減壓二氧化硫( SO₂ )熏蒸對新疆杏干中印度谷螟發(fā)生的控制

中圖分類號：S377 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1001-4330（2025）03-0688-08

0 引言

【研究意義】印度谷螟Plodiainterpunctella（Hubner）屬鱗翅目斑螟科，是為害干果、谷物和加工食品貯藏的主要害蟲之一[1]。蟲害在可造成高達(dá) 9%～18% 的經(jīng)濟(jì)損失[2.3]。印度谷螟主要通過幼蟲和成蟲等侵染干果，嚴(yán)重影響干果的品質(zhì)和商品價(jià)值[4-7]。因此，研究一種能有效殺蟲和干果減損保質(zhì)的方法，對于干果產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】甲基溴和磷化氫被廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)存糧食中印度谷螟的防治[8.9]。但目前糧食貯藏過程中逐漸被取代。長時(shí)間的高壓 CO₂ 氣體熏蒸也是一種控制蟲害的有效手段[10]，但所需時(shí)間較長，導(dǎo)致昆蟲對該氣體的敏感性降低，且對空間密封性要求較高，生產(chǎn)效率較低，難以大規(guī)模商業(yè)化使用。硫酰氟和植物精油熏蒸[12對儲(chǔ)糧害蟲也有一定的防治作用，但因其效率、環(huán)境條件和產(chǎn)品特異性，僅限于研究層面。 SO₂ 因其殺菌能力強(qiáng)、滲透性快和擴(kuò)散性高等特點(diǎn)，在商業(yè)上已廣泛應(yīng)用。前期研究發(fā)現(xiàn)，SO₂ 與低溫相結(jié)合，能顯著抑制采后葡萄粉玠和藍(lán)莓蛆蟲的產(chǎn)生[13.14]。此外， SO₂ 熏蒸在采后防治害蟲方面效果顯著[13-16]，采用 SO₂ （ 1%） 和CO₂（6%） 熏蒸葡萄，果蠅成蟲和幼蟲的死亡率均達(dá)到 100%^[17] ?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】由于 SO₂ 在保鮮中具有殺菌、防蟲的作用，但過量和長時(shí)間的 SO₂ 氣體熏蒸可能會(huì)導(dǎo)致干果中亞硫酸鹽殘留量及品質(zhì)下降。因此，開發(fā)一種低濃度和短時(shí)間內(nèi)熏蒸能成功控制害蟲的替代熏蒸技術(shù)值得進(jìn)一步研究。減壓主要是通過降低氧分壓和濕度，使得昆蟲因缺氧和缺水死亡[18，19]。減壓環(huán)境可提高熏蒸氣體的滲透率，減少熏蒸劑的用量和熏蒸時(shí)間來提高熏蒸效率。通過減壓低溫組合方面，研究對蘋果蠹蛾所有生命階段的殺蟲方法，12d內(nèi)蘋果蠹蛾死亡率達(dá)到 98% ，表明減壓方面能有效地保持果實(shí)品質(zhì)，延長果實(shí)的貯藏期[20]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】試驗(yàn)采用減壓結(jié)合 SO₂ 的熏蒸方式，研究 SO₂ 濃度及 C×T 值（濃度 × 時(shí)間）對不同生命階段印度谷螟的控制效果，為減壓結(jié)合 SO₂ 熏蒸技術(shù)控制干果蟲害發(fā)生提供技術(shù)支持。

材料與方法

1. 1 昆蟲與飼養(yǎng)

印度谷螟（卵、幼蟲、蛹、成蟲）由新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所昆蟲室提供，在光周期為14：10（L：D），溫度 （25±2）°C 和相對濕度 65% ＼～75% 的養(yǎng)蟲室中培養(yǎng)。將每20只蟲卵存放在養(yǎng)蟲罐（ V：940mL/H：15cm） 中，用（ 35% 未漂白小麥粉 35% 玉米粉 9% 燕麥粉 .7% 蜂蜜 .7% 啤酒酵母和 7% 甘油）飼料喂養(yǎng)。對昆蟲的不同階段進(jìn)行分類，后續(xù)按時(shí)飼養(yǎng)。

1.2 方法

1. 2. 1 氣體熏蒸前準(zhǔn)備印度谷螟不同階段

用光學(xué)顯微鏡檢查，消除受傷或異常的蟲卵樣本。將篩選后的蟲卵轉(zhuǎn)移到養(yǎng)蟲罐中，每個(gè)階段20個(gè)標(biāo)本放人養(yǎng)蟲罐中飼養(yǎng)。試驗(yàn)選取印度谷螟五齡幼蟲、發(fā)育1周的卵、蛹和成蟲，每次減壓 SO₂ 熏蒸不同生命階段印度谷螟共40只，處理重復(fù)3次。

