Nghiên cứu sử dụng nguyên liệu thực vật làm thuốc bảo quản lâm sản

PGS.TS. Nguyễn Thị Bích Ngọc

1. ĐẶT VẤN ĐỀ     

Bảo quản lâm sản (gỗ, tre nứa, song mây) phòng chống sinh vật phá hoại đã trở thành một ngành khoa học từ đầu thế kỷ XX. Thuốc bảo quản lâm sản được dùng ở Việt Nam và trên thế giới hầu hết là hỗn hợp các hóa chất vô cơ hoặc hợp chất hữu cơ tổng hợp trong công nghiệp hóa học. Tuy nhiên, một số hóa chất do độc tố cao với con người và môi trường sống nên đã bị cấm sử dụng trên phạm vi toàn cầu. Đây chính là lý do thúc đẩy công tác nghiên cứu tìm kiếm những hợp chất sinh học vừa có tính năng phòng trừ sinh vật hại lâm sản vừa đáp ứng được tiêu chí an toàn .

Các nghiên cứu thử nghiệm hiệu lực phòng chống mối Odontotermes và Coptotermes của dầu vỏ hạt điều đã khẳng định khả năng sử dụng dầu vỏ hạt điều làm thuốc bảo quản lâm sản [1]. Công trình nghiên cứu đánh giá hoạt tính kháng mối Coptotermes formosanus của tinh dầu tách từ lá cây Bạch đàn [3], hoạt tính kháng nấm mục hại gỗ của dịch chiết từ tất cả các bộ phận của cây Cerbera odollam [4], hoạt tính kháng nấm biến màu và nấm mục trắng trên bề mặt gỗ cau su từ tinh dầu cây Bạc hà và Bạch đàn [5] là những công bố điển hình và mới nhất của các nhà khoa học đang quan tâm đến hướng nghiên cứu này trên thế giới.

Với điều kiện tự nhiên ưu đãi, hệ thực vật của Việt Nam rất đa dạng và phong phú về thành phần loài.  Trên cơ sở kế thừa kinh nghiệm trong thực tế và các kết quả nghiên cứu về sử dụng các nguyên liệu thực vật phòng trừ sinh vật gây hại trong nông nghiệp, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam đã nghiên cứu khả năng sử dụng dầu vỏ hạt Điều, dầu hạt Neem, dầu hạt Cóc hành và Tannin chiết suất từ củ Nâu để làm thuốc bảo quản lâm sản.

 2. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nội dung nghiên cứu

–  Đánh giá hiệu lực phòng chống côn trùng và nấm gây hại lâm sản của các hoạt chất thực vật

–  Nghiên cứu nâng cao hiệu lực phòng chống sinh vật gây hại lâm sản cho các hoạt chất thực vật

– Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm bảo quản tới một số đặc tính của gỗ tẩm

+ Xác định độ ăn mòn kim loại của thuốc bảo quản từ nguyên liệu thực vật

+ Đánh giá ảnh hưởng của thuốc bảo quản tới màu sắc gỗ

+ Đánh giá ảnh hưởng của thuốc bảo quản tới chất lượng màng trang sức gỗ

2.2. Phương pháp nghiên cứu

  a/ Nguyên liệu thực vật:

– Dầu từ vỏ hạt Điều (Anacardium occidentale L):  Thu mua tại cơ sở ép dầu vỏ hạt điều tại Thành phố Hồ Chí Minh.

– Dầu hạt Cóc hành Azadirachta excelsa (Jack) Jacobs: Hạt Cóc hành được thu hái ở tỉnh Ninh Thuận. Loại bỏ vỏ để lấy nhân hạt. Phần nhân hạt được nghiền nhỏ, ép tách dầu.

– Dầu hạt Neem (Azadirachta Indica A.Juss): Hạt Neem được thu hái tại tỉnh Ninh Thuận. Loại bỏ vỏ để lấy nhân hạt. Phần nhân hạt được nghiền nhỏ, ép tách dầu.

