Quy trình tạo chế phẩm sinh học phòng trừ mọt gạo

Ngày đăng : 19-11-2020 - 08:49| Lượt xem:334

Quy trình tạo được CN (vi nhũ tương chitosan-neem), CND (chế phẩm kết hợp CN và dầu vỏ hạt điều) để sản xuất chế phẩm sinh học có tác dụng phòng trừ mọt gạo, bảo quản kho lương thực hiệu quả cao, thân thiện với môi trường.

Tình hình sản xuất và tiêu thụ

Đối với lương thực bảo quản trong kho ở nước ta, mọt gạo được xếp vào loại sâu hại nguy hiểm số một. Mọt gạo hại tất cả các loại lương thực, sinh sản rất nhanh, có khả năng thích nghi rộng với các điều kiện ngoại cảnh khác nhau, thời gian sống dài hơn các loại mọt khác. Để khắc phục tình trạng này, nhiều biện pháp bảo quản kho đã được áp dụng, bao gồm biện pháp cơ lý, hóa học và sinh học. Trong đó, khá phổ biến hiện nay là các biện pháp cơ lý (ngay sau khi thu hoạch là phơi khô, sàng quạt để giảm tối đa độ ẩm) và được sử dụng nhiều trong các kho nông sản là xông hơi – khử trùng, do có nhiều ưu điểm như dễ áp dụng ở quy mô lớn, phổ tiêu diệt rộng, hiệu quả nhanh, tác dụng mạnh bằng các hóa chất phổ biến thuộc nhóm bay hơi độc như methyl bromide và phosphine. Tuy nhiên, nhược điểm rất lớn của các loại thuốc xông hơi này là độc tính cao, dễ cháy nổ, nguy hiểm cho nhân viên khử trùng (có khả năng gây tử vong) nên bị cấm sử dụng ở nhiều nước phát triển. Vì vậy, việc tìm kiếm những hoạt chất thay thế để phòng trị côn trùng có hiệu quả, ít gây ô nhiễm môi trường và an toàn hơn cho con người và động vật trở thành nhu cầu cần thiết.

Dầu neem được tách chiết từ hạt quả neem bằng phương pháp ép nguội chứa hoạt chất chính là azadirachtin có hoạt tính xua đuổi, gây ngán ăn mạnh, ức chế sinh trưởng và sinh sản của nhiều loại côn trùng gây hại trong đó có côn trùng hại kho như mọt gạo. Bên cạnh đó, dầu vỏ hạt điều rất giàu các hợp chất polyphenol, trong đó anacardic (chiếm tới >70%) có hoạt tính diệt các loại côn trùng gây hại (thông qua cơ chế ức chế nhiều loại enzyme quan trọng trong sinh sản và sinh trưởng như prostaglandin synthetase, tyrosinase, lypoxygenase,…). Tuy nhiên, các loại dầu như dầu neem không tan trong nước nên hiệu quả sử dụng chưa cao. Việc nhũ hóa dầu neem và bao bằng chitosan để tạo ra các loại vi hạt có kích thước rất nhỏ là vi nhũ chitosan – neem (CN) cho phép sản xuất chế phẩm sinh học ứng dụng trong phòng trừ mọt gây hại, bảo quản kho hiệu quả cao, thay thế cho các loại thuốc bảo quản hóa học độc hại.

Quy trình và phương pháp thực hiện

1. Quy trình tạo CN (vi nhũ tương chitosan mang dầu neem) và CND (chế phẩm kết hợp dịch vi nhũ tương chitosan-neem và dầu vỏ hạt điều)  

Nguyên vật liệu, dụng cụ

- Dầu neem được ép bằng phương pháp ép nguội; Tween 80; Span 80; Chitosan trọng lượng phân tử 168.000 g/mol, mức độ deacetyl hóa 90% (của Công ty TNHH Oligo Việt Nam).

- Acid lactic 1%.

- Cân một số lẻ.

 - Máy khuấy cơ cánh khuấy.

- Bộ lọc kích thước 0,45 micromet.

- Máy đánh sóng siêu âm Heidolph Diax 900

Quy trình có thể tạo được 2 loại sản phẩm gồm vi nhũ chitosan-neem (CN) và chitosan-neem-dầu vỏ hạt điều (CND). Tạo vi nhũ tương chitosan-neem là giai đoạn quan trọng để tạo nguồn nguyên liệu cho các chế phẩm liên quan về sau như sản phẩm CND hay sản phẩm dạng bột và viên nén.

