Nghiên cứu chiết tách azadirachtin từ hạt neem bằng phương pháp ép cơ học kết hợp dung môi hữu cơ để ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học

Ở Việt Nam đã phát hiện khoảng 5 loài cây độc, gần 40 loài cây độc có khả năng trừ sâu trong đó có 10 loài có khả năng diệt sâu tốt [1] Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm các loại chế phẩm c

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

SÂU SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN HÓA HỌC

Đà Nẵng, 2017

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

KHOA HÓA HỌC

Đề tài:

NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH AZADIRACHTIN TỪ HẠT

NEEM BẰNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT VỚI DUNG MÔI HỮU

CƠ ĐỂ ỨNG DỤNG LÀM THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

CỬ NHÂN HÓA HỌC Khóa học: 2013 - 2017

Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Nguyễn Bá Trung

Đà Nẵng, 2017

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƯỜNG ĐHSP Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

KHOA HOÁ

NHIỆM VỤ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Nguyễn Thị Uyên

1 Tên đề tài: Nghiên cứu chiết tách azadirachtin từ hạt neem bằng phương pháp ép

cơ học kết hợp dung môi để ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học

2.Nguyên liệu, dụng cụ và thiết bị:

2.1 Nguyên liệu, hóa chất:

3 Nội dung nghiên cứu:

- Nghiên cứu, khảo sát các quy trình, điều kiện để chiết tách azadirachtin từ nhân hạt neem ở quy mô phòng thí nghiệm

- Đánh giá khả năng tiêu diệt sâu khoang của azadirachtin

4 Giáo viên hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Bá Trung

5 Ngày giao đề tài: 01/07/2016

6 Ngày hoàn thành: 15/04/2017

Chủ nhiệm Khoa Giáo viên hướng dẫn

(Ký và ghi rõ họ, tên) (Ký và ghi rõ họ, tên)

Sinh viên đã hoàn thành và nộp báo cáo cho Khoa ngày….tháng…năm

Kết quả điểm đánh giá:

Ngày…tháng…năm

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

(Ký và ghi rõ họ tên)

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt thời gian học tập tại trường ĐHSP Đà Nẵng, với những lời dạy

dỗ ân cần của quý thầy cô, sự quan tâm giúp đỡ tận tình của bạn bè và gia đình cùng với sự nổ lực của chính bản thân đã giúp em có được những kiến thức lý thuyết cũng như thực tiễn thuộc ngành học mà mình đã chọn

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô trường ĐHSP Đà Nẵng, quý thầy cô trong khoa đã chỉ dạy tận tình cho em trong suốt 4 năm qua Đặc biệt,

em xin chân thành cảm ơn thầy giáo – PGS.TS.Nguyễn Bá Trung đã nhiệt tình, tận tâm, trực tiếp hướng dẫn em làm đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn thầy giáo chủ nhiệm Đinh Văn Tạc và tập thể sinh viên lớp 13CHP đã tận tình giúp đỡ, động viên em trong suốt thời gian tiến hành khóa luận tốt nghiệp

Em xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo quản lý phòng thí nghiệm đã tạo điều kiện thuận lợi giúp cho em hoàn thành tốt luận văn này

Đà Nẵng, ngày 28 tháng 4 năm 2017

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Uyên

6 IGR Insect Growth Regulator (chất điều hòa sinh trưởng côn trùng)

7 LHC Chất độc lân hữu cơ

8 NPV Nuclear polyhedral virus (virus đa nhân diện)

9 VSV Vi sinh vật

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Danh sách các hóa chất được sử dụng chiết tách azadirachtin 24 Bảng 2.2 Danh sách các hóa chất được sử dụng để định lượng Azadirachtin bằng phương pháp HPLC 25 Bảng 3.1 Mối quan hệ giữa nồng độ và diện tích peak của mẫu azadirachtin ứng thời thời gian lưu 6,89 phút 34 Bảng 3.2 Kết quả phân tích hàm lượng azadirachtin 36 Bảng 3.3 Phần trăm hao hụt của mẫu azadirachtin trong các dung môi theo thời gian ở nhiệt độ phòng 38 Bảng 3.4 Phần trăm hao hụt của mẫu azadirachtin theo thời gian ở các nhiệt độ 39 Bảng 3.5 Phần trăm hao hụt của mẫu azadirachtin trong dung môi methanol theo thời gian ở nhiệt độ phòng 41 Bảng 3.6 Thống kê thời gian gây chết 50% và 100% của các mẫu azadirachtin ở các nồng độ thử nghiệm 43

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Cây Cà Độc Dược 13

Hình 1.2 Cây thuốc lá 14

Hình 1.3 Cây thuốc cá 15

Hình 1.4 Cây xoan 16

Hình:1.5: Cây neem trưởng thành 17

Hình 1.6 Hạt neem khô và nhân của nó sau tách vỏ 18

Hình 1.7 Hạt neem xanh và hạt neem bổ dọc 19

Hình 1 8 Các sản phẩm có nguồn gốc từ neem 23

Hình 2.1 sâu khoang phá hoại cây trồng 25

Hình 2.2 Vòng đời của sâu khoang 26

Hình 2.3 Các thiết bị trong hệ thống HPLC 29

Hình 3.1 Sắc kí đồ HPLC của mẫu azadirachtin chuẩn 100 ppm trong hệ dung môi pha động là Acetonitrile : H3PO4 0.1% ứng với tỉ lệ 40 : 60 về thể tích 33

Hình 3.2 Đường chuẩn mô tả sự phụ thuộc nồng độ của azadirachtin vào diện tích peak sắc kí 34

Hình 3.3 Sắc kí đồ HPLC của mẫu azadirachtin 100 ppm chiết tách bằng dung môi hữu cơ trong hệ dung môi pha động là Acetonitrile : H3PO4 0.1% ứng với tỉ lệ 40: 60 37

Hình 3.4 Phần trăm hao hụt của mẫu azadirachtin trong các dung môi theo thời gian ở nhiệt độ phòng 38

Hình 3.5 Phần trăm hao hụt của mẫu azadirachtin theo thời gian ở các nhiệt độ 40

Hình 3.6 Phần trăm hao hụt của mẫu azadirachtin trong dung môi methanol theo thời gian ở nhiệt độ phòng ………… ……41

