Hoạt tính diệt và xua đuổi muỗi vằn (Aedes aegypti) của tinh dầu quả hồ tiêu (Piper nigrum L.)

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
1. Viện Phát triển Ứng dụng, Trường Đại học Thủ Dầu Một
TÓM TẮT
Muỗi vằn (Aedes aegypti) là vật trung gian của nhiều loại bệnh nguy hiểm ở người. Các
loại thuốc hóa học hiện nay được sử dụng để kiểm soát muỗi vằn tiềm ẩn những tác động xấu
đến môi trường và sức khỏe con người. Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành chiết xuất
tinh dầu quả hồ tiêu (Piper nigrum L.) và khảo sát hoạt tính diệt và xua đuổi muỗi vằn của tinh
dầu này 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. Tinh dầu quả hồ
tiêu có hiệu quả trong diệt muỗi vằn trưởng thành, với nồng độ 16 µg/cm3 gây ra tỷ lệ chết
97,78% số cá thể xử lý sau 1 giờ. Tinh dầu quả hồ tiêu cũng thể hiện tác động xua đuổi mạnh
đối với muỗi vằn trưởng thành, ở nồng độ 3 µg/cm3 có khả năng xua đuổi 81,41% số cá thể xử
lý sau 1 giờ. Các nghiên cứu tiếp theo cần được thực hiện để sử dụng hiệu quả tinh dầu quả hồ
tiêu trong kiểm soát muỗi vằn, bảo vệ sức khỏe con người và mơi trường.
Từ khóa: hoạt tính diệt muỗi, hoạt tính xua đuổi muỗi, muỗi vằn, quả hồ tiêu, tinh dầu.
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Hồ tiêu (Piper nigrum L.) là một loài thực vật chứa tinh dầu thuộc họ hồ tiêu (Piperaceae),
có quả được sử dụng làm gia vị và làm thuốc ở nhiều nước trên thế giới. Hồ tiêu còn được sử
dụng trong mục đích bảo quản và kiểm soát sinh học (Srivastava và nnk, 2017). Các chiết xuất
và tinh dầu quả hồ tiêu được chứng tỏ có hoạt tính kháng nhiều lồi cơn trùng khác nhau như
sâu khoang (Spodoptera litura), mọt đỏ (Tribolium castaneum), mọt đậu nành (Acanthoscelides
obtectus), và muỗi Culex (Culex quinquefasciatus) (Fan và nnk, 2011; Nath và nnk, 2006;
Srivastava và nnk, 2017).
Muỗi vằn (Aedes aegypti) là vật trung gian của nhiều loại bệnh nguy hiểm ở người như
sốt xuất huyết, zika và sốt vàng da. Do đó, kiểm sốt m̃i vằn là một biện pháp quan trọng
trong việc ngăn ngừa các loại bệnh này. Các chất diệt và xua đuổi m̃i đóng vai trị quan trọng
trong kiểm sốt m̃i vằn, và sử dụng thuốc hóa học để diệt và xua đuổi muỗi thành là biện
pháp chủ yếu hiện nay. Đây là biện pháp được xem là hiệu quả cao, tuy nhiên trong những năm

gần đây đã phát sinh những vấn đề đáng lo ngại do các tác động xấu của chúng đối với môi
trường và sức khỏe của con người cũng như hiện tượng phát sinh ngày càng nhiều các quần thể
muỗi kháng thuốc (Kalita và nnk, 2013; Pavela, 2015; Senthil-Nathan, 2019). Các hợp chất tự
nhiên vừa có hiệu lực tốt vừa thân thiện môi trường đã được đề xuất như là một biện pháp thay
thế (Kalita và nnk, 2013; Nerio và nnk, 2010).
229


