Nghiên cứu chế phẩm sinh học vi nhũ ứng dụng bảo quản thóc giống tại Đại học Quốc gia Hà Nội

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu nghiên cứu tổng hợp chế phẩm sinh học dạng vi nhũ ứng dụng trong bảo quản thóc giống, khảo sát thực trạng, phân tích nguyên nhân, đề xuất giải pháp cải

• Tác giả: Nguyễn Thị Ngọc
• Người hướng dẫn: PGS. Phạm Xuân Núi
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Hóa môi trường
• Đề tài: Nghiên cứu tổng hợp chế phẩm sinh học dạng vi nhũ, định hướng ứng dụng trong bảo quản thóc giống
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• MỤC LỤC
• DANH MỤC HÌNH VẼ
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Tác động của thuốc BVTV đối với con ngƣời và môi trƣờng
• 1.1.1. Khái niệm về thuốc BVTV
• 1.1.2. Tình hình ô nhiễm thuốc BVTV trong nông nghiệp
• 1.2. Chế phẩm sinh học trong BVTV
• 1.2.1. Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu hóa học ở Việt Nam
• 1.3. Tổng quan về nhũ tƣơng
• 1.4. Các hệ vi nhũ tƣơng
• 1.5. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.6. Đối tƣợng, dụng cụ và hóa chất nghiên cứu
• 1.7. Quy trình tạo ra dịch chiết Jatropha từ bã hạt Jatropha
• 1.8. Các phƣơng pháp nghiên cứu
• 1.9. Kết quả khảo sát thời gian tối ƣu để chiết tinh dầu từ bã hạt Jatropha
• 1.10. Kết quả xác định thành phần hoạt tính 1,8 – Cineole trong tinh dầu Bạch đàn và vi nhũ tƣơng
• 1.11. Kết quả xác định thành phần hoạt tính Phorbol ester trong dịch chiết Jatropha và vi nhũ tƣơng
• 1.12. Đánh giá độ bền (độ ổn định) của các mẫu qua quan sát trực quan
• 1.13. Kết quả khảo sát kích thƣớc hạt
• 1.14. Kết quả phân tích kích thƣớc hạt bằng phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét (SEM)
• 1.15. Kết quả khảo sát trong bảo quản thóc giống của vi nhũ tƣơng tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết bã hạt Jatropha
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về chế phẩm sinh học vi nhũ bảo quản thóc giống

Chế phẩm sinh học vi nhũ là một trong những giải pháp tiên tiến trong việc bảo quản thóc giống. Với sự phát triển của công nghệ sinh học, các chế phẩm này không chỉ giúp bảo quản thóc giống mà còn đảm bảo an toàn cho sức khỏe con người và môi trường. Vi nhũ có khả năng tạo ra một lớp bảo vệ, ngăn chặn sự xâm nhập của côn trùng và vi sinh vật gây hại.

1.1. Khái niệm về chế phẩm sinh học vi nhũ

Chế phẩm sinh học vi nhũ là các sản phẩm được tạo ra từ các thành phần tự nhiên, có khả năng bảo vệ nông sản khỏi sự tấn công của sâu bệnh. Chúng thường được sử dụng trong nông nghiệp để thay thế cho các hóa chất độc hại.

1.2. Lợi ích của việc sử dụng chế phẩm sinh học

Việc sử dụng chế phẩm sinh học không chỉ giúp bảo vệ thóc giống mà còn giảm thiểu ô nhiễm môi trường. Chúng an toàn cho sức khỏe con người và có thể cải thiện chất lượng nông sản.

II. Vấn đề trong bảo quản thóc giống hiện nay

Bảo quản thóc giống là một thách thức lớn trong nông nghiệp. Tổn thất do côn trùng và vi sinh vật gây hại có thể lên đến 20% sản lượng. Việc sử dụng hóa chất bảo vệ thực vật thường gây ra nhiều tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường.

2.1. Tác động của côn trùng đến thóc giống

Côn trùng như mọt và sâu bệnh có thể gây hại nghiêm trọng đến chất lượng và số lượng thóc giống. Chúng không chỉ làm giảm năng suất mà còn ảnh hưởng đến khả năng nảy mầm của hạt.

2.2. Hạn chế của hóa chất bảo vệ thực vật

Hóa chất bảo vệ thực vật thường gây ra ô nhiễm môi trường và ảnh hưởng đến sức khỏe con người. Việc lạm dụng hóa chất này có thể dẫn đến sự kháng thuốc của côn trùng và vi sinh vật.

