Mẫu Nồng độ cơ chất (%) Đường khử (mg/g)
1 8 119,56±6,4c 2 10 141,68±4,44d 3 12 116,99±7,86bc 4 14 108,04±3,98b 5 16 94,79±4,89a Tỷ số F 27,4 Giá trị P 0,0000
(Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở độ tin cậy 95%)
Kết quả Bảng 4.2 cho thấy khi nồng độ cơ chất tăng hàm lượng đường khử tạo ra trong dịch thủy phân cũng thay đổi. Hàm lượng đường khử tạo ra cao nhất (141,68 mg/g) ứng với nồng độ cơ chất 10% và thấp nhất (94,79 mg/g) ở nồng độ 16%. Các mẫu bột sắn dây ở các nồng độ 8, 10, 12 và 14% tạo ra lượng đường khử có sự khác biệt ý nghĩa so với mẫu ở nồng độ 16%. Khi nồng độ cơ chất tăng từ 8 lên 10%, hàm lượng đường khử tạo ra cũng tăng theo, tuy nhiên sau đó, hàm lượng đường khử tạo ra lại giảm xuống
khi tiếp tục tăng nồng độ cơ chất đến 16%. Siew Ling Hii et al. (2012) cho thấy q trình thủy phân có thể thực hiện ở nồng độ cơ chất cao hơn (30 đến 40%) so với quy trình bình thường (25 đến 30%) nếu sử dụng sự kết hợp của enzyme khử phân nhánh và β-amylase. Mặt khác, Das & Kayastha (2018) sử dụng một loại enzyme β-amylase mới từ đậu phộng (Arachis hypogaea) để tiến hành thủy phân tinh bột. Kết quả cho thấy nồng độ cơ chất quá cao có thể ức chế một phần q trình thủy phân tinh bột do hiện tượng β-amylolysis (ức chế cơ chất) cùng với sự biến tính của enzyme do tiếp xúc lâu dài ở 50°C, trong giai đoạn sau của quá trình thủy phân. Tương tự với kết luận trên, Melnichuk et al. (2020) tiến hành thủy phân vỏ đậu nành và bột mì bằng phương pháp lên men sử dụng xúc tác là enzyme α- amylase từ nấm Aspergillus oryzae. Kết quả cho thấy khi sử dụng vỏ đậu nành/bột mì ở tỷ lệ là 9/11, hoạt tính xúc tác của enzyme đạt hiệu quả tốt nhất và không đổi khi tăng tỷ lệ cơ chất sử dụng. Tuy nhiên, hoạt tính enzyme giảm được ghi nhận khi tăng nồng độ cơ chất sử dụng do hiện tượng ức chế cơ chất và mức độ hồ hóa của dung dịch hồ tinh bột lớn.
Nồng độ cơ chất là một trong những thông số quan trọng ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng bởi enzyme. Ở mức nồng độ thấp (8%), hiệu suất thủy phân không cao dẫn đến hàm lượng đường khử tạo thành thấp. Khi nồng độ cơ chất tăng, tốc độ phản ứng tăng, kết quả hàm lượng đường khử của tinh bột sau thủy phân tăng. Tuy nhiên, khi tiếp tục tăng nồng độ cơ chất thì tốc độ phản ứng cũng khơng tăng mà có chiều hướng giảm do hàm lượng chất khơ hịa tan cao làm tăng độ nhớt, ngăn cản enzyme tiếp xúc với cơ chất. Khi ứng dụng enzyme để cải thiện khả năng tiêu hóa chậm của tinh bột bắp, Miao et al., 2014 cũng chọn nồng độ tinh bột 10% để thực hiện q trình biến tính bằng enzyme β-amylase và BSMA. Có lẽ đây là nồng độ thích hợp cho việc thủy phân tinh bột bằng enzyme. Trên cơ sở đó, nồng độ cơ chất 10% được chọn làm thơng số cho các thí nghiệm tiếp theo.
4.2.2. Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân tinh bột sắn dây dướitác dụng của enzyme β-amylase tác dụng của enzyme β-amylase
Enzyme chỉ có thể hoạt động tốt nhất ở trạng thái nhất định khi mà vận tốc xúc tác của phản ứng enzyme mạnh nhất. Trong quá trình thuỷ phân tinh bột, tốc độ phản ứng phụ thuộc vào sự hình thành liên kết enzyme – tinh bột. Liên kết này do sự hấp thụ lẫn nhau giữa các nhóm háo nước có trên bề mặt của các hạt tinh bột và enzyme như [- COOH], [- OH], [- COO], [NH2], [- SH]. Các nhóm này khi tác dụng với nhau sẽ làm giảm năng lượng bề mặt, làm biến dạng các phần riêng biệt của phân tử amylose và amylopectin, dẫn đến làm đứt các liên kết glucoside để tạo sản phẩm và giải phóng enzyme. Trạng thái này phụ thuộc vào nhiều yếu tố: nồng độ enzyme, nồng độ cơ chất, nhiệt độ, pH môi trường, các ion kim loại, các hợp chất vơ cơ và hữu cơ,… (Hồng Kim Anh và ctv., 2003; Lê Ngọc Tú và ctv., 2002).
Với nồng độ cơ chất được giữ ở mức 10%, ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân tinh bột sắn dây đã được khảo sát và trình bày ở Bảng 4.3.
Bảng 4.3: Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng đường khử tạo thànhSTT pH Hàm lượng đường khử (mg/g)