Trong nghiên cứu này, chúng tôi tiến hành đánh hoạt tính diệt và xua đuổi m̃i vằn (Ae.
aegypti) của tinh dầu chiết xuất từ quả cây hồ tiêu (P. nigrum) trồng ở Bình Dương nhằm cung
cấp cơ sở khoa học cho các biện pháp sử dụng tinh dầu này trong việc kiểm sốt m̃i vằn, hạn
chế sự phát triển, lan truyền của bệnh do muỗi gây ra.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Chuẩn bị mẫu vật
Quả hồ tiêu tươi được thu hái từ những cây hồ tiêu trưởng thành trồng ở Xã Tân Hiệp,
huyện Phú Giáo, tỉnh Bình Dương. Tên khoa học được kiểm tra bằng phương pháp so sánh hình
thái sử dụng tài liệu Cây cỏ Việt Nam của Phạm Hoàng Hộ (2003) và được chuẩn hóa dựa trên
Cơ sở dữ liệu The Plant List (theplantlist.org). Mẫu thực vật được lưu tại Phịng thí nghiệm
Sinh học, trường Đại học Thủ Dầu Một, tỉnh Bình Dương.
Trứng m̃i vằn được cung cấp bởi Viện Sốt rét - Ký sinh trùng - Côn trùng thành phố
Hồ Chí Minh. Trứng muỗi được cho vào các hộp nhựa (Ø 15x7,5 cm) chứa nước sạch đã khử
Clo và được phủ một lớp vải màn để tạo điều kiện cho nở thành bọ gậy trong điều kiện phòng
thí nghiệm. Bọ gậy nở từ trứng được nuôi bằng gan lợn chín và được thay nước sạch hàng ngày.
Muỗi trưởng thành được nuôi bằng dung dịch đường 10% trong lồng (Ø 40x40x40 cm) được
phủ một lớp vải màn. Bọ gậy 4 ngày tuổi và muỗi trưởng thành 5 ngày tuổi được sử dụng cho
các thí nghiệm tiếp theo.
Chiết xuất tinh dầu quả hồ tiêu
Quả hồ tiêu được rửa sạch, để ráo nước ở nhiệt độ phòng, và sau đó được xay nhuyễn tạo
nguyên liệu để thu nhận tinh dầu. Tinh dầu được chiết xuất theo phương pháp lôi cuốn tinh dầu
bằng hơi nước sử dụng bộ thiết bị chưng cất tinh dầu Clevenger Apparatus với bình cầu thủy

tinh 6000 mL. Lượng tinh dầu quả hồ tiêu được ghi nhận qua các khoảng thời gian chưng cất
30, 60, 120, và 180 phút. Hiệu suất tinh dầu được tính dựa trên khối lượng tươi của mẫu vật.
Tinh dầu được làm khô bằng Na2SO4 khan và được bảo quản trong lọ thủy tinh tối màu ở
nhiệt độ -20oC đến khi sử dụng cho các thí nghiệm đánh giá hoạt tính kháng m̃i vằn.
Khảo sát hoạt tính diệt muỗi vằn trưởng thành của tinh dầu quả hồ tiêu
Đối tượng được sử dụng để khảo sát trong thí nghiệm này là m̃i vằn trưởng thành 5
ngày tuổi. Các nghiệm thức được bố trí trong lọ nhựa trong suốt. Tinh dầu được pha loãng trong
ethanol tuyệt đối với các nồng độ khác nhau 1 - 16 μg/cm3. Đối chứng âm sử dụng ethanol tuyệt
đối. 30 µL mỗi dung dịch tinh dầu và đối chứng được dàn lên đĩa giấy thấm (d = 3 cm). Các đĩa
giấy thấm dung dịch tinh dầu hoặc ethanol được gắn trên phần nắp lọ và để bay hơi tự nhiên 1
phút. Sau đó, nắp lọ được gắn lên mỗi lọ đã chứa sẵn 15 cá thể muỗi vằn trưởng thành được
ngăn cách với nắp lọ bằng lớp vải màn để muỗi khơng tiếp xúc với giấy thấm. Lọ thí nghiệm
và đối chứng được bao bọc kín bằng màng nylon. Tỷ lệ chết của m̃i được ghi nhận sau 1 giờ.
Thí nghiệm được lặp lại 3 lần.
Khảo sát hoạt tính xua đuổi muỗi vằn trưởng thành của tinh dầu quả hồ tiêu
Các nghiệm thức được bố trí trong hệ thống thí nghiệm xua đuổi muỗi được thiết kế gồm
hai hộp nhựa trong suốt được nối với nhau bằng một đường ống nhựa có chất liệu tương tự.
230


