Chiết hoạt chất azadirachtin cùng với các limonoid trong bã neem để ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU .............................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN ............................................................................................... 3
1.1.

Tổng quan về cây neem. ......................................................................................... 3

1.1.1.

Định danh. ........................................................................................................ 3

1.1.2.

Đặc điểm hình thái. .......................................................................................... 4

1.1.3.

Nguồn gốc và sự phân bố. ................................................................................ 5

1.1.4.

Giá trị và công dụng. ........................................................................................ 6

1.1.4.1. Thuốc bảo vệ thực vật và phân bón. ......................................................... 6
1.1.4.2. Dùng làm dược liệu ................................................................................... 6
1.1.4.3. Dùng trong mỹ phẩm ................................................................................ 8
1.1.4.4. Công dụng khác. ....................................................................................... 9
1.2.

Thành phần hóa học có trong hạt neem. ................................................................. 9

1.2.1.

Diterpenoids. .................................................................................................. 10

1.2.2.

Triterpenoid và dẫn xuất của chúng. .............................................................. 10

1.2.2.1. Triterpenoid. ............................................................................................ 11
1.2.2.2. Meliacin................................................................................................... 13
1.2.3.

Các hoạt chất chính. ....................................................................................... 16

1.2.3.1. Azadirachtin. ........................................................................................... 16
1.2.3.2. Meliantriol. .............................................................................................. 17
1.2.3.3. Salannin. .................................................................................................. 18
1.2.3.4. Nimbin và Nimbidin. .............................................................................. 18
1.2.3.5. Các chất khác. ......................................................................................... 19
1.3.

Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật. .................................................................... 19

1.4.

Phương thức tác động và phổ tác động của các hoạt chất trong neem. ................ 25

1.4.1.

Đối với côn trùng. .......................................................................................... 25

1.4.1.1. Phương thức tác động. ............................................................................ 25
1.4.1.2. Cơ chế tác động. ...................................................................................... 26
i


1.4.1.3. Phổ tác động. ........................................................................................... 29
1.4.2.

Đối với vi nấm................................................................................................ 30

1.4.3.

Đối với tuyến trùng. ....................................................................................... 30

1.5.

Cơng trình nghiên cứu, phương pháp chiết tách và phối phẩm. ........................... 30

1.5.1.

Trên thế giới. .................................................................................................. 30

1.5.1.1. Các bằng sáng chế. .................................................................................. 30
1.5.1.2. Bài báo khoa học ..................................................................................... 34
1.5.2.

Trong nước ..................................................................................................... 36

CHƯƠNG 2. ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN .......................................................................... 39
2.1.

Mục tiêu ................................................................................................................ 39

2.2.

Phương pháp thực hiện ......................................................................................... 39

2.2.1.

Nguyên liệu. ................................................................................................... 39

2.2.2.

Các phương pháp định lượng hàm lượng azadirachtin cùng với các limonoid.
39

2.2.2.1. Phương pháp so màu bằng UV-Vis. ....................................................... 39
2.2.2.2. Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC ...................................... 41
2.2.3.

Khảo sát và tối ưu hóa phương pháp chiết. .................................................... 44

2.2.3.1. Qui trình chiết. ........................................................................................ 44
2.2.3.2. Tối ưu qui trình chiết............................................................................... 44
2.2.4.

Phối dịch chiết lên chế phẩm thuốc trừ và khảo sát khả năng của nó ............ 45

2.2.4.1. Phối dịch chiết vào chế phẩm thuốc trừ sâu sinh học ............................. 45
2.2.4.2. Khảo sát khả năng kháng sâu của chế phẩm ........................................... 46
2.2.5. Phối trộn hoạt chất của neem với các chế phẩm sinh học khác. Khảo sát hiệu
lực trừ sâu của chúng. .................................................................................................. 47
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ SƠ BỘ ....................................................................................... 48
3.1.

Thực nghiệm ban đầu. ........................................................................................... 48

3.1.1.

Định lượng bằng phương pháp so màu UV-Vis ............................................ 48

3.1.1.1. Thử nghiệm phản ứng vanillin trên dầu neem, dầu dừa và dịch chiết bã
neem. 48
3.1.1.2. Thử nghiệm phản ứng vanillin trên các loại dịch chiết neem. ................ 49
3.2.

Kết quả phản ứng màu vanillin trên dầu neem, dầu dừa. ..................................... 49
ii


3.3.