Hình 3.7 Biểu hiện sâu trước khi xử lý bằng dịch chiết chứa azadirachtin 42

Hình 3.8 Biểu hiện sau say thuốc và chết khi xử lý với dịch chiết chứa azadirachtin nồng độ 100 ppm sau 13 giờ 42

Hình 3.9 Sự phụ thuộc giữa thời gian gây chết 50% và 100% với nồng độ azadiarachtin thử nghiệm 43

LỜI MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Nông nghiệp là ngành cung cấp lương thực, thực phẩm cho tiêu dùng, tạo nên

sự ổn định, đảm bảo an toàn cho phát triển của nền kinh tế quốc dân và đời sống xã hội Bên cạnh đó thì nguyên liệu từ nông nghiệp là đầu vào quan trọng cho sự phát triển của các ngành công nghiệp khác, giúp phát triển thị trường nội địa và đem lại nguồn thu nhập ngoại tệ lớn cho quốc gia Tuy nhiên khi thâm canh cây trồng, để giảm thiểu thiệt hại do nấm, mốc, sâu hại, côn trùng gây ra, con người ta phải đầu tư thêm kinh phí để tiến hành các biện pháp phòng trừ, trong đó biện pháp hóa học được coi là quan trọng Từ năm 1960 đến nay, nhiều loại chất hóa học đã được đưa vào sử dụng rộng rãi để diệt trừ sâu bệnh Việc sử dụng các loại thuốc hóa học ở thời kì đầu đã mang lại lợi ích to lớn là tiêu diệt sâu bệnh nhanh và rất có hiệu quả Sau thời gian dài sử dụng thuốc hóa học đã xuất hiện một số vấn đề tiêu cực: gây ô nhiễm nguồn nước và đất, dư lượng trên nông sản gây ngộ độc cho người và nhiều loài động vật, mất cân bằng sinh thái và xuất hiện các loài dịch hại mới, tăng khả năng kháng thuốc của dịch hại, dẫn đến hiệu lực của thuốc bị giảm hoặc mất hẳn

Từ xa xưa, nông dân ở nhiều nước trên thế giới đã biết sử dụng một số loại thực vật chứa chất độc để trừ một số loại côn trùng gây hại trên cây trồng Trên thế giới có khoảng 2000 loài cây có chất độc, trong đó có 10 – 12 loài cây được dùng phổ biến Ở Việt Nam đã phát hiện khoảng 5 loài cây độc, gần 40 loài cây độc có khả năng trừ sâu (trong đó có 10 loài có khả năng diệt sâu tốt) [1]

Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm các loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học, có thể là các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, virus) và các chất do vi sinh vật tiết ra (thường

là các chất kháng sinh), các chất có trong cây cỏ (là chất độc hoặc dầu thực vật) Với các thành phần trên, thuốc trừ sâu sinh học có thể chia thành hai nhóm chính là: +Nhóm thuốc vi sinh: Thành phần giết sâu là các vi sinh vật như nấm, vi khuẩn, virus

+Nhóm thuốc thảo mộc: Thành phần giết sâu là các chất độc có trong cây cỏ hoặc dầu thực vật

Thuốc trừ sâu sinh học có ưu điểm là ít độc với người và môi trường do ít độc với các loài thiện địch nên thuốc sinh học bảo vệ được sự cân bằng sinh học trong

tự nhiên, ít gây tình trạng bùng phát sâu hại Hơn nữa thuốc trừ sâu sinh học mau bị phân hủy trong tự nhiên, ít để lại dư lượng trên nông sản và có thời gian cách ly ngắn nên rất thích hợp sử dụng cho các nông sản yêu cầu độ sạch cao như: rau, chè… Tuy vậy, thời gian bảo quản thường ngắn và điều kiện bảo quản phải chặt chẻ, yêu cầu cao Nhưng so với các ưu điểm to lớn thì các nhược điểm trên đây của thuốc sinh học là rất nhỏ và hoàn toàn có thể khắc phục được Vì vậy, thuốc trừ sâu sinh học ngày càng được sử dụng nhiều

Cây Neem (xoan chịu hạn) có tên khoa học Azadirachtindirachta indica A Juss, thuộc họ xoan (Meliaceae), có nguồn gốc từ Ấn Độ Neem là loài cây ưa

sáng, mọc nhanh, có thể sinh trưởng ở những vùng đất không màu mỡ, đất pha cát, chịu được khí hậu khắc nghiệt lên đến 50oC Thành phần hóa học trong neem rất phong phú với nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao nên lá, nhựa thân cây, hạt neem được sử dụng rộng rãi làm thuốc chữa bệnh, thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc thực vật, phân bón

Theo báo cáo kết quả nghiên cứu của các tác giả trong và ngoài nước, có rất nhiều thành phần hoạt chất trong cây neem, tuy nhiên chỉ có vài hoạt chất là có tác dụng trừ sâu như: Azadirachtin từ A – L, Salannin, Nimbin, Nimbidin, Meliantriol

…, trong đó nhiều nhất là azadirachtin Azadirachtin có khả năng tiêu diệt nhiều loại côn trùng bọ trĩ/lúa, chè; sâu cuốn lá/lúa, nhện đỏ/chè, rầy xanh/chè, bọ xít muỗi/chè, bọ nhảy/bắp cải, sâu xanh bướm trắng/bắp cải … bằng cách gây ngán ăn của côn trùng, ngăn cản lột xác, làm trứng không nở [2]

Với mong muốn góp phần tìm ra quy trình chiết tách azadirachtin hiệu quả và hiểu về mối quan hệ giữa hợp chất azadirachtin với khả năng tiêu diệt sâu bệnh của

nó Tôi tiến hành nghiên cứu trích ly hiệu quả hoạt chất azadirachtin từ hạt neem trồng ở Ninh Thuận và điều chế chế phẩm sinh học để khảo sát khả năng diệt sâu

khoang trên cây rau lang (khoai) Vì vậy tôi chọn đề tài: “Nghiên cứu chiết tách

azadirachtin từ hạt neem bằng phương pháp ép cơ học kết hợp dung môi để ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học”

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Xây dựng quy trình chiết tách có hiệu quả azadirachtin từ nhân của hạt neem, đánh giá độ bền của azadirachtin để từ đó ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học cho cây trồng ăn lá

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng nghiên cứu

Chiết tách azadirachtin có trong hạt neem

Thử hiệu lực trừ sâu trên loài sâu khoang

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT

Thu thập các tài liệu, thông tin liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu của đề tài để đánh giá tổng quan tình hình nghiên cứu neem trong nước và trên thế giới, từ đó xây dựng ý tưởng cho nghiên cứu

