystic fibrosis (CF) and other chronic pulmonary diseases. Microbes have traditionally been classified based on their ability to use or tolerate oxygen. Supplemental oxygen is a common medical therapy administered to people with cystic fibrosis (pwCF); however, existing studies on oxygen and the airway microbiome have focused on how hypoxia (low oxygen) rather than hyperoxia (high oxygen) affects the predominantly aerobic and facultative anaerobic lung microbial communities. To address this critical knowledge gap, this protocol was developed using an artificial sputum medium that mimics the composition of sputum from pwCF. The use of filter sterilization, which yields a transparent medium, allows optical methods to follow the growth of single-celled microbes in suspension cultures. To create hyperoxic conditions, this model system takes advantage of established anaerobic culturing techniques to study hyperoxic conditions; instead of removing oxygen, oxygen is added to cultures by daily sparging of serum bottles with a mixture of compressed oxygen and air. Sputum from 50 pwCF underwent daily sparging for a 72-h period to verify the ability of this model to maintain differential oxygen conditions. Shotgun metagenomic sequencing was performed on cultured and uncultured sputum samples from 11 pwCF to verify the ability of this medium to support the growth of commensal and pathogenic microbes commonly found in cystic fibrosis sputum. Growth curves were obtained from 112 isolates obtained from pwCF to verify the ability of this artificial sputum medium to support the growth of common cystic fibrosis pathogens. We find that this model can culture a wide variety of pathogens and commensals in CF sputum, recovers a community highly similar to uncultured sputum under normoxic conditions, and creates different culture phenotypes under varying oxygen conditions. This new approach might lead to a better understanding of unanticipated effects induced by the use of oxygen in pwCF on airway microbial communities and common respiratory pathogens.

The goal of this protocol is to develop a model system for the effect of hyperoxia on cystic fibrosis airway microbial communities. Artificial sputum medium emulates the composition of sputum, and hyperoxic culture conditions model the effects of supplemental oxygen on lung microbial communities.

낭포성 섬유증 기도 미생물군유전체에 대한 보충 산소의 효과를 연구하는 모델의 설계 및 개발

Airway microbial communities are thought to play an important role in the progression of cystic fibrosis (CF) and other chronic pulmonary diseases. ...

의학

Standardized Method for High-throughput Sterilization of Arabidopsis Seeds

Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) seedlings often need to be grown on sterile media. This requires prior seed sterilization to prevent the growth of microbial contaminants present on the seed surface. Currently, Arabidopsis seeds are sterilized using two distinct sterilization techniques in conditions that differ slightly between labs and have not been standardized, often resulting in only partially effective sterilization or in excessive seed mortality. Most of these methods are also not easily scalable to a large number of seed lines of diverse genotypes. As technologies for high-throughput analysis of Arabidopsis continue to proliferate, standardized techniques for sterilizing large numbers of seeds of different genotypes are becoming essential for conducting these types of experiments. The response of a number of Arabidopsis lines to two different sterilization techniques was evaluated based on seed germination rate and the level of seed contamination with microbes and other pathogens. The treatments included different concentrations of sterilizing agents and times of exposure, combined to determine optimal conditions for Arabidopsis seed sterilization. Optimized protocols have been developed for two different sterilization methods: bleach (liquid-phase) and chlorine (Cl2) gas (vapor-phase), both resulting in high seed germination rates and minimal microbial contamination. The utility of these protocols was illustrated through the testing of both wild type and mutant seeds with a range of germination potentials. Our results show that seeds can be effectively sterilized using either method without excessive seed mortality, although detrimental effects of sterilization were observed for seeds with lower than optimal germination potential. In addition, an equation was developed to enable researchers to apply the standardized chlorine gas sterilization conditions to airtight containers of different sizes. The protocols described here allow easy, efficient, and inexpensive seed sterilization for a large number of Arabidopsis lines.

The objective of this study was to determine the effects of bleach and chlorine gas sterilization on seed germination of a range of Arabidopsis genotypes grown on sterile media. Optimized sterilization protocols have been developed to prevent the growth of microbial contaminants while providing satisfactory seed survival.

애기 씨의 높은 처리 살 균에 대 한 표준화 된 방법

Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) seedlings often need to be grown on sterile media. This requires prior seed sterilization to prevent the growth of ...

생물학

Direct Infusion Device를 사용한 식물의 분자 전달

Direct Infusion Device for Molecule Delivery in Plants

Testing the function of therapeutic compounds in plants is an important component of agricultural research. Foliar and soil-drench methods are routine but have drawbacks, including variable uptake and the environmental breakdown of tested molecules. Trunk injection of trees is well-established, but most methods for this require expensive, proprietary equipment. To screen various treatments for Huanglongbing, a simple, low-cost method to deliver these compounds to the vascular tissue of small greenhouse-grown citrus trees infected with the phloem-limited bacterium Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas) or infested with the phloem-feeding CLas insect vector Diaphorina citri Kuwayama (D. citri) is needed.
To meet these screening requirements, a direct plant infusion (DPI) device was designed that connects to the plant&#39;s trunk. The device is made using a nylon-based 3D-printing system and easily obtainable auxiliary components. The compound uptake efficacy of this device was tested in citrus plants using the fluorescent marker 5,6-carboxyfluorescein-diacetate. Uniform compound distribution of the marker throughout the plants was routinely observed.
Furthermore, this device was used to deliver antimicrobial and insecticidal molecules to determine their effects on CLas and D. citri respectively. The aminoglycoside antibiotic streptomycin was delivered into CLas-infected citrus plants using the device, which resulted in a reduction in the CLas titer from 2 weeks to 4 weeks post treatment. Delivering the neonicotinoid insecticide imidacloprid into D. citri-infested citrus plants resulted in a significant increase in psyllid mortality after 7 days. These results suggest that this DPI device represents a useful system for delivering molecules into plants for&#160;testing and facilitate research and screening purposes.

저자 스포트라이트: 식물의 분자 전달을 위한 직접 주입 장치  

This manuscript describes a novel direct plant infusion device for screening the effectiveness of molecules against the bacteria (Candidatus Liberibacter asiaticus) or its insect vector (Diaphorina citri, Kuwayama) that, in combination, are associated with Huanglongbing citrus disease.

식물의 분자 전달을 위한 직접 주입 장치

Testing the function of therapeutic compounds in plants is an important component of agricultural research. Foliar and soil-drench methods are routine but ...