III. Phương pháp chế tạo chế phẩm sinh học vi nhũ

Chế tạo chế phẩm sinh học vi nhũ bao gồm nhiều bước quan trọng, từ việc lựa chọn nguyên liệu đến quy trình sản xuất. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc kết hợp tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết từ bã hạt Jatropha tạo ra sản phẩm có hiệu quả cao trong bảo quản thóc giống.

3.1. Quy trình sản xuất chế phẩm vi nhũ

Quy trình sản xuất chế phẩm vi nhũ bao gồm các bước chiết xuất, nhũ hóa và kiểm tra chất lượng. Mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn.

3.2. Nguyên liệu sử dụng trong chế phẩm

Nguyên liệu chính trong chế phẩm vi nhũ thường là tinh dầu thực vật và các chất hoạt động bề mặt tự nhiên. Những thành phần này không chỉ an toàn mà còn có khả năng kháng khuẩn và diệt côn trùng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của chế phẩm sinh học vi nhũ

Chế phẩm sinh học vi nhũ đã được ứng dụng rộng rãi trong bảo quản thóc giống. Nghiên cứu cho thấy chúng có khả năng bảo vệ thóc giống khỏi sự tấn công của côn trùng và vi sinh vật, đồng thời không gây hại cho sức khỏe con người.

4.1. Kết quả nghiên cứu về hiệu quả bảo quản

Nghiên cứu cho thấy chế phẩm vi nhũ có khả năng giảm thiểu tổn thất do côn trùng gây ra lên đến 80%. Điều này chứng tỏ tính hiệu quả của chế phẩm trong bảo quản thóc giống.

4.2. Ứng dụng trong nông nghiệp bền vững

Việc sử dụng chế phẩm sinh học vi nhũ không chỉ giúp bảo quản thóc giống mà còn góp phần vào việc phát triển nông nghiệp bền vững. Chúng giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

V. Kết luận và tương lai của chế phẩm sinh học vi nhũ

Chế phẩm sinh học vi nhũ đang mở ra hướng đi mới trong bảo quản thóc giống. Với những lợi ích vượt trội, chúng có thể trở thành giải pháp tối ưu cho vấn đề bảo quản nông sản trong tương lai.

5.1. Triển vọng phát triển chế phẩm sinh học

Với sự phát triển của công nghệ sinh học, chế phẩm sinh học vi nhũ có tiềm năng lớn trong việc bảo quản nông sản. Nghiên cứu và phát triển thêm các sản phẩm mới sẽ giúp nâng cao hiệu quả bảo quản.

5.2. Hướng đi cho nông nghiệp bền vững

Việc áp dụng chế phẩm sinh học vi nhũ không chỉ giúp bảo vệ nông sản mà còn góp phần vào việc phát triển nông nghiệp bền vững. Đây là xu hướng tất yếu trong bối cảnh hiện nay.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Tổn thất trong bảo quản lương thực do côn trùng gây hại là vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt tại các nước đang phát triển. Theo báo cáo của FAO, tổn thất lương thực bảo quản trong kho trên thế giới dao động từ 6-10%, riêng các nước có trình độ bảo quản thấp và khí hậu nhiệt đới có thể lên đến 20%. Ở Việt Nam, tổn thất do sâu mọt trong kho ước tính từ 3-10% hàng năm, với mức trung bình khoảng 10% đối với các loại hạt. Việc bảo quản lương thực sau thu hoạch vì thế trở thành vấn đề cấp thiết nhằm giảm thiểu thiệt hại kinh tế và đảm bảo an toàn thực phẩm.

Tuy nhiên, việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật (BVTV) hóa học hiện nay gây ra nhiều tác động tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường. Do đó, xu hướng phát triển các chế phẩm sinh học thân thiện, an toàn ngày càng được quan tâm. Tinh dầu Bạch đàn với thành phần chính là 1,8-Cineole được biết đến như một chất có hoạt tính sinh học cao, có khả năng diệt côn trùng và kháng khuẩn. Tuy nhiên, tinh dầu này không ổn định và khó sử dụng trực tiếp trong bảo quản lương thực.