Phân tích những tài liệu đã công bố trong và ngoài nước để xây dựng nội dung

và phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 THUỐC TRỪ SÂU

1.1.1 Khái niệm

Thuốc trừ sâu là một loại chất được sử dụng để chống côn trùng Chúng bao gồm các thuốc diệt trứng và thuốc diệt ấu trùng để diệt trứng và ấu trùng của côn trùng

Đến nay, đã có nhiều loại thuốc trừ sâu khác nhau được sử dụng trong canh tác nông nghiệp ở quy mô sản xuất lớn cũng như quy mô hộ gia đình Việc sử dụng thuốc trừ sâu được cho là một trong các yếu tố chính giúp tăng sản lượng nông nghiệp trong thế kỷ 20 Tuy nhiên, gần như tất cả các loại thuốc trừ sâu đều có nguy

cơ làm thay đổi lớn các hệ sinh thái, thậm chí nhiều loại thuốc trừ sâu còn tích tụ lại trong chuỗi thức ăn, gây độc hại nghiêm trọng đến sức khỏe của con người qua nhiều thế hệ

1.1.2 Phân loại

Dựa trên nguồn gốc, người ta chia thuốc thành 2 loại: Thuốc trừ sâu có nguồn gốc tổng hợp và thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ thiên nhiên

1.1.2.1 Thuốc trừ sâu có nguồn gốc tổng hợp

- Nhóm thuốc gốc Clo hữu cơ (CHC):

Các thuốc CHC dùng để trừ côn trùng, hiện nay phần lớn thuốc nhóm này đã bị cấm do tính tồn lưu quá lâu trong môi trường mà điển hình là DDT, Chlordane, Toxaphene, Dieldrin, Aldrin, Endrin [3][4]

Một số vẫn còn dùng rất giới hạn như Difocol và Methoxychlor Phần lớn các CHC khó phân hủy trong môi trường và tích lũy trong mô mỡ của động vật

Các CHC gồm những hợp chất aryl, carbocyclic, heterocyclic có khối lượng phân tử khoảng 291-545 đơn vị carbon CHC có thể được chia ra làm 5 nhóm: (1) DDT và các chất tương tự; (2) BHC; (3) Cyclodiens và các hợp chất tương tự; (4) Toxaphene và các chất tương tự; (5) cấu trúc khép kín của Mirex và Chlordecone CHC gây độc thần kinh, tuy nhiên cũng có một số khác biệt về triệu chứng giữa hai nhóm: (1) DDT và những chất tương tự với nó gây ra sự run rẫy nhẹ lúc mới bị trúng độc và gia tăng đến co giật; (2) các chất còn lại như lindane, aldrin, dieldrin, endrin, toxaphene và nhiều hợp chất có liên quan gây ra triệu chứng co giật ngay từ

Mức kích thích thần kinh là liên quan trực tiếp với nồng độ của thuốc có trong

mô thần kinh Thông thường, các hậu quả tác động của thuốc có thể phục hồi khi nồng độ của CHC trong mô thần kinh chưa vượt quá ngưỡng tới hạn chịu đựng Hầu hết các CHC có thể đi xuyên qua da, cũng như qua hệ hô hấp và hệ tiêu hóa Mức hấp thu qua da khác biệt tùy theo chất, chẳng hạn DDT hấp thu qua da kém, còn Dieldrin lại hấp thu qua da rất mạnh Thông thường, nồng độ CHC có trong không khí dưới ngưỡng cho phép do áp suất hơi của nó thấp

CHC làm thay đổi các tính chất điện của cơ thể và hoạt động của các enzyme có liên quan đến màng tế bào thần kinh, gây ra biến đổi trong vận chuyển ion Na+ và

K+ qua màng tế bào Có thể có cả sự nhiễu loạn vận chuyển Ca2+ và hoạt tính của enzyme Ca2+-ATP và enzyme phosphokinase Cuối cùng, CHC gây chết do sự dừng

hô hấp

- Nhóm thuốc gốc phospho hữu cơ (LHC):

Đây là nhóm thuốc hữu cơ quan trọng nhất hiện dùng LHC do Lange và Von Kreuger tìm ra vào đầu những năm 1930 (dimethyl và diethyl phosphorofluoridate) Đến năm 1936, Gerhard Schrader chủ trì một dự án nghiên cứu và tìm ra nhiều chất khác như dimefox, octamethyl pyrophosphoramidate và tetraethyl pyrophosphate Đến nay đã có hàng ngàn chất thuộc nhóm LHC đã được tổng hợp và thương mại hóa, khoảng 100 chất khác nhau được sử dụng làm thuốc trừ sâu

Hầu hết các LHC là những ester có cấu trúc như sau:

Trong đó : R: methyl hoặc ethyl

R’: alkoxy, alkyl, aryl, amino hoặc các amino có nhóm thế X: nhóm có thể thay đổi

O mang nối đôi có thể thay thế bởi S

Các LHC khác nhau nhiều do sự thay đổi của nhóm X Thực tế, hầu hết các LHC dùng hiện nay có cấu trúc:

Trong đó R: methyl hoặc ethyl

X: thay đổi, thông thường X là dẫn xuất của alkoxy; phenoxy; thioalkyl hoặc các chất thơm dị nhân

Các LHC chứa liên kết P=O (phosphate) hoặc P=S (phosphorothionate), trong

đó P=S khá bền vững với sự thủy phân so với P=O, bởi vậy chúng có khả năng diệt côn trùng hiệu quả hơn Tuy nhiên, tác động của nó lên enzyme cholinesterase yếu

và cần phải được hoạt hóa để trở thành P=O vốn có hoạt tính chống enzyme cholinesterase mạnh mẽ

Độc tính của LHC đối với côn trùng và người là do ức chế enzyme acetylcholinesterase (AchE) - enzyme xúc tác phản ứng thủy phân acetylcholine (ACh) Vì vậy, ACh sẽ tích tụ lại ở những khớp thần kinh (synap thần kinh), tiết muscarin và nicotin, từ đó sinh ra kích thích cơ và hệ thần kinh phế vị

- Nhóm thuốc gốc carbamate hữu cơ:

