L ỜI MỞ ĐẦU
3.2.1. Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến hàm lượng protein
Kết quả đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố đến hàm lượng protein hòa tan
được thực hiện thí nghiệm theo thiết kế 2-Level Factorial trên phần mềm Design – Expert 8.0.1 và được thể hiện ở như sau:
Bảng Effect list cho thấy mức độ ảnh hưởng của các yếu tố thông qua %
đóng góp.
Từ bảng 3.1 cho thấy % đóng góp của yếu tố nhiệt độ là 7,07%, của nồng độ
enzyme là 7%, và thời gian chỉ 1,5%. Như vậy, yếu tố nhiệt độ thủy phân và nồng độ enzyme ảnh hưởng lớn đến hàm lượng protein hòa tan trong dịch thủy phân, yếu
tố thời gian thủy phân ảnh hưởng ít hơn.
Đồng thời cũng thấy rằng tương tác giữa nồng độ enzyme và nhiệt độ thủy
phân có sự đóng góp là cao nhất với 8,82% nên có ảnh hưởng lớn nhất, sau đó là tương tác giữa nồng độ enzyme và thời gian với 2,62%, còn tương tác giữa nhiệt độ
và thời gian thủy phân là thấp nhất, chỉ 0,13%, gần như là không ảnh hưởng.
Đồ thị Half-Normal Plot (hình 3.4) thể hiện rõ hơn mức độ ảnh hưởng của
các yếu tốvà tương tác của chúngđến hàm lượng protein hòa tan dịch thủy phân.
Hình 3.4. Đồ thị đánh giá mức độ ảnh hưởng của các yếu tố đến hàm lượng protein hòa tan của dịch thủy phân.
Các điểm vuông trên đồ thị tượng trưng cho các yếu tố và các tương tác của chúng. Các điểm càng xa đường thẳng sẽ có mức độảnh hưởng càng nhiều.
Từ đồ thị 3.4 có thể nhận thấy rằng tương tác AB giữa nồng độ enzyme và nhiệt độ thủy phân là xa đường thẳng nhất, tiếp đó là các yếu tố nồng độ enzyme (A) và yếu tố nhiệt độ thủy phân (B), sau đó là tương tác AC giữa nồng độ enzyme
và thời gian thủy phân. Còn yếu tố thời gian thủy phân (C) nằm khá gần với đường thẳng, riêng tương tác BC gần như nằm trên đường thẳng. Các điều này một lần nữa khẳng định mức độ ảnh hưởng của các yếu tố, trong đó hai yếu tố nồng độ enzyme và thời gian thủy phân có ảnh hưởng nhiều hơn, đặc biệt là tương tác giữa chúng có
ảnh hưởng đáng kể nhất.
Các kết quả thể hiện trên Model Graph (hình 3.5) dưới đây cho phép phân
tích sâu hơn về sựảnh hưởng của các yếu tố trên.
a)
c) Hình 3.5. Đồ thị ảnh hưởng của yếu tố nồng độ enzyme (hình a), nhiệt độ thủy
phân (hình b), thời gian thủy phân (hình c) đến hàm lượng protein hòa tan.
Đồ thị 3.5a cho thấy rằng ở nồng độ enzyme bổ sung là 0,1% thì hàm lượng protein hòa tan là 2016,79 mg/100g NL, còn ở nồng độ enzyme 0,5% thì hàm lượng này là 2173,73 mg/100g NL. Như vậy, càng tăng nồng độ enzyme (trong khoảng nghiên cứu 0,1 – 0,5%) thì hàm lượng protein hòa tan của dịch thủy phân càng tăng.
Điều này cũng được thể hiện ở phần đánh giá ảnh hưởng của việc bổ sung enzyme
đến hàm lượng protein hòa tan.
Tương tự, ở hình 3.5b, nhận thấy rằng ở nhiệt độ 50oC thì hàm lượng protein hòa tan là 2016,39 mg/100g NL, còn ở 70oC thì hàm lượng protein hòa tan là 2174,12 mg/100g NL. Điều đó cho thấy rằng càng tăng nhiệt độ thủy phân thì hàm
lượng protein hòa tan càng tăng.
Trong khi đó, ở đồ thị 3.5c, khi tăng thời gian thủy phân từ 2–8h thì hàm
lượng protein hòa tan lại giảm từ 2131,55 mg/100g NL ở 2h xuống 2058,96 mg/100g NL ở 8h. Tuy nhiên, sự giảm này cũng khá nhẹ, cho thấy thời gian càng dài càng làm giảm hàm lượng protein hòa tan. Có lẽ là do quá trình xử lý nhiệt nguyên liệu đã thủy phân protein đến các peptid, do đó hàm lượng protein ở thời
điểm này tăng lên, nhưng khi tiến hành thủy phân, thời gian càng tăng sẽ không những cắt các peptid mạch dài mà còn cắt các peptid mạch ngắn này thành các axit
amin, làm hàm lượng protein hòa tan giảm xuống. Trong khi nghiên cứu thủy phân protein sữa bằng Pepsin, Tripsin và Subtilisin, Carreira và cộng sự (2004) cho thấy rằng, khi bổ sung Pepsin vào trong 1 giờ đầu tiên, các peptid mạch dài tăng lên và
bắt đầu giảm xuống từ 1 đến 2 giờ thủy phân (79% xuống 52%), trong khi đó có sự tăng lên của các peptid mạch ngắn (18 đến 30%) và các amino axit (1 đến 13%).