Luận văn tập trung nghiên cứu tổng hợp chế phẩm sinh học dạng vi nhũ từ tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết từ bã hạt Jatropha, nhằm ứng dụng trong bảo quản thóc giống. Nghiên cứu được thực hiện trong phạm vi phòng thí nghiệm tại Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, với mục tiêu tạo ra chế phẩm sinh học có khả năng phòng và diệt mọt đục hạt nhỏ, đồng thời thân thiện với môi trường và an toàn cho người sử dụng. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả bảo quản lương thực, giảm thiểu tổn thất sau thu hoạch và thúc đẩy phát triển nông nghiệp bền vững.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình nghiên cứu về nhũ tương và vi nhũ tương, đặc biệt là:

• Lý thuyết nhũ tương: Nhũ tương là hệ phân tán cao của hai pha lỏng không trộn lẫn, trong đó một pha được phân tán dưới dạng giọt nhỏ trong pha kia. Nhũ tương được phân loại theo tính chất pha phân tán (O/W, W/O), nồng độ pha phân tán, kích thước hạt và nguồn gốc. Vi nhũ tương là dạng nhũ tượng có kích thước hạt nano (10-100 nm), ổn định về mặt nhiệt động học và có tính đẳng hướng quang học.

• Chất hoạt động bề mặt và chỉ số HLB: Chất nhũ hóa đóng vai trò quan trọng trong việc tạo và ổn định nhũ tương. Chỉ số HLB (Hydrophile-Lipophile Balance) xác định tính ưa nước hay ưa dầu của chất nhũ hóa, ảnh hưởng đến loại nhũ tương hình thành.

• Hoạt tính sinh học của tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết Jatropha: Tinh dầu Bạch đàn chứa chủ yếu 1,8-Cineole có tác dụng diệt côn trùng, kháng khuẩn và ức chế nảy mầm cỏ dại. Dịch chiết từ bã hạt Jatropha chứa Phorbol ester có độc tính cao đối với côn trùng gây hại, được ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học.

• Mô hình tổng hợp vi nhũ tương năng lượng thấp: Phương pháp khuấy trộn và gia nhiệt để tạo vi nhũ tương ổn định, kiểm soát các thông số như tỷ lệ thành phần, thời gian, tốc độ và nhiệt độ khuấy.

Phương pháp nghiên cứu

• Nguồn dữ liệu: Nghiên cứu sử dụng tinh dầu Bạch đàn thương phẩm, dịch chiết từ bã hạt Jatropha thu được qua quy trình chiết Soxhlet với dung môi n-hexan và ngâm nước cất. Các mẫu vi nhũ tương được tổng hợp trong phòng thí nghiệm tại Đại học Khoa học Tự nhiên.

• Phương pháp tổng hợp: Vi nhũ tương được tạo ra bằng phương pháp năng lượng thấp, sử dụng chất nhũ hóa Tween 80 (HLB=15), propylene glycol làm chất đồng hoạt động bề mặt, pha liên tục là nước cất và dịch chiết Jatropha, pha phân tán là tinh dầu Bạch đàn. Các thông số khảo sát gồm tỷ lệ thành phần, thời gian khuấy (20-100 phút), tốc độ khuấy (600-1400 vòng/phút) và nhiệt độ khuấy (15-75°C).

• Phân tích và đánh giá: Kích thước hạt vi nhũ tương được đo bằng kỹ thuật Dynamic Light Scattering (DLS). Thành phần hóa học được xác định bằng phổ hấp thụ hồng ngoại FT-IR và sắc ký khí khối GC-MS. Độ ổn định của vi nhũ tương được đánh giá qua quan sát trực quan và phân tích kích thước hạt theo thời gian. Hiệu quả diệt mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica được thử nghiệm tại Viện Bảo vệ Thực vật.

• Timeline nghiên cứu: Quá trình chiết tách tinh dầu và dịch chiết kéo dài 1-2 tuần, tổng hợp và khảo sát vi nhũ tương trong vòng 1-3 tháng, thí nghiệm diệt mọt thực hiện trong 6 tháng.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Thời gian tối ưu chiết tinh dầu từ hạt Jatropha: Qua khảo sát thời gian chiết từ 60 đến 240 phút, thời gian tối ưu là khoảng 150 phút, thu được thể tích tinh dầu cao nhất với hiệu suất chiết đạt khoảng 85% so với tổng lượng tinh dầu trong hạt.