1.2.2 減壓 SO₂ 熏蒸處理

試驗(yàn)采用 C×T 值（濃度 x 時(shí)間）的方法，在20kPa 減壓下結(jié)合不同的 SO₂ 濃度和熏蒸時(shí)間，通過與空白對照（ 0μL/L×40h） 和 20kPa 減壓處理（ 0μL/L×40h） 比較，設(shè)定3種 SO₂ 濃度0 （250、500、1 000μL/L） 和6種 C×T 值 （0.2000 、4000、6000、8000 和 10000μL（ΩL?h） ），共計(jì)68組試驗(yàn)對不同生命階段印度谷螟的影響，每組C×T 值設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)重復(fù)。

研發(fā)出了減壓熏蒸裝置，將裝有不同生命階段的印度谷螟養(yǎng)蟲罐放置于 27L 減壓密閉熏蒸室內(nèi) （30cm×30cm×30cm ，通體為304不銹鋼），關(guān)閉熏蒸室后，將壓力設(shè)置為 20kPa ，并按照C×T 組合方案進(jìn)行熏蒸處理。在減壓密閉的熏蒸室內(nèi)安裝有風(fēng)機(jī)和溫濕度記錄儀，并在熏蒸室外設(shè)置了熏蒸閥，采用針孔注射的方式通過熏蒸閥將 SO₂ 氣體（純度 gt;99% ，新疆烏魯木齊鑫天意）打入到減壓熏蒸室內(nèi)，打開風(fēng)機(jī)，開始密閉熏蒸。圖1，表2

注：1、真空泵；2、隔斷閥；3、風(fēng)扇；4、熏蒸室；5、溫濕度計(jì)；6、 壓力變送器；7、開門閥；8、熏蒸閥;9、進(jìn)氣閥；10、PLC控制柜 Notes：1.Vacuum pump；2.Block valve；3.Fan；4.Fumigationroom;5.Temperatureandhumiditymeter;6.Pressuretransmitter；7.Openthedoorvalve；8.Fumigationvalve；9.Airintake valve；1O.PLC control cabinet

圖1 減壓熏蒸裝置

1.2.3 不同發(fā)育階段的死亡率

減壓 SO₂ 熏蒸后，在 （25±2）^°C 和相對濕度為65%～75% 的條件下孵育。以卵不能孵化為幼蟲判定為死亡；幼蟲以對小毛刷輕觸無反應(yīng)判定為死亡；以蛹不能羽化為成蟲判定為死亡；以成蟲不會(huì)飛行或無明顯自主反應(yīng)判定為死亡，持續(xù)2周觀察記錄死亡率。

死亡率

1.2.4杏干 SO₂ 硫殘留及感官檢測

SO₂ 殘留：采用GB5009.34－2022中食品

SO₂ 方法[2]測定。

參考陳燕等22方法。由10人組成感官評價(jià)小組，去評估減壓 SO₂ 薰蒸處理后香干的感官變化，評價(jià)采用4項(xiàng)（表觀、風(fēng)味、口感和總體）分類標(biāo)準(zhǔn)，每項(xiàng)2.5分，共10分。每個(gè)感官項(xiàng)目評價(jià)分?jǐn)?shù)由高到低為2.5分到0.5分，杏干品質(zhì)為很好到很差。在感官試驗(yàn)中，小組成員在評價(jià)間隙用水漱口。表1

表1感官評分

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)用Excel2016處理，用Origin繪圖，用IBMSPSS26.0軟件進(jìn)行分析，采用Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)（ Plt;0.05 ）。以不同生命階段印度谷螟的死亡率進(jìn)行Probit分析并得出 LT₅₀ 值和 LT₉₅ 值。

2 結(jié)果與分析

2.1減壓 SO₂ 濃度熏蒸處理下， C×T 值對不同生命階段印度谷螟死亡率的影響

研究表明，在減壓 SO₂ 濃度熏蒸條件下，隨著SO₂ 濃度的增加，熏蒸致死時(shí)間逐漸減少。在每個(gè)濃度測試的 C×T 值均能提高不同生命階段印度谷螟的死亡率，且各組合的死亡率均存在差異（ P lt;0.05 。當(dāng) SO₂ 濃度為 250μL/L ， C×T 值為8000μL/（L?h） 時(shí)，蛹和成蟲階段率先完全殺死。SO₂ 濃度為 值為 8000μL （L?h） 時(shí)，能完全控制印度谷螟的卵和成蟲階段。在3種 SO₂ 熏蒸濃度條件下，當(dāng) C×T 值為10000μL/（L?h） 時(shí)，能完全控制印度谷螟的4個(gè)階段（卵、幼蟲、蛹、成蟲）。減壓 SO₂ 熏蒸處理能完全殺死不同生命階段印度谷螟，且印度谷螟的卵、蛹、成蟲比幼蟲階段對 SO₂ 氣體較敏感。表2

