Theo Young S.L. (1993), kỹ thuật vi bọc đƣợc định nghĩa: là kỹ thuật bao gói các chất rắn, lỏng hay khí vào trong một lớp vỏ bọc cực mỏng với kích thước hạt trong khoảng micromet (μm). Lớp vỏ này sẽ giữ và bảo vệ chất nền không bị biến đổi làm giảm chất lƣợng (đối với những chất mẫn cảm với nhiệt độ) hay hạn chế tổn thất (đối với các chất dễ bay hơi). Chất đƣợc vi bọc này chỉ giải phóng ra ngoài trong một số điều kiện đặc biệt.
Kỹ thuật vi bọc tinh dầu gồm hai giai đoạn: phân tán tinh dầu thành những hạt rất nhỏ trong nước bằng thiết bị đồng hóa (tạo nhũ tương). Nếu kích thước hạt tinh dầu càng nhỏ thì số lƣợng tinh dầu tự do nằm trên bề mặt các hạt bột càng ít nên lƣợng tinh dầu tiếp xúc với không khí càng thấp, nhờ vậy có thể hạn chế lƣợng tinh dầu bị oxy hóa và thất thoát khi sấy và bảo quản.
Người ta xác định chất lượng của sản phẩm được vi bọc dựa vào hai chỉ tiêu chính, đó là hiệu suất vi bọc (MEY: Microencapsulation Yield) và hiệu quả vi bọc (MEE:
Microencapsulation Efficiency).
Hiệu suất vi bọc là tỷ lệ giữa lƣợng tinh dầu trong sản phẩm so với lƣợng chất béo ban đầu trong dịch sữa. Lƣợng tinh dầu thu đƣợc trong bột thành phẩm chính là lƣợng tinh dầu đƣợc vi bọc. Hiệu suất vi bọc đƣợc tính theo công thức:
Hiệu quả vi bọc là mức độ các chất bọc có thể bảo vệ đƣợc các phần tử vi bọc bên trong nó tránh sự hƣ hỏng cho đến khi bột thành phẩm đƣợc sử dụng. Đó chính là tỷ lệ giữa hàm lƣợng tinh dầu không bị trích ly ra khỏi lớp phim bao khi ta trộn bột sản phẩm với dung môi (pentan) và hàm lƣợng tinh dầu tổng trong bột sản phẩm. Hiệu quả vi bọc đƣợc xác định theo công thức sau:
Bên cạnh MEE hàm lƣợng tinh dầu tự do cũng là một chỉ tiêu quan trọng để đánh giá chất lƣợng bột thành phẩm. Trong quá trình bảo quản, tinh dầu sẽ dễ bị oxy hóa, làm giảm chất lƣợng sản phẩm nếu nhƣ chúng ở trạng thái không đƣợc bọc.
2.3.1.2 Cấu trúc hạt vi bọc [3], [11]
Tùy theo vật liệu vi bọc và điều kiện vi bọc mà cho sản phẩm có cấu trúc khác nhau.
Hương liệu: core material, actives, fill, internal phase, payload.
Vật liệu bọc: capsule, wall material, membrane, carrier, shell.
Hình 2.6 : Cấu trúc hạt vi bọc [11]
Hình 2.7 : Ảnh SEM cấu trúc bên trong hạt vi bọc tinh dầu [11]
Tùy theo sự phân bố của tinh dầu là tập trung hay phân tán đều trong chất mang, người ta chia cấu trúc của sản phẩm bột vi bọc thành: microcapsule và microsphere.
Hình 2.8: Phân loại kiểu vi bọc
Tinh dầu cũng có thể phân bố thành nhiều giọt nhỏ tập trung trong tâm hạt bột. Màng bọc có thể có một lớp hoặc nhiều lớp:
Hình 2.9 : Các dạng vi bọc [3]
2.3.1.3 Cơ chế phóng thích tinh dầu
Tùy theo dạng vi bọc, quá trình chế biến và sử dụng mà tinh dầu đƣợc giải phóng ra với các cơ chế khác nhau:
Phóng thích do bị vỡ: trong quá trình chế biến dưới tác dụng lực cơ học của các máy móc hoặc áp suất cao sẽ làm hạt bị vỡ nhỏ ra và tinh dầu bị phóng thích ra ngoài.
Hình 2.10: Cơ chế phóng thích tinh dầu do hạt bị vỡ
Phóng thích do hòa tan: do ẩm độ không khí cao hoặc do tiếp xúc với nước làm cho lớp màng bao tan ra và tinh dầu đƣợc giải phóng.
Hình 2.11: Cơ chế phóng thích tinh dầu do hạt bị hòa tan
Phóng thích do nóng chảy hoặc phân hủy sinh học: khi ở nhiệt độ cao có thể làm cho các hạt bị nóng chảy hoặc do sự phân hủy sinh học làm cho tinh dầu đƣợc giải phóng.
Hình 2.12 : Cơ chế phóng thích tinh dầu do hạt bị nóng chảy hoặc phân hủy sinh học Phóng thích do nhả từ từ: tinh dầu giải phóng từ từ theo cơ chế khuếch tán phân tử dưới tác dụng của ẩm độ không khí cao hoặc nhiệt độ cao và các điều kiện bên ngoài.