Vi bọc (microencapsulation) là một quá trình bọc (bao) một chất trong một chất khác để tạo ra các hạt, phần tử có đường kính vài nanometer (nm) đến vài millimeter (mm). Vi bọc nhằm bảo vệ các vật liệu (hoạt chất, xúc tác) khỏi sự tác động của môi trường từ đó tăng thời hạn sử dụng trong bảo quản, giảm hư hỏng sản phẩm trong chế biến. Ngoài ra vi bọc còn giúp kiểm soát tốc độ phóng thích hoạt chất theo mong muốn. Công nghệ vi bọc được áp dụng rộng rãi trong các lĩnh vực dược phẩm, mỹ phẩm, thực phẩm, thuốc bảo vệ thực vật, phân bón. Các chất xúc tác như en[1]zyme, vi khuẩn, nấm, xúc tác hóa học (sinh học) khi được vi bọc có thể tái sử dụng nhiều lần. Các hoạt chất như chất chống oxy hóa, hương liệu, dầu thực vật, vitamin, amino acid, chất màu, thuốc nhuộm, dễ bị hư hỏng do sự tác động của môi trường bên ngoài như ánh sáng, ẩm độ, nhiệt độ, oxygen, hoặc do phản ứng với các hóa chất khác, sẽ được tránh khỏi khi các vật liệu đó được chế tạo dưới dạng vi nang.

Tinh dầu chanh có nguồn gốc chiết xuất tự nhiên từ vỏ chanh tươi và cung cấp bởi công ty Tinh dầu Thiên nhiên. Vi bọc tinh dầu chanh bằng phương pháp nhỏ giọt kim tiêm tạo hạt Alginate-Ca đã được thực hiện trong nghiên cứu này. Khoảng nồng độ alginate khảo sát là 1 - 4%. Ở nồng độ alginate trên 1%, dịch có độ nhớt dạng pseudoplastic. Kích thước (1,52 - 1,57 mm) và độ cầu hạt (trên 95%) đạt cực đại ở nồng độ alginate 2 - 3%. Phương pháp nhỏ giọt kim tiêm không phù hợp khi nồng độ alginate trên 3,5% do độ nhớt dịch quá cao dẫn đến độ cầu thấp. Hai loại alginate của Trung Quốc có hàm lượng đạm 9% (alg1) và 2% (alg2) có cùng hiệu suất vi bọc 73 - 74%. Tuy nhiên, hiệu suất thu hồi chất rắn alg2 đạt 98,99% cao hơn nhiều so với alg1 chỉ 52,17%. Điều này do alg2 có độ tinh khiết cao hơn và nếu chọn sử dụng trong thực tế sản xuất thì dễ kiểm soát hàm lượng và giảm lượng chất thải hữu cơ gây hại môi trường so với alg1.

Tinh dầu chanh được vi bọc bằng phương pháp ion-gel tạo hạt bằng kỹ thuật nhỏ giọt kim tiêm. Alginate được sử dụng làm polymer có ion âm để liên kết với ion dương của calcium. Khảo sát cho thấy độ nhớt của dịch alginate có dạng phi-Newton kiểu giả dẽo (pseudoplastic). Độ nhớt tăng rất nhanh khi tăng nồng độ dịch. Điều này ảnh hưởng đến khả năng tạo hình cầu của hạt alginate-Ca. Phương pháp nhỏ giọt kim tiêm có thể tạo hạt có độ cầu trên 95% và kích thước 1,5 - 1,6 mm ở dịch có nồng độ 2 - 3% là nồng độ mà phương pháp rung dòng tia không tạo được hạt. Phương pháp nhỏ giọt kim tiêm không thể tạo hình cầu khi nồng độ alginate từ 3,5% trở lên.

Nguyên liệu alginate có ảnh hưởng đến chất lượng và đặc tính vi bọc tinh dầu chanh. Hai nguyên liệu alginate có độ tinh khiết khác nhau nhưng hiệu suất vi bọc tương đương nhau. Tuy nhiên, vật liệu có nhiều tạp chất có hiệu suất thu hồi chất rắn thấp hơn 45% so với vật liệu có độ tinh khiết cao. Trong quá trình sản xuất, nguyên liệu alginate tinh khiết sẽ thải ít chất hữu cơ hơn nên giảm công xử lý nước thải. Ngoài ra, nguyên liệu alginate tinh khiết hơn sẽ cho năng suất tải tinh dầu thực tế gần với thiết kế hơn nên dễ kiểm soát hàm lượng hoạt chất hơn.

tnttrang