– Tannin tách từ củ Nâu Dioscorea cirrhosa: Củ Nâu sau khi được rửa sạch, loại vỏ để thu lấy phần thịt củ. Thịt củ được thái nhỏ và ép lấy dịch. Cô đặc dịch ép thu được Tannin dạng rắn màu nâu sẫm.

b/ Phương pháp nghiên cứu

–         Phương pháp khảo nghiệm hiệu lực của thuốc bảo quản lâm sản với  mối:

Mẫu gỗ (Bồ đề, Trám trắng) được tẩm dung dịch thuốc cần khảo nghiệm hiệu lực theo phương pháp nhúng 10 phút và ngâm thường với thời gian 24 giờ. Mẫu đối chứng được tẩm bằng dung môi tương ứng. Đặt mẫu khảo nghiệm vào môi trường đang có mối hoạt động mạnh. Sau thời gian một tháng, gỡ mấu và đánh giá kết quả khảo nghiệm với điều kiện 70% số mẫu đối chứng bị mối ăn.

Đánh giá hiệu lực phòng mối của các công thức khảo nghiệm căn cứ vào các chỉ số sau: Tỷ lệ % số mẫu có vết mối ăn (X%); Tỷ lệ % số mẫu có vết mối ăn rộng bằng và hơn 1 cm² (Y%); Tỷ lệ % số mẫu có vết mối ăn sâu bằng hoặc hơn 1mm (Z%).

Kết  quả được qui định:  X%, Y%, Z% từ 0% đến 30% đạt 3 điểm; Lớn hơn 30% đến 60% đạt 2 điểm; Lớn hơn 60% đến 100 % đạt 1 điểm. Tổng hợp số điểm của 3 chỉ tiêu trên, nếu công thức nào  đạt 3-4 điểm là có hiệu lực tốt với mối, đạt 5-7 điểm là có hiệu lực trung bình, nếu đạt trên 8 điểm là có hiệu lực kém với mối.

–         Phương pháp khảo nghiệm hiệu lực của thuốc bảo quản lâm sản với  nấm:

Mẫu gỗ được tẩm bằng các dung dịch thuốc cần khảo nghiệm hiệu lực theo 2 phương pháp nhúng 10 phút và ngâm trong 24 giờ. Mẫu đối chứng được tẩm bằng dung môi tương ứng. Mẫu sau xử lý được để hong khô tự nhiên, sau đó đưa vào bình colexan đã có khuẩn ty của nấm hại gỗ mọc kín mặt thạch. Sau 4 tháng, gỡ mẫu, xác định khối lượng khô kiệt mẫu gỗ sau khảo nghiệm, quan sát và đánh giá. Điều kiện đánh giá: 70% mẫu gỗ đối chứng phải bị biến màu, mục mềm và hao hụt khối lượng.

Hiệu lực của các công thức thuốc được thể hiện qua 3 chỉ tiêu: X%, Y%, Z% lần lượt là tỷ lệ % diện tích biến màu, tỷ lệ % diện tích mục mềm và tỷ lệ % hao hụt khối lượng mẫu gỗ. Kết quả được qui định:  X, Y, Z từ 0-30% đạt 3 điểm; lớn hơn 30% đến 60% đạt 2 điểm; lớn hơn 60% đến 100% đạt 1 điểm

Tổng hợp số điểm của 3 chỉ tiêu: Nếu công thức nào đạt 8 đến 9 điểm là có hiệu lực kém; đạt 5 đến 7 điểm là có hiệu lực trung bình; đạt 3 đến 4 điểm là có hiệu lực tốt

– Phương pháp xác định độ ăn mòn kim loại của thuốc bảo quản: Áp dụng phương pháp của Schikorr (Nga). Đánh giá độ ăn mòn kim loại của thuốc bảo quản bằng tỷ lệ hao hụt khối lượng của thép CT3 theo thời gian .

– Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của thuốc bảo quản tới màu sắc gỗ: Áp dụng phương pháp phản xạ quang phổ trên thiết bị Gretag Macbeth ColorEye 2180 với nguồn sáng D65; CMC 2:1. Tiến hành đánh giá theo ISO 105 – J01:1997 và ISO 103 – J01:1995 tại Viện Dệt may Việt Nam.

– Phương pháp đánh giá ảnh hưởng của thuốc bảo quản tới chất lượng màng trang sức bề mặt gỗ: Chất lượng màng trang sức trên mẫu gỗ tẩm các chế phẩm được đánh giá  theo tiêu chuẩn Tiệp Khắc CNS 673085. Đó là phương pháp kẻ ô vuông.

 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. Đánh giá hiệu lực phòng chống côn trùng và nấm gây hại lâm sản của các hoạt chất thực vật

Bảng 1. Hiệu lực phòng chống mối gây hại lâm sản

của dầu vỏ hạt Điều, dầu Neem, dầu Cóc hành, Tannin

Nhận xét:

Cả 04 loại hoạt chất thực vật đều thể hiện hiệu lực phòng chống côn trùng gây hại lâm sản ở mức độ khác nhau. Đề tài đã tiếp tục nghiên cứu nâng cao hiệu lực cho các hoạt chất và ổn định hiệu lực với sinh vật gây hại lâm sản nhằm đáp ứng được  yêu cầu cơ bản của thuốc bảo quản lâm sản.

3.2. Kết quả nghiên cứu xác định phụ gia và tỷ lệ sử dụng hoạt chất thực vật tạo thuốc bảo quản lâm sản

a/ Đối với dầu vỏ hạt Điều: Dầu vỏ hạt Điều  được xục khí clo trong tháp có đệm trơ, làm mát bằng nước lạnh, thời gian xục khí là 10 phút, áp suất khí clo đầu ra 0,01 Mpa.

Dầu sau khi xục khí clo được pha với dung môi diezen với các cấp tỷ lệ theo khối lượng tạo các dụng dịch thử nghiệm

Bảng 2. Hiệu lực phòng mối của dung dịch dầu vỏ hạt Điều sau xục khí clo

So sánh kết quả khảo nghiệm hiệu lực của các công thức thuốc chứa dầu vỏ hạt Điều trước và sau khi xục khí clo cho thấy đầu vỏ hạt điều sau xủ lý clo đã giảm được tỷ lệ sử dụng từ 15% xuống còn 9% và hiệu lực vẫn đảm bảo tốt.

b/ Đối với dầu Neem, dầu Cóc hành: Đề tài lựa chọn phụ gia là hợp chất thuộc nhóm Pyrethroit. Mức thử nghiệm sử dụng phụ gia cho các công thức thí nghiệm là: 0,1; 0,2; 0,3% (tỷ lệ theo khối lượng).  Mức tỷ lệ sử dụng của dầu Neem là 4%. Mức tỷ lệ sử dụng của dầu Cóc hành là 2% để phối hợp với phụ gia tạo các dung dịch thí nghiệm .

Bảng 3 . Hiệu lực phòng chống mối gây hại lâm sản của

dầu Neem và dầu Cóc hành kết hợp với phụ gia

Nhận xét: Với mức sử dụng phụ gia 0,1%, các công thức thử nghiệm đều cho hiệu lực đạt mức tốt. Tuy nhiên, mẫu gỗ khảo nghiệm vẫn bị mối xâm hại nhẹ.  Ở tỷ lệ sử dụng 0,2%, và 0,3%, chỉ còn một vài số mẫu gỗ có vết mối tấn công nhẹ và các công thức thử nghiệm đều đạt hiệu lực tốt. Căn cứ vào kết quả khảo nghiệm, lựa chọn tỷ lệ sử dụng phụ gia là 0,2% để phối hợp cùng với dầu Neem, Cóc hành.

