Nghiên cứu hoạt tính kháng sâu khoang (spodoptera litura) hại rau lang của tinh dầu từ một số loài thực vật ở bình dương

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
KHOA HỌC TỰ NHIÊN

.......................

^THỦDÀUMỘT
2009 THU DAU MOT UNIVERSITY

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP TRƯỜNG

NGHIÊN CỨU HOẠT TÍNH KHÁNG SÂU KHOANG
(SPODOPTERA LITURA) HẠI RAU LANG CỦA TINH
DẦU TỪ MỘT SỐ LOÀI THỰC VẬT Ở BÌNH DƯƠNG
•••

Mã số:
Xác nhận của đơn vị chủ trì đề tài

••

Chủ nhiệm đề tài

ThS. Trần Thanh Hùng

1


Bình Dương, 06/2019

2


DANH SÁCH NHỮNG THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI

TT

Họ và tên

Đơn vị công tác và
lĩnh vực chuyên môn
- Khoa Khoa học Tự

1

Trần Thanh Hùng

nhiên
- Chuyên môn: Công
nghệ Sinh học

Nội dung nghiên cứu cụ
thể được giao

Chữ
ký

Chủ nhiệm đề tài, viết
thuyết minh đề cương,
thực

hiện

các

thí

nghiệm và viết báo cáo
tổng kết đề tài.

3


MỤC LỤC

PHỤ LỤC
DANH MỤC BẢNG


DANH MỤC HÌNH


TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT
Đơn vị: Khoa Khoa học Tự nhiên

THƠNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
1. Thơng tin chung:
-

Tên đề tài: —Nghiên cứu hoạt tính kháng Sâu khoang (Spodoptera lilura) hại

rau lang của tinh dầu từ một số loài thực vật ở Bình Dương”

-

Mã số:

-

Chủ nhiệm: ThS. Trần Thanh Hùng

-

Đơn vị chủ trì: Khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Thủ Dầu Một.

-

Thời gian thực hiện: 12 tháng (từ 01/2018 đến 01/2019)

2. Mục tiêu:
- Đánh giá hoạt tính gây kháng ăn, tiêu diệt, ức chế phát triển và độc tính của
tinh dầu từ một số lồi thực vật ở Bình Dương đối với sâu khoang hại khoai
lang trong điều kiện phịng thí nghiệm.
-

Đánh giá hiệu lực kháng sâu khoang của tinh dầu có hoạt tính mạnh nhất
trong điều kiện vườn ươm.

3. Tính mới và sáng tạo:
Nghiên cứu về hoạt tính trừ sâu hại của tinh dầu thực vật là một hướng nghiên
cứu mới ở Việt Nam. Hoạt tính trừ sâu khoang của tinh dầu từ các loài thực vật như

Cúc leo (Mikania cordala), Cỏ lào (Chromolaena odorala), ngũ sắc (Lantana
camara), Cúc bị (Wedelia trilobata) và Tía tơ dại (Hyptis suaveolens) vẫn chưa được
quan tâm nghiên cứu mặc dù chúng được chứng tỏ có hoạt tính sinh học cao đối với
các loài nấm, vi khuẩn và một số loài cơn trùng khác.
4. Kết quả nghiên cứu:
-

Trong điều kiện phịng thí nghiệm, tinh dầu Tía tơ dại (H. suaveolens) biểu
hiện hoạt tính kháng ăn, ức chế phát triển và độc tính mạnh nhất đối với ấu
trùng Sâu khoang (S lilura). Ở nồng độ 1,5 - 2,5%, tinh dầu Tía tơ dại có hoạt
tính kháng ăn mạnh với chỉ số kháng ăn (AI, tính theo Caasi (1983)) đạt từ
79,46 - 89,86 trong thí nghiệm có chọn lọc thức ăn và từ 85,99 - 96,30 trong
thí nghiệm khơng có chọn lọc thức ăn. Tinh dầu tía tơ dại, nồng độ 1,2 mg/ấu


trùng, diệt 93,33 % ấu trùng và ức chế hoàn tồn sự hình thành bướm trưởng
thành. Độc tính tiếp xúc của tinh dầu Tía tơ dại sau 24 giờ xử lý cao hơn có ý
nghĩa thống kê so với các tinh dầu còn lại, với giá trị LD 50 là 0,16 mg/ấu
trùng.
-

Trong điều kiện vườn ươm, tinh dầu Tía tơ dại cũng biểu hiện hoạt tính kháng
ăn, hiệu lực tiêu diệt và ức chế phát triển mạnh đối với ấu trùng Sâu khoang.
Tinh dầu Tía tơ dại nồng độ 8 - 32% biểu hiện hiệu lực kháng ăn mạnh sau 24
giờ xử lý với tỷ lệ lá bị hại chỉ dao động từ 4,44 - 13,26%. Ở nồng độ 8 32%, tỷ lệ sâu chết đạt từ 46,67 - 86,67% sau 48 giờ xử lý. Tinh dầu tía tơ dại
ức chế mạnh đến sự tăng trưởng của ấu trùng và nhộng, dẫn đến giảm tỷ lệ
nhộng thành bướm của Sâu khoang với tỷ lệ vũ hóa giảm từ 23,33 - 0,00 %
khi xử lý tinh dầu từ với nồng độ tăng dần từ 4 - 32%.

5. Sản phẩm:

-

Sản phẩm khoa học:
01 bài báo khoa học đăng trên Tạp chí Khoa học Trường Đại học Thủ Dầu Một.
01 bài báo khoa học đăng trên Kỷ yếu Hội nghị toàn quốc Sinh thái và Tài

nguyên sinh vật.
-

Sản phẩm đào tạo:
02 đề tài nghiên cứu khoa học sinh viên
01 đề tài khóa luận tốt nghiệp.