Như vậy, có thể nhận thấy xu hướng ảnh hưởng đến hàm lượng protein hòa tan của các yếu tố là: càng tăng nồng độ enzyme, tăng nhiệt độ thủy phân và giảm thời gian thủy phân thì hàm lượng protein hòa tan càng tăng.
Và các Interaction sẽ cho thấy tương tác giữa các yếu tố đó (Hình 3.6 đến 3.8)
Hình 3.6. Đồ thị ảnh hưởng của tương tác giữa hai yếu tố nồng độ enzyme và nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng protein hòa tan
Hình 3.6 là đồ thị ảnh hưởng của tương tác giữa nồng độ enzyme và nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng protein hòa tan. Đường màu đỏ là ở nhiệt độ 70oC, đường màu đen là ở nhiệt độ 50oC.
Đồ thị cho thấy, ở nồng độ enzyme trong khoảng 0,1 – 0,48% thì hàm lượng protein hòa tan ở nhiệt độ 70oC luôn cao hơn hàm lượng protein hòa tan ở nhiệt độ
50oC. Tuy nhiên, sự chênh lệch này giảm dần theo sự tăng của nồng độ enzyme do
ở 50oC càng tăng nồng độ enzyme lên thì hàm lượng protein hòa tan càng tăng,
trong khi đó ở nhiệt độ 70oC càng tăng nồng độ enzyme lên thì hàm lượng protein hòa tan lại hơi giảm.
Như vậy, nhiệt độ càng cao và nồng độ enzyme càng thấp sẽ cho hàm lượng protein hòa tan càng tăng, còn ở nhiệt độ thấp thì nồng độ enzyme phải cao sẽ làm
cho hàm lượng protein hòa tan tăng. Do đó, để khảo sát đầy đủ ảnh hưởng của chúng, vẫn chọn khoảng nhiệt độ 50 – 70oC và khoảng enzyme 0,1 – 0,5% cho thí nghiệm tối ưu quá trình thủy phân tiếp theo để làm tăng hàm lượng protein hòa tan.
Hình 3.7. Đồ thị ảnh hưởng của tương tác giữa hai yếu tố nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến hàm lượng protein hòa tan
Hình 3.7 là đồ thị ảnh hưởng của tương tác giữa nồng độ enzyme và thời gian thủy phân đến hàm lượng protein hòa tan. Đường màu đỏ tương ứng với thời gian 8h, đường màu đen tương ứng với thời gian 2h.
Đồ thị cho thấy rằng ở mốc thời gian 2h, càng tăng nồng độ enzyme lên thì
hàm lượng protein hoà tan càng tăng và chỉ tăng nhẹ. Trong khi đó,ở mốc thời gian 8h, khi tăng nồng độ enzyme thì hàm lượng protein hòa tan tăng lên mạnh mẽ hơn.
Mặt khác, trong khoảng nồng độ enzyme từ 0,1 – 0,45%, nhận thấy rằng thời gian thủy phân càng dài càng làm giảm hàm lượng protein hòa tan xuống. Như vậy,
thời gian thủy phân càng ngắn và nồng độ enzyme càng cao thì hàm lượng protein hòa tan càng tăng.
Tuy nhiên, khi tăng nồng độ enzyme lên vượt quá 0,45% thì ở thời gian 8h
hàm lượng protein hòa tan lại tăng cao hơn so với thời gian 2h. Như vậy, trong trường hợp này, nồng độ enzyme cao cùng với thời gian thủy phân dài làm tăng hàm lượng protein hòa tan lên.
Do đó, để đánh giá đầy đủ ảnh hưởng của yếu tố thời gian đến quá trình thủy phân, vẫn lựa chọn khoảng thời gian từ 2 – 8h cho quá trình tối ưu hóa tiếp theo.
Tóm lại, các yếu tố nồng độ enzyme, nhiệt độ và thời gian thủy phân đều ảnh
hưởng đến hàm lượng protein hòa tan. Trong đó, yếu tố nồng độ enzyme và thời gian thủy phân càng tăng thì hàm lượng protein hòa tan càng tăng, ngược lại hàm
lượng protein hòa tan càng giảm khi thời gian thủy phân càng tăng. Tuy nhiên khi xét đến sự tương tác của các yếu tố thì không thể không kể đến ảnh hưởng của yếu tố thời gian thủy phân, nó góp phần tương tác với các yếu tố còn lại để làm tăng
hàm lượng protein hòa tan lên đáng kể.