Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu chiết tách cao neem từ lá cây neem Ấn Độ bằng các hệ dung môi khác nhau và bước đầu nghiên cứu ứng dụng trong thuốc bảo vệ thực vật

Chia sẻ: Trần Trung Hiếu | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:96

Thêm vào BST

Báo xấu

82
lượt xem 18
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung báo cáo trình bày xây dựng quy trình chiết tách các hợp chất hóa học trong lá Neem. Xác định lực chống oxy hóa tổng (Total Antioxydant Capacity) theo mô hình phospho molybdenum. Mời các bạn tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường: Nghiên cứu chiết tách cao neem từ lá cây neem Ấn Độ bằng các hệ dung môi khác nhau và bước đầu nghiên cứu ứng dụng trong thuốc bảo vệ thực vật

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÀ RỊA-VŨNG TÀU BÁO CÁO ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG NGHIÊN CỨU CHIẾT TÁCH CAO NEEM TỪ LÁ CÂY NEEM ẤN ĐỘ BẰNG CÁC HỆ DUNG MÔI KHÁC NHAU VÀ BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TRONG THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai Hướng dẫn khoa học: TS. Tống Thị Minh Thu
Bà Rịa - Vũng Tàu, năm 2019 MỤC LỤC DANH MỤC VIẾT TẮT ........................................................................................... i DANH MỤC BẢNG .................................................................................................ii DANH MỤC HÌNH ................................................................................................ iii DANH MỤC SƠ ĐỒ ................................................................................................ iv LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT ...................................................................... 4 1.1. Giới thiệu về cây Neem ..............................................................................4 1.1.1. Định danh ..............................................................................................4 1.1.2. Đặc điểm hình thái ................................................................................4 1.1.3. Nguồn gốc và sự phân bố. .....................................................................5 1.1.4. Giá trị và công dụng ..............................................................................5 1.2. Các chất có hoạt tính sinh học trong cây Neem ......................................7 1.2.1. Diterpenoid ............................................................................................8 1.2.2. Triterpenoid (limonvgoid) .....................................................................8 1.3. Tác động của các hoạt chất trong cây Neem đối với các loài dịch hại .... ....................................................................................................................11 1.4. Cơ sở hóa học thuốc bảo vệ thực vật và công nghệ sản xuất thuốc bảo vệ thực vật ...................................................................................................12 1.4.1. Hoạt chất..............................................................................................12 1.4.2. Chất mang............................................................................................12 1.4.3. Chất hoạt động bề mặt .........................................................................12 1.4.4. Các chất phù trợ ..................................................................................13 1.4.5. Các dạng thuốc bảo vệ thực vật ..........................................................13 1.4.6. Phân loại thuốc bảo vệ thực vật ..........................................................14 1.5. Công trình nghiên cứu, phương pháp chiết tách và phối phẩm ..........15 1.5.1. Trên thế giới ........................................................................................15 1.5.2. Trong nước ..........................................................................................17 1.6. Phương pháp thử hoạt tính khuẩn .........................................................18 1.6.1. Staphylococcus aureus (Gr +) .............................................................18 1.6.2. Pseudomonas aeruginosa (Gr -) ..........................................................21