Kết quả so màu phản ứng vanillin trên dịch chiết qua UV-Vis. ........................... 50

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN .................................................................................................. 53
4.1.

Kết quả thô và bàn luận ........................................................................................ 53

4.2.

Kết luận. ................................................................................................................ 53

iii


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. A- nhánh thân neem; B- Lá Neem; C- Hạt neem chín; D- Hạt neem khơ; ........ 4
Hình 1.2. Neem tricyclic diterpene................................................................................... 10
Hình 1.3. Neem tricyclic diterpene.................................................................................... 11
Hình 1.4. Neem tricyclic diterpene................................................................................... 12
Hình 1.5. Limonoid với hệ thống vịng đóng. ................................................................... 13
Hình 1.6. Các limomoid mở vịng. ................................................................................... 14
Hình 1.7. Neem limonoid biến đổi trong hệ thống vịng C và D. ..................................... 15
Hình 1.8. Cơng thức cấu tạo azadirachtin A và B. ............................................................ 16
Hinh 1.9. Công thức cấu tạo của meliantriol. .................................................................... 17
Hình 1.10. Cơng thức cấu tạo của salannin. ...................................................................... 18
Hình 1.11. Cơng thức cấu tạo của nimbin và nimbidin. .................................................... 19
Hình1.12. Quá trình phát triển của sâu và bọ. .................................................................. 27
Hình 1.13. Các con đường tác động dự kiến của Azadirachtin thông qua trung gian
ecdysone. ............................................................................................................................ 28

Hình 2.1. Phương pháp chiết có loại béo đơn giản. .......................................................... 41
Hình 2.2. Qui trình chiết loại béo phức tạp. ..................................................................... 42
Hình 2. 3 Qui trình chiết khơng loại béo đơn giản ........................................................... 44

Hình 3.1. Phản ứng vanillin của dầu neem và dầu dừa. .................................................... 50

Hình 3. 2. UV- Vis của bã neem bằng phản ứng mà vanillin sử dụng dm dichloromethane
và ethanol. ........................................................................................................................... 50
Hình 3. 3. UV- Vis của bã neem bằng phản ứng mà vanillin sử dụng dm ethanol. .......... 51

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hoạt tính dược liệu các chất trong neem. ........................................................... 8
Bảng 1.2. Mơ hình kích thước 3 chiều của phân tử azadirachtin và ecdysone. ............... 29

Bảng 2.1. Công thức nền thuốc trừ sâu đơn giản ............................................................. 45

v


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

AZ:

Azadirachtin.

AZRL:

Azadirachtin related limonoid.

BVTV:

Bảo vệ thực vật.

FAO:

Tổ chức nông nghiệp và lương thực Liên Hiệp Quốc.

HPLC-PDA: Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, đầu dò PDA.
PTTH:

Hormone prothoracotropic.

JH:

Hormone Juvenile.

UV:

Tia tử ngoại.

VSV:

Vi sinh vật.

WHO:

Tổ chức y tế thế giới.

vi


MỞ ĐẦU
Nông nghiệp là ngành chiếm tỷ trọng lớn đối với nền kinh tế nước ta. Nền sản xuất nông