-

Các sản phẩm khác:
01 Thuyết minh đề cương đề cương đề tài
01 Báo cáo tổng kết đề tài

6. Hiệu quả, phương thức chuyển giao kết quả nghiên cứu và khả năng áp
dụng:
- Đề tài góp phần đào tạo sinh viên thơng qua hướng dẫn nghiên cứu khoa học
và khóa luận tốt nghiệp
-

Báo cáo tổng kết của đề tài là nguồn tài liệu tham khảo cho giảng viên và sinh
viên trường Đại học Thủ Dầu Một.


- Đề tài cung cấp cơ sở cho việc chế tạo chế phẩm trừ sâu có nguồn gốc thảo

mộc. Từ đó góp phần vào việc làm giảm tác động có hại đến môi trường và sức khỏe
con người của việc lạm dụng thuốc trừ sâu hóa học.
- Kết quả nghiên cứu được chuyển giao cho trường Đại học Thủ Dầu Một.

Đơn vị chủ trì

Ngày 24 tháng 04 năm 2019
Chủ nhiệm đề tài

Trần Thanh Hùng

XÁC NHẬN CỦA CƠ QUAN


INFORMATION ON RESEARCH RESULTS
1. General information:
-

Project title: —Insecticidal activity of the essential oils from different plants in
Binh Duong against Spodoptera litura Fab. (Lepidoptera: Noctuidae)”

-

Code number:

-

Coordinator: Tran Thanh Hung

-

Implementing institution: Faculty of Natural Science, Thu Dau Mot
University

-

Duration: from January 2018 to January 2019

2. Objective(s):
The aim of the current study was to evaluate the insecticidal activity of
essential oils extracted from different plants in Binh Duong, including Hyptis
suaveolens, Chromolaena odorata, Lantana camara, Mikania cordata and Wedelia
trilobata, against Spodoptera litura under the laboratory conditions. The dominant
essential oil was assessed the insecticidal properties under the nursery conditions.
3. Creativeness and innovativeness:
Studying the insecticidal activity of essential oils is one of new research
directions in Vietnam. Despite the fact that the essential oils from Hyptis suaveolens,
Chromolaena odorata, Lantana camara, Mikania cordata and Wedelia trilobata were
demonstrated to possess the high bioactivity against a wide range of fungi, bacteria,
and insects, their activities against Spodoptera litura have not been studied yet.
4. Research results:
-

In the laboratory conditions, the results indicated that H. suaveolens essential
oil had a strong antifeedant effect on the larvae with antifeedant index (AI) of
79.46 - 89.86 in choice test and of 85.99 - 96.30 in no-choice test when leaf
disks of Ipomoea batatas were treated with the essential oil at concentration of
1.5 - 2.5%. Pupation and adult emergence of the larvae were totally inhibited
when the larvae were topical treated with H. suaveolens essential oil at 1.2
mg/larva.

Larvicidal activity of H. suaveolens essential oil (LD 50=0.16 mg/larva) was stronger


than those of the other test essential oils after 24 hour of treatment.
- In the nursery conditions, the H. suaveolens essential oil at concentration of 8
- 32% exhibited a strong antifeedant impact on the larvae with the percentage of
damaged leaves of 4.44 - 13.26%. The concentrations also caused the mortality rate of
46.67 - 86.67% for the larvae. The essential oil had a strong inhibition on the
development of the larvae, leading to a considerable reduction of adult emergence.
The proportion of adults decreased from 23,33 to 0% when the concentration
increased from 4 to 32%.
5. Products:
-

Scientific products:
01 article published on the Scientific Journal of Thu Dau Mot University.
01 article published on the Proceedings of the 7 th National Scientific

Conference on Ecology and Biological Resources.
-

Training products:
01 bachelor's thesis
02 student research project

-

Other products:
Research proposal

Research report

6. Effects, transfer alternatives of reserach results and applicability:
-

The project contributed in training students via the bachelor's thesis and the
student research project.

-

The research report of project is a reliable reference for lecturers and students
in Thu Dau Mot University.

-

The project makes a scientific foundation for further studies to use the
essential oils as bio-insecticides for control of S. litura.

-

The project is applied in Thu Dau Mot University.
MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài
Sâu khoang (Spodoptera lilura) thuộc chi Spodoptera, họ Noctuidae. Đây là


một lồi sâu ăn lá, đa thực, có thể phá hại trên các loài cây trồng thuộc hơn 40 họ
thực vật khác nhau (Brown & Dewhurst, 1975) và gây ảnh hưởng lớn đến năng suất
của nhiều loại cây trồng kinh tế quan trọng (Patel et al., 1971; Srivastava et al., 1972;