Đây là nhóm thuốc được dùng rộng rãi bởi vì tương đối rẻ tiền, hiệu lực cao mà

ít tồn lưu trong môi trường Thuốc là dẫn xuất của acid cabamic có chứa các nhóm phụ dithiocarbamates và thiocarbamates mang lưu huỳnh

Thuốc diệt côn trùng carbamate có nguồn gốc tự nhiên là chất physostigmine hoặc eserine Năm 1925, Stedman và Barger đã xác định cấu trúc của

physostigmine là một loại alcaloid có trong cây đẫu Calabar, Physostigma venenosum Đây là một chất co đồng tử mạnh và có hoạt tính tiết acetylcholine,

physostigmine và các chất tương tự với nó

Năm 1954, Gysin giới thiệu este carbamate đầu tiên được dùng làm chất diệt côn trùng Ông cũng đã mô tả tính chất nhiều loại este dimethylcarbamate Sau đó, các phenyl N-methylcarbamate mang nhóm thế được nghiên cứu nhiều để đem vào

sử dụng trong nông nghiệp Đến năm 1985 có 25 chất este carbamate được đưa vào

sử dụng

Este carbamate là dẫn xuất của acid carbamic (HOOCNH2) Acid carbamic cũng như acid N-alkylcarbamic và acid N,N-dialkylcarbamic là không bền vững và dễ bị phân hủy thành CO2 và NH3 Khi thay thế H đứng gần O bằng nhóm akyl, aryl, hoặc nhóm chứa nitơ, người ta sẽ điều chế được các sản phẩm bền vững dùng làm thuốc bảo vệ thực vật

Thuốc carbamate gây tổn thương hệ thần kinh và một số khác rất độc cho động vật có vú bao gồm cả con người Thuốc nhóm này không tích lũy trong mô mỡ, do vậy tính độc của chúng thường ngắn và sinh vật có thể phục hồi Các thuốc Carbamate thông dụng như: carbaryl (Sevin), aldicarb (Temik) và methomyl (Lannate, Nudrin)

Cũng giống như LHC, các thuốc diệt trùng carbamate ức chế hoạt động của enzyme acetylcholinesterase Nhiều carbamate có độ độc cấp tính rất cao đối với động vật Aldicarb, cũng như carbofuran có độ độc cấp tính cao nên thường được dùng ở thể hạt để bón vào đất Tuy vậy, nhìn chung các thuốc trong nhóm này vẫn ít độc hơn nhóm LHC, cơ thể có khả năng phục hồi sau khi bị ngộ độc carbamate

- Các thuốc nhóm Pyrethrin và dẫn xuất Pyrethroids

Pyrethrin là một cặp hóa chất hữu cơ tự nhiên có khả năng diệt sâu bọ có hiệu lực Pyrethrin I và pyrethrin II về mặt cấu trúc là các este liên quan với nhau với nhân là cyclopropane Chúng chỉ khác nhau bởi trạng thái ôxi hóa của một nguyên tử cacbon Chúng là các chất lỏng nhớt rất dễ bị oxy hóa để trở thành không hoạt hóa Pyrethroid là este của pyrethrin

Các pyrethrin được tìm thấy trong hạt của một số loại cây thường xanh như cúc

Dalmatia (Chrysanthemum cinerariaefolium) và cúc Ba Tư (Chrysanthemum coccineum) cũng như một số loài khác thuộc chi này như C balsamita và C marshalli, và được trồng ở quy mô thương mại để sản xuất thuốc trừ sâu Các

pyrethrin là các chất có độc tố thần kinh, chúng tấn công hệ thần kinh của các loài sâu bọ Khi ở hàm lượng không đủ gây tử vong cho côn trùng, chúng vẫn có tác dụng xua đuổi côn trùng Chúng cũng có hại đối với cá, nhưng là ít độc hại hơn đối với động vật có vú và chim so với nhiều loại thuốc trừ sâu tổng hợp khác (liều LD50

ở chuột là trên 2.000 mg/kg thể trọng) Chúng là các chất không bền vững và dễ bị phân hủy sinh học, cũng như dễ dàng bị phân hủy dưới tác động của ánh sáng hay oxy nên được coi là thuộc nhóm thuốc trừ sâu an toàn nhất để sử dụng với các loại

cây trồng cung cấp lương thực Đối với người, pyrethrin có tác động kích thích mắt,

1.1.2.2 Nhóm thuốc có nguồn gốc sinh học

Trong nhóm này có: kháng sinh, vi sinh, thuốc có nguồn gốc từ thực vật, chất dẫn dụ (pheromone), hormone thực vật

Chất kháng sinh: Là chất tiết ra từ các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, xạ khuẩn) có khả năng tiêu diệt hoặc ức chế các vi sinh vật khác Thuốc kháng sinh penicilline

dùng để trị bệnh nhiễm khuẩn, được ly trích từ nấm Penicillium sp Streptomycine

được dùng để trị bệnh nhiễm khuẩn ở người, động vật và thực vật; có thể được sản xuất bằng phương pháp tự nhiên hay nhân tạo Ngoài ra còn rất nhiều loại kháng sinh khác được phát hiện và đưa vào sử dụng

Thuốc gốc thực vật: Một số thực vật có chứa các chất độc đối với côn trùng và các động vật khác, chẳng hạn như hoa thủy cúc (chrysanthemum) dùng để chiết trích pyrethrum, rễ dây thuốc cá dùng để trích ra rotenone, một số cây họ Huệ dùng

để chiết trích sabadilla và hellebore Chất ryania được trích từ một loài thực vật ở Nam Phi, nicotine được trích từ thuốc lá; strychnine trích từ cây mã tiền ở Ấn Độ, Srilanka, Úc và khu vực Đông Dương

Các chất điều hòa sinh trưởng côn trùng (Insect Growth Regulator = IGR): là những chất được dùng để biến đổi sự sinh trưởng và phát triển của côn trùng Các hormone tự nhiên do chính côn trùng tiết ra điều khiển sự biến đổi trong vòng đời của chúng Các IGR này hiện nay được tổng hợp nhân tạo để bắt chước hoặc ngăn trở tác động của các hormone tự nhiên Chúng ngăn cản côn trùng tăng trưởng hoặc rút ngắn vòng đời của côn trùng bằng cách thúc đẩy nhanh quá trình lão hóa của chúng