Tạo sản phẩm CN

+Chuẩn bị nguyên liệu

- Pha acid lactic 1% thể tích 1 lít. Hút 10 ml aci lactic nguyên chất pha với 100 ml nước cất trong bình định mức 1 lít. Lắc đều để dung dịch acid được tan trong nước cất, sau đó thêm cho đủ đến vạch định mức 1 lít. Đậy nắp bình, chuyển vào chai nhựa bảo quản dung dịch hoặc có thể dùng ngay.

- Pha chitosan: cân 5g chitosan cho vào dung dịch acid lactic đã chuẩn bị. Để lên máy khuấy từ khuấy ở tốc độ 500 vòng/phút qua đêm.

- Lọc chitosan: dùng rây lọc dung dịch chitosan để loại bỏ những phần không tan sau đó định mức lại thể tích dung dịch chitosan về lượng cần dung đúng nồng độ.

+Tạo các phản ứng

- Cân pha dung dịch chất nhũ hóa gồm Tween 80 và Span 80 tỷ lệ 1:1 khuấy trên máy khuấy từ tốc độ 500 vòng/phút cho hỗn hợp hòa trộn vào nhau trong 15 phút.

- Cân dầu neem trộn với hỗn hợp chất nhũ hóa trên máy khuấy từ ở 500 vòng/phút cho hỗn hợp được trộn đều trong 15 phút.

- Nhỏ dung dịch chitosan 0,5% đã chuẩn bị vào hỗn hợp dầu neem và chất nhũ hóa đồng thời khuấy bằng máy khuấy cơ, tăng tốc từ từ đến 1.200 vòng/phút trong 30 phút. Hỗn hợp đã chuyển từ dung dịch trong sang dạng nhũ dịch có màu trắng ngà đục, hơi đặc.

- Dùng cây đánh sóng siêu âm đánh quanh hỗn hợp kết hợp khuấy cơ trong vòng 1 giờ. Sản phẩm sẽ có màu trắng ngà ít ngả vàng của màu dầu neem hơn và sánh đặc.

Sau quá trình phản ứng thu được chế phẩm vi nhũ CN

+Bảo quản vi nhũ CN: đậy nắp kín để hỗn hợp nơi mát mẻ, tránh ánh sáng mặt trời trong 48 giờ để hỗn hợp vi nhũ CN được ổn định và phản ứng được hoàn toàn.

Tạo sản phẩm CND

Thực hiện: cân 3,5 kg vi nhũ CN và 1,5 kg dầu vỏ hạt điều đã được xử lý trộn dầu vỏ hạt điều vào CN bằng máy khuấy cơ trong 30 phút để hai hỗn hợp được trộn đều vào nhau ở điều kiện nhiệt độ phòng.

+ Bảo quản chế phẩm CND: đậy nắp kín hoặc đóng chai, để ở nơi mát mẻ tránh ánh sáng mặt trời. Chế phẩm có thể sử dụng vi nhũ CN để làm sản phẩm dạng bột hoặc dạng viên nén.

2. Quy trình tạo chế phẩm dạng viên và dạng bột đựng trong túi vải không dệt

 

Quy trình tạo chế phẩm CN dạng viên

+ Nguyên vật liệu 

- Vi nhũ tương chitosan-dầu neem (1)

- Chất độn (2)

- Phụ gia (3)

- Chất kết dính 0,5% (4)

- Túi vải không dệt kích thước 5,5x7 cm (5)

- Mỗi túi có trọng lượng 5 g bột chế phẩm (6)

- Máy trộn bột khô (7)

- Máy cắt viên (8)

- Máy nén viên (9)

+ Thực hiện:

Phối trộn tất cả các nguyên liệu từ 2, 3, 4 theo tỷ lệ phụ gia 20%, chất kết dính 0,5% và chất mang cho đủ 100%. Trộn bằng máy trộn bột khô các thành phần 2, 3, 4 trước cho thật đều khoảng 5 phút tốc độ 4, sau đó đổ vi nhũ chitosan-neem vào trộn thêm 5 phút cho hỗn hợp vi nhũ được trộn vào bột hoàn toàn. Chuyển qua máy ép viên (có đầu ra kích thước hạt 1 mm), máy cắt viên và thu hồi viên ở khay chứa bên. Cân 5 g CN dạng viên vào các túi vải không dệt, hàn kín mép túi.

