Nƣớc ta là một nƣớc cĩ nền nơng nghiệp nhiệt đới ẩm, quanh năm bốn mùa luơn cĩ sản phẩm sau thu hoạch, do đĩ việc bảo quản sau thu hoạch là hết sức cần thiết. Điều này giúp đảm bảo thu nhập nâng cao đời sống nơng dân cũng nhƣ phát triển nền kinh tế quốc dân, sản xuất hàng hố xuất khẩu.
Theo Trần Minh Tâm (2002), tính trung bình đối với các loại hạt, tổn thất sau thu hoạch là 10 %, cây cĩ củ 10 – 20 %, rau quả 10 – 30 %, hằng năm trung bình thiệt hại 15 %, tính ra hàng vạn tấn lƣơng thực bị bỏ đi.
Nƣớc ta là một nƣớc thuộc vùng nhiệt đới ẩm giĩ mùa, một năm cĩ hai mùa chính là mùa mƣa và mùa khơ, do đĩ cơng tác bảo quản sau thu hoạch cũng chịu ảnh hƣởng bởi yếu tố khí hậu (nhiệt độ và ẩm độ), đĩ là yếu tố ngoại cảnh mà cĩ tác động thúc đẩy các hoạt động sống của hạt và các sản phẩm khác nhƣ quá trình hơ hấp nảy mầm…đồng thời cịn tạo điều kiện cho sự phát sinh phát triển của các sinh vật gây hại trong kho.
2.6.2. Các cơn trùng gây hại trong kho nơng sản và hậu quả.
Trong kho ngũ cốc cĩ rất nhiều yếu tố gây hao hụt nơng sản, trong đĩ cơn trùng phá hại (thuộc nhĩm sinh vật gây hại kho) là gây ra những thiệt hại nghiêm trọng và nặng nề nhất, trong một thời gian ngắn chúng cĩ thể sinh sơi nảy nở rất nhanh chĩng, phá hại một lƣợng vật chất gấp nhiều lần nhu cầu thực tế cần cho chúng dinh dƣỡng. Chúng cĩ thể sống trong điều kiện khắc nghiệt trong kho (nhiệt độ rất cao, ẩm độ thấp), một số cĩ thể sống trong điều kiện ẩm độ của thức ăn khoảng 1 %.
Ở cơn trùng phá hại kho cĩ thể chia tuổi sinh thái thành ba mốc: tuổi trƣớc sinh sản, tuổi sinh sản, tuổi sau sinh sản. Tuổi trƣớc sinh sản thƣờng rất dài và là giai đoạn phá hại trực tiếp nghiêm trọng nhất. Khi xuất hiện hàng loạt các cá thể trƣởng thành cũng là lúc chúng hồn thành một giai đoạn phá hoại nghiêm trọng nhất.
Theo FAO (Food and Agriculture Organization – Tổ chức lƣơng nơng thế giới), hằng năm tổn thất về ngũ cốc dự trữ trên thế giới vào khoảng 10 %: 13 triệu tấn ngũ cốc bị mất do cơn trùng và 13 triệu tấn bị mất giá trị. Thơng thƣờng, các nƣớc nhiệt đới và bán nhiệt đới thiệt hại nặng hơn các nƣớc ơn đới (Bùi Cơng Hiển, 1995).
Tác hại do cơn trùng kho gây ra biểu hiện ở việc:
* Làm bẩn vật chất bảo quản do chúng thải ra cặn bã nhƣ tơ, phân, xác ấu trùng, nhộng.
* Chúng là vật truyền nhiễm bệnh cho ngƣời và động vật nuơi. * Chúng mang các vi sinh vật kí sinh, nấm gây bệnh…
Tĩm lại, sự mất mát do cơn trùng kho gây ra cũng rất to lớn và đa dạng. Hậu quả: * Hao hụt trọng lƣợng, giảm chất lƣợng hàng hĩa.
* Mất tiền chi phí giải quyết hậu quả. * Mất uy tín trong buơn bán.
* Mất hạt giống cho vụ mùa kế tiếp.