Các vi sinh vật: Một số chủng vi sinh vật được phối trộn với các chất khác để tạo thành sản phẩm phòng trị dịch hại Người ta đã dùng nhiều chủng của vi khuẩn

khác nhau để ứng dụng làm thuốc trừ sâu vi sinh Bacillus thuringiensis được dùng

để tạo ra các chế phẩm (Dipel, Thuricide, Centari ) tiêu diệt nhiều côn trùng trong

Bộ Cánh vảy Vi khuẩn Agrobacterium radiobacter được dùng để trừ vi khuẩn gây bướu trên nhiều loại cây (thường do Agrobacterium tumefaciens) gây ra NPV (nuclear polyhedral virus) được dùng để trừ sâu xanh (Heliothis armigera) và sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) Nấm Beauveria bassiana được dùng để trừ một

số loài côn trùng Thuốc gốc vi sinh ngày càng được ưa chuộng vì chúng ít độc đối với người và các sinh vật có lợi, cũng như tính chuyên hóa đối với các loại dịch hại Ngoài các VSV xuất hiện trong tự nhiên được sử dụng làm thuốc trừ sâu, còn có các VSV vật được tạo ra bằng kỹ thuật di truyền hiện đại

Pheromones: Đây là những hóa chất đặc biệt do sinh vật tiết ra để kích thích hành vi của những sinh vật khác cùng một loài Các loại pheromones côn trùng nhân tạo được dùng trong phòng trừ dịch hại để giám sát sinh hoạt của côn trùng cũng như định thời gian sử dụng các loại thuốc Các loại pheromone thường được dùng chung kết hợp với bẫy dính, nó cũng đóng vai trò quan trọng trong việc giám sát hoạt động của côn trùng trong những chương trình phòng trừ dịch hại tổng hợp

và để giám sát tính kháng thuốc của côn trùng

1.2 THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC

1.2.1 Khái niệm

Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm các loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học sản xuất ra từ các loại thảo dược hay các chủng vi sinh vật được nuôi cấy trong môi trường dinh dưỡng khác nhau theo phương pháp thủ công, bán thủ công hoặc phương pháp lên men trong công nghiệp để tạo những chế phẩm có chất lượng cao,

có khả năng phòng trừ các loại sâu, bọ gây hại cây trồng nông, lâm nghiệp Thành phần giết sâu có trong thuốc sinh học có thể là các vi sinh vật (nấm, vi khuẩn, virus)

và các chất do vi sinh vật tiết ra (thường là các chất kháng sinh), các chất có trong cây cỏ (là chất độc hoặc dầu thực vật) Với các thành phần trên, thuốc trừ sâu sinh học có thể chia thành 2 nhóm chính là:

Nhóm thuốc vi sinh: thành phần giết sâu là các vi sinh vật như nấm, vi khuẩn,

virus

Nhóm thuốc thảo mộc: Thành phần giết sâu là các chất độc hại có trong cây cỏ

hoặc dầu thực vật

1.2.2 Ưu và nhược điểm của thuốc trừ sâu sinh học

Thuốc trừ sâu hóa học có ưu điểm rõ rệt là hiệu quả diệt sâu nhanh, nhưng có nhược điểm quan trọng là có độ độc cao với người và các động vật có ích (trong đó

có các loài thiên địch), gây ô nhiễm môi trường Vì vậy, do yêu cầu bảo vệ sức khỏe con người và yếu tố sinh thái môi trường, các thuốc trừ sâu hóa học cần được hạn chế sử dụng, dần và thay vào đó là các thuốc trừ sâu sinh học

So với thuốc trừ sâu hóa học, ưu điểm nổi bật nhất của thuốc trừ sâu sinh học là

ít độc với người và môi trường Các chế phẩm vi sinh vật dùng làm thuốc trừ sâu và hợp chất có nguồn gốc từ thực vật hầu như không độc với người và các sinh vật có ích, vì thế bảo vệ được sự cân bằng sinh học trong tự nhiên (cân bằng giữa thiên địch và sâu hại), ít gây tình trạng bùng phát sâu hại Bên cạnh đó, thuốc trừ sâu sinh học ít để lại dư lượng độc tố trên nông sản nên ít độc với người và mau phân hủy trong tự nhiên, nên phù hợp sử dụng cho các nông sản yêu cầu có độ sạch cao như các loại rau, chè… Như vậy, muốn có nông sản sạch và an toàn cho người sử dụng

và môi trường, sử dụng các thuốc trừ sâu sinh học là một giải pháp tốt nhất

Ngoài ra, các yếu tố phong phú, đa dạng, nguồn khai thác rất dễ dàng và hầu như vô tận của các vi sinh vật và thực vật, cũng như tính đơn giản của việc chế tạo

đã thúc đẩy việc ứng dụng thuốc trừ sâu sinh học ngày càng được ứng dụng nhiều trong thực tế, đặc biệt là các loại thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ thực vật Đồng thời với các chế phẩm được sản xuất theo quy mô công nghiệp, hiện nay người ta vẫn có thể dùng các phương pháp chế biến thô sơ để sử dụng Có thể ra đồng thu thập các sâu bị chết vì nấm bệnh, nghiền nát trong nước rồi phun lên cây để trừ sâu Các cây thuốc lá, thuốc lào, hạt xoan, rễ dây thuốc cá… băm nhỏ và đập nát ngâm lọc trong nước để phun cũng rất có hiệu quả

Bên cạnh những ưu điểm nổi bậc trên, một số thuốc trừ sâu sinh học, như các thuốc vi sinh thường thể hiện hiệu quả diệt sâu tương đối chậm hơn so với thuốc hóa học Việc bảo quản và khả năng tạo hỗn hợp của các thuốc sinh học thường yêu cầu điều kiện cũng chặt chẽ hơn so với thuốc trừ sâu hóa học Nhưng so với các ưu điểm to lớn của chúng thì các nhược điểm nêu trên của thuốc trừ sâu sinh học là rất nhỏ và hoàn toàn có thể khắc phục được Vì vậy, thuốc trừ sâu sinh học ngày càng

được khai thác sử dụng rộng rãi và là xu thế tất yếu trong canh tác nông nghiệp hữu

cơ hiện nay

1.2.3 Tình hình nghiên cứu, sử dụng và quản lý thuốc trừ sâu sinh học ở Việt Nam

Thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) sinh học đã được quan tâm nghiên cứu, đưa vào

sử dụng tại Việt Nam từ đầu những năm 80 của thế kỷ trước và đã mang lại hiệu quả tích cực, giảm một phần ô nhiễm môi trường do thuốc BVTVcó nguồn gốc hóa học gây ra Đặc biệt, từ năm 1990 trở lại đây, việc nghiên cứu, ứng dụng thuốc BVTV sinh học đã được quan tâm và có những kết quả khởi đầu.[13]

