Nghiên cứu tổng hợp chế phẩm sinh học dạng vi nhũ, ứng dụng trong bảo quản thóc giống

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ NGỌC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẾ PHẨM SINH HỌC DẠNG VI NHŨ,
ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN THÓC GIỐNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội – Năm 2017


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

NGUYỄN THỊ NGỌC

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CHẾ PHẨM SINH HỌC DẠNG VI NHŨ,
ĐỊNH HƢỚNG ỨNG DỤNG TRONG BẢO QUẢN THÓC GIỐNG

Chuyên ngành: Hóa môi trƣờng
Mã số: 60440120

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS. Phạm Xuân Núi
TS. Phƣơng Thảo

Hà Nội – Năm 2017


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc tiên, với lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Phạm
Xuân Núi, giảng viên Bộ môn Lọc - Hóa dầu, Khoa Dầu khí, Trƣờng Đại học
Mỏ - Địa chất và TS. Phƣơng Thảo, giảng viên Bộ môn Hóa Môi trƣờng, Khoa Hóa
học, Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội đã hƣớng dẫn,
truyền đạt những kinh nghiệm quý báu, chỉ bảo nhiệt tình, tạo mọi điều kiện thuận
lợi để em học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn này.
Em cũng xin chân thành cảm ơn tới các thầy cô thuộc bộ môn Lọc - Hóa
dầu và Phòng thí nghiệm Hóa Môi trƣờng đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện cho em
học tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ, động viên, sự chỉ bảo rất nhiệt tình của tất
cả các anh chị đi trƣớc, gia đình và bạn bè.
Mặc dù đã cố gắng, nỗ lực hết sức mình, song chắc chắn luận văn không tránh
khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận đƣợc sự thông cảm và chỉ bảo tận tình từ
quý thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 11 năm 2017
Học viên


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH VẼ
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
MỞ ĐẦU

Chƣơng 1 – TỔNG QUAN ......................................................................................... 1
1.1. Tác động của thuốc BVTV đối với con ngƣời và môi trƣờng ......................... 1
1.2. Chế phẩm sinh học trong BVTV ...................................................................... 4
1.3. Tổng quan về nhũ tƣơng ................................................................................... 8
1.4. Các hệ vi nhũ tƣơng........................................................................................ 18
2.1. Mục tiêu nghiên cứu ....................................................................................... 29
2.2. Đối tƣợng, dụng cụ và hóa chất nghiên cứu ................................................... 29
2.3. Quy trình tạo ra dịch chiết Jatropha từ bã hạt Jatropha. ................................. 30
2.4. Các phƣơng pháp nghiên cứu ......................................................................... 39
3.1. Kết quả khảo sát thời gian tối ƣu để chiết tinh dầu từ bã hạt Jatropha .......... 44
3.2. Kết quả xác định thành phần hoạt tính 1,8 – Cineole trong tinh dầu Bạch đàn
và vi nhũ tƣơng ...................................................................................................... 45
3.3. Kết quả xác định thành phần hoạt tính Phorbol ester trong dịch chiết Jatropha
và vi nhũ tƣơng ...................................................................................................... 51
3.4. Đánh giá độ bền (độ ổn định) của các mẫu qua quan sát trực quan ............... 55
3.5. Kết quả khảo sát kích thƣớc hạt ..................................................................... 56
3.6. Kết quả phân tích kích thƣớc hạt bằng phƣơng pháp kính hiển vi điện tử quét
(SEM) .................................................................................................................... 73
3.7. Kết quả khảo sát trong bảo quản thóc giống của vi nhũ tƣơng tinh dầu Bạch
đàn và dịch chiết bã hạt Jatropha ........................................................................... 73
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 79
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 80


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Các loại nhũ tương ......................................................................................9
Hình 1.2. Quá trình phá nhũ .....................................................................................13
Hình 1.3. Cấu trúc của vi nhũ ở nồng độ chất hoạt động bề mặt cho trước ............19
Hình 1.4. Công thức cấu tạo của 1,8 - Cineole và 1,4 - Cineole ..............................22
Hình 1.5. Công thức của Phorbol etster ...................................................................27

Hình 2.1. Bộ chiết Soxhlet .........................................................................................31
Hình 2.2. Bộ chiết Soxhlet trong phòng thí nghiệm ..................................................32
Hình 2.3. Quy trình chiết tách tinh dầu từ hạt Jatropha bằng dung môi n-hexan ...33
Hình 2.4. Hình ảnh hạt Jatropha và bã hạt Jatropha sau khi chiết tinh dầu ...........33
Hình 2.5. Mô hình thu hồi n - hexan trong phòng thí nghiệm ..................................34
Hình 2. 6. Quy trình chiết dịch chiết từ bã hạt Jatropha ..........................................35
Hình 2.7. Bã hạt Jatropha khi ngâm với nước cất và dịch chiết từ bã hạt Jatropha36
Hình 2.8. Quy trình tổng hợp vi nhũ tương tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết từ bã
hạt Jatropha. .............................................................................................................36
Hình 2.9. Mô hình tổng hợp vi nhũ tương từ tinh dầu Bạch đàn và dịch chiết từ bã
hạt Jatropha trong phòng thí nghiệm .......................................................................37
Hình 3.1. Tinh dầu Jatropha sau khi chiết ................................................................44
Hình 3.2. Quan hệ thể tích tinh dầu thu được và thời gian chiết ..............................45
Hình 3.3. Kết quả phân tích GC – MS của tinh dầu Bạch đàn .................................46
Hình 3.4. Sắc đồ mẫu tinh dầu Bạch đàn - Phổ khối của tín hiệu với thời gian lưu là
6,062 phút ..................................................................................................................46
Hình 3.5. Sắc đồ mẫu tinh dầu Bạch đàn - Phổ khối của tín hiệu với thời gian lưu là
8,418 phút ..................................................................................................................47
Hình 3.6. Kết quả phân tích GC – MS của vi nhũ tương M1 ....................................48
Hình 3.7. Sắc đồ mẫu M1 - Phổ khối của tín hiệu với thời gian lưu là 6,067 phút ..48