2.6.3. Sơ lƣợc về Ngài Gạo (Corcyra cephalonica St) 2.6.3.1. Ngài Gạo (Corcyra cephalonica St) 2.6.3.1. Ngài Gạo (Corcyra cephalonica St)
Theo Bùi Cơng Hiển (1995), ngài gạo là một trong những lồi cơn trùng phá hại kho nơng sản. Ngài gạo cĩ thân màu xám hay vàng nâu, mặt bụng pha màu đen. Cánh trƣớc màu xám đen và hẹp hơn cánh sau. Màu sắc từ giữa cánh trở vào gốc cánh thẩm hơn, rìa ngồi cánh cĩ những chấm nhỏ. Cánh sau rộng cĩ màu xám trắng. Đầu và ngực màu nâu nhạt, thơng thƣờng con đực bé hơn con cái, cụ thể thân con đực dài 6 - 9 mm, cịn con cái 7 - 11 mm, sải cánh con đực dài 14 - 18 mm, cịn con cái 14 - 24 mm. Ấu trùng thƣờng tiết ra các sợi tơ để kết dính các hạt lại thành tổ để ăn hại.
2.6.3.2. Phân loại và hình thái
Ngài gạo thuộc:
- Họ Pyralidae (bộ ngài sáng). - Bộ Lepidoptera (bộ cánh vảy).
Ngài gạo cĩ cánh khá rộng, phủ đầy vảy nhỏ và thon hình búp măng ở mút cánh. Nền cánh màu nâu nhạt với những đƣờng gân màu hơi tối. Lúc nghỉ ngơi, từ đầu cho đến mút cánh đo đƣợc 8 - 13 mm. Ngài cái cĩ kích thƣớc to hơn ngài đực rất nhiều. Con cái cĩ xúc tu dài và cong hƣớng xuống phía dƣới, trong khi xúc tu ở con đực thƣờng ngắn và khĩ thấy. Sâu non màu trắng với những lỗ thở ở mỗi đốt dày lên ở phía sau nhƣ hình lƣỡi liềm. Kén màu trắng và rất dai.
2.6.3.3. Tác Hại Của Ngài Gạo.
Là một trong số những cơn trùng gây hại phổ biến đối với kho nơng sản, đặc biệt là rất phổ biến ở vùng nam và đơng nam Châu Á. Chúng thƣờng nhả tơ để kết dính các hạt nơng sản và ẩn mình trong đĩ, làm cho nơng sản bị đĩng cục. Hàng hố nhanh chĩng bị giảm sản lƣợng và phẩm chất do bị nhiễm bẩn bởi tơ, bên cạnh đĩ cục nơng sản đĩng vĩn cịn gây hƣ hỏng máy mĩc khi xay xát, và chi phí loại bỏ tạp chất nay cũng khá cao.
Ngồi ra chúng cịn tấn cơng hạt giống làm hạt mất khả năng nảy mầm. Tập tính sinh sống núp trong các hạt nơng sản cũng là nguyên nhân gây khĩ khăn trong cơng tác phịng trừ lồi cơn trùng gây hại này
Hình 2.3. Thành trùng ngài gạo
Hình 2.4. Vịng đời của ngài gạo
Trứ ng
Ấ u trùng
Nhộ ng Thành trùng
Hình 2.5. Tác hại của ngài gạo
2.6.4. Các phƣơng pháp bảo quản kho nơng sản hiện nay 2.6.4.1. Các phƣơng pháp chung 2.6.4.1. Các phƣơng pháp chung
Theo Trần Minh Tâm (2002) để bảo quản kho nơng sản hiện nay cĩ 5 phƣơng pháp chung:
* Bảo quản nơng sản ở trạng thái thống: để khối nơng sản tiếp xúc với mơi trƣờng khơng khí bên ngồi nhằm điều chỉnh nhiệt độ, ẩm độ trong kho một cách kịp thời thích ứng với mơi trƣờng, do đĩ giữ đƣợc ẩm độ và nhiệt độ của khối nơng sản ở trạng thái an tồn.
* Phƣơng pháp bảo quản kín: đình chỉ sự trao đổi khơng khí giữa nơng sản với mơi trƣờng bên ngồi giữ cho khối nơng sản luơn ở trạng thái an tồn. Mặt khác cĩ nghĩa là bảo quản trong điều kiên thiếu oxy, do đĩ hạn chế quá trình hơ hấp của hạt, hạn chế sự phát sinh phát triển của vi sinh vật và cơn trùng phá hại.