nghiệp ở nước ta đang đối đầu với những thách thức và áp lực từ bên trong lẫn bên ngồi.
Nơng nghiệp Việt Nam muốn phát triển bền vững, cần phải có những thay đổi trong cả tư
duy lẫn hành động. Hiện nay, nền nông nghiệp phát triển theo chiều rộng là chính, năng
suất thấp, hiệu quả kém. Nguyên nhân là do sự lạc hậu, thiếu sự chun mơn hóa trong
q trình canh tác và sản xuất dẫn đến những sản phẩm kém chất lượng, làm giảm sự cạnh
tranh trên thị trường quốc tế. Trên thực tế, nền nông nghiệp nước ta phải đối mặt với
nhiều loài sâu, bọ hại cây trồng nên việc sử dụng thuốc bảo vệ thực vật là không thể tránh
khỏi. Theo thống kê của tổ chức lương thực thế giới (FAO) cho thấy: các loại cây trồng
trên đồng ruộng đang phải chống đỡ với hơn 100.000 loài sâu hại khác nhau, 10.000 loài
nấm, 200 loài vi khuẩn, 600 loài tuyến trùng và 600 loài virus gây bệnh. Lượng lương
thực bị mất do vấn nạn này ngày càng tăng lên. Để khắc phục tình trạng trên, con người
đã tích cực tìm kiếm các biện pháp phịng chống các tác nhân gây hại, nhiều biện pháp
khác nhau đã được sử dụng, trong đó thuốc trừ sâu hóa học được sử dụng nhiều nhất.
Chúng đóng vai trị quan trọng trong hệ thống canh tác nông nghiệp trong một thời gian
dài và mang lại hiệu quả cao với phạm vi sử dụng rộng lớn. Có thể nói, khơng một biện
pháp nào bảo vệ mùa màng tốt hơn thuốc trừ sâu hóa học cả về mặt qui mô lẫn hiệu quả.
Tuy nhiên, các biện pháp hóa học ngày càng bộc lộ những khuyết điểm của nó. Do dư
lượng thải ra mơi trường ngày càng lớn nên nó đang gây vấn nạn đến môi trường, đầu độc
con người, gây mất cân bằng hệ sinh thái. Điều nghiêm trọng hơn là do tình trạng sử dụng
quá liều lượng, không đúng thời gian sử dụng thuốc và thời gian thu hoạch đã tạo nên dư
lượng thuốc không cho phép trong hoa màu và nông sản. Những thông tin như bị ép giá,
bị trả lại hàng, không loạt qua được khâu kiểm định nghiêm ngặt khi nhập khẩu vào các
nước tiên tiến đã quá quen thuộc trên các mặt báo. Đây cũng là nguyên nhân gây nhiễm
độc cho khoảng 1,5 triệu người mỗi năm trên toàn thế giới, trong đó có 25 nghìn người bị
tử vong (WHO-1998).
1


Trước thực trạng này, các nhà nông học đã nghiên cứu và đưa ra những phương pháp mới
trong phòng trừ và tiêu diệt các loài sâu bọ hại cây trồng. Một trong những hướng nghiên

cứu triển vọng là kiểm soát sinh học như: nghiên cứu sử dụng nấm, vi khuẩn, ký sinh
thiên địch, các hợp chất thứ cấp từ thảo mộc,….Những chế phẩm sinh học này đang rất
được quan tâm, bởi chúng ít làm ảnh hưởng đến các sinh vật sống khác, dễ phân hủy,
không làm độc cho nông phẩm và dễ sử dụng.
Cây neem (Azadirachta indica A.Juss) là một trong những lồi thảo mộc có đặc tính
kháng sâu bọ đang được sử dụng và nghiên cứu ở nước ta và nhiều nước khác. Nhằm tìm
phương pháp tối ưu hóa trong việc sử dụng cây neem trong q trình phịng trừ và tiêu
diệt sâu bọ nên em thực hiện đề tài “Chiết hoạt chất azadirachtin cùng với các limonoid
trong bã neem để ứng dụng làm thuốc trừ sâu sinh học”.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1.

Tổng quan về cây neem.

1.1.1. Định danh.
Tên khoa học: Azadirachta indica A.Juss. Được nhà khoa học Andriew Henri Laurent de
Jussieu tìm thấy năm 1830.
Tên thường gọi: xoan Ấn Độ, sầu đâu, neem (tiếng anh), nim (tiếng La-tinh), xoan trắng,
xoan chịu hạn.
Bộ: Rutales.
Bộ phụ: Rutineae.
Họ: Meliaceae (Mahogany Family).
Chi: Melieae.
Giống: Azadirachtia.
Loài: Indica.

3


1.1.2. Đặc điểm hình thái.

Hình 1.1. A- nhánh thân neem; B- Lá Neem; C- Hạt neem chín; D- Hạt neem khô;
E- nhân hạt neem.
Neem là cây xanh quanh năm, tán lá rộng, cao trung bình từ 13-20 m, cây trưởng thành có
thể cao đến 30 m, đường kính 2,5 m, nhánh cây to có thể vươn dài đến 10 m. Lá cây vẫn
xanh vào các mùa ngoại trừ bị rụng vào mùa thu. Tuổi thọ trung bình của một cây neem
khoảng 200 năm [1].
Đặc điểm lá: lá có dạng xẻ, lá kép lông chim lẻ dài 20 đến 38 cm, mọc so le, dạng
mác, xẻ răng cưa sâu và sắc cạnh, nhẵn cả trên hai bề mặt, cân đối hai bên, nhọn, cuống
rất ngắn.
Kiểu phát hoa: hoa mọc thành từng chùm ở nách lá, hoa nhỏ có 5 cánh, lưỡng tính,
màu trắng. Đài hoa có phủ lớp lơng mịn bên ngồi, có 5 thùy, các thùy xếp dưới dạng

