3.2. HIỆU SUẤT THỦY PHÂN THEO CARBOHYDRAT TỔNG
3.2.1.1. Đánh giá hiệu suất thủy phân của hai loại axit
Kết quả xác định hàm lƣợng carbohydrat tổng theo nồng độ axit đƣợc thể hiện trong Bảng 3.2 cho thấy hàm lƣợng carbohydrat tổng thu đƣợc dao động trong khoảng từ 7,73±0,34 g/L đến 11,12±0,44 g/L.
Ảnh hƣởng của nồng độ axit đến hiệu suất thủy phân đƣợc biểu diễn ở hình 3.1 cho thấy thủy phân bằng axit ascorbic tạo ra hiệu suất cao hơn so với axit sulfuric ở tất cả các nồng độ. Khi tăng nồng độ cao hơn 0,2 M thì hiệu suất khi thủy phân bằng axit sulfuric có dấu hiệu tăng chậm, trong khi đó axit ascorbic làm hiệu suất tăng cao. Để xác định ảnh hƣởng của nồng độ đến hiệu
suất có mối tƣơng quan hay không, lập phƣơng trình hồi qui Y1 = 40,79 +
36,6*X1 (bảng PL1.1), với Y1 là biến phụ thuộc ứng với hiệu suất thủy phân, X1 là biến độc lập ứng với nồng độ axit ascorbic. Nhƣ vậy quan hệ giữa hiệu suất và nồng độ là mối quan hệ tuyến tính bậc 1, với hệ số hồi qui bằng + 36,6 thì nồng độ axit ascorbic và hiệu suất thủy phân là mối quan hệ thuận. Mặt khác có thể thấy hệ số tƣơng quan R = 0,9785 (0,9 ≤ R ≤ 1) nên có thể kết luận rằng giữa nồng độ axit và hiệu suất thủy phân có mối liên hệ tƣơng quan thuận và rất chặt, hay nói cách khác hàm lƣợng carbohydrat tổng tăng khi nồng độ axit tăng.
Cụ thể khi thủy phân rong sụn bằng axit ascorbic 0,05 M đã thu nhận hàm lƣợng carbohydrat tổng là 8,26±0,32 g/L. Khi tăng nồng độ axit lên 0,1 M thì hàm lƣợng carbohydrat tổng thu đƣợc tăng cao lên 9,19±0,38 g/L. Tiếp tục tăng nồng độ lên các khoảng 0,2 và 0,3 M thì hàm lƣợng carbohydrat tổng có xu hƣớng tăng và ở nồng độ axit cao nhất trong phạm vi nghiên cứu là 0,4 M thì hàm lƣợng carbohydrat tổng tăng lên 11,12±0,44 g/L, tƣơng ứng với hiệu suất thủy phân 55,6 % (Hình 3.1).
Trong khi đó khi sử dụng axit vô cơ, phƣơng trình hồi qui có dạng Y2
= 39,68 + 20,52*X2 (bảng PL1.2) với Y2 là biến phụ thuộc ứng với hiệu suất thủy phân, X2 là biến độc lập ứng với nồng độ axit sulfuric, nhƣ vậy giữa
nồng độ axit sulfuric và hiệu suất thủy phân cũng là mối quan hệ tuyến tính bậc 1 và là mối quan hệ thuận do có hệ số hồi qui dƣơng là + 20,52. Với hệ số tƣơng quan R = 0,8762 (0,7 ≤ R < 0,9), thấp hơn so với axit ascorbic, nên có thể kết luận rằng mối phụ thuộc giữa nồng độ axit sulfuric và hiệu suất thủy phân là mối phụ thuộc thống kê (có liên hệ tƣơng quan chặt) và quan hệ thuận với nhau. Hàm lƣợng carbohydrat tổng tăng trong khoảng nồng độ từ 0,05 M đến 0,2 M, tăng 18,11 % (từ 7,73±0,34 g/L lên 9,13±0,08 g/L) và hầu nhƣ tăng chậm trong khoảng từ 0,2 đến 0,4 M, tăng 2,19 % (từ 9,13±0,08 lên 9,33±0,45 g/L).