Nakasuji & Matsuzaki, 1977). Sử dụng thuốc trừ sâu hóa học để kiểm sốt sâu hại
nói chung và sâu khoang (Spodoptera lilura) nói riêng đã và đang là biện pháp chủ
yếu trong nông nghiệp. Đây là biện pháp từng được xem là hiệu quả cao trong diệt
trừ sâu hại, tuy nhiên trong những năm gần đây đã phát sinh những vấn đề đáng lo
ngại. Các hợp chất hóa học thành phần của thuốc trừ sâu tổng hợp thường khó phân
hủy, tồn dư trong thực phẩm và mơi trường, do đó có nhiều tác động xấu đến các hệ
sinh thái tự nhiên và sức khỏe của con người. Hơn nữa, hiệu lực của các loại thuốc
hóa học đang áp dụng ngày càng giảm do hiện tượng phát sinh ngày càng nhiều các
quần thể kháng thuốc của nhiều loài sâu hại, trong đó có sâu khoang (Armes et al.,
1997; Kranthi et al., 2001; Saleem et al., 2008; Tong et al., 2013). Việc tăng liều
lượng thuốc trừ sâu tổng hợp để diệt trừ các quần thể sâu kháng thuốc đã làm tăng
thêm nguy cơ ô nhiễm môi trường và hủy hoại sức khỏe con người. Trước thực tế đó,
việc tìm ra những hợp chất thiên nhiên có khả năng kiểm sốt hiệu quả sâu hại vừa
khơng có tác động tiêu cực đến mơi trường tự nhiên và con người là thực sự cần
thiết.
Nhiều nghiên cứu đã chứng tỏ tinh dầu của thực vật có hoạt tính sinh học chống
lại các lồi cơn trùng gây hại, trong đó có sâu khoang (Bouda et al., 2001; Isman et
al., 2001; Zhang et al., 2003; Yi et al., 2007; Loh et al., 2011; Koul et al., 2013;
Huang et al., 2014; Vasantha-Srinivasan et al., 2016). Khác với các loại thuốc trừ sâu
tổng hợp, tinh dầu tác động lên cơn trùng ở nhiều đích khác nhau như hệ thần kinh,
các hệ thống hormone và pheromone, các hệ vận chuyển điện tử hô hấp (Enan, 2001;
Tsao & Coats, 1995; Ahmed et al., 2001; Emekci et al., 2004). Từ đó, tinh dầu thể
hiện nhiều hoạt tính như tiêu diệt, ức chế phát triển, ức chế sinh sản, gây kháng ăn và
xua đuổi đối với nhiều lồi cơn trùng. Chính vì vậy, việc sử dụng tinh dầu trong trừ
sâu hại sẽ ít hoặc không làm xuất hiện của các quần thể sâu kháng thuốc. Bên cạnh
đó, tinh dầu đã được chứng tỏ là an tồn đối với mơi trường và sức khỏe con người.
Đích tác động chính của tinh dầu lên cơn trùng là các thụ thể octopamine chỉ có ở hệ
thần kinh của cơn trùng mà khơng có ở động vật có xương sống, chứng tỏ tác động
chọn lọc của tinh dầu (Enan, 2001). Tinh dầu cũng được chứng tỏ là không tồn tại

trong nước và đất (Misra & Pavlostathis, 1997). Hơn nữa, từ lâu tinh dầu đã được sử
dụng trong việc tạo hương vị cho thực phẩm và nhiều tinh còn được dùng làm dược
liệu (Margaris et al., 1982; Baris et al., 2006; Wei & Shibamoto, 2010; Carson &
Hammer, 2011; Djilani & Dicko, 2012; Lawless, 2013).
Cúc leo (Mikania cordata) Cỏ lào (Chromolaena odorata) ngũ sắc (Lantana
camara), Cúc bị (Wedelia trilobata) và Tía tơ dại (Hyptis suaveolens Poit.) là những
lồi thực vật mọc hoang dại ở tỉnh Bình Dương (Trần Thanh Hùng & cs., 2014; Trần
Thanh Hùng, 2015; Trần Thanh Hùng & Yến Thanh Tâm, 2016; Lê Huy Bá, 2010).
Thành phần hóa học của tinh dầu chiết xuất từ lá của những loài thực vật này đã
được nghiên cứu ở nhiều nước trên thế giới (Van Hac et al., 1996; Li et al., 2012;
Bedi et al., 2003; Bouda et al., 2001). Các loại tinh dầu này được chứng tỏ rằng có
hoạt tính sinh học cao đối với các loài nấm, vi khuẩn và một số lồi cơn trùng (Iwu et
al., 1990; Bouda et al., 2001; Malele et al., 2003; Moreira et al., 2010). Điều này cho
thấy tiềm năng của việc sử dụng tinh dầu từ các loài thực vật này trong việc quản lí
cơn trùng gây hại.
Trong nghiên cứu này, chúng tơi tiến hành khảo sát hoạt tính kháng sâu khoang
(Spodoptera litura Fabricius) của tinh dầu từ năm lồi thực vật ở Bình Dương, gồm
Cúc leo (Mikania cordata) Cỏ lào (Chromolaena odorata) ngũ sắc (Lantana camara)
Cúc bị (Wedelia trilobata} và Tía tơ dại (Hyptis suaveolens Poit.) nhằm tìm ra một
hợp chất thiên nhiên mới có hiệu quả trong việc phịng trừ sâu hại và khơng có tác
động xấu đến mơi trường và sức khỏe con người.
2. Mục tiêu của đề tài
- Đánh giá hoạt tính gây kháng ăn, tiêu diệt, ức chế phát triển và độc tính của
tinh dầu từ một số lồi thực vật ở Bình Dương đối với sâu khoang hại khoai lang
trong điều kiện phịng thí nghiệm.
- Đánh giá hiệu lực kháng sâu khoang của tinh dầu có hoạt tính mạnh nhất
trong điều kiện vườn ươm.
1. Đối tượng nghiên cứu
Hoạt tính kháng sâu khoang (Spodoptera litura Fabricius) hại rau lang của tinh

dầu từ một số lồi thực vật ở Bình Dương


2. Phạm vi nghiên cứu
-

Các loài thực vật được thu hái ở địa bàn thành phố Thủ Dầu Một và các vùng
phụ cận thuộc tỉnh Bình Dương, sau đó được dùng làm nguyên liệu để chiết
xuất tinh dầu ở phòng thí nghiệm.