Hình 3.8. Sắc đồ mẫu M1 - Phổ khối của tín hiệu tại thời gian lưu 8,421 phút .......49
Hình 3.9. Phổ FT - IR của tinh dầu Bạch đàn ..........................................................49
Hình 3.10. Phổ FT – IR của vi nhũ tương M1 ..........................................................50
Hình 3.11. Sắc ký đồ LC tại thời gian lưu 9,571 phút của mẫu dịch chiết ..............51
Hình 3.12. Phổ UV mẫu dịch chiết ở 280 nm với thời gian lưu 9,571 phút .............52
Hình 3.13. Phổ FT – IR của dịch chiết từ bã hạt Jatropha ......................................53
Hình 3.14. Phổ FT – IR của vi nhũ tương (M1) ........................................................54
Hình 3.15. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M1) khảo sát

theo thành phần .........................................................................................................57
Hình 3.16. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M7) khảo sát
theo thời gian khuấy 20 phút .....................................................................................58
Hình 3.17. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M5) khảo sát
theo thời gian khuấy 40 phút .....................................................................................59
Hình 3.18. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M6) khảo sát
theo thời gian khuấy 80 phút .....................................................................................60
Hình 3.19. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M8) khảo sát
theo thời gian khuấy 100 phút ...................................................................................61
Hình 3.20. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc kích thước hạt trung bình theo thời gian
khuấy .........................................................................................................................62
Hình 3.21. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M9) khảo sát
theo tốc độ khuấy 600 vòng/phút ..............................................................................63
Hình 3.22. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M10) khảo
sát theo tốc độ khuấy 800 vòng/phút .........................................................................64
Hình 3.23. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M11) khảo
sát theo tốc độ khuấy 1200 vòng/phút .......................................................................65
Hình 3.24. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M12) khảo
sát theo tốc độ khuấy 1400 vòng/phút .......................................................................66


Hình 3.25. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc kích thước hạt trung bình theo tốc độ
khuấy .........................................................................................................................67
Hình 3.26. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M13) khảo
sát theo nhiệt độ ở 75oC ............................................................................................68
Hình 3.27. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M14) khảo
sát theo nhiệt độ ở 60oC ............................................................................................69
Hình 3.28. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương (M15) khảo
sát theo nhiệt độ ở 30 oC ...........................................................................................70
Hình 3.29. Kết quả đo phân tích kích thước hạt của mẫu vi nhũ tương(M16) khảo

sát theo nhiệt độ ở 15 oC ...........................................................................................71
Hình 3.30. Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của kích thước hạt trung bình theo nhiệt
độ. ..............................................................................................................................72
Hình 3.31. Kết quả đo SEM của mẫu M1 .................................................................73
Hình 3.32. Tỷ lệ mọt R.dominica chết theo thời gian sau xử lý chế phẩm M1 với thí
nghiệm đã nhiễm mọt (Viện BVTV, tháng 7/2017). ..................................................75
Hình 3.33. Tỷ lệ mọt R.dominica chết theo thời gian sau xử lý chế phẩm M1 ở .......76
thí nghiệm tiếp xúc với mọt (Viện BVTV, tháng 7/2017). .........................................76


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Thang giá trị HLB .....................................................................................16
Bảng 1.2. Thành phần chính của tinh dầu tách chiết từ một số loài Bạch đàn ........23
Bảng 2.1. Thí nghiệm khảo sát thời gian tối ưu chiết tách tinh dầu .........................34
Bảng 2.2. Thông số thành phần, thời gian khuấy, tốc độ khuấy và nhiệt độ khuấy .37
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát thời gian tối ưu chiết tách tinh dầu ..............................44
Bảng 3.2. Kết quả đánh giá độ ổn định của nhóm mẫu vi nhũ tương khảo sát kích
thước hạt theo thành phần pha .................................................................................55
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá độ ổn định của nhóm mẫu vi nhũ tương khảo sát kích
thước hạt theo thời gian khuấy..................................................................................55
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá độ ổn định của nhóm mẫu vi nhũ tương khảo sát kích
thước hạt theo tốc độ khuấy ......................................................................................56
Bảng 3.5. Kết quả đánh giá độ ổn định của nhóm mẫu vi nhũ tương khảo sát kích
thước hạt theo nhiệt độ khuấy ...................................................................................56
Bảng 3.6. Theo dõi mật độ mọt đục hạt nhỏ trong quá trình thí nghiệm ..................74
Bảng 3.7. Khả năng xua đuổi mọt đục hạt nhỏ của chế phẩm .................................74
Bảng 3.8. Hiệu lực phòng chống mọt đục hạt nhỏ của chế phẩm ............................77
Bảng 3.9. Khả năng nảy mầm của hạt thóc sau xử lý chế phẩm ..............................78