4


trứng hoặc trịn, có lơng mịn nhỏ. Nhị dạng ống mang bao phấn ở bên, trong chứa 2 lá
noãn, hoa có mùi thơm giống mùi mật ong.
Quả: cây bắt đầu ra quả khi trồng từ 3 đến 5 năm, cho năng suất cao và ổn định sau 5
đến 10 năm, trung bình một cây trưởng thành cho từ 30-35 kg quả/ năm. Quả trơn láng
hình bầu dục dài khoảng 2 cm, khi chín có màu vàng hoặc màu vàng xanh, thịt quả ngọt.
Quả phát triển và chín trong vịng 1-2 tháng. Hạt gồm vỏ và nhân, có 1-3 nhân trong một
hạt.
Vỏ cây: cây có vỏ dày trung bình, vỏ có màu xám đậm bên ngoài và màu đỏ lợt bên
trong. Vỏ của các nhánh có màu xanh lợt, mềm và trơn, đơi khi có các vân dọc màu xanh.
Độ dày vỏ từ 1,25 đến 2,5 cm. Khi cắt ngang thân cây quan sát thấy có ba vùng: vùng

ngoaị biên hẹp có màu tía, vùng giữa có màu trắng, vùng trong cùng khá dày, chứa các
sợi libe thứ cấp, có màu trắng vàng. Vỏ cây có mùi giống tỏi và hơi đắng.
1.1.3. Nguồn gốc và sự phân bố.
Cây neem được xem là có nguồn gốc từ vùng Assam và Burma. Tuy nhiên, nguồn gốc
chính xác của nó vẫn chưa được biết, một số người cho rằng neem sống tự nhiên ở vùng
tiểu lục địa Ấn Độ, những người khác lại cho rằng nó thuộc vùng khơ hạn trên tồn khu
vực Nam Á, Đông Nam Á bao gồm Sri Lanka, Thái Lan, Malaysia và Indonesia [1]. Ngày
nay, nó được trồng rộng rãi ở ít nhất 30 quốc gia, đặc biệt ở vùng dọc theo vành đai phía
nam hoang mạc Sahara.
Ấn Độ là nước trồng xoan chịu hạn lớn nhất thế giới, tại đây cây neem được trồng khắp
nơi và được xem như là loài cây tiêu biểu của quốc gia. Với gần 25 triệu cây neem cho
442.300 tấn hạt/ năm đã tạo ra khoảng 88.400 tấn dầu neem và 353.800 tấn bánh dầu [2].
Năm 1981, Cây neem được GS Lâm Công Định, một nhà lâm học Việt Nam mang giống
về trồng tại Phan Thiết. Sau khi di thực vào, nó được nhân rộng và trồng nhiều tại Ninh
Thuận, Bình Thuận (diện tích tới 1000 ha). Ông cũng đã đặt tên cây này là cây xoan chịu

5


hạn (Azadirachta indica A.Juss) để phân biệt với cây xoan địa phương (Melia azedarach)
được trồng phổ biến ở nước ta [3].
1.1.4. Giá trị và cơng dụng.
Neem có rất nhiều cơng dụng trong nông nghiệp và công nghiệp. Tại nhiều nước trên thế
giới, cây neem không những mang lại những hiệu quả đáng kể về kinh tế với nhiều sản
phẩm da dạng mà nó cịn giải quyết được một số vấn đề về môi sinh. Tại Ấn Độ, cây
neem từ lâu đã được xem là một tài sản quí giá do tính đa dụng và khả năng thích nghi
rộng của nó [4].
1.1.4.1.

Thuốc bảo vệ thực vật và phân bón.