1.7. Một số phương pháp chiết cao Neem .....................................................23 1.7.1. Các phương pháp truyền thống ...........................................................23 1.7.2. Các phương pháp hiện đại ...................................................................24 1.8. Hoạt tính kháng oxi hóa của cao Neem [21] ............................................25 1.9. Một số phương pháp định tính, định lượng cao Neem .........................25 1.9.1. Phương pháp định tính bằng các phản ứng và thuốc thử ....................25 1.9.2. Phương pháp phân tích trọng lượng ....................................................28 1.9.3. Phương pháp sắc ký khí ghép khối phổ (GC – MS) ...........................29 1.9.4. Phương pháp sắc ký lỏng ghép đầu dò khối phổ (LC – MS) ..............30 CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ....................................................................................... 32 2.1.Địa điểm và nguyên vật liệu.......................................................................32 2.1.1. Địa điểm nghiên cứu ............................................................................32 2.1.2. Đối tượng nghiên cứu ..........................................................................32 2.1.3. Dụng cụ - thiết bị và hóa chất ..............................................................32 2.2. Phương pháp nghiên cứu .........................................................................33 2.2.1. Lý thuyết..............................................................................................34 2.2.2. Thực nghiệm........................................................................................34 2.2.3. Quy trình chiết tách dịch chiết lá Neem ..............................................34 2.3. Mô hình chiết tách thực nghiệm tại phòng thí nghiệm ........................37 2.3.1. Ngâm dầm ...........................................................................................37 2.3.2. Soxhlet .................................................................................................37 2.4. Phương pháp cô quay chân không tuần hoàn .......................................37 2.5. Xác định thành phần hóa học từ cao lá Neem bằng phương pháp GC/MS, LC/MS ..........................................................................................38 2.6. Khảo sát các điều kiện ảnh hưởng đến quá trình chiết ........................38 2.6.1. Xác định ảnh hưởng của thời gian chiết ..............................................38 2.6.2. Xác định ảnh hưởng của tỉ lệ dung môi/nguyên liệu ..........................39 2.7. Định tính một số hợp chất có trong lá Neem .........................................39 2.7.1. Định tính Flavonoid ............................................................................39 2.7.2. Định tính Alkaloid ...............................................................................39 2.7.3. Định tính saponin ................................................................................40 2.7.4. Định tính Cacbonhyđrat ......................................................................40
2.7.5. Định tính Steroid – triterpenoid ..........................................................40 2.8. Đánh giá khả năng kháng khuẩn của cao chiết lá Neem .....................41 2.9. Xác định hoạt tính kháng oxi hóa của cao Neem ..................................43 2.10. Cách pha thuốc trừ sâu .........................................................................44 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................................... 45 3.1. Kết quả khối lượng cao Nem khi chiết bằng các hệ dung môi khác nhau. ........................................................................................................................45 3.1.1. Cao Neem được chiết bằng dung môi Hexan ......................................45 3.1.2. Cao Neem được chiết bằng dung môi Chloroform .............................46 3.1.3. Cao Neem được chiết bằng dung môi Ethanol 96o ..............................47 3.1.4. Cao Neem được chiết bằng dung môi Methanol .................................47 3.1.5. Cao Neem được chiết bằng dung môi Ethyl acetat .............................48 3.1.6. Cao Neem được chiết bằng dung môi Nước .....................................49 3.1.7.So sánh khối lượng cao Neem khi chiết với các hệ dung môi khác nhau ......................................................................................................................50 3.2. Kết quả định tính các nhóm chất có trong cao Neem ........................51 3.2.1. Cao Neem được chiết bằng dung môi Hexan ......................................51 3.2.2. Cao Neem được chiết bằng dung môi Chloroform .............................52 3.2.3. Cao Neem được chiết bằng dung môi Ethanol 96o ..............................53 3.2.4. Cao Neem được chiết bằng dung môi Methanol .................................54 3.2.5. Cao Neem được chiết bằng dung môi Ethyl Axetat ............................55 3.2.6. Nước ....................................................................................................55 3.3. Hoạt tính chống oxi hóa của cao Neem ..................................................57 3.4. Kết quả kháng khuẩn của cao Neem......................................................58 3.4.1. Cao Neem được chiết bằng dung môi Hexan......................................58 3.4.2. Cao Neem được chiết bằng dung môi Chloroform .............................60 3.4.3. Cao Neem được chiết bằng dung môi Ethanol 96o ..............................62 3.4.4. Cao Neem được chiết bằng dung môi Methanol .................................64 3.4.5. Cao Neem được chiết bằng dung môi Ethyl acetate ............................66 3.4.6. Cao Neem được chiết bằng dung môi Nước .....................................69 3.5. Thành phần hóa học có trong cao chiết .................................................70 3.5.1. Xác định thành phần hóa học có trong cao lá Neem chiết với n – hexan
........................................................................................................................70 3.5.2. Xác định thành phần hóa học có trong cao chiết Ethanol 96o .............73 3.5.3. Xác định thành phần hóa học có trong cao lá Neem chiết với Methanol ........................................................................................................................76 3.6. Kết quả thử nghiệm trên sâu ..................................................................78 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................... 79 4.1. Kết luận .....................................................................................................79 4.2. Kiến nghị ...................................................................................................80 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 81
DANH MỤC VIẾT TẮT Am: thuốc kháng sinh Amipicillin DK: Đường kính DMSO: Dimethyl sulfoxide - Hợp chất hữu cơ lưu huỳnh với công thức (CH3)2SO DNA: Acid deoxyribonucleic - Phân tử mang thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng, phát triển, chuyên hóa chức năng và sinh sản của các sinh vật và nhiều loài virus MHA: Mueller Hinton Agar - Môi trường thạch Mueller Hinton MYP Mannitol Egg Yolk Polymixin NB: Nutrient Agar PDA: Potato Dextrose Agar Môi trường dinh dưỡng PDA rpm: tốc độ vòng/ phút RNA: Acid ribonucleic Te: thuốc kháng sinh Tetracycline TSB: Tryptone Soy Broth - Môi trường dinh dưỡng TSB TT: Thuốc thử i
DANH MỤC BẢNG Bảng 1. 1: Hoạt tính dược liệu các chất trong Neem ......................................................6 Bảng 1.2: Các thương phẩm thuốc trừ sâu từ Neem đang lưu hành trên thị trường Việt Nam ...............................................................................................................................14 Bảng 2.1: Độ phân cực và nhiệt độ sôi của các hệ dung môi khác nhau ......................... 47 Bảng 3. 1: Khối lượng cao Neem khi chiết tách với Hexan bằng 2 phương pháp khác nhau ...............................................................................................................................45 Bảng 3.2: Khối lượng cao Neem khi chiết tách với Chloroform bằng 2 phương pháp khác nhau .......................................................................................................................46 Bảng 3.3: Khối lượng cao Neem khi chiết tách với Ethanol 96o bằng 2 phương pháp khác nhau .......................................................................................................................47 Bảng 3.4: Khối lượng cao Neem khi chiết tách với Methanol bằng 2 phương pháp khác nhau ...............................................................................................................................48 Bảng 3.5: Khối lượng cao Neem khi chiết tách với Ethyl acetat bằng 2 phương pháp khác nhau .......................................................................................................................49 Bảng 3.6: Khối lượng cao Neem khi chiết tách với Nước bằng 2 phương pháp khác nhau .......................................................................................................................................49 Bảng 3.7: Khối lượng cao Neem khi chiết tách với các hệ dung môi khác nhau .........50 Bảng 3.8: Kết quả định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Hexan ..51 Bảng 3.9: Kết quả định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Chloroform .......................................................................................................................................52 Bảng 3.10: Kết quả định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Ethanol 96o ..................................................................................................................................53 Bảng 3.11: Kết quả