Trong đó, phải kể đến là sự tấn công của sâu tơ – một trong những loại sâu hại rau gây thiệt hại nặng trong sản xuất rau màu ở nước ta. Nhằm xử lý nhanh chóng và hiệu quả, các loại thuốc bảo vệ thực vật có nguồn gốc hóa học được nông dân lựa chọn. Điều này không những gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người tiêu dùng, môi trường mà còn làm gia tăng tình trạng kháng thuốc ở sâu hại. Ngày nay, việc sử dụng thuốc trừ sâu có nguồn gốc sinh học và bảo vệ các loài thiên địch tựnhiên vẫn luôn được nghiên cứu, triển khai ở nước ta, đặc biệt là việc tìm kiếm nghiên cứu các loại nguyên liệu mới có khả năng phòng trừ sâu hại. Hoạt chất Azadirachtin từ dịch chiết lá và hạt cây xoan Ấn Độ (Neem) đã được chứng minh có khả năng phòng trừ sâu tơ, bọ trĩ, rầy nâu.

Bên cạnh đó, khả năng gây ngán ăn đối với sâu xanh bướm trắng (Pieris rapae) từ dịch chiết từ lá kinh giới và hạt gấc. Ngoài ra, một nghiên cứu đã cho thấy protein ức chế enzyme tiêu hóa proteinase (PPIs) từ hạt gấc cho khả năng phòng trừ sâu hại. Dịch chiết từ hoa cúc ngải vàng có khả năng tiêu diệt sâu khoang. Thêm vào đó, dịch chiết từ lá xoan khô (Meliaazedarach L.) cũng được chứng minh có tác dụng phòng trừ một số sâu hại nông nghiệp và lâm nghiệp như sâu xanh ăn lá trầm (Heortia vitessoides Moore).

Dịch chiết từ lá cây đậu dầu với hiệu lực đạt 96,97% ở nồng độ  1,2% sau 3 ngày xử lý trong điều kiện phòng thí nghiệm  có  khả  năng phòng trừ  sâu kéo màng (Hellula  undalis  Fabricius) và  rệp  cải (Rhopalosiphum pseudobrassicae). Đặc biệt, dịch chiết từ hạt bình bát có khả năng phòng trừ rệp muội và bọ xít muỗi. Từ đó, nguồn nguyên liệu để sản xuất các loại thuốc bảo vệ thực vật hay các chế phẩm sinh học là vô cùng tiềm năng và đa dạng.

Chuối già (Musa paradisiaca L.) là một loại cây cho quả tiêu thụ nhiều trên thế giới, chuối già sống chủ yếu ở vùng nhiệt đới, quả chuối được tiêu thụ như một thực phẩm cung cấp năng lượng hằng ngày.  Theo các nghiên cứu đã được công bố cho thấy các bộ phận của chuối già như rễ, hoa, lá được sử dụng cho mục đích y học. Như điều trị vết thương mới, vết cắt và côn trùng cắn từ nước ép lá chuối già.

Thuốc phun tẩy giun sán được làm từ dịch chiết của rễ cây chuối già, nhựa của cây chuối già được dùng để chữa bệnh tiêu chảy, bệnh kiết lỵ, chứng cuồng loạn và bệnh động kinh. Một chất truyền lạnh từ rễ để điều trị các bệnh thiếu máu và bệnh da liễu. Trái chuối già được dùng làm thuốc kích thích tình dục, thuốc chống nôn ói. Các nhà y học cổ truyền ở Nigeria đã sử dụng nước sắc của lá chuối già để điều trị bệnh loét hoặc đau dạ dày, bệnh tiêu chảy, bệnh sốt rét đã nghiên cứu hoạt động của chiết xuất lá chống lại Staphylococcus  aureus,  Escherichia  coli  và Pseudomonas  aeruginosa.

Trong cùng năm đó, nghiên cứu hoạt động kháng khuẩn của dịch chiết lá chuối già chống lại Shigella dysenteriae, Salmonella typhi và Bacillus cerus. Qua nghiên cứu các hợp chất hoạt tính sinh học được tìm thấy trong lá cây chuối già bao gồm alkaloid, tannin, flavonoid, glycosid tim, saponin, đường deoxy và cacbohydrat. Một trong những hợp chất đó là alkaloid với các công dụng như chống oxy hóa, chống sốt rét, chất chống côn trùng, bảo vệ cây.

Do đó, nghiên cứu đặt ra giả thuyết có hay không hoạt tính sinh học từ dịch chiết thô lá chuối già trong phòng trừ sâu tơ. Để chứng minh giả thuyết trên, nghiên cứu này đã tập trung khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quy trình trích ly dịch chiết thô lá chuối già và khảo sát hoạt tính sinh học của dịch chiết đối với sâu tơ. Từ đó tạo ra một chế phẩm sinh học mới với khả năng phòng trừ sâu tơ có nguồn gốc sinh học, thân thiện với môi trường và an toàn cho sức khỏe người tiêu dùng.