2. Kích thước hạt vi nhũ tương: Mẫu vi nhũ tương M1 với tỷ lệ Tween 80 15%, nước 53%, dịch chiết Jatropha 10%, tinh dầu Bạch đàn 12%, khuấy 60 phút ở 1000 vòng/phút và 45°C cho kích thước hạt trung bình khoảng 50-70 nm, phân bố kích thước hạt hẹp, thể hiện độ ổn định cao. Tăng thời gian khuấy từ 20 lên 60 phút làm giảm kích thước hạt trung bình từ khoảng 120 nm xuống còn 60 nm, tăng độ ổn định.

3. Ảnh hưởng tốc độ và nhiệt độ khuấy: Tốc độ khuấy tăng từ 600 đến 1400 vòng/phút làm giảm kích thước hạt trung bình từ 90 nm xuống 50 nm. Nhiệt độ khuấy tối ưu là 45°C; nhiệt độ quá cao (75°C) hoặc quá thấp (15°C) làm tăng kích thước hạt và giảm độ ổn định vi nhũ tương.

4. Hiệu quả diệt mọt đục hạt nhỏ: Chế phẩm vi nhũ tương M1 đạt tỷ lệ diệt mọt Rhizopertha dominica trên 90% sau 7 ngày xử lý, cao hơn 30% so với tinh dầu Bạch đàn đơn thuần. Tỷ lệ mọt chết tăng theo thời gian tiếp xúc, thể hiện hiệu quả phòng và diệt trừ sâu bệnh rõ rệt.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy việc tổng hợp vi nhũ tương từ tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết bã hạt Jatropha bằng phương pháp năng lượng thấp là khả thi và hiệu quả. Kích thước hạt nhỏ và phân bố hạt đồng đều giúp tăng độ ổn định nhiệt động học của vi nhũ tương, hạn chế hiện tượng kết tụ và phân lớp trong quá trình bảo quản. Các thông số khuấy như thời gian, tốc độ và nhiệt độ có ảnh hưởng rõ rệt đến đặc tính vi nhũ tương, phù hợp với các nghiên cứu trước đây về nhũ tương nano.

Hoạt tính sinh học của vi nhũ tương được cải thiện đáng kể so với tinh dầu Bạch đàn nguyên chất, do sự kết hợp với dịch chiết Jatropha chứa Phorbol ester có độc tính cao đối với côn trùng. Việc sử dụng vi nhũ tương giúp bảo vệ các thành phần hoạt tính khỏi sự phân hủy, tăng khả năng tiếp xúc và thẩm thấu vào cơ thể côn trùng, từ đó nâng cao hiệu quả diệt mọt.

So sánh với các nghiên cứu quốc tế về vi nhũ tương tinh dầu và dịch chiết thực vật, kết quả này phù hợp với xu hướng phát triển các chế phẩm sinh học thân thiện môi trường, giảm thiểu sử dụng hóa chất tổng hợp độc hại. Việc ứng dụng vi nhũ tương trong bảo quản thóc giống góp phần giảm tổn thất sau thu hoạch, bảo vệ nguồn giống và nâng cao giá trị kinh tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ kích thước hạt theo thời gian khuấy, tốc độ khuấy và nhiệt độ, cùng bảng tỷ lệ diệt mọt theo thời gian xử lý, giúp minh họa rõ ràng hiệu quả và tính ổn định của chế phẩm.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai sản xuất vi nhũ tương quy mô pilot: Áp dụng quy trình tổng hợp vi nhũ tương đã nghiên cứu để sản xuất thử nghiệm quy mô nhỏ trong vòng 6 tháng, nhằm đánh giá tính ổn định và hiệu quả thực tế trong bảo quản thóc giống. Chủ thể thực hiện: các viện nghiên cứu và doanh nghiệp công nghệ sinh học.

2. Phát triển chế phẩm sinh học đa chức năng: Nghiên cứu bổ sung các thành phần tự nhiên khác nhằm tăng cường khả năng kháng khuẩn, chống nấm và diệt sâu bệnh, hướng tới sản phẩm bảo quản lương thực toàn diện. Thời gian thực hiện: 1-2 năm.

3. Đào tạo và chuyển giao công nghệ: Tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật cho cán bộ kỹ thuật và nông dân về cách sử dụng chế phẩm vi nhũ tương trong bảo quản thóc, đảm bảo hiệu quả và an toàn. Thời gian: 6 tháng đến 1 năm.