-

Sâu khoang được thu nhận từ các vườn rau của nông dân ở địa bàn thành phố
Thủ Dầu Một và các vùng phụ cận, sau đó được ni và nhân giống trong
phịng thí nghiệm.

-

Các thí nghiệm khảo sát hoạt tính kháng sâu khoang của tinh dầu được tiến
hành tại phịng thí nghiệm Sinh học trường Đại học Thủ Dầu Một, vườn ươm
của người dân tại thành phố Thủ Dầu Một.

-

Đề tài được tiến hành trong thời gian 12 tháng

3. Nội dung nghiên cứu
-

Thu hái, chiết xuất và phân tích thành phần hóa học tinh dầu của các lồi thực

vật

-

Thu bắt và nhân giống sâu khoang (Spodoptera litura Fabricius)

-

Khảo sát hoạt tính kháng ăn, ức chế tăng trưởng và độc tính của tinh dầu từ
một số lồi thực vật ở Bình Dương đối với sâu khoang trong điều kiện phịng
thí nghiệm.

-

Khảo sát hiệu lực kháng sâu khoang của tinh dầu có hoạt tính mạnh trong điều
kiện vườn ươm.
Chương 1
TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.

Tinh dầu

1.1.1.

Định nghĩa tinh dầu

Tinh dầu là những hợp chất bay hơi và có mùi, được tìm thấy chỉ trong 10%
của giới thực vật và được dự trữ trong các cấu trúc tiết đặc trưng của thực vật như
tuyến tiết, lông tiết, và ống tiết. Hầu hết tinh dầu là chất lỏng khơng màu hoặc có

màu vàng nhạt, tỷ trọng thấp hơn nước, có tính chất kị nước, có thể tan trong cồn,
những dung môi không phân cực hoặc phân cực yếu, sáp và dầu, nhưng rất ít tan
trong nước. Về thành phần hóa học, tinh dầu chứa nhiều hợp chất khác nhau, bao
gồm: Hydrocarbon, ester, oxide, lactone, alcohol, phenol, aldehyde và ketone. Tinh


dầu có nhiều hoạt tính sinh học khác nhau như kháng ung thư, kháng nấm, kháng
khuẩn, kháng virus, và trừ sâu (Djilani et al., 2012).
1.1.2.

Các phương pháp chiết xuất tinh dầu

Tinh dầu có thể được chiết xuất bằng nhiều phương pháp khác nhau. Tuy nhiên,
bốn phương pháp thường dùng để thu tinh dầu từ các nguyên liệu thực vật là phương
pháp chưng cất lôi cuốn tinh dầu bằng hơi nước, phương pháp chiết xuất bằng dung
môi, phương pháp ép và phương pháp ướp (Bộ Y tế, 2005; Viện Dược liệu, 2006).
Trong số các phương pháp này, phương pháp chưng cất lôi cuốn tinh dầu bằng hơi
nước được sử dụng phổ biến nhất ở quy mơ thí nghiệm cũng như quy mô công
nghiệp.
Phương pháp chưng cất lôi cuốn tinh dầu bằng hơi nước dựa trên nguyên tắc
chưng cất một hỗn hợp 2 chất lỏng bay hơi được không trộn lẫn vào nhau (nước và
tinh dầu). Khi áp suất hơi bão hoà bằng áp suất khí quyển, hỗn hợp bắt đầu sơi và hơi
nước kéo theo hơi tinh dầu. Thiết bị sử dụng trong phương pháp này nhìn chung có
ba bộ phận gồm: nồi cất, bộ phân ngưng tụ và bộ phận phân lập. Nồi cất là nơi chứa
nước và nguyên liệu chứa tinh dầu. Bộ phận ngưng tụ có nhiệm vụ hoá lỏng hơi nước
và hơi tinh dầu từ nồi cất chuyển sang, gồm hai bộ phận: ống dẫn hơi và bộ phận làm
lạnh. Bộ phận phân lập có nhiệm vụ hứng chất lỏng là nước và tinh dầu, đồng thời
tách riêng tinh dầu ra khỏi nước. Tuỳ theo mục đích sử dụng tinh dầu mà có thể chọn
các loại thiết bị chưng cất khác nhau. Trong các thí nghiệm khảo sát hoạt tính sinh
học của tinh dầu, bộ thiết bị chưng cất tinh dầu Clevenger Apparatus thuỷ tinh được

sử dụng để chiết xuất tinh dầu (Kalpoutzakis et al., 2001; Tzakou & Skaltsa, 2003;
Chutia et al., 2009, Hieu et al., 2014).
Nước

. Clevenger

Nước
Tinh dầu - • ••
►
Nước - -.. ►

VỊ

Hơi nước
chứa tinh dầu

Hồn hợp nguyên
liệu • - - - ► và
nước
I
Bèp gia nhiệt


Hình 1.1. Mơ hình bộ thiết bị chưng cất tinh dầu Clevenger Apparatus
(Samadi et al., 2017)
Phương pháp chiết xuất bằng dung môi thường được dùng để chiết tinh dầu của
hoa hoặc chiết xuất một thành phần nhất định nào đó. Dung môi thường được dùng là
ether dầu hoả và xăng công nghiệp. Sau khi chiết, cất dưới áp lực giảm để thu hồi
dung môi, sản phẩm thu được là tinh dầu có lẫn sáp và một số tạp chất khác. Dùng
alcohol để thu tinh dầu và loại alcohol bằng cách cất dưới áp lực giảm.