Ống nối này được ngăn ở giữa bởi 2 vách ngăn trượt tạo thành 1 buồng nhỏ là nơi cho m̃i
vào để tiến hành thí nghiệm. Tinh dầu được pha trong ethanol với các nồng độ khác nhau 1,2 –
3,0 µg/cm3 và 50 µL mỗi dung dịch này được nhỏ lên đĩa giấy thấm (d = 5 cm). Sau khi để khô
tự nhiên 1 phút, mỗi đĩa giấy thấm tinh dầu được đặt vào một hộp của hệ thống. Hộp còn lại
của hệ thống được cho vào một đĩa giấy thấm 50 µL ethanol đã để khơ tự nhiên 1 phút. Sau khi
30 cá thể muỗi vằn trưởng thành được cho vào buồng nhỏ ở ống nối, vách ngăn được kéo lên
để cho m̃i có thể di chuyển về mỡi hộp. Số lượng muỗi ở mỗi hộp được ghi nhận sau 1 giờ
xử lý. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần. Hiệu lực xua đuổi m̃i được tính theo cơng thức H = [(%
m̃i trong hộp khơng có tinh dầu - % m̃i trong hộp có tinh dầu)/(100 - % m̃i trong hộp có
tinh dầu)] x 100 (Tripathi et al., 2004).

Xử lý số liệu: Các thí nghiệm được thiết kế lặp lại 3 lần, và giá trị trung bình ± sai số
chuẩn (SE) được trình bày. Phương pháp phân tích phương sai một nhân tố (One-way ANOVA)
và phương pháp so sánh nhiều cặp Bonferroni (Bonferroni's Multiple Comparison Test) được
sử dụng để phân tích sự khác biệt giữa các nghiệm thức sử dụng phần mềm GraphPad Prism 5.
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Hiệu suất của tinh dầu quả hồ tiêu: Tinh dầu quả hồ tiêu có màu vàng, trong suốt, có mùi
thơm đặc trưng, dịu nhẹ, và có tỷ trọng 0,82 g/mL. Hiệu suất thu nhận tinh dầu quả hồ tiêu tăng
dần theo thời gian chưng cất được ghi nhận ở hình 1. Trong khoảng thời gian từ 30 phút đến 60
phút hàm lượng tinh dầu tăng từ 0,5% đến 0,69% với sự khác biệt có ý nghĩa thống kê (P < 0,05).
Hiệu suất thu tinh dầu quả hồ tiêu ở 120 và 180 phút lần lượt là 0,76 và 0,83%, cao hơn nhưng
không có ý nghĩa thống kê so với hiệu suất tinh dầu thu nhận được ở 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
0

30

60

90

120

150

180

210

Thêi gian ch-ng cÊt (phót)

Hình 1. Ảnh hưởng của thời gian chưng cất đến hiệu suất thu nhận tinh dầu quả hồ tiêu. “ns”

chỉ sự khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê (P > 0,05); “*” chỉ sự khác biệt có ý nghĩa ở mức
P < 0,05 được xác định bằng phương pháp so sánh nhiều cặp Bonferroni.
Các nghiên cứu trước cũng chứng tỏ hàm lượng tinh dầu thu được tăng theo thời gian chưng
cất, tuy nhiên khi quá trình chưng cất kéo dài thì hàm lượng có thể tăng khơng đáng kể hoặc giảm
(Nguyễn Thiện Chí và nnk, 2016; Thien Hien Tran và nnk, 2019). Hiệu suất tinh dầu tiêu trắng
231


tăng mạnh trong khoảng thời gian 60 – 120 phút với hiệu suất cao nhất tại 120 phút và sau đó
hiệu suất tinh dầu giảm dần (Thien Hien Tran và nnk, 2019). Hàm lượng tinh dầu lá trầu không
(Piper betel L.) tăng mạnh khi thời gian chưng cất tăng cho đến thời gian 240 phút và sau đó hàm
lượng tinh dầu tuy thu được nhiều hơn nhưng không đáng kể (Nguyễn Thiện Chí và nnk, 2016).
Hoạt tính diệt muỗi vằn của tinh dầu quả hồ tiêu: Kết quả khảo sát hoạt tính diệt m̃i
vằn trưởng thành của tinh dầu quả hồ tiêu được thể hiện ở hình 2. Tỷ lệ chết của muỗi trưởng
thành sau 1 giờ xử lý tăng dần theo nồng độ của tinh dầu quả hồ tiêu và có sự khác biệt có ý
nghĩa giữa các nghiệm thức (P < 0,0001) khi sử dụng phương pháp phân tích ANOVA trong
khi đối chứng âm không có tác động gây chết đối với muỗi vằn trưởng thành. Ở nồng độ 1
µg/cm3 tỷ lệ chết của m̃i trưởng thành thấp nhất (28,89%). Tỷ lệ chết của muỗi trưởng thành
tăng mạnh từ 44,44% đến 95,56% tương ứng nồng độ tinh dầu tăng từ 2 µg/cm3 đến 8 µg/cm3.
Nồng độ 16 µg/cm3 gây ra tỷ lệ chết của muỗi trưởng thành cao nhất với 97,78% số cá thể chết
sau 1 giờ xử lý nhưng không có sự khác biệt có ý nghĩa so với tỷ lệ muỗi chết ở nồng độ tinh
dầu 8 àg/cm3 (P < 0,05).
ns
*
95,55