- Thuốc BVTV có nguồn gốc thảo mộc

Với hệ thực vật phong phú với nhiều loại cây có dầu, tinh dầu chứa các chất có hoạt tính sinh học cao là nguồn nguyên liệu sẵn có để tạo ra nhiều sản phẩm thuốc BVTV sinh học có giá trị sử dụng cao Đây là lợi thế quan trọng giúp phát triển các thuốc BVTV sinh học phục vụ sản xuất nông nghiệp bền vững

- Thuốc BVTV có nguồn gốc vi sinh

Lĩnh vực thuốc BVTV vi sinh có sản phẩm Bt được sử dụng từ lâu trong lĩnh vực nông nghiệp và sát trùng tại gia (phòng trừ muỗi) Đã có nhiều cơ quan nghiên cứu công nghệ lên men và phân lập thành công các độc tố tinh thể khác nhau như a,

b, g, d-endotoxin, từ đó tạo ra các sản phẩm thương mại cung cấp cho thị trường Các thuốc nguồn gốc virus có nhóm sản phẩm chiết từ virus đa nhân diện nucleo polyhedrosis virus (NPV)[28] Đây là lọai virus chọn lọc, chỉ lây nhiễm và diệt sâu xanh da láng (Spodoptera exigua) rất hiệu quả trên bông, đậu đỗ, ngô, hành, nho…

- Thuốc BVTV có nguồn gốc hóa sinh

Bao gồm các chất có tác dụng dẫn dụ, xua đuổi, triệt sản hoặc điều khiển sinh trưởng côn trùng Chúng dùng để phòng trừ gián tiếp côn trùng gây hại với liều lượng rất nhỏ

Ưu điểm lớn của các hợp chất này là hạn chế tối đa ảnh hưởng của thuốc độc tới môi trường Đây là một hướng nghiên cứu hiện đại và đầy triển vọng của ngành BVTV trên thế giới cũng như ở Việt Nam.[8]

Metyl eugenol là chất dẫn dụ sinh dục đối với ruồi vàng hại cam được Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam nghiên cứu và sản xuất đầu tiên vào những năm 70-80 của thế kỷ trước, đi từ eugenol có trong tinh dầu hương nhu [7][16]

Trong số các chất dẫn dụ sinh dục, các pheromon là nhóm chế phẩm sinh học được sử dụng hiệu quả trong BVTV, kiểm dịch thực vật và dự báo dịch hại Đến nay, trên thế giới đã nghiên cứu và tổng hợp được hơn 3.000 hợp chất pheromon sinh dục, dẫn dụ nhiều lọai côn trùng khác nhau Tuy nhiên, do cấu trúc phân tử hoạt chất phức tạp và yêu cầu độ tinh khiết cao của sản phẩm nên việc tổng hợp chúng đòi hỏi trình độ và thiết bị tiên tiến Vì vậy, loại hợp chất này thường có giá thành cao, phạm vi áp dụng hạn chế

Ngoài ra, xu hướng hiện nay còn sử dụng các chất có nguồn gốc tự nhiên làm phụ gia trong gia công thuốc BVTV Đó là các chất hoạt động bề mặt (HĐBM), dung môi, chất mang, chất chống lắng, chống đông, chất bảo quản … trong đó chất HĐBM, dung môi, chất mang chiếm thành phần đáng kể trong sản phẩm Các chất HĐBM có nguồn gốc lignin tự nhiên có đặc tính ưu việt như: đa tác dụng (thấm ướt, phân tán, chống đông, tạo chelat cho phân bón qua lá ), có thể sử dụng để gia công nhiều dạng sản phẩm khác nhau và rất an toàn cho môi trường vì có độ độc thấp đối với người, không gây cháy lá, có khả năng phân hủy sinh học Mặt khác,

do giá rẻ và sẵn có nên gần đây đã có một số công trình nghiên cứu sử dụng lignin làm chất HĐBM trong gia công một số thuốc BVTV dạng phân tán trong nước với kết quả rất khả quan và thân thiện với môi trường Bên cạnh đó, còn một số phụ gia khác như chất mang từ bentonit, dung môi ít độc… cũng đã được nghiên cứu sử dụng trong gia công và ứng dụng có kết quả

1.2.4 Một số chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học có nguồn gốc từ thực vật

hình cầu, đường kính khoảng 3 cm, mặt ngoài có nhiều gai mềm, chứa nhiều hạt màu vàng (hình 1.1)

Hình 1.1: Cây Cà Độc Dược

Trong cây (ở lá và hạt có hàm lượng cao nhất) có chứa nhiều ancaloit (hàm lượng toàn phần từ 0.2-0.5%), chủ yếu là scopolamin, còn có hyoscyamin, atropin

và các saponin, flavonoit, tanin với số lượng không đáng kể Tác dụng dược lý chủ yếu là do các ancaloit: làm giãn phế quản, giãn đồng tử, giảm nhu động ruột và bao tử nếu những cơ quan này co thắt, làm khô nước bọt, dịch vị, mồ hôi

Nguyên liệu được chọn lọc, đưa vào nghiền xử lý nhiệt và lọc, cô đặc, thêm chất bảo quản sau đó đóng vào các loại can, chai Dây chuyền này có thể sản xuất từ

500 - 1.000 lít/ngày, hoàn toàn là các nguyên liệu sinh học không gây hại cho người

và động vật, không gây ô nhiễm môi trường

Sản phẩm có thể phòng trừ rất nhiều loại sâu gây hại cho cây cảnh và rau sạch

Thuốc được chế biến bằng cách ngâm 1kg thuốc lá, thuốc lào khô (lá hoặc cọng, cành, thân) đã được thái nhỏ với 10 dung dịch nước vôi ở 30-35oC trong 24 giờ, lọc lấy nước, pha loãng với nước lã sạch 5-20 lần có thêm 200 ml chất bám dính (hoặc dung dịch 0.2% nước rửa chén)

