Quả họ cây có múi (Citrus) được sử dụng làm thực phẩm trên khắp thế giới như mứt jam, nước quả cô đặc, hoặc sản xuất nước ép trong công nghiệp nước giải khát. Với lượng rất nhỏ, vỏ quả được sử dụng như một dạng trang trí hay bổ sung hương vị cho các sản phẩm bánh nướng và công thức nấu ăn hằng ngày. Được biết, tỷ lệ vỏ bưởi chiếm khoảng 50% tổng trọng lượng quả, và chanh cũng chiếm một tỷ lệ đáng kể. Hiện nay, quy trình chế biến công nghiệp chỉ tiêu thụ thịt quả, khó có thể giải quyết một số lượng lớn phụ phẩm từ chế biến từ vỏ của loại nông sản này. Phương pháp vi bọc tinh dầu từ vỏ các loại trái cây đã được đề xuất cho thấy tính khả thi trong việc xử lý phụ phẩm và bảo vệ các hoạt chất sinh học có giá trị trong tinh dầu.

Việt Nam với điều kiện thiên nhiên nhiệt đới rất thuận lợi cho việc hình thành và phát triển các loài thực vật, trong đó các loại cây có chứa tinh dầu được khẳng định là dồi dào và độc đáo. Trong đó, nhu cầu thị trường về tinh dầu của các giống cây họ Citrus ngày càng tăng, các loại cây này được trồng rộng rãi với diện tích lớn và sản lượng đạt năng suất cao ở vùng Đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL), có thể kể đến một số loại tiêu biểu trong họ Citrus như bưởi năm roi và chanh không hạt.

Ở họ Citrus, tinh dầu chủ yếu lấy từ vỏ như vỏ ngoài của quả bưởi, cam, quýt chứa nhiều limonene, pinene, linalool, geranoid, citral, naringosid, hesperidin, diosim, diosmetin, hesperetin… có tác dụng bảo vệ thành mao mạch, giảm tính thấm, giúp cho mao mạch đàn hồi và bền vững hơn; tinh dầu vỏ chanh và lá chanh chứa limonene, citral là tiền chất quan trọng để tổng hợp ra các chất có giá trị trong ngành hương liệu carvone, ionone… Trong tinh dầu họ Citrus, ngoài các hợp chất chính là terpene cùng một số hợp chất khác thuộc nhóm sesquiterpene, còn có một số hợp chất chứa oxigen (alcohol, aldehyde, ester). Các hợp chất này dễ hòa tan trong nước và rượu có độ cồn thấp đồng thời có vị mát dịu, hấp dẫn của hoa quả tươi. Do đó chúng được sử dụng nhiều trong các lĩnh vực sản xuất nước hoa, kem đánh răng, xà phòng thơm, dầu chải tóc, nguyên liệu dược phẩm và thực phẩm.

Tuy nhiên tinh dầu bưởi năm roi và chanh không hạt rất dễ bị oxy hóa và biến tính bởi các điều kiện ngoại cảnh như ánh sáng, nhiệt độ và pH làm biến đổi chất lượng cũng như thất thoát các hoạt chất sinh học có giá trị cao. Vì vậy, việc nghiên cứu vi bọc các tinh dầu trên để làm giảm thiểu biến đổi chất lượng cũng như tổn thất của tinh dầu là điều cần thiết, góp phần nâng cao giá trị sử dụng của các loại cây họ Citrus và tạo ra những sản phẩm mới cho thị trường thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm ở Việt Nam.

Đề tài nêu trên được thực hiện nhằm kế thừa sản phẩm là tinh dầu họ Citrus của các đề tài nghiên cứu trước đó như “Ứng dụng kỹ thuật sấy phun trong việc phát triển sản phẩm vi bọc tinh dầu họ Citrus vùng Đồng bằng sông Cửu Long” của tác giả Đào Tấn Phát và cộng sự (2021); các đề tài cấp Sở Khoa học và Công nghệ tỉnh Hậu Giang về tinh dầu chanh và các sản phẩm có liên quan (nhóm nghiên cứu trường Đại học Nguyễn Tất Thành), đề tài cấp Sở KH&CN Thành phố Cần Thơ về bưởi và các sản phẩm từ bưởi (nhóm nghiên cứu trường Đại học Nguyễn Tất Thành và trường Đại học Cần Thơ thực hiện). Mục tiêu của đề tài là xác định các thông số thích hợp cho quá trình vi bọc các loại tinh dầu họ Citrus bao gồm bưởi năm roi, chanh không hạt với các thông số phù hợp, đồng thời đánh giá tính chất các sản phẩm và thành phần hóa học của các loại tinh dầu trước và sau vi bọc. Qua đó, góp phần nâng cao hiệu quả ứng dụng tinh dầu trong ngành công nghiệp thực phẩm Việt Nam.