100

97,78

***

Tỷ lệ chết của muỗi (%)

80,00

80
60

*
44,44
***

40

28,89

20
0

0,00

0

1

2

4

8

16

3

Nồng độ tinh dầu (àg/cm )

Hỡnh 2. T l cht ca muỗi vằn trưởng thành ở các nồng độ khác nhau của tinh dầu quả
hồ tiêu sau 1 giờ xử lý. “ns” chỉ sự khác biệt khơng có ý nghĩa thống kê (P > 0,05); “*” chỉ sự
khác biệt có ý nghĩa ở mức P < 0,05; “***” chỉ sự khác biệt có ý nghĩa ở mức P < 0,001 được
xác định bằng phương pháp so sánh nhiều cặp Bonferroni.
Các nghiên cứu trước đã chứng tỏ hoạt tính diệt m̃i của dịch chiết quả hồ tiêu. Dịch
chiết quả hồ tiêu (Piper nigrum) được cho thấy có hiệu quả đối với ấu trùng của hai lồi m̃i
Ae. albopictus và Culex quinquefasciatus với giá trị nồng độ gây chết 90% (LC90) lần lượt là
6,8 và 8,4 ppm (Nath và nnk, 2006). Dịch chiết ethanol của quả hồ tiêu (P. nigrum) cũng có
hiệu quả diệt ấu trùng tuổi 3 – 4 của muỗi vằn (Ae. aegypti) với giá trị LC50 = 7,12 ppm
(Santiago et al., 2015).
232


Hoạt tính xua đuổi muỗi vằn của tinh dầu quả hồ tiêu (Piper nigrum L.): Tỷ lệ phân bố
của muỗi vằn trưởng thành trong hệ thống xua đuổi muỗi và hiệu lực xua đuổi muỗi của tinh
dầu quả hồ tiêu ở các nồng độ khác nhau sau 1 giờ xử lý được trình bày ở bảng 1. Kết quả cho
thấy, tỷ lệ phần trăm muỗi vằn trưởng thành phân bố ở hộp có xử lý tinh dầu giảm dần theo
nồng độ tinh dầu quả hồ tiêu và thấp hơn có ý nghĩa thống kê (P < 0,001) so với tỷ lệ m̃i vằn
phân bố trong hộp khơng có xử lý tinh dầu. Hiệu lực xua đuổi muỗi vằn trưởng thành sau 1 giờ
xử lý tăng theo nồng độ của tinh dầu và thể hiện sự khác biệt có ý nghĩa giữa các nghiệm thức
(P < 0,01) khi phân tích ANOVA. Ở nồng độ 1,2 µg/cm3, tinh dầu quả hồ tiêu có hiệu lực xua
đuổi m̃i thấp nhất (38,89%). Khi tăng nồng độ tinh dầu đến 1,8 µg/cm3, hiệu lực xua đuổi

muỗi đạt 56,93 %, cao hơn không có ý nghĩa thống kê so với hiệu lực xua đuổi muỗi gây ra bởi
nồng độ tinh dầu 1,2 µg/cm3 (Bảng 1). Tinh dầu quả hồ tiêu ở nồng độ 2,4 – 3,0 µg/cm3 biểu
hiện tác động xua đuổi cao với hiệu lực xua đuổi đạt 78,33 - 81,41%, cao hơn có ý nghĩa so với
các nồng độ còn lại (P < 0,05) (Bảng 1).
Bảng 1. Tỷ lệ phân bố của muỗi vằn và hiệu lực xua đuổi muỗi vằn của tinh dầu quả hồ tiêu ở
các nồng độ khác nhau sau 1 giờ xử lý
Nồng độ tinh dầu
(µg/cm3)