định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Methanol .......................................................................................................................................54 Bảng 3.12: Kết quả định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Ethyl acetate ............................................................................................................................55 Bảng 3.13: Kết quả định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Nước .55 Bảng 3.14: Định tính các nhóm chất trong cao Neem khi chiết với 6 dung môi khác nhau ...............................................................................................................................56 Bảng 3.15: Mật độ quang của đường chuẩn axit galic .................................................57 ii
Bảng 3.16: Kết quả hoạt tính chống oxi hóa của cao Neem .........................................57 Bảng 3.17: Đuờng kính vòng kháng khuẩn của cao Neem với dung môi Hexan (mm) .......................................................................................................................................59 Bảng 3.18: Đuờng kính vòng kháng khuẩn của cao Neem với dung môi Chloroform (mm) ..............................................................................................................................61 Bảng 3.19: đuờng kính vòng kháng khuẩn của cao Neem với dung môi Ethanol 96o (mm) ..............................................................................................................................63 Bảng 3.20: Đuờng kính vòng kháng khuẩn của cao Neem với dung môi Methanol (mm) .......................................................................................................................................65 Bảng 3.21: Đuờng kính vòng kháng khuẩn của cao Neem với dung môi Ethyl acetate (mm) ..............................................................................................................................67 Bảng 3.22: Đường kính vòng kháng khuẩn của cao Neem với dung môi Nước (mm) 69 Bảng 3.23: bảng định danh một số cấu tử trong cao chiết n – Hexan từ lá Neem .......71 Bảng 3.24: Bảng định danh một số cấu tử trong cao chiết Ethanol 96o từ lá Neem ....74 Bảng 3.25: Bảng định danh một số cấu tử trong cao chiết Ethanol 96o từ lá Neem ....77 ii
DANH MỤC HÌNH Hình 1.1: Bộ phận của cây Neem ...................................................................................4 Hình 1.2: Neem tricyclic diterpene.................................................................................8 Hình 1.3: Nhóm protomelicin .........................................................................................9 Hình 1.4: Limonoid với 4 vòng nguyên và chuỗi bên γ – hydroxybutenolid ................9 Hình 1.5: Azadirone .....................................................................................................10 Hình 1.6: Gedunin và dẫn xuất .....................................................................................10 Hình 1.7: Salannin ........................................................................................................10 Hình 1.8: Nimbin ..........................................................................................................11 Hình 1.9: Azadirachtin A..............................................................................................11 Hình 1.10: Vi khuẩn Staphylococus trên kính hiển vi ..................................................20 Hình 1.11: Vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa trên kính hiển vi ................................22 Hình 2.1: Lá Neem tươi ................................................................................................................ 32 Hình 2.2: Lá Neem khô ................................................................................................37 Hình 2.3: Mô hình ngâm dầm .......................................................................................37 Hình 2.4: Mô hình chiết tách tại phòng thí nghiệm ......................................................37 Hình 2.5: Thiết bị cô quay chân không tuần hoàn ........................................................38 Hình 2.6. Mô tả vòng kháng khuẩn ..............................................................................43 Hình 3.1: Biểu đồ khối lượng cao Neem khi chiết tách với Hexan bằng 2 phương pháp khác nhau .......................................................................................................................45 Hình 3.2: Biểu đồ khối lượng cao Neem khi chiết tách với Chloroform bằng 2 phương pháp khác nhau ..............................................................................................................46 