Các hoạt chất sinh học phân bố khắp các bộ phận của cây neem [5]. Dịch chiết của lá,
nhân hạt neem, bánh dầu neem, dầu neem [6] hay dẫn xuất của chúng đều có cơng dụng
trong việc tạo chế phẩm phịng trừ sâu. Đặc biệt, các limonoids trong cây có tác dụng gây
ngán ăn và xua đuổi cơn trùng rất có hiểu quả. Từ xa xưa, các nông dân Ấn Độ và nhiều
khu vực khác trên thế giới đã lấy dịch chiết neem để làm thuốc bảo vệ thực vật. [1]. Bằng
những cách rất đơn sơ như xay nhỏ lá, hạt hay bã neem, rồi ngâm lấy dịch chiết đem phun
lên thực vật. Công dụng và cơ chế bảo vệ thực vật sẽ được làm rõ ở phần sau.
Bánh dầu neem là sản phẩm phụ có giá trị của cơng nghiệp ép dầu. Bánh dầu chứa khoảng
1,07- 1,36% lưu huỳnh, 2-3% nitơ, 2-3% đạm, 1% photpho, 1,4% kali trong thành phần,
bánh dầu neem là nguồn nguyên liệu tốt sản xuất phân hữu cơ nhằm cung cấp dinh dưỡng
cho cây, duy trì và cải thiện độ phì của đất, giải quyết được vấn đề chất thải của ngành
cơng nghiệp ép dầu.
1.1.4.2.

Dùng làm dược liệu

Tính dược liệu của neem được ứng dụng từ lâu và vẫn đang được thu hút nghiên cứu bởi
các nhà khoa học trên thế giới. Nhiều báo cáo đã chứng minh rằng neem có khả năng
kháng viêm, kháng sinh, kháng khuẩn cực tốt [2]- Bảng 1.1.
6


STT

Tên chất

Nguồn

Hoạt tính sinh học

1

Nimbidin

Hạt,dầu

Chống viêm
Chống viêm khớp
Hạ sốt
Giảm đường huyết
Chống viêm dạ dày
Chất diệt tinh trùng
Chống nấm
Chống khuẩn
Lợi tiểu

2

Sodium nimbidate

Chống viêm

3

Azadirachtin

Hạt,dầu

Chống VK sốt rét

4

Nimbin

Hạt,dầu

Chất diệt tinh trùng

5

Nimbolide

Hạt,dầu

Chống sốt rét
Chống vi khuẩn

6

Gedunin

Hạt,dầu

Chống sốt rét
Chống nấm

7

Mahmoodin

Hạt,dầu
7

Chống vi khuẩn


8

Gallic acid, (-) epicatrchin và Vỏ cây

Chống viêm

catechin
Điều hòa hệ miễn dịch
9

Margolone, margolonone và Vỏ cây

Chống vi khuẩn

isomargolonone
10

Cyclic trisuphide và cyclic lá

Chống nấm

tetrasulphide
11

Polysacchrides

Chống viêm

12

Polysacchrides G1A, G1B

Vỏ cây

Chống ung thư

13

Polysacchrides G2A, G3A

Vỏ cây

Chống viêm

14

NB-2-Peptidoglucan

Vỏ cây

Điều hòa hệ miễn dịch

Bảng 1.1. Hoạt tính dược liệu các chất trong neem.

Ngồi những cơng dụng trên, vỏ cây neem cịn có cơng dụng cầm máu, bổ gan, trị đàm,…
Neem còn được báo cáo chữa được stress và điều khiển tỷ lệ sinh đẻ,…Tại một số vùng
Andhra Pradesh, nông dân thường cho gia súc ăn lá neem sau khi sinh con để tăng sự tiết
sữa. Ngoài ra lá neem cịn có tác dụng phịng trị bệnh giun sán cho gia súc và kiểm soát
nhiều loại tác nhân gây bệnh khác. Nhiều nơi còn dùng lá non làm rau ăn vừa bổ sung
khống chất, vừa có thể phòng ngừa giun sán hoặc viêm nhiễm đường ruột. Ở Ấn Độ, dân
gian thường lấy lá neem để gần trẻ em giúp ngăn ngừa bệnh ho gà.
1.1.4.3.

Dùng trong mỹ phẩm

Bởi hoạt tính kháng khuẩn tốt, có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn trong tế bào gây mụn
nên dầu neem đang được ưa chuộng trong việc điều trị mụn như một liệu pháp tự nhiên.

8


Bằng cách phối dầu neem vào nền mỹ phẩm hay sử dụng trực tiếp có khả năng điều trị
mụn trứng cá, mụn nhọt [7].
Nhờ hoạt tính này, dịch chiết lá neem còn giảm lượng vi khuẩn, mảng bám men răng từ
đó chống bị viêm răng (bệnh nha chu) nên có thể phối dịch chiết neem vào kem đánh răng
để sử dụng hằng ngày [2]. Ngồi ra, neem cịn được phối vào nhiều sản phẩm mỹ phẩm
khác như dầu gội đầu, sữa tắm, xà phịng,… để tăng khả năng diệt khuẩn.
1.1.4.4.