Tỷ lệ phân bố của m̃i 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 trong mỗi cột được theo sau bởi các chữ cái khác nhau có sự khác biệt có
ý nghĩa thống kê (P < 0,05), “***” chỉ sự khác biệt có ý nghĩa ở mức P < 0,001 giữa tỷ lệ phân bố m̃i vằn trong
hộp có tinh dầu so với hộp khơng có tinh dầu ở mỡi nồng độ tinh dầu được xác định bằng phương pháp so sánh
nhiều cặp Bonferroni.

Tinh dầu quả hồ tiêu cũng được chứng tỏ có hoạt tính xua đuổi mạnh bởi nghiên cứu
trước. Tinh dầu quả hồ tiêu ở Thái Lan có tác động xua đuổi mạnh đối với trưởng thành của 4
lồi m̃i Ae. aegypti, Ae. albopictus, Anopheles dirus và C. quinquefasciatus với hiệu lực xua
đuổi dao động từ 2,3 – 8 giờ (Tawatsin và nnk, 2006). Tinh dầu này cũng biểu hiện tác động
xua đuổi đẻ trứng mạnh đối với lồi m̃i Ae. aegypti với hiệu lực xua đuổi 82% (Tawatsin và
nnk, 2006). Tinh dầu quả hồ tiêu (Piper nigrum L.) biểu hiện tác động diệt và xua đuổi mạnh
đối với muỗi vằn trưởng thành. Với nồng độ 16 µg/cm3, tinh dầu quả hồ tiêu gây ra tỷ lệ chết
97,78% số cá thể xử lý sau 1 giờ, và ở nồng độ 3 µg/cm3, tinh dầu này có khả năng xua đuổi
81,41% số cá thể xử lý sau 1 giờ. Các nghiên cứu tiếp theo cần được thực hiện để sử dụng hiệu
quả tinh dầu quả hồ tiêu trong kiểm sốt m̃i vằn, bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.
KẾT LUẬN
Tinh dầu quả hồ tiêu (Piper nigrum L.) biểu hiện tác động diệt và xua đuổi mạnh đối với
muỗi vằn trưởng thành. Với nồng độ 16 µg/cm3, tinh dầu quả hồ tiêu gây ra tỷ lệ chết 97,78%
số cá thể xử lý sau 1 giờ, và ở nồng độ 3 µg/cm3, tinh dầu này có khả năng xua đuổi 81,41%
số cá thể xử lý sau 1 giờ. Các nghiên cứu tiếp theo cần được thực hiện để sử dụng hiệu quả tinh
dầu quả hồ tiêu trong kiểm sốt m̃i vằn, bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.
233


TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Nguyễn Thiện Chí, Nguyễn Thị Ngọc Châm , Phạm Khánh Ngọc , Đỗ Duy Phúc , Dương Tùng Kha
và Nguyễn Thị Thu Thủy (2016). Khảo sát thành phần hóa học và hoạt tính kháng vi sinh vật của
tinh dầu lá trầu không (Piper betel L.), họ hồ tiêu (Piperaceae). Tạp chí Khoa học Trường Đại học

Cần Thơ, (45), 28-32.

2. 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).

3. Phạm Hoàng Hộ (2003). Cây cỏ Việt Nam. TP. Hồ Chí Minh: Nhà xuất bản Trẻ.
4. Kalita, B., Bora, S., & Sharma, A. K. (2013). Plant essential oils as mosquito repellent-a
review. IJRDPL, 3, 143-150.

5. Đỗ Tất Lợi (2003). Những cây thuốc và vị thốc Việt Nam. Hà Nội: Nhà xuất bản Y học.
6. Nath, D. R., Bhuyan, M., & Goswami, S. (2006). Botanicals as mosquito larvicides. Defence Science
Journal, 56(4), 507.26

7. Nerio, L. S., Olivero-Verbel, J., & Stashenko, E. (2010). Repellent activity of essential oils: a
review. Bioresource technology, 101(1), 372-378.

8. Pavela, R. (2015). Essential oils for the development of eco-friendly mosquito larvicides: a
review. Industrial crops and products, 76, 174-187.

9. 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