Hình 2.16: Bố trí thí nghiệm thu hồi SDS từ tinh bột khoai lang
(1) Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình thủy phân tinh bột khoai lang bằng enzyme pullulanase hướng tới sự hình thành SDS
(i) Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột tới khả năng tiêu hóa của tinh bột khi thủy phân bởi pullulanase
Dịch tinh bột với các nồng độ 5; 7,5; 10; 12,5 và 15% (w/v, tính theo chất khô) pha trong đệm acetate 0,2M pH 5,0. Đun cách thủy 30 phút để hỗn hợp được hồ hóa hoàn toàn, sau đó làm mát nhanh dưới vòi nước để đưa về nhiệt độ 55°C, bổ sung enzyme pullulanase nồng độ 30 U/g và duy trì trong thời gian 4 giờ. Kết thúc phản ứng bằng cách đun sôi hỗn hợp trong 30 phút. Tiến hành xác định khả năng tiêu hóa của hỗn hợp thu được. Lựa chọn được nồng độ tinh bột CP % đem lại hiệu quả nhất trong việc tạo SDS.
Giữ nguyên các thông số điều kiện thủy phân ở thí nghiệm trên, chỉ thay đổi nồng độ tinh bột được lựa chọn và nồng độ enzyme pullulanase bổ sung lần lượt là 10; 20; 30; 40; 50 U/g. Nồng độ enzyme Pp U/g cho hiệu suất SDS cao nhất được lựa chọn sử dụng cho các nghiên cứu tiếp theo.
(iii) Ảnh hưởng của pH tới khả năng tiêu hóa của tinh bột khi thủy phân bởi pullulanase
Giữ nguyên các thông số điều kiện thủy phân ở thí nghiệm trên, chỉ thay đổi nồng độ enzyme pullulanase được lựa chọn và pH lần lượt là 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0. Thu được sản phẩm thủy phân và tiến hành xác định khả năng tiêu hóa. Lựa chọn được điều kiện pHp cho hàm lượng SDS lớn nhất.
(iv) Ảnh hưởng của nhiệt độ tới khả năng tiêu hóa của tinh bột khi thủy phân bởi pullulanase
Giữ nguyên các thông số điều kiện thủy phân ở thí nghiệm trên, chỉ thay đổi pH được lựa chọn và nhiệt độ lần lượt là 45; 50; 55; 60; 65 oC. Thu được sản phẩm thủy phân và tiến hành xác định khả năng tiêu hóa. Dựa trên hàm lượng SDS, lựa chọn được Tp °C là điều kiện tốt nhất cho quá trình thủy phân.
(v) Ảnh hưởng của thời gian thủy phân tới khả năng tiêu hóa của tinh bột
Giữ nguyên các thông số điều kiện thủy phân ở thí nghiệm trên, chỉ thay đổi nhiệt độ được lựa chọn và lấy mẫu tại các thời điểm từ 1 đến 8 giờ (sau mỗi 1 giờ). Tiến hành xác định khả năng tiêu hóa của sản phẩm thủy phân thu được. Lựa chọn được thời gian tp giờ là thời điểm cho hàm lượng SDS cao nhất mà vẫn đảm bảo tiết kiệm năng lượng.
(2) Nghiên cứu chế độ thoái hóa tinh bột sau thủy phân pullulanase làm tăng hàm lượng SDS
Chế độ thoái hóa tinh bột sau thủy phân pullulanase để gia tăng hàm lượng SDS được nghiên cứu qua 3 lần thoái hóa.
(i) Ảnh hưởng của nhiệt độ thoái hóa lần 1 đến khả năng hình thành tinh bột tiêu hóa chậm
Gel thu được sau quá trình thủy phân được bảo quản ở các nhiệt độ -20℃, -10℃ ℃, 4 và 25℃ trong thời gian 48 giờ để quá trình thoái hóa được diễn ra. Thông số khảo sát được lựa chọn liên quan đến nhiệt độ bảo quản thực phẩm trên thực tế. Khi hoàn thành, đem hỗn hợp ly tâm với tốc độ 3660 rpm trong vòng 10 phút, đổ bỏ dịch trong, sau đó bổ sung nước cất để rửa phần cặn thu được, lặp lại 2 lần. Kết tủa cuối cùng đem sấy ở 40oC trong khoảng 24 giờ để độ ẩm đạt nhỏ hơn 10% và đem nghiền nhỏ, rây qua rây No120. Tiến hành xác định khả năng tiêu hóa của các mẫu bột thu được. Nhiệt độ thoái hóa TTH1 ℃ được lựa chọn tạo điều kiện tốt nhất cho sự hình thành SDS.
(ii) Ảnh hưởng của thời gian thoái hóa lần 1 đến hàm lượng tinh bột tiêu hóa chậm Thí nghiệm được tiến hành tương tự ở TTH1℃trong thời gian từ 12 giờ đến 60 giờ và lấy mẫu sau mỗi 12 giờ để xác định khả năng tiêu hóa của sản phẩm. Thời gian tTH1 giờ được lựa chọn để thực hiện thoái hóa khi tạo hàm lượng SDS lớn nhất.
Sau thoái hóa lần 1, các mẫu được đem đi đun sôi trong 30 phút và tiến hành khảo sát ảnh hưởng của lần thoái hóa thứ hai và thứ ba đến sự hình thành SDS. Từ đó, kết luận được ảnh hưởng của công đoạn thoái hóa đến sự hình thành SDS cùng với điều kiện về nhiệt độ và thời gian thực hiện thoái hóa tương ứng.