 Đối với Tannin:  Lựa chọn phụ gia có khả năng hòa tan trong nước cho cho Tannin gồm các hợp chất boron và fluo. Các mức thử nghiệm sử dụng phụ gia cho các công thức thí nghiệm là: 0,5; 1,0; và 1,5 % (tỷ lệ theo khối lượng). Tannin thử nghiệm ở cấp nồng độ 4% đối với nấm gây hại lâm sản.

Ký hiệu công thức thử nghiệm có phụ gia muối fluo là: TA1, TA2, TA3

Ký hiệu công thức thử nghiệm có phụ gia boron là: TB1, TB2, TB3.

Bảng 4. Hiệu lực phòng chống mối nấm gây hại của

Tannin kết hợp với phụ gia

Nhận xét: các công thức phối hợp Tannin với hợp chất Boron có hiệu lực kháng nấm cao hơn so với dùng phụ gia là muối Fluo. Do vậy,  lựa chọn phụ gia cho Tannin là hợp chất Boron và tỷ lệ sử dụng là 1%.

3.3. Đánh giá ảnh hưởng của chế phẩm bảo quản tới một số đặc tính của gỗ tẩm

Bảng  5. Ảnh hưởng của các loại thuốc bảo quản đến màu sắc gỗ tẩm

Nhận xét: Công thức thuốc chứa dầu Neem và dầu Cóc hành có tác động chuyển màu gỗ nhẹ từ màu màu trắng sáng sang màu trắng ngà. Dầu vỏ hạt điều nguyên liệu có màu nâu xẫm, do đó gỗ tẩm thuốc từ dầu vỏ hạt Điều chuyển màu nâu nhẹ. Công thức thuốc chứa Tannin có tác động mạnh nhất đến màu sắc gỗ và làm gỗ tẩm chuyển sang màu nâu sáng.

Bảng 6. Độ ăn mòn kim loại của các công thức thuốc tại nhiệt độ phòng

Nhận xét: Các công thức thuốc chứa dầu Neem, dầu Cóc hành, Tannin đều có độ ăn mòn kim loại thấp, xấp xỉ với nước máy. Riêng công thức thuốc chứa dầu vỏ hạt điều cao hơn hẳn. Tuy nhiên, nếu so sánh độ ăn mòn kim loại của công thức thuốc chứa dầu vỏ hạt điều với các loại thuốc hóa học có thành phần sunphat đồng và hợp chất của crom thì còn thấp hơn nhiều. Như vậy, các loại thuốc bảo quản chứa hoạt chất thực vật trên đây nếu được sử dụng trong thực tế sẽ không ảnh hưởng nhiều quá trình ăn mòn các thiết bị ngân tẩm cũng như làm tăng không đáng kể độ ăn mòn kim loại của gỗ tẩm.

Bảng 7. Kết quả xác định cấp chất lượng màng trang sức PU

của mẫu gỗ được xử lý bảo quản

Nhận xét: Căn cứ theo tiêu chí đánh giá của Tiêu chuẩn CNS 673085, độ bám dính màng trang sức đạt cấp A1 và A2 đảm bảo cấp tiêu chuẩn trang sức cho các sản phẩm đồ mộc. Như vậy cả 03 công thức chế phẩm bảo quản đều không ảnh hưởng đến chất lượng màng trang sức của gỗ tẩm.

4. Kết luận

Dầu vỏ hạt Điều, dầu Neem, dầu Cóc hành và Tannin là các loại nguyên liệu từ thực vật sẵn có ở nước ta đã được khảo nghiệm đánh giá có hiệu lực nhất định phòng chống sinh vật gây hại lâm sản. 04 loại nguyên liệu thực này đã được nghiên cứu sử dụng làm hoạt chất tạo các loại thuốc bảo quản lâm sản dạng dung dịch có hiệu lực tốt với sinh vật hại, không gây hưởng hưởng đáng kể đến các đặc tính của gỗ tẩm và đáp ứng yêu cầu an toàn đối với môi trường. Các loại thuốc có hoạt chất từ nguyên liệu thực vật trên đây cần tiếp tục nghiên cứu theo dõi độ ổn định hiệu lực thời gian để có thể đưa vào sản xuất và sử dụng trong thực tế.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Bùi Văn Ái (2008), Nghiên cứu sử dụng dầu vỏ hạt Điều làm thuốc bảo quản lâm sản, Luận án tiến sỹ kỹ thuật, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.