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DLS

Dynamic Light Scattering

FAO

The Food and Agricultural Organization

FT –IR

Fourier Transform Infrared Spectroscopy

GC – MS
HLB
LC – MS
O/W
OECD
PG

Gas Chromatography - Mass Spectrometry
Hydrophilie – Lipophilie Balance
Liquid Chromatography– Mass Spectrometry
Oil/Water
Tổ chức Hợp tác và Phát triển Quốc tế
Propylene Glycol

SEM

Scanning Electron Microscopy

UNEP

Chƣơng trình Môi trƣờng của Liên hợp quốc

UNIDO

Tổ chức Phát triển Công nghiệp Liên hợp
quốc.

W/O

Water/ Oil


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


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.


Chƣơng 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
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
1.1.2. 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


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 đến hơn
116.000 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


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. Nhiều nhất là ở TP Hồ Chí Minh với 66 cơ
sở. Nhƣng hầu hết các cơ sở sản xuất trong tình trạng gia công, sang chai, đóng gói
ra thành phẩm thuốc BVTV, không có cơ sở nào trực tiếp sản xuất nguyên liệu
thuốc BVTV, đa số nguyên liệu nhập khẩu và 90% là nhập từ Trung Quốc, rất khó
kiểm soát thành phần. Hiện cả nƣớc có 16.659 doanh nghiệp kinh doanh buôn bán
thuốc BVTV, tức trung bình mỗi tỉnh có 265 cơ sở, nhiều cơ sở tại các khu vực
đông dân cƣ xen kẽ không thể kiểm soát nổi.
Hầu hết các loại thuốc BVTV đều có tính độc cao và trong quá trình dùng,
một lƣợng thuốc nào đó có thể đi vào trong thân cây, quả, hoặc dính bám chặt trên
lá, quả. Ngƣời và động vật ăn phải các loại nông sản này có thể bị ngộ độc tức thời,
hoặc nhiễm độc nhẹ, từ từ gây ảnh hƣởng nghiêm trọng đến sức khỏe. Một số loại
thuốc trừ sâu có khả năng bay hơi mạnh nên gây khó chịu, mệt mỏi, thậm chí
choáng ngất cho ngƣời trực tiếp phun thuốc sâu trên đồng ruộng, nhất là trong
trƣờng hợp không có các biện pháp phòng tránh tốt. Một số loại thuốc trừ sâu có
tính năng hóa học ổn định, khó phân hủy, nên sẽ tích luỹ trong môi trƣờng. Sau
nhiều lần sử dụng, lƣợng tích lũy này có thể cao đến mức gây độc cho môi trƣờng
đất, nƣớc, không khí và con ngƣời. Do thuốc tồn đọng lâu không phân hủy, nên có

3


thể theo nƣớc, gió và các loài sinh vật phát tán tới các vùng khác... Không chỉ gây
ra ô nhiễm môi trƣờng nghiêm trọng, hóa chất bảo vệ thực vật tồn lƣu với bốn tính
chất độc hại, khó phân hủy, khả năng di chuyển xa, tích lũy sinh học còn gây ra
những ảnh hƣởng có hại đối với khả năng sinh sản, sự phát triển, hệ thần kinh,
tuyến nội tiết và hệ miễn dịch đều có liên quan tới hóa chất. Con ngƣời bị nhiễm
chủ yếu thông qua các thực phẩm ô nhiễm, các đƣờng khác ít phổ biến hơn là uống
nƣớc ô nhiễm và tiếp xúc trực tiếp với hoá chất. Đối với con ngƣời và động vật có
vú, các hóa chất bảo vệ thực vật có thể đƣợc lây truyền thông qua nhau thai và sữa
mẹ tới động vật sơ sinh [10].

Do đó xu hƣớng quay trở lại nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cƣờng sử
dụng các loại “thuốc trừ sâu sinh học” (chế phẩm sinh học) đang là xu hƣớng chung
của toàn cầu.
1.2. Chế phẩm sinh học trong BVTV
1.2.1. Tình hình sử dụng thuốc trừ sâu hóa học ở Việt Nam
Số lƣợng hoạt chất đăng ký sử dụng ở Việt Nam hiện nay xấp xỉ 1000 loại
trong khi của các nƣớc trong khu vực từ 400 - 600 loại, nhƣ Trung Quốc 630 loại,
Thái Lan, Malasia 400 - 600 loại. Sử dụng thuốc BVTV bình quân đầu ngƣời ở
Trung Quốc là 1,2 kg, ở Việt Nam là 0.95 kg (2010). Theo số liệu của cục BVTV
trong giai đoạn 1981 - 1986 số lƣợng thuốc sử dụng là 6,5 - 9,0 ngàn tấn thƣơng
phẩm, tăng lên 20 - 30 ngàn tấn trong giai đoạn 1991 - 2000 và từ 36 - 75,8 ngàn
tấn trong giai đoạn 2001 - 2010. Lƣợng hoạt chất tính theo đầu diện tích canh tác
(kg/ha) cũng tăng từ 0,3kg (1981 - 1986) lên 1,24 - 2,54kg (2001 - 2010). Nhƣ vậy
trong vòng 10 năm (2000 - 2011) số lƣợng thuốc BVTV sử dụng tăng 2,5 lần, số
loại thuốc nhập khẩu tăng khoảng 3,5 lần. Trong năm 2010 lƣợng thuốc Việt Nam
sử dụng bằng 40% mức sử dụng TB của 4 nƣớc lớn dùng nhiều thuốc BVTV trên
thế giới (Mỹ, Pháp, Nhật, Brazin) trong khi GDP của nƣớc ta chỉ bằng 3,3% GDP
trung bình của họ. Năm 2010, 19,59% nông dân cả nƣớc vi phạm sử dụng thuốc,
trong đó không đúng nồng độ là 73,2%. Năm 2010, Cục BVTV cho biết còn 5,19%