2.2減壓 S0₂ 熏蒸處理下，不同生命階段印度谷螟的 LT₅₀ 和 LT₉₅ 值及其置信區(qū)間

研究表明，在減壓 SO₂ （濃度為250、500、1000μL/L ）熏蒸處理下，成蟲的 LT₅₀ 值分別為10.70、6.11和 2.21h ，卵期的 LT₅₀ 分別為14.08、7.07和 2.90h ，蛹期的 LT₅₀ 分別為15.80、8.08和3.36h ，幼蟲期的 LT₅₀ 分別為19.13、10.30和4.38h 。從半致死時(shí)間相比，印度谷螟的成蟲階段最為敏感。在減壓下不同 SO₂ 濃度熏蒸處理不同生命階段印度谷螟的敏感性為成蟲 gt; 卵 gt; 蛹 gt; 幼蟲，即印度谷螟在減壓條件下對 SO₂ 氣體的敏感性上成蟲最易于被殺死，其次為卵和蛹，幼蟲最難被殺死。表3

2.3 杏干中 SO₂ 殘留及感官品質(zhì)的影響

研究表明，減壓 SO₂ 熏蒸處理的杏干果實(shí)，SO₂ 殘留量均低于國家水果干類標(biāo)準(zhǔn)（ 100mg/ kg^′ ，在貯藏期 90d 時(shí)，其減壓 SO₂500，1000μL L處理組的香干果實(shí) SO₂ 殘留量低于美國FDA食品添加劑的限量標(biāo)準(zhǔn)（ 10mg/kg? ，顯著提高了杏干果實(shí)的食用安全性和商品性。表4

減壓 SO₂ 熏蒸處理組在一定程度上保持了果實(shí)的外觀形態(tài)、風(fēng)味和口感。其中減壓 SO₂ 500μL/L 處理組杏干在果實(shí)的外觀、口感、總體接受度均高于對照和其他處理組，總體貯藏品質(zhì)效果較好。圖2

表2減壓 SO₂ 濃度熏蒸處理下 C×T 值不同生命階段印度谷螟死亡率的變化

22000μL/LSO₂ 短時(shí)熏蒸處理 ²h 的藍(lán)莓果實(shí)（20 （44000μL/（L?h） ），可以有效地控制藍(lán)莓蛆蟲[14]。上述研究結(jié)果中的熏蒸濃度和 C×T 值均顯著高于該研究，這可能潛在會(huì)造成熏蒸產(chǎn)品中SO₂ 殘留過高，嚴(yán)重影響其商品價(jià)值。研究中，減壓 SO₂ 熏蒸能有效地殺死貯藏產(chǎn)品中產(chǎn)生的印度谷螟，可能是由于減壓條件下，熏蒸氣體可快速滲透到貯藏產(chǎn)品中，對杏干中印度谷螟的防治效果顯著。

3討論

3.1有文獻(xiàn)提出 SO₂ 熏蒸用于貯藏產(chǎn)品的采后害蟲防治[23]，但關(guān)于減壓與熏蒸氣體聯(lián)合用于貯藏產(chǎn)品的采后害蟲防治的研究鮮有報(bào)道。為有效減少果品加工過程中的 SO₂ 使用量，提高杏干貯運(yùn)和加工過程中的食品安全性，研究采用了減壓結(jié)合 SO₂ 的熏蒸方式，分析了減壓結(jié)合 SO₂ 對杏干中不同生命階段印度谷螟致死率和 SO₂ 殘留的影響。結(jié)果表明，隨著熏蒸濃度和熏蒸時(shí)間的增加，所受試害蟲的死亡率均增加。在設(shè)置的 SO₂ 濃度下，當(dāng) C×T 值達(dá)到 10000μL/（L?h） 時(shí)，能完全控制印度谷螟的所有生命階段，且 SO₂ 濃度和 c ×T 值遠(yuǎn)低于以往的研究報(bào)告。在常壓下，Liu等[24]采用了20000和 10 000μL/L 的 SO₂ 熏蒸3h（600000.30000μL/（ΩL?h） ），才能完全控制住臍橙潛葉蛾的幼蟲和蛹。近期有研究表明，采用

