Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu Hoạt tính diệt và xua đuổi muỗi vằn (Aedes aegypti) của tinh dầu quả hồ tiêu (Piper nigrum L.) nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc hướng tới sử dụng tinh dầu quả hồ tiêu trong kiểm soát, hạn chế sự phát triển và lây lan bệnh của muỗi vằn. Kết quả cho thấy, hiệu suất của tinh dầu quả hồ tiêu tăng theo thời gian chưng cất và đạt 0,83% sau 180 phút. Mời các bạn cùng tham khảo!
HOẠT TÍNH DIỆT VÀ XUA ĐUỔI MUỖI VẰN (AEDES AEGYPTI) CỦA TINH DẦU QUẢ HỒ TIÊU (PIPER NIGRUM L.) Trần Thanh Hùng1, Nguyễn Thị Quỳnh Dung1 Viện Phát triển Ứng dụng, Trường Đại học Thủ Dầu Một TÓM TẮT Muỗi vằn (Aedes aegypti) vật trung gian nhiều loại bệnh nguy hiểm người Các loại thuốc hóa học sử dụng để kiểm soát muỗi vằn tiềm ẩn tác động xấu đến môi trường sức khỏe người Trong nghiên cứu này, tiến hành chiết xuất tinh dầu hồ tiêu (Piper nigrum L.) khảo sát hoạt tính diệt xua đuổi muỗi vằn tinh dầu nhằm cung cấp sở khoa học cho việc hướng tới sử dụng tinh dầu hồ tiêu kiểm soát, hạn chế phát triển lây lan bệnh muỗi vằn Kết cho thấy, hiệu suất tinh dầu hồ tiêu tăng theo thời gian chưng cất đạt 0,83% sau 180 phút Tinh dầu hồ tiêu có hiệu diệt muỗi vằn trưởng thành, với nồng độ 16 µg/cm3 gây tỷ lệ chết 97,78% số cá thể xử lý sau Tinh dầu hồ tiêu thể tác động xua đuổi mạnh muỗi vằn trưởng thành, nồng độ µg/cm3 có khả xua đuổi 81,41% số cá thể xử lý sau Các nghiên cứu cần thực để sử dụng hiệu tinh dầu hồ tiêu kiểm soát muỗi vằn, bảo vệ sức khỏe người môi trường Từ khóa: hoạt tính diệt muỗi, hoạt tính xua đuổi muỗi, muỗi vằn, hồ tiêu, tinh dầu ĐẶT VẤN ĐỀ Hồ tiêu (Piper nigrum L.) loài thực vật chứa tinh dầu thuộc họ hồ tiêu (Piperaceae), có sử dụng làm gia vị làm thuốc nhiều nước giới Hồ tiêu sử dụng mục đích bảo quản kiểm soát sinh học (Srivastava nnk, 2017) Các chiết xuất tinh dầu hồ tiêu chứng tỏ có hoạt tính kháng nhiều lồi trùng khác sâu khoang (Spodoptera litura), mọt đỏ (Tribolium castaneum), mọt đậu nành (Acanthoscelides obtectus), muỗi Culex (Culex quinquefasciatus) (Fan nnk, 2011; Nath nnk, 2006; Srivastava nnk, 2017) Muỗi vằn (Aedes aegypti) vật trung gian nhiều loại bệnh nguy hiểm người sốt xuất huyết, zika sốt vàng da Do đó, kiểm sốt m̃i vằn biện pháp quan trọng việc ngăn ngừa loại bệnh Các chất diệt xua đuổi m̃i đóng vai trị quan trọng kiểm sốt m̃i vằn, sử dụng thuốc hóa học để diệt xua đuổi muỗi thành biện pháp chủ yếu Đây biện pháp xem hiệu cao, nhiên năm gần phát sinh vấn đề đáng lo ngại tác động xấu chúng môi trường sức khỏe người tượng phát sinh ngày nhiều quần thể muỗi kháng thuốc (Kalita nnk, 2013; Pavela, 2015; Senthil-Nathan, 2019) Các hợp chất tự nhiên vừa có hiệu lực tốt vừa thân thiện môi trường đề xuất biện pháp thay (Kalita nnk, 2013; Nerio nnk, 2010) 229 Trong nghiên cứu này, tiến hành đánh hoạt tính diệt xua đuổi m̃i vằn (Ae aegypti) tinh dầu chiết xuất từ hồ tiêu (P nigrum) trồng Bình Dương nhằm cung cấp sở khoa học cho biện pháp sử dụng tinh dầu việc kiểm sốt m̃i vằn, hạn chế phát triển, lan truyền bệnh muỗi gây PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Chuẩn