Cơng dụng khác.

Cùng với những hoạt tính sinh học trên, cây neem cịn có nhiều hữu ích khác như tạo
bóng mát, tạo môi trường xanh trong lành, giúp bảo vệ đất, chống xói mịn, cát bay,…Gỗ
neem được dùng chế tạo hàng gia cơng mỹ nghệ có độ bền cao khơng bị mối mọt làm hư

hại. Ngoài ra, vỏ neem chứa nhiều tannin phục vụ cho công nghệ thuộc da, công nghệ
nhuộm, nhựa mủ làm kẹo gum,…
1.2.

Thành phần hóa học có trong hạt neem.

Cây neem (Azadirca indica A. Juss), đã được thu hút nghiên cứu bởi rất nhiều nhà khoa
học trên các lĩnh vực khác nhau. Hơn 300 chất đã được phân lập và xác định tính chất từ
hạt của cây neem [8]. Có thể chia chúng thành 2 nhóm:
Isoprenoid (terpen): gồm diterpenoid và triterpenoid như là các protomeliacin, limonoid,
azadirone và dẫn xuất của chúng, gedunin và dẫn xuất của chúng, các hợp chất dạng
vilasinin và C-secomeliacin (nimbin, salanin và azadirachtin)
Non-isoprenoid: gồm protein, amino acid, carbohydrate, hợp chất của lưu huỳnh, hợp
chất polyphenolic như flavonoid, glycoside của chúng, dihydrochalcone, coumarin,
tannins, chất béo,…
Các hạt neem chứa khoảng 45% chất béo bao gồm: loeic acid (50–60%), palmitic acid
(13–15%), stearic acid (14–19%), linoleic acid (8–16%) và arachidic acid (1–3%). Dầu
neem có màu vàng, có vị cay và mùi hơi khó chịu [9].
9


Một phần ba trong số các hoạt chất có trong hạt neem là các tetranortriterpenoid
(limonoid) [8] như: azadiractin, salanin, meliantriol, nimbin, nimbidin,... Các thành phần
gây vị đắng như nimbin (0,12%), nimbinin (0,01%), nimbidin (1,4%) and nimbidiol
(0,5%) cũng được xác định [9]. Tetranortriterpenoid là thành phần chính và là nhóm đặc
trưng của các thành phần trong cây neem.
Hai nhóm hoạt tính lớn được nghiên cứu trong hạt neem là diterpenoid và triterpenoid với
sự quan tâm đặc biệt đến các limonoid [10].
1.2.1. Diterpenoids.
Trong các loại terpene thì tricyclic diterpene được tìm thấy nhiều nhất, đặc biệt là những

chất có vịng C với nhóm chức của oxygen tại C-3 và C-7 (Hình 1.2).

Hình 1.2. Neem tricyclic diterpene.
Đa số các tricyclic diterpene trong neem được báo cáo có hoạt tính sinh học cao: chống tế
bào ung thư, kháng sinh và trừ sâu cao [11].
1.2.2. Triterpenoid và dẫn xuất của chúng.
Triterpenoid và xuất của chúng thể hiện tồn bộ các tính chất của các thành phần có trong
cây neem (Hình 1.3).
10


Limonoid
Triterpenoid
Dẫn xuất triterpenoid

Đóng vịng

Vịng A

Mở vịng

Vịng C

Vịng D

Vịng C&D

Hình 1.3. Neem tricyclic diterpene.
1.2.2.1.

Triterpenoid.

Có 7 loại tetracyclic triterpene (protomeliacin) được báo cáo là những thành phần khác
nhau trong cây neem (Hình 1.4). Gồm: meliantriol 16 [12], nimbocinone 17 [13] và
nimolinone 18 [14], đó là những dẫn xuất của euphol/tirucallol và azadirachtol 19 [15],
azadirachnol 20 [16], dẫn cuất của apoeuphol/apotirucallol. Một tetracyclic terpenoid
mới, azadirol 21, đã được chiết từ neem cùng với triterpenoid kulactone 22 chất mà được
phân lập trước đây từ Melia azedarach L [17].
11


Hình 1.4. Neem tricyclic diterpene.

12


1.2.2.2.

Meliacin.