Nhƣ vậy có thể thấy hiệu suất thủy phân khi thủy phân bằng axit ascorbic cao hơn so với axit sulfuric ở cùng nồng độ 0,4 M tƣơng ứng là 55,6
% và 46,65 %, trong khi đó ở cùng nồng độ axit 0,2 M sự chênh lệch hiệu
suất thủy phân của hai loại axit không đáng kể, axit ascorbic là 48,6 % và axit sulfuric là 45,65 %.
Bảng 3.2. Hàm lƣợng carbohydrat tổng (g/L) sau thủy phân của các loại axit theo nồng độ khác nhau, thời gian 90 phút, nhiệt độ 90 0C, 2 % (w/v) bột
carrageenan Axit Nồng độ axit (M) 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 C6H8O6 (axit 8,26 ± 0,32 9,19±0,38 9,72±0,22 10,19±0,36 11,12±0,44 ascorbic) H2SO4 (axit 7,73 ± 0,34 8,55±0,46 9,13±0,08 9,25 ± 0,38 9,33 ± 0,45 sulfuric)
Để đánh giá giữa hai dãy số liệu từ thực nghiệm có sự khác biệt về trung bình tổng thể mang ý nghĩa thống kê hay không, tiến hành xử lý thống kê bằng phần mềm Excel với phƣơng pháp thống kê t-test: là phƣơng pháp kiểm định giả thuyết về sự khác biệt giữa hai trung bình tổng thể khi hai tổng thể độc lập và số lƣợng các quan sát trong mẫu là nhỏ. Hai dãy số liệu đầu
thực nghiệm thực nghiệm
60
Hiệu suất thủy phân (%)
50
40
30
C6H8O6 (axit ascorbic)
H2SO4 (axit sulfuric)
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
Nồng độ axit (M)
Hình 3.1. Hiệu suất thủy phân (%) theo carbohydrat tổng của các loại axit theo nồng độ khác nhau, thời gian 90 phút, nhiệt độ 90 0C, 2 % (w/v) bột
carrageenan
Trƣớc tiên cần so sánh phƣơng sai của hai dãy số liệu, cũng sử dụng phƣơng pháp kiểm định giả thuyết với giả thuyết H0 là hai dãy số có phuơng
sai bằng nhau và H1 là hai dãy số có phƣơng sai không bằng nhau. Kết quả
kiểm định bằng chức năng F-test two samples for variances (bảng PL1.3) trong phần mềm Excel cho thấy giá trị F = 2,55 nhỏ hơn giá trị F lý
thuyết = 6,38, theo tính toán thống kê thì chấp nhận giả thuyết H0, tức là phƣơng sai của hai dãy số không khác nhau.
Tiếp tục kiểm định giả thuyết hai dãy số liệu có khác biệt về trung bình
tổng thể hay không, sử dụng chức năng thống kê T-test two sample asuming
equal variance (bảng PL1.4) với phƣơng sai hai tổng thể không khác nhau trong phần mềm Excel, với giả thuyết H0 là hai dãy số có trung bình tổng thể không khác biệt và H1 là hai dãy số có trung bình tổng thể khác biệt.
Kết quả kiểm định sự khác biệt cho thấy giá trị kiểm định t
(1,58) nhỏ hơn giá trị t lý thuyết (2,30), nhƣ vậy chấp nhận giả thuyết H0, hay nói cách khác không có sự khác biệt có ý nghĩa về trung bình của hai dãy số.
Nhƣ vậy có thể thấy mặc dù trung bình của hai dãy số có sự chênh lệch (48,48 và 43,99) nhƣng sự chênh lệch này không có sự khác biệt có ý nghĩa. Hai dãy số liệu về hiệu suất thủy phân theo nồng độ của hai loại axit hữu cơ và axit vô cơ có thể đƣợc sử dụng để nội suy thống kê và lựa chọn nồng độ axit thích hợp.