4. Xây dựng quy trình kiểm soát chất lượng và tiêu chuẩn sản phẩm: Thiết lập các tiêu chuẩn kỹ thuật, quy trình kiểm tra chất lượng vi nhũ tương để đảm bảo tính đồng nhất và an toàn khi đưa ra thị trường. Chủ thể: cơ quan quản lý nhà nước và các tổ chức tiêu chuẩn.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành Hóa môi trường, Công nghệ sinh học: Nghiên cứu về tổng hợp và ứng dụng vi nhũ tương sinh học trong bảo quản nông sản, phát triển các chế phẩm sinh học thân thiện môi trường.

2. Doanh nghiệp sản xuất thuốc bảo vệ thực vật sinh học: Áp dụng quy trình tổng hợp vi nhũ tương để phát triển sản phẩm mới, nâng cao hiệu quả diệt côn trùng và giảm thiểu tác động môi trường.

3. Cơ quan quản lý nông nghiệp và bảo vệ thực vật: Tham khảo để xây dựng chính sách, hướng dẫn sử dụng chế phẩm sinh học trong bảo quản lương thực, giảm thiểu sử dụng hóa chất độc hại.

4. Nông dân và hợp tác xã sản xuất lương thực: Áp dụng chế phẩm vi nhũ tương trong bảo quản thóc giống, giảm tổn thất sau thu hoạch, nâng cao chất lượng và giá trị sản phẩm.

Câu hỏi thường gặp

1. Vi nhũ tương là gì và tại sao lại được sử dụng trong bảo quản lương thực?
   Vi nhũ tương là hệ phân tán nano gồm các giọt dầu nhỏ trong nước, có tính ổn định cao và khả năng bảo vệ các thành phần hoạt tính. Trong bảo quản lương thực, vi nhũ tương giúp tăng hiệu quả diệt côn trùng, kháng khuẩn và kéo dài thời gian bảo quản nhờ kích thước hạt nhỏ và phân bố đồng đều.

2. Tinh dầu Bạch đàn có tác dụng gì trong chế phẩm sinh học?
   Tinh dầu Bạch đàn chứa chủ yếu 1,8-Cineole, có khả năng diệt côn trùng, kháng khuẩn và ức chế sự phát triển của cỏ dại. Đây là thành phần chính giúp chế phẩm sinh học có hiệu quả phòng trừ sâu bệnh và bảo quản lương thực an toàn.

3. Dịch chiết từ bã hạt Jatropha có vai trò gì trong vi nhũ tương?
   Dịch chiết chứa Phorbol ester có độc tính cao đối với côn trùng gây hại, giúp tăng cường khả năng diệt mọt và sâu bệnh khi kết hợp với tinh dầu Bạch đàn trong vi nhũ tương, đồng thời thân thiện với môi trường.

4. Phương pháp tổng hợp vi nhũ tương năng lượng thấp có ưu điểm gì?
   Phương pháp này sử dụng thiết bị khuấy trộn đơn giản, tiết kiệm năng lượng, dễ kiểm soát các thông số như tốc độ, thời gian và nhiệt độ, tạo ra vi nhũ tương ổn định với kích thước hạt nhỏ, phù hợp cho sản xuất quy mô phòng thí nghiệm và công nghiệp.

5. Chế phẩm vi nhũ tương có an toàn cho người sử dụng và môi trường không?
   Chế phẩm sử dụng nguyên liệu tự nhiên, không chứa hóa chất tổng hợp độc hại, đã được thử nghiệm không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và thân thiện với môi trường, phù hợp cho ứng dụng trong bảo quản lương thực an toàn.

Kết luận

• Đã tổng hợp thành công chế phẩm sinh học dạng vi nhũ từ tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết bã hạt Jatropha với kích thước hạt nano ổn định.
• Vi nhũ tương có khả năng diệt mọt đục hạt nhỏ Rhizopertha dominica hiệu quả trên 90% sau 7 ngày xử lý.
• Các thông số tổng hợp như thời gian, tốc độ và nhiệt độ khuấy ảnh hưởng rõ rệt đến đặc tính vi nhũ tương và hiệu quả sinh học.
• Chế phẩm thân thiện với môi trường, an toàn cho người sử dụng, có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong bảo quản thóc giống.
• Đề xuất triển khai sản xuất quy mô pilot, phát triển sản phẩm đa chức năng và đào tạo chuyển giao công nghệ trong thời gian tới.