* Bảo quản nơng sản ở trạng thái lạnh: nguyên tắc dùng nhiệt độ thấp làm tê liệt các hoạt động của vi sinh vật và cơn trùng
* Bảo quản nơng sản bằng phƣơng pháp hố học: dùng thuốc hố học để bảo quản nơng sản, mục đích kìm hãm những hoạt động của khối nơng sản và tiêu diệt mọi hoạt động của sâu mọt, vi sinh vât, các lồi gặm nhấm. Đây là phƣơng pháp cĩ hiệu
quả cao, ngày càng đƣợc sử dụng rộng rãi với quy mơ lớn.
* Bảo quản trong khí quyển điều chỉnh: bảo quản nơng sản trong khí quyển cĩ điều chỉnh thành phần các chất khí, đồng thời giảm nhiệt độ kho bảo quản nhằm làm chậm các hoạt động sống của nơng sản mà chủ yếu là quá trình hơ hấp.
2.6.4.2. Bảo quản nơng sản bằng phƣơng pháp hố học
Là phƣơng pháp sử dụng các chất hố học, chủ yếu là các chất độc để phịng chống, bao gồm các chế phẩm hố học, các sản phẩm cĩ nguồn gốc thực vật. Hiện nay đây là phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến, thơng dụng, hiệu quả nhất trên thế giới và ở Việt Nam. Cĩ nhiều loại khác nhau, mỗi loại cĩ cơng dụng riêng biệt và tính chất sử dụng cũng khác nhau. Muốn sử dụng tốt và hiệu quả cần phải đạt các yêu cầu sau:
* Hố chất đƣợc dùng phải cĩ độc lực cao ( hiệu quả cao đối với cơn trùng) * Dễ sử dụng và ít nguy hiểm đối với con ngƣời, rất ít hoặc khơng ảnh hƣởng đến chất lƣợng của hạt và sản phẩm trong kho.
* Hố chất đƣợc sử dụng khơng ăn mịn vật liệu xây dựng và các dụng cụ thiết bị trong kho.
* Cĩ tính ổn định cao, khĩ nổ, khĩ cháy, rẻ tiền.
Trong thực tế hiện nay chƣa cĩ loại thuốc nào cĩ thể đáp ứng đầy đủ những yêu cầu trên, nhƣng căn cứ vào tính chất đầu độc và con đƣờng nhiễm độc của thuốc mà ngƣời ta chia các loại thuốc thành 3 loại: chất độc tiếp xúc, chất độc vị độc, chất độc xơng hơi.
Hiện nay các hố chất đƣợc sử dụng phổ biến trong cơng tác bảo quản nơng sản hiện nay là các hố chất xơng hơi do chúng cĩ thể áp dụng cho nhiều đối tƣợng khác nhau, chúng sinh ra khí, khĩi, mù, tác động vào đƣờng hơ hấp làm cơn trùng bị ngạt hoặc bị ngộ độc chết. Ƣu điểm là sát trùng triệt để vì chúng cĩ thể xâm nhập bất cứ chỗ nào trong kho, tuy nhiên nĩ cũng rất nguy hiểm cho ngƣời và gia súc.
2.6.4.3. Một số loại thuốc kiểm sốt cơn trùng kho hiện nay
- Thuốc cĩ nguồn gốc hố học:
Là những loại cĩ độc tính cao, khơng chỉ đối với sâu mọt mà cịn đối với ngƣời và gia súc…Do đĩ khi sử dụng phải tuân thủ quy định cho từng loại thuốc. Một số hố chất xơng hơi thƣờng dùng hiên nay:
tính thẩm thấu mạnh, cĩ độc tính cao đối với cơn trùng và cũng rất nguy hại đối với ngƣời và gia súc. Methyl bromide hiện nay đã bị cấm sử dụng ở nhiều nƣớc do hậu quả phá hủy tầng ozone và đƣợc cơng bố là một trong những tác nhân gây ung thƣ.
* Phosphine: khí, khơng màu, khơng mùi, trong sản xuất cĩ lẫn tạp chất nên cĩ mùi tỏi hay mùi đất đen, tỉ trọng 1,181 gần bằng tỉ trọng khơng khí (dễ thẩm thấu). Phosphine đƣợc coi là thuốc xơng hơi rất độc đối với cơn trùng hại kho, bên cạnh đĩ cũng rất độc cho ngƣời và gia súc. Phosphine tuy ít độc hơn methyl bromide nhƣng sau một thời gian dài sử dụng, hiện nay cũng đang gặp trở ngại do tình trạng kháng thuốc mạnh của nhiều lồi cơn trùng.