4


số hộ dùng thuốc cấm, ngoài danh mục, 10,22% không đúng thời gian cách ly, 51%
không thực hiện theo khuyến cáo của nhãn. [10].
Ƣu điểm thuốc trừ sâu hóa học: tác động nhanh, triệt để, dễ sử dụng nên có thể
nhanh chóng hạn chế, dập dịch, đem lại hiệu quả kinh tế cao, góp phần quan trọng
hạn chế thiệt hại do sâu bệnh gây nên.
Nhƣợc điểm thuốc trừ sâu hóa học: Dƣ lƣợng thuốc BVTV trên nông sản là
phổ biến và còn cao, đặc biệt trên rau, quả, chè…

Kết quả kiểm tra, năm 2010 của cục BVTV cho thấy ở vùng Hà Nội số mẫu có
dƣ lƣợng quá mức cho phép khá cao, trên rau, nho, chè từ 15% - 30%, ở TPHCM từ
20 - 30%. Thuốc BVTV làm tăng tính kháng thuốc của sâu bệnh, tiêu diệt ký sinh
thiên địch, có thể gây bột phát các dịch hại cây trồng. Theo Phạm Bình Quyến, khi
phun thuốc Padan trên lúa, nhóm thiên địch nhện lớn bắt mồi giảm mật độ 13 lần
trong khi không phun tăng 25 lần. Điều tra tổng số loài thiên địch ở vùng chè Thái
Nguyên nơi không sử dụng thuốc trừ sâu nhiều gấp 1,5 - 2 lần so với nơi có sử dụng
thuốc. Sâu tơ hại rau kháng 24 loại thuốc [10].
Sử dụng nhiều thuốc tác động xấu đến môi trƣờng, gây ô nhiễm đất và nƣớc
không khí ảnh hƣởng đến sức khỏe cộng đồng. Theo thống kê cả nƣớc hiện còn tồn
đọng trên 706 tấn thuốc cần tiêu hủy và 19.600 tấn rác bao bì thuốc bảo vệ thực vật
chƣa đƣợc thu gom và xử lý, hàng năm phát sinh mới khoảng 9.000 tấn [10].
Do vậy, phát triển nền nông nghiệp hữu cơ với việc tăng cƣờng sử dụng các
loại “thuốc trừ sâu sinh học” (chế phẩm sinh học) đang là xu hƣớng chung của toàn
cầu.
Tính năng và lợi ích của thuốc trừ sâu sinh học đƣợc thừa nhận có các ƣu điểm
nhƣ sau:
- Có thể khống chế cùng lúc nhiều loại bệnh cho một loại cây trồng.
- Có tác dụng đồng hóa các chất dinh dƣỡng, góp phần tăng năng suất và đạt
hiệu quả chất lƣợng nông sản phẩm.
- Có thể ngăn chặn, giảm thiểu tác hại của một số bệnh nguy hiểm mà các loại
thuốc hiện hành không thực hiện đƣợc.

5


- Không làm hại kết cấu đất, không làm chai đất, thoái hóa đất mà còn góp
phần tăng độ phì nhiêu của đất.
- Có tác dụng tiêu diệt côn trùng gây hại, giảm thiểu bệnh hại, tăng khả năng
đề kháng bệnh của cây trồng mà không làm ảnh hƣởng đến môi trƣờng nhƣ các loại