1. Quy trình trích ly dịch chiết lá chuối già

a. Quy trình

Lá chuối sau khi thu hoạch được rửa sạch qua nước, sau đó sấy khô đến khối lượng không đổi và được  nghiền nhỏ bằng máy xay sinh tố đạt kích thước khoảng 1-2 mm; sử dụng 20g mẫu được cho vào erlen 250 mL  và thêm vào 1 g than hoạt tính.

Sau đó, dung môi được thêm vào thực hiện quá trình ngâm trích, tiến hành lọc và làm khan bằng Na₂SO₄.

Dịch chiết thô được tiến hành cô đuổi dung môi bằng hệ thống cô quay áp suất thấp để thu được cao chiết. Cao chiết được trữ ở 4⁰C cho các thí nghiệm tiếp theo.

b. Khảo sát quy trình

Quy trình trích ly được tiến hành khảo sát các yếu tố tối ưu ảnh hưởng bao gồm: dung môi ngâm trích, tỉ lệ nguyên liệu/thể tích dung môi (rắn – lỏng) và thời gian trích. Dung môi tối ưu cho quá trình chiết được khảo sát với 04 loại dung môi là ethanol (80%), ethanol (90%), ethanol (99%) và methanol (99%). Các giá trị khác được giữ cố định: khối lượng mẫu (20 g), thời gian (24 h), tỉ lệ rắn - lỏng là 1:4 (g/mL). Sau đó, cố định các yếu tố đã tối ưu và tiến hành khảo sát các yếu tố còn lại.

Tỉ lệ nguyên liệu/thể tích dung môi (rắn – lỏng) được tiến hành khảo sát với các tỉ lệ lần lượt là 1:3, 1:4, 1:5 và 1:6. Thời gian chiết tối ưu được khảo sát ở 12, 24, 36 và 48 h. Khối lượng cao chiết được phân tích để đánh giá điều kiện tối ưu cho quy trình ngâm trích.

c. Định tính alkaloid trong dịch chiết

Alkaloid được định tính bằng thuốc thử Mayer, Wagner, Dragendorff. Kết quả định tính được phân thành 4 mức độ: tủa mạnh (+++), tủa trung bình (++), tủa yếu (+) và không tủa (-). Thuốc thử Mayer: nếu có alkaloid thì dung dịch sẽ xuất hiện kết tủa màu vàng nhạt hoặc màu trắng đục.

Thuốc thử Wagner: nếu có alkaloid thì dung dịch sẽ xuất hiện kết tủa màu nâu. Thuốc thử Dragendorff: nếu có alkaloid thì dung dịch sẽ xuất hiện kết tủa màu đỏ đến vàng cam.

Ngoài ra, sử dụng phương pháp sắc ký khí ghép phối phổ GC-MS để định tính thành phần alkaloid trong dịch chiết tại trung tâm phân tích mẫu.

2. Khảo sát hoạt tính sinh học của dịch chiết đối với sâu tơ

Cao chiết thô pha trong 16 mL ethanol 99% hỗ trợ quá trình hòa tan, sau đó pha loãng với nước đạt thể tích là 40 mL với các nồng độ lần lượt là 10, 20 và 30 g/L, cùng đối chứng 0g/L phun trực tiếp lên sâu. Số lượng sâu khảo sát là 4 con trên một nghiệm thức, sau đó lấy số  sâu chết  ở  các mốc thời gian 5, 10, 15, 25, 35 phút. Thí nghiệm được lặp lại 3 lần.

Thí nghiệm được tiến hành trên sâu tơ khoảng 10 ngày tuổi với 4 con/nghiệm thức. Sâu khỏe mạnh, được đặt trong hộp nhựa thoáng khí, không nắp đậy.

Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình trích ly dịch chiết thô lá chuối già (Musa paradisiaca L.) bằng phương pháp ngâm trích và khảo sát khả năng diệt trừ sâu tơ (Plutella xylostella) của dịch chiết.

Kết quả khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình ngâm trích đã đưa ra các điều kiện tối ưu như dung môi ngâm là ethanol 99%; tỉ lệ rắn- lỏng là 1:5 (g/mL) và thời gian ngâm là 24 h.

Bên cạnh đó, nghiên cứu đã sử dụng phương pháp định tính hóa học và sắc ký khí ghép phối phổ (GC-MS) chứng minh sự hiện diện của alkaloid trong dịch chiết. Ngoài ra, hiệu quả tiêu diệt sâu tơ tốt nhất được ghi nhận tại nồng độ cao chiết với nồng độ 30 g/L sau 35 phút phun trong điều kiện nhiệt độ môi trường.