CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.2. Tối ưu hóa quá trình thủy phân tinh bột sắn dây dưới tác dụng của enzyme β-amylase
4.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến quá trình thủy phân tinh bột sắn dây dưới tác
enzyme β-amylase
4.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ cơ chất đến quá trình thủy phân tinh bột sắndây dưới tác dụng của enzyme β-amylase dây dưới tác dụng của enzyme β-amylase
Các mẫu bột sắn dây được chuẩn bị ở các nồng độ khác nhau 8, 10, 12, 14 và 16%, được hồ hóa ở 90°C trong thời gian 30 phút, được hạ nhiệt xuống 60°C, bổ sung enzyme β-amylase ở nồng độ 20 U/g tinh bột và tiến hành thủy phân trong 2 giờ. Kết quả xác định hàm lượng đường khử được thể hiện trong Bảng 4.2.
Bảng 4.2: Ảnh hưởng củ a nồng độ cơ ch ất đến hàm lư ợng đường khửMẫu Mẫu 1 2 3 4 5 Tỷ số F Giá trị P Nồng độ cơ chất (%) 8 10 12 14 16 27,4 0,0000 Đường khử (mg/g) 119,56±6,4c 141,68±4,44d 116,99±7,86bc 108,04±3,98b 94,79±4,89a
(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 q 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 thông số cho các thí nghiệm tiếp theo.