Hình 3.3: Biểu đồ khối lượng cao Neem khi chiết tách với Ethanol 96o bằng 2 phương pháp khác nhau ..............................................................................................................47 Hình 3.4: Biểu đồ khối lượng cao Neem khi chiết tách với Methanol bằng 2 phương pháp khác nhau ..............................................................................................................48 Hình 3.5: Biểu đồ khối lượng cao Neem khi chiết tách với Ethyl acetat bằng 2 phương pháp khác nhau ..............................................................................................................49 Hình 3.6: Biểu đồ khối lượng cao Neem khi chiết tách với Nước bằng 2 phương pháp khác nhau .......................................................................................................................50 iii
Hình 3.7: Định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Hexan ...............52 Hình 3.8: Định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Chloroform ......53 Hình 3.9: Định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Ethanol 96o ......53 Hình 3.10: Định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Methanol ........54 Hình 3.11: Định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Ethyl acetate ..55 Hình 3.12: Định tính các nhóm chất có trong cao Neem khi chiết với Nước ..............56 Hình 3.13: Biểu đồ phương trình đường chuẩn Acid gallic .........................................57 Hình 3.14: Biểu đồ thể hiện hoạt tính chống oxi hóa của cao Neem ...........................58 Hình 3.15: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem ngâm với Hexan .......................................................................................................................................60 Hình 3.16: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem chiết với Hexan .......................................................................................................................................60 Hình 3.17: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem ngâm với Chloroform ....................................................................................................................62 Hình 3.18: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem chiết với Chloroform ....................................................................................................................62 Hình 3.19: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem ngâm với Ethanol 96o ..................................................................................................................................64 Hình 3.20: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem chiết với Ethanol 96o ..................................................................................................................................64 Hình 3.21: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem ngâm với Methanol ........................................................................................................................66 Hình 3.22: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem chiết với Methanol ........................................................................................................................66 Hình 3.23: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem ngâm với Ethyl acetate ............................................................................................................................68 Hình 3.24: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem chiết với Ethyl acetate ............................................................................................................................68 Hình 3.25: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem ngâm với Nước Chiết 6 giờ.....................................................................................................................70 Hình 3.26: Khả năng kháng S. aureus và P.aeruginosa của cao Neem chiết với Nước .......................................................................................................................................70 iii
Hình 3.27: sắc ký đồ GC – MS của cao chiết n – Hexan từ lá Neem ..........................71 Hình 3.28: Sắc ký đồ GC – MS của cao chiết Ethanol 96o từ lá Neem .......................74 Hình 3.29: Sắc ký đồ LC – MS của cao chiết Methanol từ lá Neem ...........................77 Hình 3.30. Lá cải nhúng thuốc ......................................................................................78 Hình 3.31. Phun trực tiếp ..............................................................................................78 iii
DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 2.1: Quy trình chiết cao từ lá Neem bằng phương pháp ngâm dầm .............................. 35 Sơ đồ 2.2: Quy trình chiết cao từ lá Neem bằng Soxhlet..............................................36 iv
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường LỜI MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Nông nghiệp là ngành chiếm tỷ trọng lớn đối với nền kinh tế nước ta. Nền sản xuất nông nghiệp ở nước ta đang đối đầu với những thách thức và áp lực từ bên trong lẫn bên ngoài. Nông nghiệp Việt Nam muốn phát triển bền vững, cần phải có những thay đổi trong cả tư duy lẫn hành động. Hiện nay, nền nông nghiệp phát triển theo chiều rộng là chính, năng suất thấp, hiệu quả kém. Nguyên nhân là do sự lạc hậu, thiếu sự chuyên môn hóa trong quá trình canh tác và sản xuất dẫn đến những sản phẩm kém chất lượng, làm giảm sự cạnh tranh trên thị trường quốc tế. Trên thực tế, nền nông nghiệp nước ta phải đối mặt với nhiều loài sâu, bọ hại cây trồng nên việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật là không thể tránh khỏi. Theo thống kê của tổ chức lương thực thế giới (FAO) cho thấy: các loại cây trồng trên đồng ruộng đang phải chống đỡ với hơn 100.000 loài sâu hại khác nhau, 10.000 loài nấm, 200 loài vi khuẩn, 600 loài tuyến trùng và 600 loài virus gây bệnh. Lượng lương thực bị mất do vấn nạn này ngày càng tăng lên. Để khắc phục tình trạng trên, con người đã tích cực tìm kiếm các biện pháp phòng chống các tác nhân gây hại, nhiều biện pháp khác nhau đã được sử dụng, trong đó thuốc trừ sâu hóa học được sử dụng nhiều nhất. Chúng đóng vai trò quan trọng trong hệ thống canh tác nông nghiệp trong một thời gian dài và mang lại hiệu quả cao với phạm vi sử dụng rộng lớn. Có thể nói, không một biện pháp nào bảo vệ mùa màng tốt hơn thuốc trừ sâu hóa học cả về mặt qui mô lẫn hiệu quả. Tuy nhiên, các biện pháp hóa học ngày càng bộc lộ những khuyết điểm của nó. Do dư lượng thải ra môi trường ngày càng lớn nên nó đang gây vấn nạn đến môi trường, đầu độc con người, gây mất cân bằng hệ sinh thái. Điều nghiêm trọng hơn là do tình trạng sử dụng quá liều lượng, không đúng thời gian sử dụng thuốc và thời gian thu hoạch đã tạo nên dư lượng thuốc không cho phép trong hoa màu và nông sản. Những thông tin như bị ép giá, bị trả lại hàng, không loạt qua được khâu kiểm định nghiêm ngặt khi nhập khẩu vào các nước tiên tiến đã quá quen thuộc trên các mặt báo. Đây cũng là nguyên nhân gây nhiễm độc cho khoảng 1,5 triệu người mỗi năm trên toàn thế giới, trong đó có 25 nghìn người bị tử vong (WHO-1998). Trước thực trạng này, các nhà nông học đã nghiên cứu và đưa ra những phương pháp mới trong phòng trừ và tiêu diệt các loài sâu bọ hại cây trồng. Một trong những Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 1 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường hướng nghiên cứu triển vọng là kiểm soát sinh học như: nghiên cứu sử dụng nấm, vi khuẩn, ký sinh thiên địch, các hợp chất thứ cấp từ thảo mộc,….Những chế phẩm sinh học này đang rất được quan tâm, bởi chúng ít làm ảnh hưởng đến các sinh vật sống khác, dễ phân hủy, không làm độc cho nông phẩm và dễ sử dụng. Cây Neem (Azadirachta indica A.Juss) là một trong những loài thảo mộc có đặc tính kháng sâu bọ đang được sử dụng và nghiên cứu ở nước ta và nhiều nước khác. Nhằm tìm phương pháp tối ưu hóa trong việc sử dụng cây Neem trong quá trình phòng trừ và tiêu diệt sâu bọ nên chúng tôi thực hiện đề tài “Nghiên cứu chiết tách cao Neem từ lá của cây Neem Ấn Độ bằng các hệ dung môi khác nhau và bước đầu nghiên cứu ứng dụng trong Dược – Mỹ Phẩm – Thuốc bảo vệ thực vật”. 1. Mục đích nghiên cứu - Xây dựng quy trình chiết tách các hợp chất hóa học trong lá Neem. - Xác định tính chất và cấu trúc của các hợp chất hóa học trong lá Neem. - Thử hoạt tính sinh học có trong lá Neem và bước đầu nghiên cứu ứng dụng trong Dược – Mỹ Phẩm – Thuốc bảo vệ thực vật. - Xác định hoạt tính kháng khuẩn của cao Neem theo phương pháp xác định đường kính vòng vô khuẩn. - Xác định lực chống oxy hóa tổng (Total Antioxydant Capacity) theo mô hình phospho molybdenum. 2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Nguyên liệu sử dụng để chiết tách cao trong nghiên cứu này là lá Neem Ấn Độ được mua tại Công ty thảo dược An Quốc Thái, phường 11, quận Tân Bình, Thành phố Hồ Chí Minh.Lá Neem được trồng tại tỉnh Ninh Thuận. - Phòng thí nghiệm Trườg Đại học Bà Rịa – Vũng Tàu (cơ sở 3), 951 Bình Giã, phường Rạch Dừa, thành phố Vũng Tàu, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Ý nghĩa khoa học Kết quả của luận án tạo ra bộ dữ liệu khoa học tương đối toàn diện về hàm lượng các hợp chất có hoạt tính sinh học cao (định tính, định lượng) cũng như hoạt tính sinh học (khả năng kháng oxi hóa, kháng khuẩn, trừ sâu). Các dữ liệu khoa học này là nguồn tư liệu hữu ích cho công tác đào tạo, nghiên cứu về cây Neem ở Việt Nam. Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 2 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường Ý nghĩa thực tiễn Luận án góp phần nâng cao giá trị của cây Neem ở nước ta, đồng thời góp phần cải thiện đời sống người nông dân. Sản phẩm của luận án chiết tách cao Neem tạo ra các sản phẩm thuốc bảo vệ thực vật. 4. Cấu trúc bài báo cáo gồm 3 chương: Chương 1: Tổng quan lý thuyết Chương 2: Thực nghiệm Chương 3: Kết quả và thảo luận Chương 4: Kết luận và kiến nghị Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 3 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1. Giới thiệu về cây Neem 1.1.1. Định danh Ngành: Angiospermatophyta (ngành thực vật hạt kín) Bộ: Rutales Họ: Meliaceae (Mahogany Family) Chi: Melieae Giống: Azadirachtia Tên gọi Azadirachta indica có từ tên của cây Neem trong tiếng Ba Tư Azadarakth- in - hindi, nghĩa là “Cây tự do của Ấn Độ”. Năm 1830, nhà thực vật học Pháp Antoine Laurent de Jussieu đặt tên cây Neem là Melia azadirachta, sau đó ông đổi thành Azadirachta indica A. Juss. Trong tiếng Sanskrit cây Neem có tên là Aristha nghĩa là “Cây làm giảm bệnh tật”.[25] Trên thế giới tùy từng vùng mà cây Neem có tên gọi khác nhau. Ngay cả trong tiếng Anh cây Neem cũng đã có nhiều tên như Neem tree, Indian lilac tree, Paradise tree, White cedar,… nhưng “Neem tree” là tên gọi phổ biến hơn cả. Ở Việt Nam, cây Neem thường được gọi là xoan chịu hạn để phân biệt với cây xoan ta (Melia azedarach L.).[7] 1.1.2. Đặc điểm hình thái Hình 1. 1: Bộ phận của cây Neem A.Nhánh thân Neem; B. Lá Neem; C. Hạt Neem chín; D. Hạt Neem khô; E. Nhân hạt Neem. Cây Neem thích hợp với thời tiết nóng (nhiệt độ có thể lên tới 50 oC), mọc tốt ở đất cát cố định, đất cát pha sét. Neem là cây xanh quanh năm, tán lá rộng, cao trung bình 13 - 20 m, cây trưởng thành cao đến 30 m, đường kính 2.5 m, nhánh cây to có thể vươn dài đến 10 m. Cây non Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 4 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường mọc ở những vùng khô hạn có thể rụng lá trong một khoảng thời gian ngắn, lá non mọc lại trong khoảng tháng 3 - 4. Trường hợp cá biệt nếu phát triển trong điều kiện thuận lợi cây có thể cao 35 - 40 m, đường kính thân có thể đạt đến 3.5 m. Rễ cây thường ăn rất sâu. 1.1.3. Nguồn gốc và sự phân bố. Hiện nay, nguồn gốc của cây Neem vẫn chưa được xác định chính xác. Theo Gamble (1902) nguồn gốc cây Neem có từ những cánh rừng ở Karnatka (Nam Ấn Độ) hoặc vùng rừng khô hạn trong nội địa Myanmar. Những nhà nghiên cứu khác lại có chung quan điểm là Neem bắt nguồn từ rừng ở các ngọn đồi Shivalik (chân phía Tây của dãy Himalayas) hoặc bờ biển phía Đông miền Nam Ấn Độ. Sự đa dạng về hình dạng của lá Neem và các đặc điểm hình thái khác đã dẫn đến thuyết của Schmutterer (1995): A. indica xuất phát từ thượng Myanmar, sau đó lan ra các cánh rừng Trung và Tây Á.[35] Do thích hợp với khí hậu nóng, Neem đã được di thực vào châu Phi từ những năm đầu thế kỷ 20. Ngày nay nó được trồng rộng rãi ở các nước như Senegal, Ghana, Sudan, Mali, Nigeria, … Trong thế kỷ 20 Neem cũng đã được di thực đến các nước Trung và Nam Mỹ, đặc biệt được trồng rất nhiều ở Haiti, Cộng hòa Dominica, Nicaragua. Ở châu Á, Neem được trồng ở nhiều nơi như Bangladesh, Myanmar, Cambodia, Ấn Độ, Sri Lanka, Indonesia, Iran, Malaysia, Nepal, Pakistan, Thái Lan, Yemen, Trung Quốc. Tại Việt Nam, cây Neem được trồng từ 1981.[7] 1.1.4. Giá trị và công dụng Cây Neem được đánh giá cao nhờ các tính chất về sinh khối, dược lý và sát trùng. Hàng thế kỷ nay, người nông dân Ấn Độ đã dùng tất cả các bộ phận của cây như quả, lá, dầu, vỏ, gỗ làm thuốc chữa bệnh, thuốc trừ sâu, phân bón và gỗ. Neem cũng có tác dụng cải tạo đất, phủ xanh đất trống và quan trọng nhất là làm trong lành môi trường.[25] Ngoài giá trị to lớn về môi trường, cây Neem còn có giá trị kinh tế cao. 1.1.4.1. Dùng làm dược liệu Tính dược liệu của Neem được ứng dụng từ lâu và vẫn đang được thu hút nghiên cứu bởi các nhà khoa học trên thế giới. Nhiều báo cáo đã chứng minh rằng Neem có khả năng kháng viêm, kháng sinh, kháng khuẩn cực tốt.