Chế phẩm xua đuổi côn trùng: Khai thác tài nguyên thực vật bản địa
Từ các loài thảo mộc có chứa các thành phần giúp xua đuổi côn trùng; TS. Lưu Đàm Ngọc Anh, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam), và các cộng sự đã tạo ra một loại chế phẩm an toàn có tác dụng phòng trừ và xua đuổi các loài ruồi, muỗi… là tác nhân trung gian lan truyền các bệnh nguy hiểm cho con người và động vật.
Thay đổi cách tiếp cận
Một buổi sáng tháng 4/2016, khi Bộ Y tế công bố hai trường hợp nhiễm virus Zika đầu tiên tại Khánh Hòa và TP Hồ Chí Minh, nhiều cửa hàng trên khắp cả nước đã “cháy” các loại thuốc phun diệt muỗi vằn Aedes aegypti – được xem là một trong những tác nhân chính lây truyền virus Zika sang người.
Mỗi gia đình khi ấy đều trang bị những lọ thuốc xịt muỗi, thuốc bôi da khắp góc phòng, không chỉ để ngăn ngừa Zika mà còn cả những căn bệnh khác do muỗi vằn lan truyền như sốt xuất huyết, sốt vàng và sốt chikungunya. Họ tạm yên tâm mình sẽ tránh khỏi những căn bệnh nguy hiểm với “vũ khí hóa học” này.
“Vậy còn những người phụ nữ đang mang thai thì sao?” TS. Lưu Đàm Ngọc Anh – Phó Giám đốc Trung tâm Nghiên cứu môi trường sinh địa hóa, Bảo tàng Thiên nhiên Việt Nam – đặt câu hỏi. Cần nhớ rằng các bình thuốc diệt côn trùng chứa một lượng lớn hóa chất độc hại xâm nhập vào không khí, nước, trầm tích và thức ăn của chúng ta. Chúng gây ra các tác động cấp tính như đau đầu, buồn nôn đến các tác động mãn tính như ung thư và sức khỏe sinh sản.
Lúc bấy giờ, “các bà mẹ mang thai khá hoang mang, bởi trong thời kỳ mang thai người mẹ rất dễ mắc virus Zika; nhưng họ cũng không muốn sử dụng các loại thuốc bôi trên thị trường để phòng muỗi vì chúng không đảm bảo an toàn cho thai thi trong bụng”, TS. Ngọc Anh chia sẻ. Zika đặc biệt nguy hiểm đối với phụ nữ mang thai, nhất là trong ba tháng đầu thai kỳ, vì virus có thể gây ra chứng não nhỏ (dị tật bẩm sinh) cho trẻ.
Liệu có một chế phẩm nào có tác dụng phòng trừ côn trùng, đặc biệt là muỗi Aedes aegypti, nhưng vẫn an toàn cho da của trẻ em và người lớn, thân thiện với môi trường không? “Trong hệ thống phân loại thuốc theo hệ thống Giải phẫu – Điều trị – Hóa học (ATC) của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) có hai nhóm hợp chất liên quan, đó là thuốc diệt côn trùng (Insecticide) và thuốc xua côn trùng (Repellent products) – làm cho côn trùng tránh xa những nơi có mặt của các hợp chất này”, TS. Ngọc Anh gợi mở.
Những hợp chất hữu cơ tổng hợp có thể diệt côn trùng trong thời gian ngắn, nhưng có độc tính mạnh, ảnh hưởng không tốt tới sức khỏe con người, nhất là trẻ em. Vào cuối những năm 1950, Chính phủ Liên bang Hoa Kỳ đã bắt đầu sản xuất hàng loạt thuốc trừ sâu hóa học được phát triển trong các phòng thí nghiệm do quân đội tài trợ. Phổ biến nhất là dichlorodiphenlytrichloroethane (DDT), ban đầu được dùng để xua đuổi những con bọ mang bệnh sốt rét ở các đảo ở Thái Bình Dương trong Chiến tranh Thế giới thứ hai. DDT rất hiệu quả và hữu ích đến mức người phát minh ra nó, Paul Hermann Müller, đã được trao giải Nobel.