Đề tài đã tiến hành các nội dung nghiên cứu vi bọc tinh dầu bưởi năm roi (Citrus grandis (L.) Osbeck); nghiên cứu vi bọc tinh dầu vỏ chanh không hạt (Citrus latifolia); phân tích và đánh giá chất lượng sản phẩm bột vi bọc các loại tinh dầu bưởi năm roi, chanh không hạt vùng ĐBSCL; so sánh và đánh giá tính chất các loại bột vi bọc tinh dầu.

Kết quả cho thấy, đối với  tinh dầu bưởi, loại chất bao thích hợp là maltodextrin, nồng độ chất bao là 30% (w/w), nồng độ tinh dầu ở 1.5% (w/w), nhiệt độ đầu vào là 140℃ và tốc độ sấy nhập liệu là 120 mL.h-1. Ẩm độ của bột vi bọc đo được là 4.96 ± 0.64%. Hiệu suất vi bao và hiệu quả vi bao thu được lần lượt là 75.59% và 89.44%. Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp phân tích sắc ký khí ghép khối phổ (GC-MS) để xác định các thành phần hóa học chính trong tinh dầu bưởi trước và sau khi sấy phun. Các thành phần của tinh dầu bưởi trước và sau khi sấy phun được tìm thấy gồm 5 hợp chất chiếm 99.19% (trước sấy phun) và 5 hợp chất chiếm 98.99% (sau sấy phun).

Đối với tinh dầu chanh, loại chất bao thích hợp là maltodextrin, nồng độ chất bao ở 30% (w/w), nồng độ tinh dầu ở 1.5% (w/w), nhiệt độ đầu vào là 140℃ và tốc độ sấy nhập liệu là 120 mL.h-1. Ẩm độ của bột vi bọc đo được là 4.06 ± 0.05%. Hiệu suất vi bao và hiệu quả vi bao lần lượt là 91.80% và 96.40%. Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp phân tích GC-MS, đã xác định được các thành phần hóa học chính trong tinh dầu chanh trước và sau khi sấy phun. Các thành phần của tinh dầu chanh trước và sau khi sấy phun được tìm thấy gồm 9 hợp chất chiếm 98.95% (trước sấy phun) và 19 hợp chất chiếm 99.99% (sau sấy phun).

Cả hai loại bột vi bọc đều có hiệu suất thu hồi bột cao trên 80%. Hoạt độ nước của sản phẩm đều nằm trong khoảng an toàn cho việc bảo quản. Hình ảnh SEM (kính hiển vi điện tử quét) cũng đều cho thấy hạt có bề mặt nguyên vẹn, không có vết nứt và kích thước hạt khá đồng đều. Phổ TGA (phân tích nhiệt trọng lượng) cho thấy sự phù hợp so với phổ DSC (đo nhiệt lượng quét vi sai). Động học phóng thích tinh dầu cho thấy mô hình Peppas-Sahlin và Korsmeyer Peppas có thể giải thích các cơ chế phóng thích tinh dầu trong ba môi trường thực phẩm (acid acetic 3%, ethanol 10% và ethanol 50%).

Kết quả đề tài cũng xây dựng được quy trình và xác định được các thông số thích hợp cho việc sản xuất bột vi bọc các loại tinh dầu bưởi, cam và chanh, phù hợp với hướng ứng dụng cho các vùng trồng các loại cây này tại Việt Nam. Đồng thời là cơ sở để nghiên cứu phối trộn bột vi bọc các loại tinh dầu vào các sản phẩm thực tế, góp phần đa dạng hóa các sản phẩm và cải thiện chất lượng của các sản phẩm trên thị trường, từ đó giúp nâng cao giá trị sử dụng các loại cây trồng cho tinh dầu.