1, Nguyễn Thị Bích Ngọc (2009), Nghiên cứu sử dụng nguyên liệu có nguồn gốc thực vật để tạo thuốc bảo quản lâm sản, Báo cáo tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ, Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam.

3. Pornpun Siramon, Yoshito Ohtani, Hideaki Ichiura (2009), “Biological performance of Eucalyptus camaldulensis leaf oils from ThaiLand againts the subteranean termite Coptotermes Formosanus Shiraki”, Journal of Wood Science, 55, PP: 41-46.

4. R.Hashim, J.G.Boon, O.Sulaiman, F.Kawamura and C.Y.Lee (2009), “Evaluation of the decay resistance properties of Cerbera odollam extracts and their influence on properties of particleboard”, International Biodeterioration & Biodegradation.

5. Narumol Matan, Weerapong Woraprayote, Warasri Saengkrajang, Niphaphorn Sirisombat and Nirundorn Matan (2009), “Durability of rubberwood (Hevea brasiliensis) treated with peppermint oil, eucalyptus oil, and their main components”, International Biodeterioration & Biodegradation, 63:5, pp: 621-625.

6.  Haruhiko Yamaguchi, Kyoko Yoshino, Akiko Kido (2002), “Termite resistance and wood penetrability of chemical modified tannin and tannin coper complex as wood preservtives”, Journal of Wood Science, 48:4, pp:331-337

8. Somdej Kanokmedhakul, Kwanjai Kanokmedhakul, Thirada Prajuabsuk, Sanha Panichajakul, Piyanan Palyamee, Samran Prabpai, and Palangpon Kongsaeree (2005), “Azidirachtin derivatives from seed kernels of Azadirachta excelsa”, Journal of Natural products, 68, pp: 1047-1050.

Tin mới nhất

• Hội nghị trao đổi về nội dung phối hợp hoạt động khoa học và công nghệ giữa Bộ Khoa học & Công nghệ và Bộ Nông nghiệp & Phát triển nông thôn
• Hội đồng nghiệm thu tổng kết đề tài KHCN cấp Quốc gia: Nghiên cứu bảo tồn và phát triển nguồn gen cây Bách vàng (Xanthocyparis vietnamensis Parjon &N.T.Hiep) ở một số tỉnh miền núi phía Bắc.
• Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam có thêm 02 Phó Giáo sư trẻ
• Hội đồng nghiệm thu tổng kết đề tài KHCN cấp Bộ: Nghiên cứu chọn giống và kỹ thuật trồng rừng thâm canh cây Sấu tía (Sandoricum Indicum Cav) cung cấp gỗ lớn tại các tỉnh phía Nam
• Hội đồng nghiệm thu tổng kết đề tài KHCN tiềm năng cấp Bộ: “Nghiên cứu thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống thiết bị tự động điều khiển nhiệt độ và tốc độ khuấy dung dịch để sản xuất keo dán gỗ”.

Các tin khác

• Hội thảo quốc tế: “Chi trả dịch vụ môi trường rừng và bảo tồn đa dạng sinh học"
• Bộ trưởng Cao Đức Phát và đoàn công tác của Bộ về làm việc với Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam
• Thông báo phân công nhiệm vụ Lãnh đạo Viện
• Thông báo về lịch xét công nhận đạt tiêu chuẩn chức danh giáo sư, phó giáo sư năm 2015
• Lễ công bố quyết định bổ nhiệm Phó Giám Đốc Viện Khoa học Lâm nghiệp Việt Nam