Phương pháp ướp cũng thường được dùng để chiết xuất tinh dầu của hoa.
Phương pháp này thường dùng các khn gỗ có kích thước 58 x 80 x 5 cm, ở giữa có
đặt tấm thuỷ tinh được bôi mỡ lợn ở cả hai mặt, mỗi lớp dày khoảng 3mm. Một lớp
lụa mỏng được đặt lên trên bề mặt lớp mỡ và rải trên đó 50 - 80g hoa tươi đã làm
sạch. Khoảng 35 - 40 khuôn gỗ như vậy được xếp chồng lên nhau rồi để trong phịng
kín. Các lớp hoa mới được thay vào định kì 24 - 72 giờ cho đến khi lớp chất béo bão
hoà tinh dầu. Dùng alcohol để chiết tinh dầu từ chất béo, sau đó tách tinh dầu ra khỏi
alcohol bằng cách cất dưới áp lực giảm.
Phương pháp ép là phương pháp sử dụng lực cơ học tác động vào nguyên liệu
thu tinh dầu. Phương pháp này có ưu điểm là giữ được hương vị tự nhiên của tinh
dầu. Vì thế, phương pháp ép thường được sử dụng để tách chiết tinh dầu của các loài
thuộc chi Citrus với mục đích sử dụng trong kỹ nghệ sản xuất đồ uống. Hơn nữa, ở
các loài thuộc chi Citrus, các túi tiết tinh dầu nằm ngay ở lớp vỏ ngoài của vỏ quả
nên rất thuận lợi để áp dụng phương pháp ép.

Hình 1.2. Sơ đồ dây chuyền chiết xuất dược liệu bằng CO 2 lỏng (Viện Dược


liệu, 2006). Chú thích: 1. Nồi phản ứng; 2. Bình trữ CO2 lỏng; 3. Thiết bị làm bay
hơi; 4. Lọc dịch chiết; 5. Bộ phận làm lạnh; 6 máy nén; 7. Thiết bị điều áp; 8. Bình
đựng sản phẩm chiết ra.
Ngoài bốn phương pháp truyền thống trên, một số phương pháp khác cũng
được sử dụng để chiết xuất tinh dầu. Đầu tiên là phương chưng cất bằng hơi nước
trong chân khơng với tác động của sóng cực ngắn. Trong phương pháp này, dược liệu
tươi được đặt trong một thiết bị chân khơng và được đốt nóng một cách chọn lọc
bằng sóng cực ngắn. Tinh dầu tách ra khỏi dược liệu cùng với nước của chính dược
liệu đó. Q trình chưng cất diễn ra rất nhanh và tốn rất ít năng lượng. Một phương
pháp khác là phương pháp chiết bằng khí hố lỏng (khí ở trạng thái siêu tới hạn). Khí
thường được dùng trong phương pháp này là carbon dioxide (CO 2). Hệ thống chiết
xuất hoạt động theo nguyên tác tuần hồn khép kín. CO 2 lỏng được bơm cao áp đưa

tới cột trao đổi nhiệt với áp lực theo yêu cầu của công nghệ chiết xuất. Khi đạt được
nhiệt độ theo yêu cầu, nó được đưa tới cột chiết chưa nguyên liệu và quá trình chiết
tại đây diễn ra rất nhanh. CO 2 lỏng mang theo tinh dầu được tách ra ở cột phân li
dưới tác dụng của sự thay đổi nhiệt và áp suất. CO 2 lại trở về cột trao đổi nhiệt hố
lỏng rồi được chuyển về bình chứa ban đầu để sử dụng tuần hồn (Hình 1.2).
1.1.3.

Vai trò của tinh dầu đối với đời sống thực vật

Tinh dầu có vai trị quan trọng trong đời sống của thực vật, giúp thực vật có khả
năng thích nghi tốt với mơi trường sống của chúng. Tinh dầu có khả năng thu hút các
tác nhân thụ phấn, các tác nhân phát tán hạt giống (Dudareva & Pichersky, 2008), tạo
điều kiện thuận lợi cho quá trình sinh sản và mở rộng khu phân bố của các loài thực
vật. Trong tự nhiên, nhiều thực vật chứa tinh dầu có khả năng ưu thế hơn trong cạnh
tranh, sinh trưởng và phát triển mạnh hơn các lồi khác nhờ tinh dầu chúng tiết ra
đóng vai trò như là chất ức chế cảm nhiễm (Sharifi-Rad et al., 2017). Các hợp chất
bay hơi này còn giúp cho thực vật đáp ứng tốt với các điều kiện stress của mơi
trường, chẳng hạn tinh dầu có thể bảo vệ bộ máy quang hợp, giúp nó duy trì được
hoạt động quang hợp trong điều kiện nhiệt độ cao (trên 40 oC) bằng cách ổn định
màng thylakoid (Pichersky & Gershenzon, 2002). Tinh dầu đóng vai trị quan trọng
trong tính đề kháng của thực vật với các sâu bệnh hại (Dudareva & Pichersky, 2008;
War ey al., 2012; Sharifi-Rad et al., 2017). Các hợp chất tinh dầu có khả năng xua
đuổi, gây độc, hoặc gây kháng ăn, làm giảm khả năng tiêu hóa, sinh trưởng và sinh


sản của các sinh vật gây hại. Ngoài ra, tinh dầu cũng có tác động gián tiếp làm hạn
chế tác hại của cơn trùng có hại bằng cách thu hút các thiên địch của chúng. Các hợp
chất bay hơi như methyl salicylate, jasmonic acid, và (Z)-3-hexenyl acetate đóng vai
trị như là các tín hiệu trong giao tiếp ở thực vật (Dudareva & Pichersky, 2008;
Furstenberg-Hagg, 2013), giúp tăng khả năng đề kháng thích ứng của thực vật chống

lại các sinh vật gây hại.
1.1.4.