[37] Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 5 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường Bảng 1.1: Hoạt tính dược liệu các chất trong Neem STT Tên chất Nguồn Hoạt tính sinh học Chống viêm, chống viêm khớp, hạ sốt, giảm đường huyết, chống 1 Nimbidin Hạt, dầu viêm dạ dày, chất diệt tinh trùng, chống nấm, chống khuẩn, lợi tiểu. 2 Sodium nimbidate Hạt, dầu Chống viêm 3 Azadirachtin Hạt, dầu Chống vi khuẩn sốt rét 4 Nimbin Hạt, dầu Chất diệt tinh trùng 5 Nimbolide Hạt, dầu Chống sốt rét, chống vi khuẩn 6 Gedunin Hạt, dầu Chống sốt rét, chống nấm 7 Mahmoodin Hạt, dầu Chống vi khuẩn Gallic acid, (-) Chống viêm, điều hòa hệ miễn 8 epicatrchin và Vỏ cây dịch catechin Margolone, 9 margolonone và Vỏ cây Chống vi khuẩn isomargolonone Cyclic trisuphide và 10 Lá Chống nấm cyclic tetrasulphide Polysacchrides G1A, 11 Vỏ cây Chống ung thư G1B Polysacchrides G2A, 12 Vỏ cây Chống viêm G3A 13 NB-2-Peptidoglucan Vỏ cây Điều hòa hệ miễn dịch Ngoài những công dụng trên, vỏ cây Neem còn có công dụng cầm máu, bổ gan, trị đàm,… Neem còn được báo cáo chữa được stress và điều khiển tỷ lệ sinh đẻ,…Tại một số vùng Andhra Pradesh, nông dân thường cho gia súc ăn lá Neem sau khi sinh con để tăng sự tiết sữa. Ngoài ra lá Neem còn có tác dụng phòng trị bệnh giun sán cho gia súc Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 6 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường và kiểm soát nhiều loại tác nhân gây bệnh khác. Nhiều nơi còn dùng lá non làm rau ăn vừa bổ sung khoáng chất, vừa có thể phòng ngừa giun sán hoặc viêm nhiễm đường ruột. Ở Ấn Độ, dân gian thường lấy lá Neem để gần trẻ em giúp ngăn ngừa bệnh ho gà. 1.1.4.2. Dùng trong mỹ phẩm Bởi hoạt tính kháng khuẩn tốt, có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn trong tế bào gây mụn nên dầu Neem đang được ưa chuộng trong việc điều trị mụn như một liệu pháp tự nhiên. Bằng cách phối dầu Neem vào nền mỹ phẩm hay sử dụng trực tiếp có khả năng điều trị mụn trứng cá, mụn nhọt. Nhờ hoạt tính này, dịch chiết lá Neem còn giảm lượng vi khuẩn, mảng bám men răng từ đó chống bị viêm răng nên có thể phối dịch chiết Neem vào kem đánh răng để sử dụng hằng ngày.[37] Ngoài ra, Neem còn được phối vào nhiều sản phẩm mỹ phẩm khác như dầu gội đầu, sữa tắm, xà phòng,… để tăng khả năng diệt khuẩn. 1.1.4.3. Công dụng khác. Cùng với những hoạt tính sinh học trên, cây Neem còn có nhiều hữu ích khác như tạo bóng mát, tạo môi trường xanh trong lành, giúp bảo vệ đất, chống xói mòn, cát bay,…Gỗ Neem được dùng chế tạo hàng gia công mỹ nghệ có độ bền cao không bị mối mọt làm hư hại. Ngoài ra, vỏ Neem chứa nhiều tannin phục vụ cho công nghệ thuộc da, công nghệ nhuộm, nhựa mủ làm kẹo gum,… 1.2. Các chất có hoạt tính sinh học trong cây Neem Từ trước đến nay, các nhà khoa học đã khảo sát tính sát trùng ở hơn 2000 loài cây, duy nhất cây Neem cho kết quả hứa hẹn. Điều này có được do các hoạt chất trong Neem không chỉ tác động hiệu quả lên côn trùng mà còn khá an toàn với con người và động vật máu nóng. Tính đến năm 2000 đã có hơn 100 hoạt chất có hoạt tính sinh học từ Neem đã xác định được công thức và cấu tạo. Những hoạt chất này chủ yếu thuộc hai nhóm chính là isoprenoid và các hợp chất không phải isoprenoid.[35] Có thể chia chúng thành 2 nhóm: Isoprenoid (terpen): Gồm diterpenoid và triterpenoid như là các protomeliacin, limonoid, azadirone và dẫn xuất của chúng, gedunin và dẫn xuất của chúng, các hợp chất dạng vilasinin và C-secomeliacin (nimbin, salanin và azadirachtin). Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 7 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu
Trường Đại học Bà Rịa Vũng Tàu Viện Kỹ Thuật – Kinh Tế Biển, Ngành CNKTHH Báo cáo đề tài khoa học và công nghệ cấp trường Non-isoprenoid: Gồm protein, amino acid, carbohydrate, hợp chất của lưu huỳnh, hợp chất polyphenolic như flavonoid, glycoside của chúng, dihydrochalcone, coumarin, tannins, chất béo,… 1.2.1. Diterpenoid Trong các loại terpene thì tricyclic diterpene được tìm thấy nhiều nhất, đặc biệt là những chất có vòng C với nhóm chức của oxygen tại C-3 và C-7. Hình 1.2: Neem tricyclic diterpene Đa số các tricyclic diterpene trong Neem được báo cáo có hoạt tính sinh học cao: chống tế bào ung thư, kháng sinh và trừ sâu cao.[26] 1.2.2. Triterpenoid (limonvgoid) Đây là những chất đắng trong Neem, thuộc dạng tetranortriterpenoid có khung apo-euphol (hoặc apo-tirucallol). Người ta đã tìm thấy khoảng 300 limonoid trong thực vật, 1/3 số đó có trong Azadirachta indica và Melia azedarach. Nhóm triterpenoid này có thể phân thành 8 nhóm nhỏ: protomeliacin, limonoid với chuỗi bên xác định, azadirone và dẫn xuất, gedunin và dẫn xuất, vilasinin và 3 nhóm C- seco-meliacin là azadirachtin, nimbin, và salannin. Protomeliacin Chứa một chuỗi bên 8 carbon tại vị trí C - 17, còn được gọi là protolimonoid hay protomelicin hay meliane. Hợp chất đầu tiên melantriol được cô lập từ quả và dầu Neem. Nimbocinone, nimolinone, kulactone, limocinol và limocinone là những dẫn xuất của euphol/tirucallol. Azadirachtol, azadirachnol, azaditol thuộc chuỗi apo. Các hợp chất limocin A và B là limocinin, đó là những tetranortriterpenoid có chuỗi bên tetrahydrofuran bán acetan. Chủ nhiệm: Phạm Thị Kim Hai 8 Hướng dẫn khoa học: ThS Tống Thị Minh Thu