เทคโนโลยีการกำจัดมอดยาสูบโดยใช้สารสำคัญจากพืช

Abstract

มอดยาสูบเป็นแมลงศัตรูพืชที่สร้างความเสียหายกับใบยาสูบ ซึ่งทำให้เกิดความสูญเสียเชิงเศรษฐกิจต่อการยาสูบแห่งประเทศไทย งานวิจัยนี้มุ่งเน้นการแก้ปัญหาดังกล่าว โดยพัฒนาเทคโนโลยีการกำจัดมอดยาสูบที่ใช้สารสำคัญจากพืชได้แก่ สารสำคัญจากเมล็ดน้อยหน่า กาเฟอีนจากกากกาแฟและนิโคตินจากเศษใบยาสูบ ในรูปแบบสารเดียวและสารผสม รวมถึงเทคนิคในการนำสารดังกล่าวยึดติดกับมุ้งเพื่อการกำจัดมอดยาสูบที่มีประสิทธิภาพในระยะยาวและไม่เป็นอันตรายต่อผู้ใช้ การศึกษาในโครงการนี้ รายงานการสกัดสารสำคัญจากพืช การเคลือบสารและยึดติดกับผ้ามุ้ง และประสิทธิภาพการกำจัดมอดของมุ้ง สาร Squamocin จากเมล็ดน้อยหน่า สามารถสกัดโดยใช้สารละลายเอทานอล และระเหยตัวทำละลายเพื่อให้ได้สาร Squamocin ที่พร้อมใช้งาน การสกัดนิโคตินจากเศษใบยาสูบสามารถใช้สารละลาย Petroleum ether และ Alkali ethanol ได้ โดยวิธีดังกล่าวสามารถสกัดนิโคตินได้ในปริมาณตั้งแต่ 3.9-6.7% โดยน้ำหนักเมื่อเทียบกับเศษใบยาสูบที่ได้รับมอบจากการยาสูบแห่งประเทศไทย สำหรับการสกัดกาเฟอีนจากกากกาแฟโดยวิธี Supercritical fluid extraction ซึ่งไม่เหมาะต่องานวิจัยนี้ เนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์และกระบวนการที่ราคาสูงมาก และผลการทดลองพบว่ากาเฟอีนไม่สามารถกำจัดมอดได้ ประสิทธิภาพการกำจัดมอดยาสูบจากสารเหล่านี้ในรูปสารเชิงเดี่ยว สารสำคัญจากพืชที่ออกฤทธิ์กำจัดมอดยาสูบได้ดี คือ นิโคติน และ Squamocin โดยมีอัตราการตายของมอดยาสูบอยู่ที่ >90% (เมื่อทดสอบโดยวิธี dipping bioassay ด้วยความเข้มข้นของสาร 30 มก./มล และวิธี Filter paper contact bioassay ด้วยความเข้มข้นของสาร 20 มก./มล) และ 91.43% (เมื่อทดสอบโดยวิธี dipping bioassay) ตามลำดับการใช้สารผสม (Cocktail) ระหว่างนิโคติน และ Squamocin สัดส่วน 1 ต่อ 1 สามารถกำจัดมอดยาสูบได้อย่างมีประสิทธิภาพมากและลดปริมาณการใช้สารเชิงเดี่ยวในการกำจัดมอดได้ แต่เนื่องจากสารสำคัญจากพืชบางชนิดสามารถเสื่อมคุณภาพเมื่อใช้เป็นเวลานาน คณะผู้วิจัยได้ทำการศึกษาการกักเก็บสารสำคัญเหล่านี้ในรูปแบบของนาโนแคปซูลรวมกับการเคลือบด้วย Pyrethrin โดยใช้ TEOS เป็นสารยึดติดกับผ้ามุ้งเพื่อความคงทนต่อการซัก ผลการทดลองพบว่า มุ้งที่เคลือบด้วยสารสำคัญจากพืชที่มีส่วนผสมของ Squamocin และ Nicotine ในรูปนาโนแคปซูล รวมกับ Pyrethrin สามารถกำจัดมอดยาสูบได้ 100% ที่ 24 ชม. และคงประสิทธิภาพดังกล่าวแม้ผ่านการซักด้วยน้ำถึงห้าครั้ง โดยการประเมินราคาของการผลิตมุ้งดังกล่าวในระดับอุตสาหกรรมขนาดเล็กอยู่ที่ 79 บาทต่อ 1 ตร.ม. โดยมีอายุการใช้งานอย่างน้อย 1 ปี และผลจากการทดลองในโครงการจะนำไปสู่การทำสิทธิบัตรในหัวข้อ “เทคนิคการเคลือบผ้ามุ้งด้วย Squamocin และ Nicotine ในรูปนาโนแคปซูลร่วมกับ Pyrethrin เพื่อกำจัดมอดยาสูบ” Cigarette beetles cause damage to post-harvest products and result in a significant economic loss to Thailand Tobacco Monopoly. The objective of this project is to develop pestcontrol technology by using active compounds from plants. Active compounds from plants used in this project were squamocin from custard apple seeds, caffeine from ground coffee, and nicotine from tobacco waste in the forms of mono-constituent substances, cocktail, and coating on fabric. This project reports the extraction process of active compounds, the developed method to coat active compounds on fabric, and the insecticide effect toward cigarette beetles of the coated fabric. The extraction of squamocin could be performed using solvent extraction technique with ethanol. The extraction of nicotine could be performed using solvent extraction technique with petroleum ether and alkali ethanol. From this technique, the amount of extracted nicotine is 3.9-6.7% weight by weight. The extraction of caffeine can be performed using supercritical fluid method. This method is not suitable for this project because it requires high investment cost. Moreover, the experimental result showed that caffeine could not eliminate cigarette beetles. Only nicotine and squamocin have high insecticide effect toward cigarette beetles. The mortality rate of cigarette beetles using nicotine in the form of mono-constituent substance is more than 90% for bothdipping bioassay method with 30 mg/mL nicotine and filter bioassay method with 20 mg/mL nicotine. The mortality rate of cigarette beetles using squamocin is 91.43% with dipping bioassay method. Using a cocktail of nicotine and squamocin in 1:1 ratio provides high insecticide effect and reduces chemical usage in form of mono-constituent substances. However, active compounds from plants easilydegrade after long time usage. Therefore, a study was conducted on nanoencapsulation techniques of the active compounds and coating technique of Pyrethrin by using TEOS as the coating agent. The experimental results showed that fabric coated with sqaumocin/nicotine in nanoencapsulation form and pyrethrin can eliminate 100 % of cigarette beetles in 24 hours and after five cycles of washing. The cost of coated fabric is 79 baht per 1 square meter with at least 1-year usage. The results from this project can be registered as a patent under the topic of “The fabric coating technique by using the combination between pyrethrin and nanoencapsulation of squamocin and nicotine for cigarette beetles elimination”.