Dần dần, các nhà môi trường đã phát hiện ra rằng DDT giết chết không chỉ côn trùng mang bệnh sốt rét, mà còn giết chết bất kỳ loại côn trùng nào khác trong nhiều tháng sau đó. Hơn nữa, DDT trôi theo nước mưa, thoát ra suối và các tầng chứa nước làm cho cá, chuột chũi, chuột đồng, cáo, thỏ và khá nhiều loài vật sống khác bị nhiễm độc. Các ứng dụng của DDT có khả năng gây ô nhiễm nguồn cung cấp thực phẩm của thế giới, cũng như là một trong những con đường gây ung thư trong các mô mỡ của con người.
Từ bài học này, các nhà khoa học trên thế giới đã bắt đầu chuyển hướng quan tâm đến việc tạo ra loại chế phẩm có thể xua đuổi côn trùng – thay vì tiêu diệt chúng, an toàn hơn cho sức khỏe con người, không gây ảnh hưởng lên hệ sinh thái, đặc biệt nếu chúng được chiết xuất từ các loại thảo mộc có trong tự nhiên.
Như vậy, việc thay đổi cách tiếp cận từ tiêu diệt đến xua đuổi có thể là câu trả lời cho bài toàn tạo ra một chế phẩm an toàn. Là người đã dành nhiều năm nghiên cứu về tài nguyên thực vật tại Việt Nam, TS. Ngọc Anh mong muốn tìm kiếm các vật liệu thực vật thay thế bản địa nhằm tận dụng nguồn thực vật sẵn có trong nước thay vì phụ thuộc vào nguồn cung từ nước ngoài.
Với sự hỗ trợ kinh phí từ Chương trình “Khoa học và công nghệ phục vụ phát triển kinh tế – xã hội Tây Nguyên trong liên kết vùng và hội nhập quốc tế” (Chương trình Tây Nguyên 2016-2020), “tôi đã có cơ hội thực hiện nghiên cứu của mình”, TS. Ngọc Anh chia sẻ.
An toàn với người
Trong quá trình khảo sát các loài thảo mộc tiềm năng, TS. Lưu Đàm Ngọc Anh nhận thấy cây giổi chanh (Magnolia citrata) có chứa các thành phần chính như linalool, sabinen (sabinene), xitronelal (citronelal), neral, geranial, xitrala (citral) – những chất đã được thế giới chứng minh có khả năng xua đuổi côn trùng.
Chi Giổi (Magnolia L.) thuộc họ Ngọc Lan (Magnoliaceae), trên thế giới có khoảng 70 loài. Tại Việt Nam, chi Giổi có 18 loài và 1 thứ, các loài trong chi này thường phân bố ở khu vực núi cao ở Hà Giang, Sơn La, Lai Châu, Lào Cai, khu vực Tây Nguyên. Loài giổi chanh, hay còn gọi là giổi xanh quả to (Magnolia citrata (Noot. & Chalermglin) Q.N.Vu & N.H. Xia.) được ghi nhận có ở Việt Nam và Thái Lan. Tại Việt Nam loài giổi chanh phân bố tự nhiên ở các tỉnh Gia Lai (Kon Hà Nừng, K’Bang), Hà Giang (Tùng Vài, Quản Bạ), Lâm Đồng (Đạ K’Nàng, Đam Rông). Một số loài trong chi Giổi được trồng phổ biến để lấy hương liệu và làm cảnh, hoa được kết thành vòng hoa, thờ cúng, hay để trong túi áo làm thơm quần áo với mùi hương dễ chịu. Lúc bấy giờ, ở Việt Nam đã có một số công bố về thành phần hóa học của một số loài trong chi Giổi, chủ yếu phân tích thành phần tinh dầu trong hoa của một số loài; tuy nhiên vẫn chưa có nghiên cứu nào đánh giá thành phần hóa học cũng như tác dụng sinh học loài Magnolia citrata.
Chị đã tiến hành điều chế tinh dầu từ tất cả các phần của cây giổi chanh như lá, thân, vỏ, gỗ, áo hạt… Theo đó, chế phẩm xua đuổi và phòng trừ côn trùng có thể được điều chế theo hai phương án: từ đơn chất tinh dầu của cây giổi chanh hoặc hỗn hợp có chứa tinh dầu của cây giổi chanh.