thuốc BVTV có nguồn gốc hóa học khác.
- Không gây ảnh hƣởng tiêu cực đến sức khỏe con ngƣời, vật nuôi cây trồng.
- Không gây ô nhiễm môi trƣờng sinh thái.
- Tiết kiệm chi phí.
- Dễ sử dụng.
1.2.2. Những thành tựu về sản xuất chế phẩm sinh học bảo vệ thực vật ở Việt
Nam trong những năm gần đây
Trong 30 năm gần đây, các nhà khoa học nƣớc ta nghiên cứu rất nhiều chế
phẩm sinh học trong BVTV và đã đạt đƣợc một số thành tựu [6]:
- Nhân nuôi phổ biến ong mắt đỏ trừ sâu hại (Trichograma.spp).
- Sản xuất thuốc vius trừ sâu xanh ( Heliosis armigera), sâu đo xanh (Anomis
aflava), sâu khoang (Spodoptera litura),…
- Sản xuất hàng loạt côn trùng trên môi trƣờng thức ăn nhân tạo từ các nguyên
liệu rẻ tiền của Việt Nam.
- Sản xuất thuốc nấm Beauveria và Metarrhizium để trừ châu chấu, đo đay và
rầy nâu hại lúa.
- Sản xuất chế phẩm bào tử xạ khuẩn trên môi trƣờng nuôi cấy đơn giản để trừ
bệnh đạo ôn, bệnh khô vằn lúa và bệnh thối rễ cây non.
Theo ghi nhận chung từ Chƣơng trình trọng điểm phát triển công nghệ sinh
học giai đoạn 2011-2015 đã chọn tạo đƣợc 42 giống cây trồng bằng công nghệ chỉ
thị phân tử và công nghệ tế bào; 33 dòng chuyển gien; xây dựng quy trình sản xuất
tám chế phẩm sinh học phòng trừ tuyến trùng nấm, vi khuẩn gây hại trên rễ cây hồ
tiêu, cà-phê, bông, ngô…; năm loại chế phẩm sinh học phục vụ trong chế biến sản
phẩm, bảo quản rau quả tƣơi… Điều đáng nói là tất cả các giống cây trồng nêu trên
đã và đang trải qua mô hình thử nghiệm, trình diễn và đƣợc ứng dụng rộng rãi trong

6


cả nƣớc, góp phần nâng cao năng suất, chất lƣợng sản phẩm, cho thu nhập hàng

trăm triệu đồng/ha, cao gấp hai đến ba lần so với mô hình thông thƣờng. Đặc biệt,
Việt Nam còn là một trong năm quốc gia trên thế giới đã nuôi trồng thành công
Đông trùng hạ thảo, một trong những vị thuốc quý có giá trị kinh tế cao.
Mới đây, Bộ NN và PTNT cũng đã công nhận kết quả khảo nghiệm năm giống
ngô biến đổi gien gồm: BT11, GA21, MON98034, NK603, TC1507 để chuyển Bộ
Tài nguyên và Môi trƣờng cấp phép an toàn sinh học. Đây là một mốc quan trọng
của ngành trồng trọt và cũng là giải pháp gỡ khó cho việc sản xuất thức ăn chăn
nuôi.
1.2.3. Một số loại thuốc trừ sâu sinh học được sử dụng hiện nay
BIO-S Natural: Khử mùi hôi thối, diệt vi khuẩn, nấm mốc.
Enretech-1: Thấm hút, kết bao dầu dùng cho ứng cứu, xử lý ô nhiễm tràn dầu
vào đất cát.
Chế phẩm sinh học khử mùi cao su (HN FAR Fresh Air for Rubber Industry):
Khử mùi hôi trong các công đoạn chế biến và sản xuất cao su.
Bio World Algae Treatment: Xử lý tảo sợi, tảo xoắn trong nƣớc.
Bio World Green Water Algae Treatment: Xử lý tảo đơn bào, tảo lục, sinh vật
phù du.
Chế phẩm vi sinh AT-YTB: Xử lý rác thải tại các bãi rác, chuồng trại chăn
nuôi.
Chế phẩm sinh học xử lý môi trƣờng WEVIRO: Khử mùi hôi, phân hủy chất
hữu cơ.
Chế phẩm sinh học Sagi Bio: Thúc đẩy nhanh quá trình phân hủy các chất hữu
cơ, làm nguyên liệu cho sản xuất phân bón hữu cơ, cạnh tranh dinh dƣỡng và ức chế
vi sinh vật gây bệnh trong chất thải, giảm phát sinh mùi hôi.
Chế phẩm sinh học Sagi Bio-1: Xử lí mùi môi trƣờng chuồng trại chăn nuôi và
bãi chôn lấp chất thải, cạnh tranh dinh dƣỡng và ức chế vi sinh vật gây bệnh trong
chất thải.

