Effectiveness of chlorine dioxide as influenced by concentration, pH, and exposure time on spore germination of Botrytis cinerea, Penicillium expansum and Rhizopus stolonifer.

Abstract

Chlorine dioxide (ClO2) is an
alternative to hypochlorites (NaOCl, Ca(OCl)2) for fruit and vegetable sanitization to reduce
postharvest decays caused, among other fungi, by Botrytis cinerea, Penicillium expansum and
Rhizopus stolonifer. Due to economical reasons and because of its explosiveness, the use of
chlorine dioxide has been relatively limited. However, the development of stabilized commercial
formulations has allowed to reintroduce it. In this study, the efficacy of a new stabilized chlorine
dioxide formulation (Tecsa®Clor, Protecsa S.A., Santiago,Chile) to inhibit conidial germination
of B. cinerea and P. expansum, and sporangiospore germination of R. stolonifer was demonstrated.
The efficacy was dependent primarily on concentration and exposure time but it was also
affected by pH. Conidia germination of B. cinerea was inhibited over 98% at concentrations
higher than 75 or at 25 mg·mL-1 after 1 or 30 min of contact, respectively. Similarly, over 90%
inhibition of conidial germination of P. expansum was achieved with 100 and 25 m·mL-1 after
1 and 30 min, respectively. Sporangiospores of R. stolonifer were inhibited by 90% at 100
mg·mL-1 for 30 min. The pH of the solution increased as chlorine dioxide concentration
increased, and the biological activity decreased considerably at pH higher than 8, after 5 and
15 min of contact. No phytotoxic effects were obtained on pear cv. Packham’s Triumph even
at 1000 mg·mL-1 after 20-day-exposure at 20 ºC. Therefore the stabilized commercial formulation
of chlorine dioxide is an alternative to chlorinate water to treat fruits by immersion in order
to control B. cinerea, P. expansum and R. stolonifer during postharvest. For a complete control,
concentrations higher than 75 mg·mL-1 should be used at pH between 7 and 8.

El dióxido de cloro (ClO2) es una alternativa
al uso de hipocloritos (NaOCl, Ca(OCl)2)
útil para la sanitización de la fruta en
poscosecha y reducir el riesgo de pudriciones
causadas entre otros por Botrytis cinerea,
Penicillium expansum o Rhizopus stolonifer.
Razones económicas y la explosividad de
este gas al mantenerlo bajo presión han
limitado su uso. Sin embargo, el desarrollo
de formulaciones comerciales, estabilizadas,
ha permitido reintroducir el dióxido de cloro
con estos propósitos. En este trabajo se
demostró la eficacia de este compuesto,
formulado y estabilizado (Tecsa®Clor,
Protecsa S.A., Santiago,Chile), en el control
de la germinación de conidias de B. cinerea
y P. expansum y esporangiosporas de R.
stolonifer. Sin embargo, la efectividad de
este producto dependió primeramente de la
concentración y del tiempo de exposición,
pero también tuvo importancia en la
mortalidad de las esporas el pH de la solución. Una concentración de dióxido de
cloro > 75 o 25 mg·mL-1 1 o 30 min de
exposición, respectivamente, inhibió en
más de 98% la germinación de conidias de
B. cinerea. En forma similar, se obtuvo
sobre un 90% de inhibición de la
germinación de conidias de P. expansum
con 100 y 25 mg·mL-1 por 1 y 30 min,
respectivamente. La germinación de
esporangiosporas de R. stolonifer se inhibió
por sobre un 90% únicamente con 100
mg·mL-1 por 30 min. El pH de la solución
acuosa de dióxido de cloro aumentó
considerablemente con la concentración,
disminuyendo la efectividad con pH superior
a 8, tanto luego de 5 como 15 min de
exposición. No hubo efectos fitotóxicos en
peras cv. Packham’s Triumph aun expuestas
a concentración de 1000 mg·mL-1, luego de
20 días a 20 ºC. Por lo tanto, el dióxido de
cloro formulado comercialmente es una
alternativa para el control de B. cinerea, P.
expansum y R. stolonifer en poscosecha. Sin
embargo, se recomienda corregir la dosis en
función de los patógenos predominantes y
verificar el pH de la solución de modo que
esta permanezca entre 7 y 8.