Nếu điều chế từ đơn chất tinh dầu, chế phẩm xua đuổi và phòng trừ côn trùng có thể bao gồm tinh dầu cây giổi chanh chiếm từ 10% đến 30% khối lượng chế phẩm, cồn etanol 70 độ chiếm từ 68% đến 85% khối lượng chế phẩm và dầu nền chiếm từ 2% đến 5% khối lượng chế phẩm.
Ngoài ra, chị cũng đề xuất phương án chế phẩm chứa hỗn hợp tinh dầu phối trộn gồm giổi chanh, tràm gió (Melaleuca cajuputi), bạc hà Á (Mentha arvensis), sả chanh (Cymbopogon citratus) – đều là những chất có tác dụng kháng khuẩn và phòng trừ côn trùng như ruồi, muỗi, gián, bọ nhảy.
Chị đã thực hiện thu tinh dầu bằng phương pháp chưng cất và phân tích thành phần bằng phương pháp sắc ký khí và khối phổ. Chẳng hạn, tinh dầu từ áo hạt cây giổi chanh có thành phần chính gồm sabinen chiếm 12,4%, linalool chiếm 19,1%, xitronelal chiếm 14,1%, neral chiếm 13,5%, và geranial chiếm 15,7% khối lượng chế phẩm
Chế phẩm xua đuổi và phòng trừ côn trùng ở dạng lỏng có thể phun được, hoặc ngâm tẩm. Tuy nhiên, cách dùng tốt nhất của chế phẩm này là phun lên da người, mặc dù chế phẩm cũng có thể được phun lên áo quần, lông hoặc da của chó, mèo, ngựa, hoặc trâu, bò, hoặc trên các tấm rèm, thảm trong nhà để xua đuổi côn trùng. Thông qua thử nghiệm thực tế, chế phẩm này đã được chứng minh là có tác dụng đẩy lùi côn trùng gây hại và an toàn đối với con người.
Nhờ những ưu điểm này, “Chế phẩm xua đuổi và phòng trừ côn trùng” của TS. Lưu Đàm Ngọc Anh đã được Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ KH&CN) cấp bằng độc quyền sáng chế số 36318 ngày 6/6/2023. Đây là lần đầu tiên các chất giúp xua đuổi côn trùng có trong tinh dầu cây giổi chanh và cách kết hợp các thành phần này với những tinh dầu phổ biến như quế, sả, bạc hà, tràm được đề cập trong một bằng độc quyền sáng chế. So với nhiều loại sản phẩm có chức năng tương tự được nhập khẩu từ nước ngoài, chế phẩm này được đánh giá cao vì sử dụng nguồn nguyên liệu sẵn có của Việt Nam và thân thiện với môi trường.
Dù vậy, sẽ còn mất thêm thời gian để có thể ứng dụng nghiên cứu này ra thị trường, bởi “cần có nghiên cứu thêm về độc tính, kích ứng trên da cũng như bào chế phù hợp; đồng thời mở rộng các thử nghiệm trên đối tượng là côn trùng gây hại mùa màng, thử nghiệm ở các kho lương thực, kho mẫu,…”, TS. Lưu Đàm Ngọc Anh cho biết. Bên cạnh đó, vì “sáng chế là sản phẩm của đề tài nghiên cứu do vậy việc chuyển giao là khá phức tạp về mặt thủ tục với kinh phí sử dụng ngân sách nhà nước.”
Trong lúc chờ đợi, chị và các nhà khoa học sẽ tiếp tục phát triển các nghiên cứu mở rộng. Sự ra đời thành công của một chế phẩm không phải là dấu chấm hết cho quá trình nghiên cứu, mà đó là “một hướng gợi mở những thảo luận sâu hơn từ sự phát hiện bốn thành phần chất chính trong cây giổi chanh có tác dụng xua đuổi và diệt côn trùng với phổ rộng, có ý nghĩa ứng dụng cao – đặc biệt ở Việt Nam, một nước nóng ẩm nhiệt đới nơi côn trùng phá hoại mùa màng phát triển mạnh, đồng thời sản xuất nông nghiệp chiếm tỷ trọng cao trong nền kinh tế.”
Anh Thư
(Bài đăng ở Báo KH&PT số 46)