3.2在不同 SO₂ 濃度下的 C×T 值，均能 100% 地控制不同生命階段的印度谷螟，且在不同條件下印度谷螟的死亡率均存在顯著性差異（ Plt; 0.05）。昆蟲死亡率檢測主要在減壓 SO₂ 熏蒸后2周內(nèi)，會(huì)出現(xiàn)延遲毒性效應(yīng)，且死亡率在處理后可能會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加[25]。通過計(jì)算 LT₅₀ 和 LT₉₅ 值，發(fā)現(xiàn)印度谷螟不同生命階段的敏感性順序?yàn)槌上x gt; 卵 gt; 蛹 gt; 幼蟲，成蟲最為敏感，幼蟲敏感性較弱。 Han 等[1報(bào)道印度谷螟不同生命階段對 ClO₂ 氣體的敏感性順序也為卵 gt; 蛹 gt; 幼蟲。與研究結(jié)果相同。昆蟲的卵和蛹一般比成蟲和幼蟲更具耐受性[26.27]，由于印度谷螟在幼蟲階段可作為成熟幼蟲進(jìn)入滯育，在此情況下具有高度抗性，短時(shí)間接觸磷化氫氣體致使幼蟲進(jìn)入滯育[28]，可能 SO₂ 氣體產(chǎn)生了與磷化氫相同的效果，致使幼蟲比卵和蛹對 SO₂ 氣體敏感性下降。印度谷螟的敏感性會(huì)因 SO₂ 濃度和熏蒸時(shí)間的長短而異，但與前人研究結(jié)果對比，當(dāng) C×T 值為10000μL/（L?h） 時(shí)，減壓 SO₂ 熏蒸處理足以控制不同階段的印度谷螟，保護(hù)貯藏產(chǎn)品不被侵害。雖然延長熏蒸時(shí)間可能比增加 SO₂ 濃度更有效，但過低的 SO₂ 濃度處理不能夠有效控制害蟲[25]3.3 SO₂ 不僅可以作為食品防腐劑，而且還是公認(rèn)安全物質(zhì)（Generallyrecognizedassafe，

GRAS）[29-31]。由于常壓條件下 SO₂ 熏蒸濃度大，處理時(shí)間長，導(dǎo)致被大多數(shù)食品所吸附[14.24]。但與減壓技術(shù)聯(lián)合使用后，熏蒸濃度和時(shí)間顯著減少，香干果實(shí)中 SO₂ 殘留量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)。3.4溫度對減壓殺蟲效果有顯著影響，溫度的升高與殺蟲效果呈正相關(guān)，同時(shí)會(huì)縮短熏蒸時(shí)間[32.33]。在試驗(yàn)中，將溫度設(shè)置在一定水平范圍內(nèi)（ 15～22% ），因此，對于不同溫度條件下對印度谷螟的殺蟲控制效果，還需要深人研究。此外，不同壓力水平對貯藏昆蟲的殺蟲效果也是有影響的。在較低壓力 （6.7kPa 下，昆蟲的死亡速率更快[32]。然而，在生產(chǎn)應(yīng)用中較低的壓力意味著更高的處理成本和設(shè)備要求。因此，試驗(yàn)并未研究更低壓力下 SO₂ 的殺蟲效果，后續(xù)研究將會(huì)更關(guān)注熏蒸技術(shù)工藝的改進(jìn)。

4結(jié)論

在減壓熏蒸條件下，當(dāng) SO₂ 熏蒸 C×T 值達(dá)到10000μL/（L?h） 時(shí)，均能完全控制不同生命階段的印度谷螟，不僅降低了 SO₂ 殘留量，而且較好地保持香干果實(shí)貯藏期的品質(zhì)。其中幼蟲敏感最弱，在工業(yè)生產(chǎn)中，減壓 SO₂ 熏蒸效果的評價(jià)應(yīng)以殺死幼蟲為目標(biāo)，才能完全控制不同生命階段的印度谷螟。

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Abstract：【Objective】 This study aims to enhance the storage and transportation quality of Xinjiang dried apricots，thus ensuring food safety during processing and minimizing losss from insect pests and economic losses in the industry by applying hypobaric treatment combined with SO₂ fumigation to manage insect pests in order to reduce SO ² residues and mitigate storage losses of dried apricots.【Methods】 The efficacy of hypobaric treatment combined with SO ² fumigation was evaluated using different SO₂ concentrations（250，500，1000 （2 μL/L ）and six C×T values（0，2，000，4，000，6，000，8，000， 10，000μL（L?h）， ）．The control effects on eggs，larvae，pupae，and adults of Plodia interpunctell in dried apricots were evaluated，along with changes in dried apricots quality.【Results】When the C×T value reached to 10，000μL/（L?h） ，the mortality rate of Plodia interpunctella in different life stages reached 100% . Analysis of LT and LT₉₅ values revealed the 50 sensitivity order to hypobaric treatment combined with SO fumigation ：adult gt; egg gt; pupa gt; larva. This ² method effectively reduced SO ² residues，improved food safety，and maintained sensory quality of dried apricots.【Conclusion】 Hypobaric treatment combined with SO ² fumigation shows promise in preventing and controlling Plodia interpunctella infestations and reducing SO ² residues in dried apricots.

Keywords：hypobaric；SO ² fumigation；Plodia interpunctella； C×T value；dried apricots