Tầm quan trọng của tinh dầu đối với con người

Từ lâu, tinh dầu thực vật đã được con người khai thác và sử dụng để phục vụ
các nhu cầu trong cuộc sống như làm thuốc, chất thơm, và gia vị (Lã Đình Mỡi và
cs., 2001). Ngày nay, với sự phát triển khoa học và kỹ thuật, con người đã hiểu rõ về
bản chất và hoạt tính sinh học của các tinh dầu. Nhờ đó, tinh dầu đã và đang trở
thành nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong nhiều ngành công nghiệp, và sản
phẩm của tinh dầu cũng ngày càng đa dạng, càng hoàn thiện trên nhiều lĩnh vực như
dược liệu, thực phẩm, và mỹ phẩm (Lã Đình Mỡi và cs., 2001).
Tinh dầu có tác động sinh lý rõ rệt đối với cơ thể, tác động đến hoạt động của
hệ tuần hồn, hệ hơ hấp và hệ thần kinh của con người. Hơn nữa, tinh dầu cịn có khả
năng sát trùng và kháng khuẩn mạnh. Các kết quả nghiên cứu trước cho thấy rằng
tinh dầu có khả năng ức chế sinh trưởng và tiêu diệt đối với nhiều loài vi khuẩn
Gram âm và Gram dương khác nhau như Escherichia coli, Listeria monocytogenes,
Staphylococcus aureus, Salmonella spp., Pseudomonas aeruginosa, Staphylococcus
epidermidis, Pseudomonas putida, Klebsiella pneumoniae, Campylobacter jejuni,
Helicobater pylori (Carson & Hammer, 2011; Hammer & Carso, 2011; Oliveira et
al., 2014). Tinh dầu còn được chứng tỏ có hoạt tính kháng ung thư thơng qua nhiều
cơ chế khác như gây ra opoptosis bằng cách tăng sản sinh ROS, ức chế protein
kinase B, và phosphoryl hóa Mitogen-activated protein kinases (MAPKs) (SharifiRad et al., 2017). Do đó, thực vật chứa tinh dầu và tinh dầu đã được sử dụng trong
việc chữa trị nhiều loại bệnh như cảm, bệnh đường hơ hấp, tuần hồn, tiêu hóa, đau
bụng, nhức đầu, cảm lạnh, xoa bóp các chỗ đau, giảm mệt mỏi, kích thích hoạt động
của cơ bắp, và hỗ trợ điều trị ung thư. Do tác dụng chữa bệnh khá rộng và hiệu quả
nên nhiều loại tinh dầu được coi là nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong công
nghiệp dược liệu.
Tinh dầu cũng đóng vai trị quan trọng trong cơng nghệ chế biến thực phẩm và

mỹ phẩm. Tinh dầu góp phần tạo hương vị cho các sản phẩm thực phẩm, giúp chúng
trở nên ngon hơn, và hấp dẫn hơn. Trong lĩnh vực sản xuất mỹ phẩm, tinh dầu là
nguồn nguyên liệu tất yếu và luôn ln có nhu cầu với một khối lượng lớn. Chúng
được sử dụng làm nguyên liệu để chế biến và sản xuất các loại hương liệu cho công
nghiệp nước hoa, kem đánh rang, xà phòng thơm, các loại kem dưỡng da, kem chống
nắng, son mơi, và dầu gội đầu.
Bên cạnh đó, nhiều tinh dầu thực vật cịn biểu hiện hoạt tính kháng các côn
trùng và nấm gây hại cây trồng với nhiều cơ chế khác nhau như diệt sâu, gây kháng
ăn, chống đẻ trứng, và ức chế sinh trưởng (Koul et al., 2008). Vì vậy, tinh dầu thực
vật cùng được sử dụng trong việc kiểm sốt cơn trùng và nấm hại, bảo vệ cây trồng
và các nông sản sau thu hoạch.


1.2.

Đặc điểm của các loài thực vật được sử dụng trong đề tài

1.2.1.

Cúc leo (Mikania cordata)

Cúc leo (Mikania cordata) là một loài thực vật thuộc họ Cúc (AsteraceaeỴ Ở
nước ta loài này phân bố ở các tỉnh như Thái Nguyên, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Hịa Bình,
Ninh Bình vào Kon Tum, Đăk Lăk, Bình Dương, Đồng Nai (Võ Văn Chi, 2012).
Lồi này được ghi nhận mọc ven bờ sơng Sài Gịn đoạn qua Thị xã Thuận
An, tỉnh Bình Dương bởi Trần Thanh Hùng (2015).