Hiệu lực của thuốc Nicotin cao thì nhiệt độ môi trường trên 30°C và giảm khi nhiệt độ môi trường thấp hơn 20°C Sản phẩm thuốc trừ sâu chế biến bằng thuốc lào, thuốc lá không diệt được sâu hại ở pha trứng, pha trưởng thành Diệt mạnh sâu khi mới nở, tuổi nhỏ (tuổi 1-3), nên cần phải điều tra tuổi của sâu hại cụ thể trước khi phòng trừ mới đạt hiệu quả trừ sâu cao

Hình 1.2: Cây thuốc lá

1.2.4.3 Cây thuốc cá (dây mật)

Cây thuốc cá (hình 1.3) hay còn gọi là dây mật có tên khoa học là Derris elliptica Benth Rễ cây thuốc cá có chứa rotenon (C23H22O6) với hàm lượng cao và nhiều hợp chất có tính chất diệt côn trùng tương tự rotenon gọi là rotenoit, nhưng có độc lực thấp hơn, dl – toxicanol, tephrosin deleguin và ellipton Deleguin là đồng phân của rotenon Tephrosin và toxicanol là dẫn xuất hydroxy của deleguin Ngoài

ra, rễ còn chứa saponin, resin và tanin Rễ cây thuốc cá được dùng duốc cá và làm thuốc trừ sâu trong nông nghiệp

Thuốc được điều chế bằng cách ngâm rễ tươi 3kg đã giã nát trong 10 lít nước trong 16 – 24 giờ, lọc bỏ bã, đem phun Có thể thái rễ thành miếng, phơi khô, rồi giã nhỏ, dùng dưới dạng thuốc bột hoặc trộn với nước xà phòng thành dạng sữa

Hình 1.3: Cây thuốc cá

1.2.4.4 Thuốc trừ sâu có nguồn gốc từ các cây gia vị

Trong các loại củ, quả như: ớt, tỏi, hành gừng… có chứa hàm lượng axít có tác động đến bộ phận cơ thể như mắt, da của những loài sâu bọ hại cây trồng Nếu chiết xuất thảo mộc này được chế biến với nồng độ phù hợp sẽ xua đuổi, tiêu diệt được các loài sâu bọ

Thành phần: gừng, tỏi, rượu, đường đỏ

Cách tiến hành:

Thái mỏng và để riêng từng loại vật liệu

Cho từng loại vật liệu vào chum riêng biệt, đổ một lượng rượu trắng vào chum theo

Giữ phần chất lỏng trong lọ kín, ở nơi bóng mát làm vật liệu nguyên chất,

để pha loãng dùng dần ( pha vào bình theo tỉ lệ 20 cc dung dịch gừng : 15cc dung dịch tỏi : 12l nước

1.2.4.5 Cây xoan

Xuất xứ từ Ấn Độ với tên gọi neem hay sầu đâu (hình 1.4), là loài cây thân mộc có tuổi thọ khoảng 200 năm Đây là cây chứa nhiều hợp chất dược liệu quý

Hoạt chất có trong lá, hoa, nhựa, vỏ cây có thể tiêu diệt khoảng 200 loại côn trùng

có hại trong sản xuất nông nghiệp Tác dụng nhanh, không độc hại với con người,

an toàn tuyệt đối

Theo kinh nghiệm cổ truyền, người ta thường sử dụng nhân hạt neem nghiền nhỏ, ngâm trong nước để phun trực tiếp lên cây trồng Thuốc tác động đến côn trùng gây hại bằng cách gây sự ngán ăn, xua đuổi, ngăn sự lột xác của côn trùng, cũng như ngăn cản sự đẻ trứng, làm giảm khả năng sinh sản.[25][30].Hoặc lấy lá xoan khô ngâm trong 1 ngày với tỉ lện 1kg/10 lít nước sau khi khi ngâm đủ thời gian, vò nát rồi lọc lấy dịch Khi sử dụng thêm 10 lít nước lã và thêm 0.1% xà phòng rồi mới đem phun

1.3 THUỐC TRỪ SÂU SINH HỌC CÓ NGUỒN GỐC TỪ NEEM

1.3.1 Giới thiệu về neem

Neem hay còn gọi Azadirachtind Dirakht (tiếng Ba Tư), DogonYaro (tiếng

Nigeria), Margosa, Neeb (tiếng Ả Rập), Nimtree, Nimba (tiếng Phạn), Vepu, Vempu, Vepa (Telugu), Bevu Kannada, Veppam (Tamil), ở Đông Phi, cây này

được gọi là Mwarobaini (Kiswahili), có nghĩa là cây 40

Ở Việt Nam, cây neem còn có các tên gọi khác là sầu đông, xoan sầu đâu, xoan

ăn gỏi, xoan trắng, xoan chịu hạn, xoan Ấn Độ Đây là một trong hai loài thuộc chi

Azadirachtindirachta, và sống ở các quốc gia như Bangladesh, Ấn Độ, Myanma, và

Hình 1.4: Cây xoan

Cây neem có tên khoa học là Azadirachtindirachta indica thuộc:

Hình: 1.5: Cây neem trưởng thành

Lá: chùm lá hình lông chim đối diện, dài từ 20-40 cm, trung bình có từ 20-31 lá, có

màu từ xanh nhạt đến xanh đậm với chiều dài mỗi lá từ 3-8 cm Cuống lá ngắn

Hoa: màu trắng và thơm, hoa được bố trí nách lá, rủ xuống, dài được tới 25 cm

Hoa lưỡng tính và hoa đực tồn tại trên cùng một cây

Quả: Quả có hình elip, nhẵn, dài 2.4-2.8 cm và rộng 1.0-1.5 cm Trước khi trưởng

thành, quả có màu xanh lá cây, sau đó chuyển sang màu vàng khi chín Hạt được bao bọc bởi lớp vỏ hơi cứng, bên trong vỏ là nhân màu trắng được bao bọc bởi lớp

vỏ lụa có màu nâu đỏ Vỏ hạt dài 0.9-2.2 cm, rộng 0.5-0.8 cm; hạt nhân của nó dài 0.8-1.0 cm và rộng 0.4-0.5 cm (hình 7)

Cây bắt đầu đơm hoa, kết trái sớm là 2 năm, thông thường sau 3 đến 5 năm và đạt đến sản xuất tối đa của nó ở tuổi 10 năm Năng suất thu hoạch quả phụ thuộc nhiều

vào thổ nhưỡng và điều kiện chăm sóc, trung bình khoảng 25 – 30 kg hạt khô cho mỗi cây trưởng thành