7

Chế phẩm sinh học Sagi Bio-2: Làm tăng mật độ vi sinh vật hữu ích cho các
hệ thống xử lý nƣớc thải, ao hồ để thúc đẩy quá trình phân hủy chất thải hữu cơ
không phát sinh mùi hôi, cạnh tranh dinh dƣỡng và ức chế vi khuẩn gây hại trong
môi trƣờng nƣớc.
Chế phẩ m vi sinh khƣ̉ mùi – L2100CHV: Xƣ̉ lý mùi hôi ta ̣i các baĩ rác , bãi
chôn lấ p chấ t thải, các hê ̣ thố ng xƣ̉ lý chấ t thải [10].
Vi-BT 32000WP, 16000WP; BT Xentary 35WDG, Firibiotox P dạng bột;
Firibiotox C dạng dịch cô đặc... Các sản phẩm này có tác dụng tốt trên một số sâu
hại chính trên đồng ruộng nhƣ sâu xanh bƣớm trắng, sâu xám, sâu tơ, sâu hại bông,
sâu đo.
Vineem 1500 EC của Công ty thuốc sát trùng Miền Nam, đƣợc chiết xuất từ
nhân hạt neem chứa hoạt chất azadirachtin. Thuốc có hiệu lực phòng trừ nhiều loại
sâu hại trên lúa, rau màu, cây công nghiệp, cây ăn trái, hoa, cây cảnh bằng cách gây
chán ăn, xua đuổi, ngăn cản sự lột xác và đẻ trứng, làm giảm khả năng sinh sản.
Thuốc không tạo nên tính kháng của dịch hại, không ảnh hƣởng đến thiên địch và
không để lại dƣ lƣợng trên cây trồng
Binhtox 1.8EC, Abasuper3.6EC, Sertin 5.0EC, Sisau 4.5EC và Agun 5WDG,
Golnitor 50WDG, Emaben 2.0EC, Susuper 1.9EC,…diệt trừ đƣợc sâu vẽ bùa, nhện,
sâu tơ, sâu xanh, bọ trĩ, bọ phấn.
Biostar-1 đến Biostar-6 diệt sâu nhanh, phổ diệt sâu rộng, an toàn cho ngƣời,
động vật và không gây kháng thuốc ở sâu hại
Sofri Protein 10DD, Entro-Pro 150DD trừ một số côn trùng hại rau ăn lá nhƣ
sâu tơ, sâu xanh, sâu khoang... và côn trùng hại cây ăn quả nhƣ ruồi đục quả, sâu
đục vỏ cam quýt...
1.3. Tổng quan về nhũ tƣơng
1.3.1. Khái niệm nhũ tương
Nhũ tƣơng là một hệ phân tán cao của hai hay nhiều chất lỏng không trộn lẫn
vào nhau, trong đó một pha lỏng gọi là pha phân tán đƣợc phân tán đồng nhất dƣới
dạng giọt mịn trong một pha lỏng khác gọi là môi trƣờng phân tán (pha liên tục) [3].

8


1.3.2. Phân loại nhũ tương
Ngƣời ta thƣờng phân loại nhũ tƣơng theo các cách sau đây [3]:
1.3.2.1. Phân loại theo tính chất của pha và môi trường phân tán
Nhũ tƣơng loại một hay còn gọi là nhũ tƣơng thuận: là nhũ tƣơng chứa chất
lỏng không phân cực ( hoặc phân cực yếu) trong chất lỏng phân cực, thƣờng đƣợc
ký hiệu O/W. Ví dụ: mayonnaise, sữa, kem, sốt,….
Nhũ tƣơng loại hai hay còn gọi là nhũ tƣơng nghịch: là chất lỏng phân cực
trong chất lỏng không phân cực, thƣờng đƣợc ký hiệu W/O. Ví dụ: bơ, magarin, các
chất phết lên bánh,…
Ngoài ra còn có dầu phức: dầu có thể phân tán trong pha nƣớc của nhũ W/O để
tạo ra hệ phức O/W/O, tƣơng tự nƣớc phân tán trong pha dầu của nhũ O/W để tạo ra
hệ phức W/O/W. Kiểu nhũ tƣơng đƣợc hình thành phụ thuộc chủ yếu vào độ tan
tƣơng đối trong các pha của chất nhũ hóa. Theo quy tắc Bancroft, chất nhũ hóa tan
trong pha nào thì pha đó sẽ trở thành pha hƣớng ngoại. Nhƣ vậy các chất nhũ hóa
ƣa nƣớc tạo nhũ tƣơng W/O, còn ƣa dầu thì tạo nhũ tƣơng O/W.

Hình 1.1. Các loại nhũ tương
1.3.2.2. Phân loại theo nồng độ pha phân tán

9


Theo nồng độ pha phân tán, nhũ tƣơng đƣợc chia thành ba loại là nhũ tƣơng
loãng, nhũ tƣơng đậm đặc, nhũ tƣơng rất đậm đặc hay gelatin.
Nhũ tƣơng loãng: là các nhũ tƣơng chứa khoảng 0,1% pha phân tán. Nhũ
loãng không những có nồng độ bé mà kích thƣớc giọt nhũ cũng bé (đƣờng kính xấp

xỉ là 10-7m tức là gần giống kích thƣớc của tiểu phân keo). Các nhũ tƣơng loãng là
hệ phân tán cao có đƣờng kính hạt phân tán khoảng 10-5 cm, thƣờng đƣợc tạo nên
mà không cần thêm vào hệ các chất nhũ hóa đặc biệt.
Nhũ tƣơng đậm đặc: Là những hệ phân tán lỏng - lỏng chứa một lƣợng tƣơng
đối lớn pha phân tán, đạt tới 74% thể tích (đây là nồng độ lớn nhất có thể đạt đƣợc
vì đó là thể tích sắp xếp đặc khít nhất của những giọt hình cầu giống nhau). Nhũ đặc
đƣợc điều chế bằng cách khuấy mạnh pha phân tán với môi trƣờng phân tán cùng
chất nhũ hóa, nên kích thƣớc các giọt lớn hơn nhiều so với giọt trong nhũ loãng. Ở
đây kích thƣớc hạt đạt đến 10-7 - 10-6 m, đôi khi có giọt lớn hơn, do đó các giọt nhũ
dễ dàng thấy đƣợc dƣới kính hiển vi thông thƣờng.
Nhũ tƣơng rất đậm đặc: thƣờng là các hệ lỏng - lỏng trong đó độ chứa của pha
phân tán vƣợt quá 74% thể tích.
1.3.2.3. Phân loại theo nguồn gốc
Nhũ tƣơng thiên nhiên: gồm các sản phẩm có sẵn trong thiên nhiên dƣới dạng
nhũ tƣơng (sữa, lòng đỏ trứng,…) và các nhũ tƣơng chế từ các hạt có dầu nhƣ hạnh
nhân, lạc, bí,...
Nhũ tƣơng nhân tạo: là các nhũ tƣơng đƣợc điều chế bằng cách dùng chất nhũ
hóa.
1.3.2.4. Phân loại theo kích thước pha phân tán
Nhũ tƣơng thô (macroemulsion): kích thƣớc của các tiểu phân phân tán trong
khoảng 0,1 - 50 µm và có thể quan sát đƣợc dƣới kính hiển vi.
Vi nhũ tƣơng (microemulsion) là dạng nhũ tƣơng có các tiểu phân phân tán ở
kích thƣớc hạt keo (colloidal dimension), thƣờng trong khoảng 10 - 100nm. Vi nhũ
tƣơng rất bền và trong suốt chứ không trắng đục nhƣ nhũ tƣơng thô.
1.3.3. Các tính chất của nhũ tương