B

C

DE

Hình 1.3. Cúc leo (Makania cordata)
(A. Dạng chung ngoài tự nhiên; B. Một cành mang hoa; C. Lá; D: Hoa; E: Quả)
Cúc leo có thân leo quấn, nhánh mảnh, màu xanh, thân hình trụ đặc, thiết diện
ngang hình trịn, có lơng thưa, ngắn. Lá mọc đối, có phiến hình tim, khơng có lơng ở
cả hai mặt, gân từ đáy 3, mép lá có răng cưa to, cuống lá dài 3 - 4 cm. Mỗi gié hoa có
từ 3 - 5 cụm hoa, cụm hoa hình đầu tập trung thành dạng tản phòng (gần giống tán,
song hoa gắn dài trên một trục thay vì một điểm) ở nách lá. Mỗi cụm hoa đầu có tổng
bao là một hàng gồm 5 lá bắc thon dài, không lông, đế cụm hoa bằng, có 4 hoa trong
một cụm hoa. Hoa đều, lưỡng tính, hình ống, đài hoa là một chùm lơng tơ, tràng hoa
hình ống có 5 thùy màu trắng, bộ nhị gồm 5 nhị rời có các bao phấn màu nâu dính
nhau bao quanh vịi nhụy, bộ nhụy gồm 2 lá nỗn dính nhau thành bầu dưới 1 ơ, 2 vịi


và 2 đầu nhụy. Quả bế nhẵn, dài 3-4mm, có mào lông trắng.
Cúc leo được dùng hỗ trợ điều trị gãy xương đứt gân, dùng trong tiêu chảy, rắn
cắn, bò cạp đốt, điều trị ngứa ngồi da, băng bó vết thương (Võ Văn Chi, 2012). Tinh
dầu của Cúc leo chứa những thành phần có hoạt tính trừ sâu (Bedi et al., 2003). Điều
này cho thấy tiềm năng của việc sử dụng tinh dầu Cúc leo trong kiểm soát sâu hại
cây trồng.
1.2.2.

Cỏ lào (Chromolaena odorata)

Cỏ lào (Chromolaena odorata) thuộc họ Cúc (Asteraceae). Đây là một loài cây
của Nam châu Mỹ, được truyền bá vào nước ta, gặp nhiều ở các vùng đồi núi (Võ
Văn Chi, 2012). Loài thực vật này được ghi nhận mọc phổ biến ở Bình dương (Lê

Huy Bá, 2010; Trần Công Luận, 2011; Trần Thanh Hùng, 2015).
Đây là loài thực vật thân thảo, màu xanh vài chỗ màu tím nhạt, hình trụ thẳng
cao từ 1 - 2 m, thiết diện ngang hình trịn, có nhiều lơng ngắn, phân thành nhiều
nhánh. Lá mọc đối, có phiến xoan thon, có lơng thưa ở cả 2 mặt, mép lá có răng cưa
to, có 3 gân chính nổi rõ ở mặt sau, cuống lá dài từ 1 - 2 cm. Mỗi gié hoa có 10 cụm
hoa, cụm hoa hình đầu tập trung thành dạng tản phòng (gần giống tán, song hoa gắn
dài trên một trục thay vì một điểm) ở ngọn. Mỗi cụm hoa đầu có các lá bắc xếp thành
nhiều vịng bao quanh cụm hoa, đế cụm hoa bằng, có khoảng 27 hoa hình ống. Hoa
đều, lưỡng tính, đài hoa là một chùm lơng tơ, tràng hoa hình ống có 5 thùy màu tím
rất nhạt, bộ nhị gồm 5 nhị rời bao quanh vịi nhụy, bộ nhụy gồm 2 lá nỗn dính nhau
thành bầu dưới 1 ơ, 2 vịi và 2 đầu nhụy.


Lá tươi Cỏ lào thường được dùng để cầm máu các vết thương, chữa bệnh lị
cấp tính và bệnh tiêu chảy ở trẻ em, chữa viêm đại tràng, đau nhức xương, viêm răng
lợi, chữa ghẻ lở, nhọt độc (Võ Văn Chi, 2012). Cỏ lào cũng là một loài thực vật chứa
tinh dầu. Tinh dầu cỏ lào đã được chứng tỏ có hoạt tính kháng khuẩn,kháng nấm, và
diệt cơn trùng (Bouda et al., 2001; Owolabi et al., 2010; Félicien et
al., 2012).

A

B

C

D

Hình 1.4. Cỏ lào (Chromolaena odorata)
(A. Một cành mang hoa; B. Lá; C. Hoa hình ống; D. Quả)

1.2.3.

Ngũ sắc (Lantana camara)

Ngũ sắc (Lantana camara} là một loài thực vật thuộc họ Cỏ roi ngựa
(Verbenaceae). Cây ngũ sắc có nguồn gốc từ Châu Mỹ, được nhập trồng và phát tán
hoang dại khắp nơi ở nước ta (Võ Văn Chi, 2012). Loài này cũng được ghi nhận hiện
diện ở Bình Dương bởi Lê Huy Bá (2010) và Trần Công Luận (2011).
Ngũ sắc là loài cây nhỏ, cây cao từ 1,5 - 2 m, hay có thể hơn một chút, thường
mọc thành bụi và mọc hoang dại nhiều cành ngang, có lơng và gai ngắn quặp về phía
dưới. Thân có gai, cành dài hình vng có gai ngắn và lơng ráp. Lá cây có mùi thơm
của ổi nên cịn gọi là trâm ổi, bơng ổi hay thơm ổi. Lá hình bầu dục, nhọn, mặt lá xù
xì, mép lá có răng cưa, mặt trên có lông ngắn cứng, mặt dưới lông mềm hơn, mọc
đối, phiến lá dài 3 - 9 cm, rộng 3 - 6 cm, cuống lá ngắn. Hoa có nhiều màu sắc nên
được dân gian đặt tên là hoa ngũ sắc, nhiều giống màu trắng, vàng, vàng cam, tím
hay đỏ, nở suốt 4 mùa nên còn gọi là tứ quý hay tứ thời. Hoa không cuống mọc thành


bơng dạng hình cầu, hoa có lá bắc hình mũi giáo. Quả hạch hình cầu nằm trong lá
dài, mọc thành từng chùm, non màu xanh khi chín màu đen.