bị mẫu vật Quả hồ tiêu tươi thu hái từ hồ tiêu trưởng thành trồng Xã Tân Hiệp, huyện Phú Giáo, tỉnh Bình Dương Tên khoa học kiểm tra phương pháp so sánh hình thái sử dụng tài liệu Cây cỏ Việt Nam Phạm Hoàng Hộ (2003) chuẩn hóa dựa Cơ sở liệu The Plant List (theplantlist.org) Mẫu thực vật lưu Phịng thí nghiệm Sinh học, trường Đại học Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương Trứng m̃i vằn cung cấp Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Côn trùng thành phố Hồ Chí Minh Trứng muỗi cho vào hộp nhựa (Ø 15x7,5 cm) chứa nước khử Clo phủ lớp vải để tạo điều kiện cho nở thành bọ gậy điều kiện phòng thí nghiệm Bọ gậy nở từ trứng nuôi gan lợn chín thay nước hàng ngày Muỗi trưởng thành nuôi dung dịch đường 10% lồng (Ø 40x40x40 cm) phủ lớp vải Bọ gậy ngày tuổi muỗi trưởng thành ngày tuổi sử dụng cho thí nghiệm Chiết xuất tinh dầu hồ tiêu Quả hồ tiêu rửa sạch, để nước nhiệt độ phòng, sau đó xay nhuyễn tạo nguyên liệu để thu nhận tinh dầu Tinh dầu chiết xuất theo phương pháp lôi tinh dầu nước sử dụng thiết bị chưng cất tinh dầu Clevenger Apparatus với bình cầu thủy tinh 6000 mL Lượng tinh dầu hồ tiêu ghi nhận qua khoảng thời gian chưng cất 30, 60, 120, 180 phút Hiệu suất tinh dầu tính dựa khối lượng tươi mẫu vật Tinh dầu làm khô Na2SO4 khan bảo quản lọ thủy tinh tối màu nhiệt độ -20oC đến sử dụng cho thí nghiệm đánh giá hoạt tính kháng m̃i vằn Khảo sát hoạt tính diệt muỗi vằn trưởng thành tinh dầu hồ tiêu Đối tượng sử dụng để khảo sát thí nghiệm m̃i vằn trưởng thành ngày tuổi Các nghiệm thức bố trí lọ nhựa suốt Tinh dầu pha loãng ethanol tuyệt nồng độ khác - 16 μg/cm3 Đối chứng âm sử dụng ethanol tuyệt đối 30 µL mỡi dung dịch tinh dầu đối chứng dàn lên đĩa giấy thấm (d = cm) Các đĩa giấy thấm dung dịch tinh dầu ethanol gắn phần nắp lọ để bay tự nhiên phút Sau đó, nắp lọ gắn lên mỗi lọ chứa sẵn 15 cá thể muỗi vằn trưởng thành ngăn cách với nắp lọ lớp vải để muỗi không tiếp xúc với giấy thấm Lọ thí nghiệm đối chứng bao bọc kín màng nylon Tỷ lệ chết m̃i ghi nhận sau Thí nghiệm lặp lại lần Khảo sát hoạt tính xua đuổi muỗi vằn trưởng thành tinh dầu hồ tiêu Các nghiệm thức bố trí hệ thống thí nghiệm xua đuổi muỗi thiết kế gồm hai hộp nhựa suốt nối với đường ống nhựa có chất liệu tương tự 230 Ống nối ngăn vách ngăn trượt tạo thành buồng nhỏ nơi cho muỗi vào để tiến hành thí nghiệm Tinh dầu pha ethanol với nồng độ khác 1,2 – 3,0 µg/cm3 50 µL mỡi dung dịch nhỏ lên đĩa giấy thấm (d = cm) Sau để khô tự nhiên phút, mỗi đĩa giấy thấm tinh dầu đặt vào hộp hệ thống Hộp lại hệ thống cho vào đĩa giấy thấm 50 µL ethanol để khơ tự nhiên phút Sau 30 cá thể muỗi vằn trưởng thành cho vào buồng nhỏ ống nối, vách ngăn kéo lên m̃i di chuyển mỗi hộp Số lượng muỗi mỗi hộp ghi nhận sau xử lý Thí nghiệm lặp lại lần Hiệu lực xua đuổi muỗi tính theo cơng thức H = [(% m̃i hộp khơng có tinh dầu - % m̃i hộp có tinh dầu)/(100 - % m̃i hộp có tinh dầu)] x 100 (Tripathi et al., 2004) Xử lý số liệu: Các thí nghiệm thiết kế lặp lại lần, giá trị trung bình ± sai số chuẩn (SE) trình bày Phương pháp phân tích phương sai nhân