Meliacin (limonoid) là dẫn xuất của triterpene, có cấu trúc giống triterpen nhưng bị mất 4
nhóm methylene và các C cịn lại đóng vịng thành vịng furan. Một hay nhiều hệ thống
vịng này có thể mở vịng oxidative. Tất cả các meliacin đã biết có oxygen tại C-7, một
nối đơi ở vịng D và một nhóm methyl tại C-8 (Hình 1.5) [18, 19].

Hình 1.5. Limonoid với hệ thống vịng đóng.
Limonoid với hệ thống vòng.
Limonoids với hệ thống vòng là những chất tương đối giống với tetracyclic triterpenoids,
đại diện là azadirone 10, azadiradione 23, epoxyazadiradione 26 [20], azadiradione-7-

13


benzoate 24, meldenin 25 [21], vilasinin 27 và vilasinintriacetate 28 [22]. Những
limonoids này có vịng D ngun vẹn nhưng đã bị oxidized thành vòng tại C-14 và C-15.
Limonoid mở vòng.
Những chất thuộc nhóm này có một hay nhiều vịng đã được mở hay thay đổi bởi q
trình oxi hóa. Tuy nhiên sự mở vòng ở vòng B vẫn chưa được xác định trong cây neem
mà đặc trưng là sự mở vịng ở vịng C limonoid của nhóm nimbin (Hình 1.6). Đại diện
nhóm này có: salannin 31 [23] , desacetylsalannin 32 [24], nimbandiol 29 [24],
nimbenene 30 [25], desacetyl-nimbinolide 33 và desacetyl-isonimbinolide 34 [24].

Hình 1.6. Các limomoid mở vịng.

14


Chỉ có một ví dụ về sự mở vịng A là 4a,6a-dihydroxy-A-homoazadiradione 12, được tìm
ra bởi Bruhn et al.[25]. Nimolicinol 14, là một trong những ví dụ về mở vịng D của
limonoid [26].

Hình 1.7. Neem limonoid biến đổi trong hệ thống vòng C và D.
Nhận xét: Những chất limonoids oxi hóa cao nhất trong neem được biến đổi trong cả
vịng C và D. Đây là những chất được tìm thấy nhiều trong nhân của hạt neem. Ngoài khả
năng thay đổi cấu trúc độc nhất vô nhị này, những chất trong nhóm này có những nhóm
thế side-chain tương tự như các phân tử. Azadirachtin 15 được nghiên cứu nhiều nhất
trong nhóm cấu trúc này.

15

1.2.3. Các hoạt chất chính.
1.2.3.1.

Azadirachtin.

Trong các limonoids, azadirachtin được xem là chất có đặc tính hoạt động nhất, bởi tính
chất tác dụng lên đa số các côn trùng khác nhau [27]. Chiết xuất azadirachtin sử dụng
trong thuốc trừ sâu thương mại được đo nồng độ bởi HPLC [28] hoặc bằng phương pháp
sắc ký lỏng siêu tới hạn [29]. Azadirachtin có nhiều đồng phân, trong đó đồng phân
azadirachtin A chiếm 73% và có ít nhất 8 đồng phân azadirachtin khác chiếm 27% còn lại
[30]. Các đồng phân từ azadirachtin B-L đã được xác định [31-36].

Hình 1.8. Cơng thức cấu tạo azadirachtin A và B.
Phân tử azadirachtin A có 16 nguyên tử oxygen và 16 trung tâm bất đối xứng, CTPT
C35H44O16, khối lượng phân tử 720,7; nhiệt độ nóng chảy 154-158oC. Độ hòa tan trong
nước là 0,26 g/l, tan rất nhanh trong ethanol, diethyl ether, acetone, chloroform, khơng tan
trong hexan. Azadirachtin có bước sóng hấp thu UV cực đại tại 212 nm trong dung mơi
methanol [29].
Azadirachtin có thể đạt 0,6% đến 0,7% trên nhân hạt neem phơi khô, nhưng thường ở
mức 0,2% đến 0,3% là phổ biến, nó cũng tồn tại trong thân và lá nhưng hàm lượng ít hơn.
Azadirachtin A là một chất không bền, dễ bị phân hủy bởi tia UV trong ánh sáng mặt trời,
nhiệt độ, độ ẩm không khí, mơi trường acid hay enzymes có trong lá. Dureja (1999) đã
nghiên cứu khả năng phân hủy của azadirachtin trong các dung môi khác nhau trong 25
ngày bảo quản ở 29±1oC. Kết quả cho thấy rằng 50% Azadirachtin bị phân hủy trong
methanol và acetone; 75-80% bị phân hủy trong methylene chloride, carbon tetrachloride
và chloroform; 85% bị phân hủy trong ethanol và nước.
16