Rễ ngũ sắc thường được dùng để trị sốt lâu không dứt, quai bị, phong thấp
đau xương, chấn thương bầm giập. Hoa thường sử dụng trong trị lao với ho ra máu
và hạ huyết áp. Lá dùng để đắp vết thương, vét loét, cầm máu, trị ghẻ lở, viêm da,
các vết chàm, trị thấp khớp (Võ Văn Chi, 2012). Lá và hoa của Ngũ sắc có chứa tinh
dầu. Tinh dầu lá Ngũ sắc biểu hiện hoạt tính kháng khuẩn, kháng nấm, và trừ
sâu cao (Bouda et al., 2001; Deena & Thoppil, 2000).

A

B

C

E

Hình 1.5. Ngũ sắc (Lantana camara L.)
(A. Dạng chung ngoài tự nhiên; B. Lá; D: Cụm hoa; E: Cụm quả)
1.2.4.

Cúc bị (Wedelia trilobata)

Cúc bị (Wedelia trilobata) là một lồi thực vật thuộc học Cúc (Asteraceae).
Loài này phân bố nhiều ở Miền Tây Ấn Độ, Hawaii, phía Nam Florida, Trung Mỹ,
Tây Phi. Cùng với Cỏ lào và Ngũ sắc, Cúc bị được xếp vào danh sách 100 lồi ngoại
lai xâm lấn nguy hiểm nhất thế giới (Lowe et al., 2000). Ở Việt Nam, Bộ Tài nguyên
và Môi trường và Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn (2013) đã xếp lồi thực
vật này vào danh mục các lồi có nguy cơ xâm hại. Tuy nhiên, Cúc bị là một lồi cây
cảnh được ưa chuộng và được trồng ở nhiều nơi. Điều này đã tạo điều kiện cho Cúc
bò xuất hiện trong môi trường tự nhiên (Lê Huy Bá, 2010; Trần Thanh Hùng, 2014).
Cúc bị là lồi thân thảo, sống dai, có lơng cứng và nhỏ, thân mọc lan tới đâu thì
rễ mọc tới đó, thiết diện ngang hình trịn. Lá đơn, mọc đối, gần như khơng có cuống,
phiến lá chẻ 3 thùy, gân hình chân vịt, hai bên gân chính có 2 gân ph ụ xuất phát g ần
như từ m ột điể m ở phía cu ố ng lá, gân chính và ph ụ đề u n ổ i rõ ở dưới lá, mép có


răng nhọn, thưa, có lơng cứng nhỏ ở cả hai mặt, khơng có lá kèm. Cụm hoa hình đầu
cơ độc trên cọng dài ở chót nhánh, 20 lá bắc xếp 4 vịng mỗi vịng 5, 2 vịng ngồi
màu xanh, 2 vòng trong màu trắng trong, 10 - 13 hoa màu vàng tươi hình mơi,

khoảng 50 hoa ở trong hình ống. Hoa hình mơi xẻ 3 thùy cạn, đài là một ống răng, bộ
nhụy gồm 2 lá nỗn dính nhau thành bầu dưới 1 ơ, 1 vịi và 2 đầu nhụy. Hoa hình
ống: đài dạng ống răng ngắn, tràng hoa có hình ống với 5 răng, nhiều lơng, màu
vàng, bộ nhị 5, các bao phấn dính thành bó bao quanh vịi nhụy, bộ nhụy gồm 1 lá
noãn tạo thành bầu dưới 1 ơ, 1 vịi và 2 đầu nhụy. Quả khơ đóng.

A

B

L

Hình 1.6. Cúc bị (Wedelia trilobata)
(A. Dạng chung; B. Lá; C. Cụm hoa; D: Hoa hình ống; E: Quả)

C


Cúc bò được dùng để trị cảm cúm và cảm lạnh (Morebise, 2015). Lồi này
cũng được báo cáo là có hoạt tính kháng viêm, kháng vi sinh vật, và diệt ấu
trùng(Morebise, 2015). Những nghiên cứu trước cho thấy Cúc bò (Wedelia trilobata
(L.) Hitchc.) là loài thực vật chứa tinh dầu với những thành phần có hoạt tính sinh
học cao (Li et al., 2012; Khater & El-Shafiey, 2015). Tinh dầu của lồi thực vật này
biểu hiện độc tính cao đối với ấu trùng của lồi Mọt lúa mì (Tribolium castaneum)
(Khater & El-Shafiey, 2015).
1.2.5.

Tía tơ dại (Hyptis suaveolens)

Tía tơ dại (Hyptis Suaveolens) là một lồi thực vật thuộc họ Hoa mơi

(Lamiaceae). Lồi này có nguồn gốc Châu Mỹ, được truyền vào các nước nhiệt đới.
Ở Việt Nam, Tía tơ dại phân bố ở nhiều địa phương từ Quảng Ninh đến Long An (Võ
Văn Chi, 2012).
Đây là loài cây thân thảo cao 1-1,5m, thân đứng phân nhánh, lúc mới hơi trịn,
sau vng, có nhiều lơng. Lá có cuống dài, phiến lá hình trứng, đầu tù, phía dưới
hình tim, mép có răng cưa, hai mặt đều phủ lông gân không nổi rõ. Hoa mọc thành
xim thưa hoa ở kẽ lá. Hoa nhỏ có cuống dài, đài hình chng 10 gân, 5 răng. Tràng
màu xanh hơi tím, thị ra ngồi đài, ống hình trụ, họng hơi phồng, phiến hai mơi, mơi
duới hình túi, 4 nhị, 2 trội. Quả đóng tư dẹt, rốn rộng.

A

B

C

D

Hình 1.7. Tía tô dại (Hyptis Suaveolens)