+ Đóng gói và bảo quản: các túi vi nhũ CN dạng viên được đóng vào các túi nhựa trong kín khí để bảo quản tránh hút ẩm và bay hơi. Mỗi túi sản phẩm có khối lượng 5 g có thể dùng cho 1 bao gạo nhỏ 5-10 kg, có tác dụng xua đuổi côn trùng hại gạo.

Quy trình tạo chế phẩm dạng bột

+ Nguyên vật liệu:

- Vi nhũ chitosan-neem nồng độ 43,48%: 4% (1)

- Phụ gia 20% (2)

- Chất độn 76% (3)

- Cân một số lẻ (4)

- Túi vải không dệt kích thước 5,5x7 cm (5).

+ Thực hiện

Phối trộn tất cả các nguyên liệu từ 2, 3 theo tỷ lệ phụ gia 20% và chất mang 76%. Trộn bằng máy trộn bột khô các thành phần 2, 3 trước cho thật đều khoảng 5 phút tốc độ 4.

Bổ sung vi nhũ chitosan-neem tỷ lệ 4% vào hỗn hợp bột ở bước 1, trộn thêm 10 phút cho hỗn hợp vi nhũ được trộn vào bột hoàn toàn.

+ Đóng gói: cân 5 g CN dạng bột vào các túi vải không dệt, hàn kín mép túi.

Bảo quản: các túi vi nhũ CN dạng bột được đóng vào các túi nhựa trong kín khí để bảo quản tránh hút ẩm và bay hơi.      

Chế phẩm CN dạng bột.

Ưu điểm của công nghệ, hiệu quả kinh tế

Quy trình ứng dụng công nghệ vi nhũ tương chitosan tạo được chế phẩm sinh học có thể sử dụng rộng rãi, an toàn, hiệu quả cao, không độc hại. Quy trình đơn giản, ít công đoạn, dễ áp dụng ở quy mô lớn, giảm chi phí sản xuất.

Chế phẩm CN và CND đều thể hiện hoạt tính xua đuổi, gây ngán ăn và có hiệu lực diệt mọt gạo cao, có thể ứng dụng trong việc xua đuổi mọt gạo Sitophilus oryzae. Sản phẩm có tính an toàn, người nông dân hoặc các kho chứa có thể tự mua về xử lý (sử dụng tại các kho chứa từ nhỏ cho tới lớn) mà không có nguy cơ gây ngộ độc, không gây ô nhiễm môi trường. Chế phẩm CN dạng bột có thể áp dụng dạng túi lọc để xông hơi cho hiệu quả cao, thao tác đơn giản, dễ sử dụng, ít tốn chi phí cho nhân công.

Ngoài ra, chế phẩm còn giúp cho các sản phẩm nông sản tới tay người tiêu dùng mà không bị ảnh hưởng bởi thuốc bảo quản kho hóa học và có giá trị trong xuất khẩu nông sản sang các nước có yêu cầu cao về dư lượng thuốc bảo vệ thực vật, qua đó giúp nâng tầm giá trị của nông sản của Việt Nam tiếp cận thị trường khó tính.

Chế phẩm CN dạng viên.

Giá thành chế phẩm CN (túi dạng bột hoặc viên nén để xông hơi) là 143.000 đồng/100 túi, dùng cho 5 tấn gạo, có thể tự xử lý và có tác dụng kéo dài trong 3 tháng, đạt hiệu quả kinh tế cao (giá sản phẩm thương phẩm xông hơi khử trùng kho thông dụng Quickphos là 105.000đ/5 viên thuốc, dùng cho 1 tấn gạo, chưa tính nhân công và phải có nhà kho đạt tiêu chuẩn để xông hơi).

Thông tin liên hệ chuyên gia, hỗ trợ

1. TS. Nguyễn Thị Như Quỳnh

ĐT: 0983007697. Email: quynhntn@itb.ac.vn       

2. Viện Sinh học Nhiệt đới

Địa chỉ: 9/621 Xa lộ Hà Nội, Linh Trung, Thủ Đức, TP.HCM. Điện thoại: 028 2218 1635.

Lam Vân (CESTI)

                                                                       

Các tin bài khác