- Thuốc cĩ nguồn gốc thảo mộc
Thuốc thảo mộc diệt trừ sâu hại gồm các chất cĩ trong thực vật nhƣ nicotin trong thuốc lá và thuốc lào, rotenone trong rễ cây dây mật, pakyziron trong củ đậu, azadiarchtin trong cây xoan Ấn Độ, artemisinin trong cây thanh hoa vàng (Phạm văn lầm, 2005)
Các chế phẩm cĩ nguồn gốc thảo mộc cũng cĩ tác dụng diệt trừ cơn trùng hại kho nhƣng hiệu lực khơng cao bằng thuốc hố học, tuy nhiên ƣu điểm là ít độc đối với ngƣời và gia súc, khơng ảnh hƣởng xấu tới mơi trƣờng, dễ phân hủy.
2.7. Phƣơng Pháp Sắc Ký Lỏng Hiệu Năng Cao (HPLC) (Phùng Võ Cẩm Hồng, 2004)
Đây là phƣơng pháp thƣờng sử dụng để định lƣợng hợp chất thứ cấp, trong đĩ cĩ các hoạt chất trích từ cây neem.
2.7.1. Nguyên tắc
Phƣơng pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPLC - High performance liquid chromatography) dựa trên sự phân bố của chất tan giữa hai chất lỏng khơng trộn lẫn vào nhau khi cho một chất lỏng di chuyển (pha động) qua chất lỏng đứng yên (pha tỉnh). Pha tỉnh bị hấp thụ trên bề mặt chất rắn (chất mang). Thơng thƣờng là dung mơi phân cực, pha động thƣờng là nƣớc hoặc dung mơi hữu cơ. Đơi khi pha tĩnh là những chất lỏng ít phân cực lúc đĩ pha động phải là dung mơi phân cực hơn.
2.7.2. Những yếu tố ảnh hƣởng
* Phƣơng pháp chuẩn bị mẫu.
* Mơi trƣờng (gây nhiễm thêm hoặc mất mẫu, gây ảnh hƣởng sức khoẻ, gây nhiễm bẩn mơi trƣờng xung quanh).
2.7.3. Ứng dụng
Phƣơng pháp HPLC cĩ khả năng tách các hợp chất đặc thù nhƣ:
* Các hợp chất cao phân tử và ion thuộc các đối tƣợng nghiên cứu y học , sinh học.
* Các hợp chất tự nhiên khơng bền.
* Các hợp chất kém bền nhiệt, các chất dễ nổ.
Ngồi ra phƣơng pháp HPLC cịn cĩ những ƣu điểm hơn sắc kí cổ điển nhƣ tốc độ nhanh, độ tách tốt, độ nhạy cao, cột tách dùng đƣợc nhiều lần, mẫu chất thu lại dễ dàng vì hầu hết các detector khơng phá huỷ mẫu.
Do cĩ nhiều tính năng ƣu việt nên đƣợc ứng dụng phổ biến trong các lĩnh vực: tách các acid nucleic, tách các dƣợc phẩm, tách các steroid, tách các vitamin, tách các chất bảo quản thực phẩm, tách chất bảo vệ thực vật….
2.7.4. Các bộ phận chính của máy HPLC
. 2.222
2.8. Sơ lƣợc về một số chất phụ gia và bảo quản
2.8.1. Các chất chống oxy hố giúp tăng cƣờng bảo quản (Antioxydant)
Các chất chống oxy hĩa phải đảm bảo các điều kiện sau: * Khơng độc.
* Cĩ hoạt tính cao ở nồng độ thấp (0,01 – 0,02 %).
* Nằm ở bề mặt phân cách, cĩ tính kỵ nƣớc khá mạnh, tiếp xúc với khơng khí. * Ổn định với các điều kiện chế biến.
Pha độ ng Hệ thố ng chuyể n dung mơi Hệ thố ng bơ m mẫ u Cộ t Detector Chuẩ n bị mẫ u Hệxử thố lý dững liệ u
Một số antioxydant quan trọng : BHT, BHA, tocopherol, axit ascorbic… Trong đĩ BHT, BHA là những chất chống oxy hố đƣợc sử dụng phổ biến nhất.