10


1.3.3.1. Độ ổn định điện thế của nhũ tương

Độ ổn định điện thế là thông số đặc trƣng một cách gián tiếp đến độ kết tụ, độ
kết hợp các giọt của pha phân tán, đồng thời tƣơng quan với kích thƣớc của chúng
và độ bền lớp hấp phụ của chất hoạt động bề mặt lên bề mặt phân chia pha. Nó dựa
trên số đo ứng suất, tƣơng ứng với thời điểm phá vỡ nhũ tƣơng nằm ở khoảng giữa
các điện cực của thiết bị đo đƣợc nhúng trong nhũ tƣơng. Nhƣ vậy nhũ tƣơng có độ
ổn định điện thế càng cao thì càng bền vững.
1.3.3.2. Độ nhớt của nhũ tương
Nhũ tƣơng càng bền khi độ nhớt của môi trƣờng phân tán càng lớn. Độ nhớt
làm cho chuyển động của tiểu phân pha phân tán giảm xuống, sự va chạm giữa các
tiểu phân và sự kết hợp thành giọt lớn hơn sẽ đƣợc giảm thiểu, điều này giải thích
các nhũ tƣơng lỏng kém bền hơn các dạng mỡ, chúng có thể chất đặc sệt kiểu nhũ
tƣơng.
1.3.3.3. Kích thước hạt và sự phân bố kích thước hạt
Nhũ tƣơng có kích thƣớc giọt nhũ càng nhỏ, sự phân bố cỡ hạt hẹp thì càng ổn
định cao. Tuy nhiên, nếu kích thƣớc hạt trong nhũ tƣơng quá nhỏ thì đôi khi nhũ
tƣơng lại trở nên không bền vững, do sự ngƣng tụ và kết tụ lại, xảy ra thông qua
chuyển động Brown của mỗi hạt.
Sự phân bố kích thƣớc hạt theo giới hạn dƣới của đƣờng kính thể hiện cho
trạng thái ổn định nhất của nhũ tƣơng, còn sự phân bố rộng hơn với giới hạn trên
của đƣờng kính thể hiện độ không ổn định của hệ nhũ. Thực nghiệm đã chứng minh
rằng, sự thay đổi về phân bố kích thƣớc giọt là đƣờng cong theo thời gian. Trong
nghiên cứu về độ bền của nhũ tƣơng, sự thay đổi trong phân bố kích thƣớc hạt theo
thời gian thƣờng là một thông số rất quan trọng.
1.3.3.4. Độ bền của nhũ tương
Trong quá trình nghiên cứu và chế tạo nhũ tƣơng ngƣời ta mong muốn tạo ra
đƣợc các nhũ tƣơng có độ bền càng lớn càng tốt. Có nhiều phƣơng pháp để xác
định độ ổn định của nhũ tƣơng nhƣ phƣơng pháp siêu ly tâm, phƣơng pháp đo thế
zeta, phƣơng pháp đo độ phân tách của nhũ tƣơng, phƣơng pháp nhiệt độ thƣờng

11

đƣợc xem là tƣơng xứng với việc đo nhanh độ ổn định của nhũ tƣơng.
1.3.3.5. Hiện tượng phá nhũ tương và cách khắc phục
Nhũ tƣơng là hệ không bền về nhiệt động, do đó đối với từng loại nhũ tƣơng sẽ
có thời gian tồn tại, sau đó là quá trình tách hoặc phá hủy khác nhau. Hệ nhũ sau
quá trình đồng nhất xảy ra sự phá hủy nhũ tƣơng nhƣ sau:
- Đầu tiên là sự nổi váng hay sự tạo kem của nhũ tƣơng xảy ra bằng cách nổi
lên hoặc lắng xuống của các giọt lỏng dƣới ảnh hƣởng của trọng lực, khối lƣợng
riêng của giọt nào nặng hơn sẽ có xu hƣớng chìm.
- Sau đó là sự keo tụ và kết tụ. Sự kết tụ của các giọt làm giảm đột ngột các
điện tích nên kéo theo làm giảm các lực đẩy tích điện giữa các giọt, thƣờng xảy ra
khi thay đổi pH và lực ion. Sự kết tụ làm tăng kích thƣớc bên ngoài của các giọt do
đó làm tăng tốc độ phân lớp.
- Sự hợp giọt một cách tự phát sẽ làm tăng dần kích thƣớc các giọt và cuối
cùng dẫn đến phân chia thành hai lớp ngăn cách nhau bằng bề mặt phân chia phẳng,
điện tích lúc này sẽ cực tiểu.
- Sự sa lắng, sự kết tụ và các va chạm do chuyển động Brown hoặc chuyển
động khuấy khác sẽ làm cho các giọt gần lại nhau.

