3.3.2. Điều kiện thu nhận isomaltooligosaccharide bằng phương pháp đường hóavà gắn nhánh đồng thời và gắn nhánh đồng thời
Tiến hành dịch hóa tinh bột khoai lang 25% w/v trong môi trường đệm acetate 0,2M pH 5,8, nhiệt độ 80oC, nồng độ enzyme α-amylase chế phẩm Spezyme Xtra 1 CU/g tinh bột khô và thời gian phản ứng 30 phút. Khi kết thúc phản ứng, diệt enzyme ngay bằng cách thêm axit lactic đặc đến pH 3,0. Hỗn hợp được điều chỉnh đến pH đường hóa – gắn nhánh đồng thời và tiến hành khảo sát các thông số pH, nhiệt độ, nồng độ enzyme β-amylase, pullulanase, transglucosidase và thời gian phản ứng.
3.3.2.1. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến sự tạo thành IMO bằng đường hóa -gắn nhánh đồng thời gắn nhánh đồng thời
Trong quá trình đường hóa - gắn nhánh đồng thời, enzyme β-amylase, pullulanase xúc tác thủy phân tạo maltose, maltotriose và các oligosaccharide khác làm cơ chất cho transglucosidase chuyển hóa tạo IMO. Mỗi enzyme thể hiện hoạt
tính tối ưu ở một pH và nhiệt độ nhất định. Do đó, tiến hành nghiên cứu ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến sự tạo thành IMO. Thay đổi pH dịch phản ứng trong khoảng pH 4,0 – pH 6,0 và nhiệt độ trong khoảng 45℃ - 70℃, cố định nồng độ enzyme β- amylase 3U/g, pullulanase 0,6 U/g, transglucosidase 15 U/g và duy trì phản ứng trong thời gian 12 giờ. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến sự tạo thành IMO234 (với IMO234 (g/l) = IMO2 (g/l) + IMO3 (g/l) + IMO4 (g/l)) được thể hiện trong Hình 3.24.
Đồ thị biểu diễn sự thay đổi nồng độ của nồng độ IMO234 so với pH dung dịch (Hình 3.24a) và nhiệt độ phản ứng (Hình 3.24b) cho thấy nồng độ IMO (IMO234) phụ thuộc đáng kể vào sự thay đổi pH và nhiệt độ. Theo mô tả từ nhà sản xuất (Megazyme), enzyme β-amylase lúa mạch, pullulanase M2 từ Bacillus licheniformis và transglucosidase từ Aspergillus niger thể hiện hoạt tính tối đa ở các giá trị pH và nhiệt độ lần lượt ở 6,0 và 60 ℃, 4,5-5,5 và 55-60 ℃ và 4,5 và 70 ℃. Quan sát Hình 3.24a cho thấy nồng độ IMO234 tăng khi pH tăng từ 4,0 lên 5,0. Nồng độ IMO234 tối đa đạt 58,39 g/l ở pH 5,0. Trong khi pH 4,0 cho nồng độ IMO234 thấp nhất. Khi pH được tăng thêm lên 5,5 và 6,0, nồng độ của IMO234 có xu hướng giảm nhẹ. Từ kết quả trên, pH thích hợp nhất được lựa chọn cho cả ba enzyme để hàm lượng IMO234 đạt tối đa là 5,0.
Hình 3.24b cho thấy ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến sự hình thành IMO bằng phương pháp đường hóa – gắn nhánh đồng thời. Nồng độ IMO234 tăng khi nhiệt độ phản ứng tăng từ 40 đến 55oC. Nồng độ IMO234 tối đa 59,12 g/l thu được ở 55℃. Ở 50oC, nồng độ của IMO234 thu được là 57,5 g/l. Phân tích thống kê cho thấy không có sự khác biệt về nồng độ IMO234 thu được trong hai trường hợp. Dữ liệu trong Hình 3.24b cũng cho thấy nồng độ IMO234 giảm đáng kể khi nhiệt độ phản ứng tiếp tục tăng. Cụ thể, nồng độ của IMO234 lần lượt là 40,82, 29,74 và 37,16 g/l ở 60oC, 65oC và 70oC. Kết quả nghiên cứu cho thấy phạm vi pH và nhiệt độ tối ưu phản ứng phù hợp với thông tin từ nhà sản xuất. Bên cạnh đó, kết quả tương tự cũng được báo cáo bởi Niu và cộng sự (2017) [151]. Cụ thể, nghiên cứu chỉ ra cả ba enzym β-amylase, pullulanase và transglucosidase thu được từ các nguồn sinh học
Hình 3.44. Ảnh hưởng của pH và nhiệt độ đến sự tạo thành IMO bằng đường hóa - gắn nhánh đồng thời
tương tự đều thể hiện trên 50% hoạt tính tối đa của chúng ở pH từ 5,0 đến 6,0 và nhiệt độ phản ứng từ 45 đến 65℃. Như vậy, nhiệt độ phản ứng 50℃ được chọn làm giá trị tối ưu cho phản ứng đường hóa – gắn nhánh đồng thời tạo IMO.