Hạt neem khi phơi khô Hạt neem khi tách vỏ

Hình 1.6: Hạt neem khô và nhân của nó sau tách vỏ

b Điều kiện tăng trưởng của cây neem

Neem phát triển nhanh chóng trong điều kiện khí hậu và thổ nhưỡng thuận lợi Theo Radwanski (1977), 66% trong tổng số cây tăng trưởng trong ba năm đầu tiên

để đạt được một chiều cao 4 - 7 m, đạt chiều cao từ 5 đến 11 mét trong năm thứ năm Tuổi thọ của cây kéo dài đến hai thế kỷ

Được biết đến với khả năng chống chịu hạn hán tốt, neem thường mọc ở vùng khô hạn và bán khô hạn với lượng mưa hàng năm từ 400 đến 1200 mm Neem cũng

có thể sinh trưởng phù hợp ở những nơi có lượng mưa hàng năm là ít hơn 400 mm, sau đó phụ thuộc vào nguồn nước ngầm để sinh trưởng; trong các thời kỳ hạn hán nặng và kéo dài, cây có thể rụng lá Neem cũng có thể sống ở những nơi có lượng mưa lên đến 2500 mm mỗi năm nhưng với điều kiện phải thoát nước tốt, nếu không

1.3.2 Các thành phần chính chiết xuất từ cây neem

1.3.2.1 Các thành phần hóa học chính có trong cây neem

Như đã trình bày trên, các bộ phận chính lá, hoa, hạt của neem đều có giá trị kinh tế cao do chúng chứa nhiều hợp chất hóa học có hoạt tính sinh học quý giá, cụ thể sau :

Lá cây Neem có chứa Quercetin (flavonoid) và nimbosterol (β- sitosterol) cũng như liminoids (Nimbin và các dẫn xuất của nó) Quercetin (một flavonoid polyphenolic) được biết là có đặc tính kháng khuẩn và kháng nấm Điều này cho thấy, lá Neem có thể dùng để chữa bệnh về da như viêm loét và ghẻ Limonoids như nimocinolide và isonimocinolide ảnh hưởng đến khả năng sinh sản ở ruồi nhà (Musca domestica) với liều khác nhau từ 100 tới 500 ppm Họ cũng cho thấy trong

lá Neem có tính chất gây đột biến trong muỗi (Aedes aegypti)

Tinh dầu trong hoa neem gồm các dẫn xuất sesquiterpene và có chứa nimbosterol và flavonoids như kaempferol, melicitrin Hoa cũng mang lại một chất sáp bao gồm một số axit béo như Behenic (0.7%), arachidic (0.7%), stearic (8.2%), palmitic (13.6%), oleic (6.5%) và linoleic (8.0%) Phấn hoa của cây neem

có chứa một số axit amin như acid glumatic, tyrosine, arginine, methionion, phenylalanine, histidine, acid arminocaprylic và isoleucine

Trong nhân hạt neem có chứa glycerides như các hạt có dầu khác, tương ứng với thành phần axit oleic (50-60%), acid palmitic (13-15%), axit stearic (14-19%), acid linoleic (8-16%) và axit arachidic (1-3%)[23] Dầu ép hạt neem có màu nâu vàng, dầu không khô, hương vị cay và mùi khó chịu Ngoài ra, trong nhân hạt neem chứa một lượng đáng kể các chất gây đắng như azadirachtin, azadirachtindiradione, fraxinellone, Nimbin, salannin, salannol, vepinin, vilasinin … Trong số đó, azadirachtin đã chứng minh có hiệu quả trong tiêu diệt côn trùng và được sử dụng như là một loại thuốc trừ sâu sinh học hiệu quả đối với khoảng 300 loài côn trùng

và được báo cáo là không độc hại cho con người [15][22] Azadirachtin có mặt trong tất cả các bộ phận của cây, nhưng nồng độ cao nhất của nó là trong hạt của cây đã trưởng thành (0.2-0.6%)

Hình 1.7 Hạt neem khô và nhân của nó sau tách vỏ

1.3.2.2 Azadirachtin

Azadirachtin có công thức phân tử C35H44O16 , dạng tinh thể rắn, nóng chảy

1600C Là một chất hữu cơ phân cực Azadirachtin có khả năng hòa tan trong nước 0.26g/l, tan rất nhanh trong etanol, dietyl ete, axeton và chloroform, không tan trong n-hexane Azadirachtin có mùi tỏi, bền trong bóng tối ở nhiệt độ thường, dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao trong dung dịch có môi trường kiềm và axít.[10][14]

Butterworth và Morgan là người đầu tiên phân lập azadirachtin từ hạt Neem vào năm 1968 và thiết lập công thức phân tử chính xác của azadirachtin là

C35H44O16 Đến năm 1971, họ đã phát triển một phương pháp đơn giản để cô lập azadirachtin bằng bằng sắc ký bản mỏng Nhưng mãi đến năm 1975, cấu trúc của nó mới được mô tả đầu tiên bởi nhóm nghiên cứu Nakanishi thông qua phương pháp phân tích NMR Cấu trúc ban đầu đưa ra vẫn còn một vài sai sót, sau đó bằng kĩ thuật nhiễu xại tia X, Ley, Kraus, Nakanishi đã đưa ra cấu trúc chính xác của azadirachtin.[17][31]

Công thức cấu tạo và tên hóa học theo IUPAC như sau:

(2aR,3S,4S,4aR,5S,7aS,8S,10R,10aS,10bR)-10-acetoxy-3,5-dihydroxy-

4[(1aR,2S,3aS,6aS,7S,7aS)-6a-hydroxy-7a-methyl-3a,6a,7,7a-tetrahydro-2,7-methanofuro enoyl]oxy}octahydro-1H-naphtho[1,8a-c;4,5 b’c’]difuran-5,10a(8H)-dicarboxylate

[2,3-b]oxireno[e]oxepin-1a(2H)-yl]-4-methyl-8-{[(2E)-2-methylbut-2-Azadirachtin thuộc nhóm limonid hiện diện trong nhân của hạt cây neem; là một tetranortriterpenoid oxy hóa cao với nhiều nhóm chức oxy hóa, bao gồm enol ether, acetal, hemiacetal và Oxirane tetra-thay thế, cũng như các este cacboxylic.[33][26]

1.3.3 Thuốc trừ sâu sinh học từ chất azadirachtin chiết xuất từ nhân hạt neem

Trong số các triterpenoid chiết xuất từ cây neem có azadirachtin và các dẫn