12


Hình 1.2. Quá trình phá nhũ
Để ngăn ngừa sự tạo kem hoặc lắng xuống của các giọt nhũ, nhũ tƣơng phải
chứa các hạt nhỏ và có sự phân bố cỡ hạt hẹp. Ngoài ra việc kiểm soát tỷ trọng của
pha phân tán và môi trƣờng phân tán cũng là một phần quan trọng để giảm sự khác
nhau giữa chúng.
Để ngăn chặn sự kết tụ, sự hấp phụ mạnh các chất nhũ hóa lên bề mặt các hạt
nhũ là cần thiết. Các phân tử chất nhũ hóa đã đƣợc hấp phụ phải có đủ ái lực đối với

cả hai pha lỏng, ái lực đối với pha lỏng này hoặc pha lỏng kia không đƣợc quá
mạnh để duy trì lớp hấp phụ trên bề mặt giọt nhũ.
1.3.3.6. Hiện tượng đảo pha của nhũ tương
Hiện tƣợng đảo pha là tính chất chuyển từ nhũ tƣơng thuận sang nhũ tƣơng
nghịch hay ngƣợc lại, do sự tác động nào đó từ bên ngoài, đây là một hiện tƣợng rất
đặc trƣng của nhũ tƣơng. Hiện tƣợng này chỉ xảy ra khi một loại nhũ tƣơng đang
tồn tại, chúng ta cho vào hệ đó chất nhũ hóa bảo vệ nhũ tƣơng loại kia, kèm theo sự
khuấy trộn. Tốc độ của quá trình đảo pha thƣờng không lớn lắm. Hiện tƣợng này

13


cũng xảy ra khi cho thêm vào nhũ tƣơng những chất có khả năng làm thay đổi bản
chất của chất nhũ hóa. Trong một số trƣờng hợp còn nhận thấy sự đảo pha nhũ
tƣơng chỉ do sự khuấy trộn lâu và liên tục nhƣ trong trƣờng hợp khuấy mạnh váng
sữa (nhũ tƣơng O/W) để thu đƣợc bơ (nhũ tƣơng W/O).
1.3.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành và bền vững của nhũ tương
1.3.4.1. Ảnh hưởng do chênh lệch tỷ trọng của hai pha
Nhũ tƣơng càng bền khi sự chênh lệch tỷ trọng giữa 2 pha càng nhỏ. Trong
thực tế, tỷ trọng giữa 2 pha thƣờng khác nhau nhiều. Sự tập trung các tiểu phân của
pha phân tán xuống đáy hay trên bề mặt của nhũ tƣơng sẽ làm giảm khoảng cách
giữa các tiểu phân pha phân tán, xác suất va chạm và kết hợp giữa các tiểu phân
dƣới tác dụng của sức căng bề mặt sẽ tăng lên và có thể dẫn tới sự tách lớp [3].
1.3.4.2. Ảnh hưởng do kích thước tiểu phân của pha phân tán
Nhũ tƣơng bền khi kích thƣớc tiểu phân của pha phân tán nhỏ. Khi tiểu phân
có kích thƣớc lớn, vận tốc tách lớp xảy ra nhanh hơn dẫn đến hiện tƣợng lắng cặn
(lắng xuống đáy) hay hiện tƣợng kết bông, hai hiện tƣợng trên có thể khơi mào cho
sự tách pha dễ dàng hơn [3]. Trong điều chế pha phân tán đƣợc phân tán bằng tác
dụng của lực cơ học. Lực phân tán lớn tác động trong thời gian thích hợp làm cho
kích thƣớc tiểu phân pha phân tán càng nhỏ và đồng đều. Tuy nhiên, sức căng liên

bề mặt giữa 2 pha lớn cũng cản trở quá trình phân tán [3].
1.3.4.3. Ảnh hưởng do độ nhớt của môi trường phân tán
Nhũ tƣơng càng bền khi độ nhớt của môi trƣờng phân tán càng lớn. Độ nhớt
lớn làm cho sự chuyển động của tiểu phân pha phân tán giảm xuống, sự va chạm
giữa các tiểu phân và sự kết hợp thành giọt lớn hơn sẽ đƣợc giảm thiểu, điều này
giải thích các nhũ tƣơng lỏng kém bền hơn các dạng thuốc mỡ [3].
1.3.4.4. Ảnh hưởng của sức căng liên bề mặt giữa 2 pha lỏng không đồng tan
Khi phân tán để phân chia một pha lỏng thành các tiểu phân có kích thƣớc nhỏ
trongmôi trƣờng không đồng tan làm cho diện tích bề mặt tiếp xúc giữa 2 pha tăng
lên, năng lƣợng tự do bề mặt của hệ thống cũng tăng tƣơng ứng theo [3].
ε = δ.S

14