Azadirachtin không giết côn trùng một cách trực tiếp mà thay vào đó nó ngăn chặn và phá
vỡ q trình sinh trưởng và sinh sản của côn trùng gây hại. Azadirachtin có cấu trúc tương
tự như hormone “ecdysone”, hormone này có tác dụng kiểm sốt tiến trình biến đổi nội
hóa học của côn trùng chuyển từ dạng ấu trùng sang dạng nhộng để sang dạng trưởng
thành. Azadirachtin được xem là chất ngăn cản sự tổng hợp các hormone này, do đó phá
vỡ chu kỳ sống của cơn trùng [10].
Tuy nhiên khơng phải chỉ có azadirachtin là phân tử có hoạt tính duy nhất. Dịch chiết của
cây neem chứa tương đương azadirachtin so với azadirachtin tinh khiết có khả năng hoạt
động cao hơn 3-4 lần [37]. Điều này gây nên bởi sự hiện diện của những limonoid khác
trong dịch chiết. Do đó, lượng tổng của azadirachtin và các limonoid có liên quan trong
dịch chiết có thể giúp tiên đốn khả năng hoạt động giữa các loài neem khác nhau [38].
1.2.3.2.

Meliantriol.

Meliantriol là hợp chất thuộc triterpenoid alcohol, là tác nhân gây ngán ăn mạnh đối với
côn trùng ngay cả khi xử lý với nồng độ thấp. Nhiều lồi cơn trùng khơng dám ăn trong 26 tuần sau khi tiếp xúc với chế phẩm có chứa meliantriol từ neem [39].

Hinh 1.9. Cơng thức cấu tạo của meliantriol.

17


1.2.3.3.

Salannin.

Salannin cũng là hoạt chất gây ngán ăn mạnh và là chất chống lại sự lột xác của côn
trùng. Một số nghiên cứu salannin có tác động mạnh lên sự lột xác của con bọ cánh cứng
trên dưa chuột- Acalymma vitta và bọ cánh cứng Nhật Bản Popillia japonica. Trong hạt

hàm lượng salannin thường từ 15– 1247 g /g nhân hạt neem.

Hình 1.10. Cơng thức cấu tạo của salannin.
1.2.3.4.

Nimbin và Nimbidin.

Nimbin và nimbidin được xem là những chất có hoạt tính kháng virus mạnh. Chúng tỏ ra
có hiệu quả đối với virus gây bệnh trên cây cà chua, bệnh đậu mùa và các bệnh trên gia
cầm. Eeswara và các cộng sự (1996) báo cáo rằng nimbindin có trong hạt neem có hàm
lượng từ 9- 619 g /g nhân hạt neem [39].

18


Hình 1.11. Cơng thức cấu tạo của nimbin và nimbidin.
1.2.3.5.

Các chất khác.

Những chất có bản chất limonoid được tìm thấy sau này như diacetylazadirachtin được
tìm thấy trong vỏ tươi của hạt có hiệu lực tương tự như azadirachtin.
Hai chất tương tự như salannin là 3- diacetylsalannin và salannol cũng gây hiệu lực ngán
ăn cho côn trùng.
1.3.

Tổng quan về thuốc bảo vệ thực vật.

Theo giáo trình sử dụng thuốc bảo vệ thực vật của PGS-TS Nguyễn Trần Oánh, các thành
thành phần trong thuốc BVTV có liên quan chặt chẽ với nhau. Lựa chọn tỷ lệ phù hợp

giữa các thành phần sẽ nâng cao hiệu lực của sản phẩm, tiện lợi khi sử dụng và an tồn
với cây trồng, mơi sinh và môi trường.
Hoạt chất (Active ingredient).
Là thành phần cơ bản của thuốc BVTV, mang hoạt tính sinh học: có tác dụng diệt trừ
hoặc hạn chế sự sinh trưởng, phát triển các sinh vật gây hại tài nguyên thực vật, là chất có
tác dụng điều hịa sinh trưởng thực vật, gây ngán ăn, chất thu hút hay xua đuổi sinh vật
gây hại.

19