tố (One-way ANOVA) phương pháp so sánh nhiều cặp Bonferroni (Bonferroni's Multiple Comparison Test) sử dụng để phân tích khác biệt nghiệm thức sử dụng phần mềm GraphPad Prism KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Hiệu suất tinh dầu hồ tiêu: Tinh dầu hồ tiêu có màu vàng, suốt, có mùi thơm đặc trưng, dịu nhẹ, có tỷ trọng 0,82 g/mL Hiệu suất thu nhận tinh dầu hồ tiêu tăng dần theo thời gian chưng cất ghi nhận hình Trong khoảng thời gian từ 30 phút đến 60 phút hàm lượng tinh dầu tăng từ 0,5% đến 0,69% với khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05) Hiệu suất thu tinh dầu hồ tiêu 120 180 phút 0,76 0,83%, cao không có ý nghĩa thống kê so với hiệu suất tinh dầu thu nhận thời gian 60 phút (P > 0,05) ns , 1.0 ns HiƯu st tinh dÇu (%) ns 0.8 , * 0,83 0,76 0,69 0.6 , 0,50 0.4 , , 0.2 , 0.0 30 60 90 120 150 180 210 Thêi gian ch-ng cÊt (phót) Hình Ảnh hưởng thời gian chưng cất đến hiệu suất thu nhận tinh dầu hồ tiêu “ns” khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê (P > 0,05); “*” khác biệt có ý nghĩa mức P < 0,05 xác định phương pháp so sánh nhiều cặp Bonferroni Các nghiên cứu trước chứng tỏ hàm lượng tinh dầu thu tăng theo thời gian chưng cất, nhiên trình chưng cất kéo dài hàm lượng tăng khơng đáng kể giảm (Nguyễn Thiện Chí nnk, 2016; Thien Hien Tran nnk, 2019) Hiệu suất tinh dầu tiêu trắng 231 tăng mạnh khoảng thời gian 60 – 120 phút với hiệu suất cao 120 phút sau đó hiệu suất tinh dầu giảm dần (Thien Hien Tran nnk, 2019) Hàm lượng tinh dầu trầu không (Piper betel L.) tăng mạnh thời gian chưng cất tăng thời gian 240 phút sau đó hàm lượng tinh dầu thu nhiều khơng đáng kể (Nguyễn Thiện Chí nnk, 2016) Hoạt tính diệt muỗi vằn tinh dầu hồ tiêu: Kết khảo sát hoạt tính diệt muỗi vằn trưởng thành tinh dầu hồ tiêu thể hình Tỷ lệ chết muỗi trưởng thành sau xử lý tăng dần theo nồng độ tinh dầu hồ tiêu có khác biệt có ý nghĩa nghiệm thức (P < 0,0001) sử dụng phương pháp phân tích ANOVA đối chứng âm không có tác động gây chết muỗi vằn trưởng thành Ở nồng độ µg/cm3 tỷ lệ chết m̃i trưởng thành thấp (28,89%) Tỷ lệ chết muỗi trưởng thành tăng mạnh từ 44,44% đến 95,56% tương ứng nồng độ tinh dầu tăng từ µg/cm3 đến µg/cm3 Nồng độ 16 µg/cm3 gây tỷ lệ chết muỗi trưởng thành cao với 97,78% số cá thể chết sau xử lý không có khác biệt có ý nghĩa so với tỷ lệ muỗi chết nồng độ tinh dầu µg/cm3 (P < 0,05) ns * 95,55 100 97,78 *** Tû lÖ chÕt muỗi (%) 80,00 80 60 * 44,44 *** 40 28,89 20 0,00 16 Nồng độ tinh dầu (àg/cm ) Hỡnh T lệ chết muỗi vằn trưởng thành nồng độ khác tinh dầu hồ tiêu sau xử lý “ns” khác biệt ý nghĩa thống kê (P > 0,05); “*” khác biệt có ý nghĩa mức P < 0,05; “***” khác biệt có ý nghĩa mức P < 0,001 xác định phương pháp so sánh nhiều cặp Bonferroni Các nghiên cứu trước chứng tỏ hoạt tính diệt m̃i dịch chiết hồ tiêu Dịch chiết hồ tiêu (Piper nigrum) cho thấy có hiệu ấu trùng hai lồi m̃i Ae albopictus Culex quinquefasciatus với giá trị nồng độ gây chết 90% (LC90) 6,8 8,4 ppm (Nath nnk, 2006) Dịch chiết ethanol hồ tiêu (P nigrum) có hiệu diệt ấu trùng tuổi – muỗi vằn (Ae aegypti) với giá trị LC50 = 7,12 ppm (Santiago et al., 2015) 232 Hoạt tính xua đuổi muỗi vằn tinh dầu hồ tiêu (Piper nigrum L.): Tỷ lệ phân bố muỗi vằn trưởng thành hệ thống xua đuổi muỗi hiệu lực xua đuổi muỗi tinh dầu hồ tiêu nồng độ khác sau xử lý trình bày bảng Kết cho thấy, tỷ lệ phần trăm muỗi vằn trưởng thành phân bố hộp có xử lý tinh dầu giảm dần theo nồng độ tinh dầu hồ tiêu thấp có ý nghĩa thống kê (P < 0,001) so với tỷ lệ m̃i vằn phân bố hộp khơng có xử lý tinh dầu Hiệu lực xua đuổi muỗi vằn trưởng thành sau xử lý tăng theo nồng độ tinh dầu thể khác biệt có ý nghĩa nghiệm thức (P < 0,01) phân tích ANOVA Ở nồng độ 1,2 µg/cm3, tinh dầu hồ tiêu có hiệu lực xua đuổi m̃i thấp (38,89%) Khi tăng nồng độ tinh dầu đến 1,8 µg/cm3, hiệu lực xua đuổi muỗi đạt 56,93 %, cao không có ý nghĩa thống kê so với hiệu lực xua đuổi muỗi gây nồng độ tinh dầu 1,2 µg/cm3 (Bảng 1) Tinh dầu hồ tiêu nồng độ 2,4 – 3,0 µg/cm3 biểu tác động xua đuổi cao với hiệu lực xua đuổi đạt 78,33 - 81,41%, cao có ý nghĩa so với nồng độ lại (P < 0,05) (Bảng 1) Bảng Tỷ lệ phân bố muỗi vằn hiệu lực xua đuổi muỗi vằn tinh dầu hồ tiêu nồng độ khác sau xử lý Nồng độ tinh dầu (µg/cm3) Tỷ lệ phân bố muỗi vằn (%) Hiệu lực xua đuổi (%) Hộp khơng có tinh dầu Hộp có tinh dầu 1,2 62,22 ± 2,22a 37,78 ± 2,22a, *** 38,89 ± 5,56a a a, *** 1,8 70,00 ± 1,92 30,00 ± 1,92 56,93 ± 3,94a 2,4 82,22 ± 1,11b 17,78 ± 1,11b, *** 78,33 ± 1,67b 3,0 84,45 ± 2,22b 15,56 ± 2,22b, *** 81,41 ± 3,21b Chú thích: Giá trị trung bình ± SE mỡi cột theo sau chữ khác có khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05), “***” khác biệt có ý nghĩa mức P < 0,001 tỷ lệ phân bố m̃i vằn hộp có tinh dầu so với hộp khơng có tinh dầu mỗi nồng độ tinh dầu xác định phương pháp so sánh nhiều cặp Bonferroni Tinh dầu hồ tiêu chứng tỏ có hoạt tính xua đuổi mạnh nghiên cứu trước Tinh dầu hồ tiêu Thái Lan có tác động xua đuổi mạnh trưởng thành lồi m̃i Ae aegypti, Ae albopictus, Anopheles dirus C quinquefasciatus với hiệu lực xua đuổi dao động từ 2,3 – (Tawatsin nnk, 2006) Tinh dầu biểu tác động xua đuổi đẻ trứng mạnh lồi m̃i Ae aegypti với hiệu lực xua đuổi 82% (Tawatsin nnk, 2006) Tinh dầu hồ tiêu (Piper nigrum L.) biểu tác động diệt xua đuổi mạnh m̃i vằn trưởng thành Với nồng độ 16 µg/cm3, tinh dầu hồ tiêu gây tỷ lệ chết 97,78% số cá thể xử lý sau giờ, nồng độ µg/cm3, tinh dầu có khả xua đuổi 81,41% số cá thể xử lý sau Các nghiên cứu cần thực để sử dụng hiệu tinh dầu hồ tiêu kiểm sốt m̃i vằn, bảo vệ sức khỏe người môi trường KẾT LUẬN Tinh dầu hồ tiêu (Piper nigrum L.) biểu tác động diệt xua đuổi mạnh muỗi vằn trưởng thành Với nồng độ 16 µg/cm3, tinh dầu hồ tiêu gây tỷ lệ chết 97,78% số cá thể xử lý sau giờ, nồng độ µg/cm3, tinh dầu có khả xua đuổi 81,41% số cá thể xử lý sau Các nghiên cứu cần thực để sử dụng hiệu tinh dầu hồ tiêu kiểm sốt m̃i vằn, bảo vệ sức khỏe người môi trường 233 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Thiện Chí, Nguyễn Thị Ngọc Châm , Phạm Khánh Ngọc , Đỗ Duy Phúc , Dương Tùng Kha Nguyễn Thị Thu Thủy (2016) Khảo sát thành phần hóa học hoạt tính kháng vi sinh vật tinh dầu trầu không (Piper