Luận văn mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các chế phẩm sinh học bảo quản lương thực hiệu quả và bền vững. Để biết thêm chi tiết và ứng dụng thực tiễn, quý độc giả và các đơn vị quan tâm có thể liên hệ để được hỗ trợ và hợp tác nghiên cứu.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Tổn thất trong bảo quản thực phẩm do sự xâm nhập của côn trùng là vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt ở các nƣớc đang phát triển. Ngƣời ta ƣớc tính có hơn 20.000 loài thực vật và sâu bệnh gây hại , tiêu hủy khoảng một phần ba tổng số lƣơng thực sản xuất của thế giới, trị giá hàng năm ở mức hơn 100 tỷ đô la, trong đó thiệt hại lớn nhất (43%) xảy ra ở các nƣớc đang phát triển. Theo kết quả điều tra của FAO, hàng năm trên thế giới, mức tổn thất của lƣơng thực bảo quản trong kho từ 6 - 10%, riêng ở các nƣớc có trình độ bảo quản nông sản còn thấp và vùng khí hậu nhiệt đới thì mức tổn thất lƣơng thực lên đến 20%. Tại Ấn Độ, tổn thất do côn trùng gây ra chiếm 6,5% trữ lƣợng ngũ cốc.

Trong các tỉnh phía bắc Cameroon , nông dân có thể mất đến 80% lƣơng thƣ̣c do côn trùng sau kh i cấ t trữ trong 6 đến 8 tháng. Sự tổn thất lƣơng thực trong kho, phần lớn là do sâu mọt gây ra. Ở nƣớc ta, theo thực nghiệm của Bộ môn nghiên cứu côn trùng trực thuộc Tổng cục lƣơng thực, nếu công tác phòng trừ sâu mọt trong kho không tốt, hàng năm chúng ta sẽ bị hao hụt từ 3 - 10% số lƣợng nông sản dự trữ. Tính trung bình đối với các loại hạt tổn thất sau thu hoạch khoảng 10%, đối với các loại cây có củ là từ 10 - 20%, còn với rau quả từ 10 - 30%.

Chính vì vậy việc bảo quản lƣơng thực sau thu hoạch là vấn đề cấp thiết và đƣợc quan tâm hàng đầu hiện nay. Tuy nhiên hiện nay, vấn đề bảo quản lƣơng thực bằng các chất hóa học thƣờng gây ra tác dụng phụ làm ảnh hƣởng không tốt đến sức khỏe con ngƣời và môi trƣờng xung quanh. Trong những năm gần đây, các nghiên cứu tập trung vào sử dụng tinh dầu thực vật và thành phần hóa học có hoạt tính sinh học nhƣ các lựa chọn thay thế cho thuốc trừ sâu tổng hợp. Dầu Bạch đàn, có thể đƣợc sử dụng nhƣ một loại thuốc trừ sâu sinh học để kiểm soát các loại côn trùng gây hại khác nhau.

Dầu Bạch đàn đã đƣợc Cục Quản lý Thực phẩm và Dƣợc phẩm Hoa Kỳ phân loại là không độc hại. Ngay cả Hội đồng Châu Âu đã chấp thuận sử dụng tinh dầ u Bạch đàn là một chất tạo hƣơng trong thực phẩm (> 5 mg/kg), bánh kẹo (<15 mg/kg). Các nhà khoa học cũng chứng minh rằng tinh dầu Bạch đàn TIEU LUAN MOI download : [e-mail] không ổn định và khó khăn trong việc sử dụng làm chất bảo quản lƣơng thực. Vì vậy để đảm bảo tính ổn định và các đặc tính của tinh dầu Bạch đàn, các nhà khoa học đã nghiên cứu hệ vi nhũ tƣơng chứa tinh dầu Bạch đàn.

Các hệ nhũ tƣơng và vi nhũ tƣơng hiện nay đƣợc ứng dụng rộng rãi trong đời sống ở nhiều lĩnh vực nhƣ thực phẩm, mỹ phẩm, dƣợc phẩm, thuốc BVTV. Trên thế giới hiện nay, ngƣời ta thƣờng sử dụng hai phƣơng pháp tạo nhũ tƣơng nano đó là phƣơng pháp năng lƣợng cao và phƣơng pháp năng lƣợng thấp. Hai phƣơng pháp trên đều tạo ra đƣợc các sản phẩm có khả năng hòa tan các dƣợc chất trong hệ, các chất hoạt động bề mặt và đồng hoạt động bề mặt có thể làm giảm tính đối kháng của hàng rào khuếch tán của biểu bì bởi hoạt tính tăng tính thấm của chúng, có khả năng bảo vệ các dƣợc chất cao, có độ ổn định về nhiệt động học, bền vững, không bị phân lớp sau thời gian bảo quản dài. Với những đặc tính trên thì hệ vi nhũ tƣơng rất phù hợp để tổng hợp nên các chất bảo quản lƣơng thực chống lại các loại côn trùng.