BHT (butylated hydroxytoluen) cĩ cơng thức phân tử 2,6 – di – tert – butyl – 4 – methylphenol), là tinh thể màu trắng với mùi khĩ ngửi, khơng hồ tan trong nƣớc và propylene glycol nhƣng hịa tan tốt trong cồn. BHT đƣợc sử dụng nhƣ một tác nhân chống oxy hĩa, do đĩ nĩ đƣợc dùng trong cơng tác bảo quản thực phẩm, mỹ phẩm, dƣợc phẩm, nguyên liệu đĩng gĩi, nĩi chung là những sản phẩm cĩ chứa mỡ hoặc dầu. Ngồi BHT, BHA (butylated hydroxyanisole) cũng cĩ chức năng nhƣ BHT. BHT và BHA đƣợc biết là an tồn cho ngƣời và động vật sử dụng.
2.8.2. Các chất hấp phụ
Những chất hấp phụ thƣờng đƣợc sử dụng là bột talc, cám gạo, silicagel, than hoạt tính…
2.8.2.1. Talc
Talc là 1 loại khống sản, cĩ tên là hydrated magnesium sheet silicate với cơng thức hố học Mg3Si4O10(OH)2. Một tấm talc gồm hàng ngàn phiến cơ bản chồng lên nhau, phiến cơ bản là sự kết hợp của 1 lớp magnesium-oxygen/hydroxyl octahedra kẹp giữa 2 lớp siliconoxygen tetrahedra, mặt ngồi chính của phiến cơ bản này khơng chứa nhĩm hydroxyl hoặc iơn hoạt động, điều này giải thích cho tính kỵ nƣớc và tính trơ của talc. Cĩ nhiều loại talc, tất cả chúng đều mềm, dẹt, kỵ nƣớc, trơ về mặt hĩa học. Trên thực tế talc khơng hịa tan trong nƣớc, tan yếu trong axit và kiềm, khơng gây nổ hay gây cháy. Mặc dù rất ít hoạt động về mặt hố học nhƣng talc lại cĩ một ái lực lớn với các chất hữu cơ.
Talc là một phần quan trọng trong cuộc sống hằng ngày, đá lát đƣờng đi, tạp chí chúng ta đọc, sợi polyme, sơn… là một trong những sản phẩm làm từ talc.
* Trong nơng nghiệp và thực phẩm, talc là tác nhân chống đĩng bánh hiệu quả, chống dính trong thực phẩm (kẹo gum), giúp đánh bĩng gạo, trong quá trình sản xuất dầu oliu, làm tăng sản lƣợng và sự trong của dầu.
* Trong cơng nghệ sản xuất giấy, làm láng bề mặt giấy.
* Sản phẩm chăm sĩc cơ thể, do tính mềm và trơ, talc đƣợc dùng nhƣ phấn xoa cơ thể, ngày nay nĩ đĩng vai trị quan trọng trong sản xuất mỹ phẩm, phấn hồng, phấn mắt, xà bơng…
Chƣơng 3
NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
3.1. Nội dung nghiên cứu
Chế tạo và thử nghiệm chế phẩm dạng viên nén để phịng trị ngài gạo với hoạt chất chính trích từ hạt neem trồng tại Việt Nam, bao gồm các giai đoạn nghiên cứu nhƣ sau:
* Hồn thiện kỹ thuật ép dầu hạt neem và chiết xuất hoạt chất trong bánh dầu neem bằng ethanol.
* Định lƣợng ba hoạt chất chính trong dầu neem và dịch chiết từ bánh dầu: azadirachtin, salannin, nimbin.
* Tạo chế phẩm dạng viên nén và thử nghiệm chế phẩm trên ngài gạo trong điều kiện phịng thí nghiệm.
3.2. Phƣơng pháp nghiên cứu
3.2.1. Kỹ thuật ép dầu từ nhân hạt neem và chiết xuất hoạt chất sinh học từ bánh dầu neem
Hạt neem thu tại tỉnh Ninh Thuận đƣợc rửa cồn 98o sau đĩ sấy khơ ở nhiệt độ 45 – 50oC. Sau đĩ sử dụng máy tách vỏ để thu nhân hạt. Nhân hạt neem đƣợc ép dầu bằng máy ép chuyên dụng hiệu Komet của Đức (cơng suất 10 kg hạt/ giờ).
Ƣu điểm của máy là giữ nhiệt độ trong quá trình ép chỉ từ 35 – 40oC. Dầu neem