CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.2.3. Tối ưu hóa nồng độ chế phẩm enzyme hemicellulase và thời gian xử lý hỗn
sơ ri xay bằng phương pháp qui hoạch thực nghiệm
Chúng tôi tiến hành qui hoạch thực nghiệm theo phương pháp trực giao hai yếu tố, cấu
trúc có tâm với hàm mục tiêu là hiệu suất thu hồi chất chiết.
Nồng độ chế phẩm enzyme (X1) và thời gian thủy phân của enzyme (X2) chính là hai yếu tố được chọn để xác định qui luật ảnh hưởng của chúng đến hiệu suất thu hồi chất chiết. Mục đích cuối cùng là tìm ra phương trình qui hoạch thực nghiệm và xác định giá trị nồng độ chế phẩm enzyme và thời gian thủy phân tối ưu để hiệu suất thu hồi chất chiết của quá trình là cao nhất.
Các giá trị khảo sát như sau: + Số thí nghiệm ở tâm : 5 + Tổng số thí nghiệm : 13
+ Biến thiên nồng độ enzyme: X1 trong khoảng 0.2% đến 0.6%, với tâm là 0.4% v/w.
+ Biến thiên thời gian thủy phân của enzyme: X2 trong khoảng 20 đến 60 phút, với tâm là 40 phút.
Bảng 3.2. Ma trận qui hoạch thực nghiệm và kết quả hiệu suất thu hồi chất chiết STT X1 X2 Nồng độ chế phẩm enzyme (% v/w) Thời gian (phút)
Hiệu suất thu hồi (%) 1 -1 -1 0.2 20 81.57 2 1 -1 0.6 20 89.23 3 -1 1 0.2 60 83.21 4 1 1 0.6 60 92.21 5 -1.414 0 0.1172 40 83.13 6 1.414 0 0.6828 40 93.14 7 0 -1.414 0.4 11.72 83.47 8 0 1.414 0.4 68.28 90.38 9 0 0 0.4 40 89.52 10 0 0 0.4 40 90.41 11 0 0 0.4 40 88.65 12 0 0 0.4 40 89.55 13 0 0 0.4 40 91.78
Bảng 3.3. Ảnh hưởng của các biến độc lập đến hiệu suất thu hồi chất chiết
Yield Coeff. SC Std. Err. P Conf. int(±)
Constant 89.9821 0.5754 1.1543e-013 1.36073 X1 3.8524 0.4550 6.33196e-005 1.07583 X2 1.7991 0.4550 0.0055078 1.07583 X1*X1 -1.1675 0.4880 0.047987 1.15386 X2*X2 -1.7727 0.4880 0.0083679 1.15386 X1*X2 0.3350 0.6434 0.618648 1.52134 N = 13 Q2 = 0.722 Cond. no. = 2.8971 DF = 7 R2 = 0.937 Y-miss = 0 R2 Adj. = 0.892 RSD = 1.2867 Conf. lev. = 0.95
Phương trình hồi qui như sau:
Theo phương trình hồi qui khơng có sự tương tác giữa hai yếu tố X1 và X2 trong bảng giá trị khảo sát. Ảnh hưởng tác động của X1 và X2 đến hàm mục tiêu là tích cực, trong
khi đó ảnh hưởng của X12 và X22 đến hàm mục tiêu là tiêu cực.
Hai giá trị Q2 (độ biến thiên ảo) và R2 (độ biến thiên thực) cho biết mức độ tin cậy của mơ hình thí nghiệm. Theo Gabrielsson et al. (2002) thì giá trị R2 trong khoảng 0.8-0.9; giá trị Q2 lớn hơn 0.5 và độ sai lệch giữa chúng không lớn hơn 0.2-0.3 là những giá trị tốt. Kết quả thực nghiệm của chúng tơi (Bảng 3.3) có giá trị R2 =0.937 và Q2 = 0.722 cho thấy mơ hình hồi qui là đáng tin cậy.
Phương trình hồi qui được biểu diễn trên trục tọa độ không gian 3 chiều và 2 chiều như
sau:
Hình 3.18. Đồ thị đáp ứng bề mặt hiệu suất thu hồi chất chiết theo phương trình hồi qui
Kết quả tối ưu theo phương trình hồi qui như sau: + Nồng độ chế phẩm enzyme: 0.6% (v/w) + Thời gian thủy phân của enzyme: 52 phút
+ Hiệu suất thu hồi chất chiết dự đốn theo phương trình hồi qui đạt 93.3% . Chúng tôi tiến hành kiểm tra thực nghiệm hiệu quả của q trình trích ly với các thơng số tối ưu từ phương trình hồi qui. Kết quả đạt được như sau: hiệu suất thu hồi chất
enzyme là 52 phút. Giá trị hiệu suất này tăng 37.6% so với mẫu đối chứng không qua xử lý.
Đồng thời các thành phần dinh dưỡng khác trong dịch trích như sau: hàm lượng đường khử đạt 52.91 g/L, hàm lượng acid tổng đạt 7.8 g/L, hàm lượng vitamin C đạt 19.78 g/L, hàm lượng các hợp chất phenolics tổng đạt 8.97 gGAE/L và hoạt tính chống oxy hóa đạt 88.44
mmolTEAC/L (phương pháp DPPH) và 108.62 mmolTEAC/L (phương pháp ABTS); các giá trị này tăng lần lượt 36.7%, 30%, 16% , 30.6% và 34.1% (DPPH), 35.7% (ABTS) khi so sánh so với mẫu đối chứng không qua xử lý.