Gần đây, các nhà khoa học trên thế giới đã nghiên cứu và đánh giá hoạt tính kháng khuẩn, kháng sâu bệnh, cả hoạt tính diệt cỏ của hợp chất 1,8- Cineole là thành phần chính trong tinh dầu Bạch đàn và chất Phorbol ester có trong bã hạt Jatropha. Các nhà khoa học cũng chứng minh việc tạo ra nhũ tƣơng nano kết hợp giữa tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết lấy từ bã hạt Jatropha có khả năng kháng khuẩn, diệt mọt thóc, mọt ngô, mọt đỏ,…Đặc biệt chế phẩm sinh học này không ảnh hƣởng đến sức khỏe của con ngƣời và thân thiện với môi trƣờng. Do đó việc tạo ra một sản phẩm sinh học có thể bảo quản tốt lƣơng thực, không gây hại tới con ngƣời và thân thiện với môi trƣờng là vô cùng bức thiết, vì vậy em thực hiện đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp chế phẩm sinh học dạng vi nhũ, định hướng ứng dụng trong bảo quản thóc giống” với định hƣớng ứng dụng làm chế phẩm sinh học trong bảo quản thóc giống. TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Chƣơng 1 – TỔNG QUAN 1.

Tác động của thuốc BVTV đối với con ngƣời và môi trƣờng 1. Khái niệm về thuốc BVTV Thuốc BVTV là những chất độc có nguồn gốc từ tự nhiên hay hóa chất tổng hợp đƣợc dùng để bảo vệ cây trồng và nông sản, chống lại sự phá hoại của những sinh vật gây hại đến tài nguyên thực vật. Những sinh vật gây hại chính gồm sâu hại, bệnh hại, cỏ dại, chuột và các tác nhân khác. Ngoài ra, các loại thuốc kích thích sinh trƣởng, giúp cây trồng đạt năng suất cao cũng là một dạng của hóa chất BVTV.

Thuốc trừ sâu là những hóa chất mà có thể giết chết hoặc kiểm soát sâu bệnh, dịch hại sinh vật, vi sinh vật, côn trùng, động vật gặm nhấm có khả năng gây thiệt hại cho cây trồng và thực phẩm. Thuốc trừ sâu hóa học bao gồm các loại chế phẩm có nguồn gốc vô cơ Thuốc trừ sâu sinh học bao gồm các loại chế phẩm có nguồn gốc sinh học. Thành phần diệt trừ 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 (thƣờng 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: Nhóm thuốc vi sinh: Thành phần giết sâu là các vi sinh vật nhƣ nấm, vi khuẩn, virus.

Nhóm thuốc thảo mộc: Thành phần giết sâu là các chất độc có trong cây cỏ hoặc dầu thực vật 1. Tình hình ô nhiễm thuốc BVTV trong nông nghiệp Hiện danh mục các hoạt chất BVTV trên thế giới đã là hàng ngàn loại, ở các nƣớc thƣờng từ 400 - 700 loại (Trung Quốc 630, Thái Lan 600 loại). Tăng trƣởng thuốc BVTV những năm gần đây từ 2 - 3%. Trung Quốc tiêu thụ hằng năm 1,5 - 1,7 triệu tấn thuốc BVTV [10].

Ở nƣớc ta, hóa chất BVTV đã đƣợc sử dụng từ những năm 40 của thế kỷ trƣớc để phòng trừ các loại dịch bệnh. Đến những năm gần đây, việc sử dụng hóa chất BVTV đã tăng lên đáng kể cả về khối lƣợng lẫn chủng loại, với hơn 1.000 loại 1 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] hóa chất BVTV đang đƣợc lƣu hành trên thị trƣờng. Theo thống kê của Cục Bảo vê ̣ thƣ̣c vâ ̣t (BVTV) cho thấy, mỗi năm Việt Nam nhập khẩu khoảng 70.000 tấn thành phẩm hóa chất BVTV. Do đó việc lạm dụng thuốc BVTV đã gây nên những tác hại lớn tới môi trƣờng.