betel L.), họ hồ tiêu (Piperaceae) Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, (45), 28-32 Fan, L S., Muhamad, R., Omar, D., & Rahmani, M (2011) Insecticidal Properties of Piper nigrum Fruit Extracts and Essential Oils against Spodoptera litura International Journal of Agriculture & Biology, 13(4) Phạm Hoàng Hộ (2003) Cây cỏ Việt Nam TP Hồ Chí Minh: Nhà xuất Trẻ Kalita, B., Bora, S., & Sharma, A K (2013) Plant essential oils as mosquito repellent-a review IJRDPL, 3, 143-150 Đỗ Tất Lợi (2003) Những thuốc vị Việt Nam Hà Nội: Nhà xuất Y học Nath, D R., Bhuyan, M., & Goswami, S (2006) Botanicals as mosquito larvicides Defence Science Journal, 56(4), 507.26 Nerio, L S., Olivero-Verbel, J., & Stashenko, E (2010) Repellent activity of essential oils: a review Bioresource technology, 101(1), 372-378 Pavela, R (2015) Essential oils for the development of eco-friendly mosquito larvicides: a review Industrial crops and products, 76, 174-187 Santiago, V S., Alvero, R G., & Villaseñor, I M (2015) Aedes aegypti larvicide from the ethanolic extract of Piper nigrum black peppercorns Natural product research, 29(5), 441-443 10 Senthil-Nathan, S (2019) A Review of Resistance Mechanisms of Synthetic Insecticides and Botanicals, Phytochemicals, and Essential Oils as Alternative Larvicidal Agents Against Mosquitoes Frontiers in Physiology, 10 11 Srivastava, A K., & Singh, V K (2017) Biological action of Piper nigrum-the king of spices European Journal of biological research, 7(3), 223-233 12 Tawatsin, A., Asavadachanukorn, P., Thavara, U., Wongsinkongman, P., Bansidhi, J., Boonruad, T., & Mulla, M S (2006) Repellency of essential oils extracted from plants in Thailand against four mosquito vectors (Diptera: Culicidae) and oviposition deterrent effects against Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) Southeast Asian journal of tropical medicine and public health, 37(5), 915 13 Tran, T H., Ngo, T T Q., Ngan, T T K., Lam, T D., Phat, D T., Linh, H T K., & Toan, T Q (2019) Manufacturing process for extracting essential oils from white pepper (piper nigrum l.) by hydrodistillation technique In Solid State Phenomena (Vol 298, pp 89-93) Trans Tech Publications Ltd 14 Tripathi, A K., Prajapati, V., Ahmad, A., Aggarwal, K K., & Khanuja, S P (2004) Piperitenone oxide as toxic, repellent, and reproduction retardant toward malarial vector Anopheles stephensi (Diptera: Anophelinae) Journal of Medical Entomology, 41(4), 691-698 234 ... 2016) Hoạt tính diệt muỗi vằn tinh dầu hồ tiêu: Kết khảo sát hoạt tính diệt m̃i vằn trưởng thành tinh dầu hồ tiêu thể hình Tỷ lệ chết m̃i trưởng thành sau xử lý tăng dần theo nồng độ tinh dầu hồ tiêu. .. ethanol hồ tiêu (P nigrum) có hiệu diệt ấu trùng tuổi – muỗi vằn (Ae aegypti) với giá trị LC50 = 7,12 ppm (Santiago et al., 2015) 232 Hoạt tính xua đuổi muỗi vằn tinh dầu hồ tiêu (Piper nigrum L.): ... 2006) Tinh dầu biểu tác động xua đuổi đẻ trứng mạnh lồi m̃i Ae aegypti với hiệu lực xua đuổi 82% (Tawatsin nnk, 2006) Tinh dầu hồ tiêu (Piper nigrum L.) biểu tác động diệt xua đuổi mạnh muỗi vằn