Tại đồng bằng sông Cửu Long, việc lạm dụng và sử dụng không đúng cách thuốc BVTV gây ô nhiễm môi trƣờng, nguồn nƣớc ở bằng sông Cửu Long cũng rất đáng lo ngại. Đây là vùng sản xuất lúa chính của cả nƣớc với khoảng 1,8 triệu ha. Trong sản xuất nông nghiệp, phân bón và các loại thuốc BVTV phòng trừ dịch hại đóng vai trò quan trọng, quyết định đến năng suất. Theo khảo sát của Trƣờng đại học Kinh tế TP Hồ Chí Minh cho thấy nông dân bằng sông Cửu Long đã sử dụng 75 loại thuốc trừ dịch hại, trong đó có 28 loại thuốc BVTV, 17 loại thuốc diệt cỏ và 30 loại trị nấm bệnh.

Trong số này thuốc trừ sâu chiếm đến 43% mà phần lớn thuộc nhóm I, nhóm II có độc tính cao và trung bình theo phân loại của Tổ chức Y tế thế giới. Ở vùng lúa An Giang, mỗi năm ngƣời dân ở đây sử dụng hơn 1.000 tấn thuốc BVTV. Ngoài số lƣợng thuốc trừ sâu đƣợc cây trồng hấp thu, số còn lại sẽ chảy tràn trên đồng ruộng, kênh rạch hay ngấm vào đất, các mạch nƣớc ngầm. Trên mỗi vỏ bao bì thuốc BVTV (trừ các loại thuốc không rõ nguồn gốc) đều hƣớng dẫn đầy đủ cách sử dụng và phòng tránh tác hại.

Đáng lo ngại hơn, việc sử dụng thuốc BVTV hiện nay hết sức tùy tiện, không theo quy trình bảo đảm an toàn. Rất nhiều ngƣời không đƣợc hƣớng dẫn mà tự sử dụng thuốc theo thói quen và nhu cầu diệt sâu hại; tự pha tăng nồng độ gấp rƣỡi, hoặc gấp đôi để diệt tận gốc sâu hại mà không biết dƣ lƣợng thuốc còn lại sẽ ảnh hƣởng trực tiếp đến môi trƣờng sống. Theo một con số đƣợc đƣa ra bởi các chuyên gia quốc tế, có tới 80% thuốc bảo vệ thực vật tại Việt Nam đang đƣợc sử dụng không đúng cách, không cần thiết và rất lãng phí. Viê ̣c ngƣời dân lạm dụng thuốc bảo vệ thực vật , sau đó vƣ́t rác thải bừa bãi cũng là thực trạng báo động.

Rất nhiều vỏ thuốc bảo vệ thực vật tồn dƣ lâu năm, đƣợc vùi xuống lòng đất, không phân hủy đƣợc, ngấm vào mạch nƣớc ngầm. Khiến 2 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] cho môi trƣờng đất và nƣớc, không khí bị ô nhiễm nghiêm trọng. Trong nghiên cứu của Viện Bảo vệ Thực vật cho biết, lƣợng thuốc còn bám lại trên vỏ bao bì trung bình chiếm tới 1,85 % tỉ trọng bao bì. Có tới hơn 65% những ngƣời dân đƣợc hỏi khẳng định họ vứt vỏ bao bì ngay tại nơi pha thuốc.

Nhƣ vậy, dựa trên số lƣợng thuốc BVTV sử dụng hàng năm thì môi trƣờng Việt Nam đã ngẫu nhiên “đón nhận” khoảng 195 tấn thuốc BVTV. Lƣợng chất độc này nếu đem ra cân đong đo đếm về tác hại tới sức khỏe con ngƣời là không thể tính đƣợc. Theo các nhà khoa học, bao bì thuốc bảo vệ thực vật đƣợc liệt kê vào dạng chất thải nguy hại, khi đốt sẽ phát thải khí đi-ô-xin, một trong những chất gây ung thƣ. Do đó, loại rác thải này phải đƣợc tiêu hủy đúng quy trình, và có phƣơng pháp xử lý an toàn.

Cả nƣớc hiện có duy nhất một công ty đảm nhiệm việc xử lý chất thải từ hóa chất độc hại này. Theo thống kê, cả nƣớc hiện có 98 cơ sở sản xuất thuốc BVTV, tập trung chủ yếu tại các khu công nghiệp phía Nam.