CHƯƠNG 4 : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
4.2. Tối ưu hó aq trình thủy phân tinh bột sắn dây dưới tác dụng của enzyme β-amylase
4.2.2. Ảnh hưởng của pH đến quá trình thủy phân tinh bột sắn dây dưới tác dụng của
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 thành STT 1 2 3 4 5
(Các chữ cái khác nhau trong cùng một cột biểu thị sự khác biệt có ý nghĩa ở độ tin cậy 95%)
Kết quả từ Bảng 4.3 cho thấy khi pH tăng thì hàm lượng đường khử tạo thành cũng tăng, trong đó mẫu ở pH 6 có hàm lượng đường khử cao nhất (160,01 mg/g). Kết quả thống kê cho thấy tất cả các mẫu đều có sự khác biệt ý nghĩa so với mẫu pH 6. Khi tiếp tục tăng giá trị pH đến 7 thì hàm lượng đường khử lại có chiều hướng giảm.
Khi điều chỉnh pH của dung dịch tinh bột ở khoảng pH trung tính (pH 7) thì có sự giảm hàm lượng đường khử tạo ra. Từ kết quả phân tích có thể thấy hoạt tính enzyme β-amylase thể hiện tốt nhất ở khoảng giá trị pH từ 5 đến 6 và đạt cao nhất ở pH 6. Có thể đây là giá trị pH thích hợp cho enzyme hoạt động.
pH trong mơi trường phản ứng có khả năng tác động lên trạng thái tích điện của nhóm carboxyl hoặc nhóm amin qua đó làm thay đổi các mối liên kết ion (vốn có chức năng tạo cấu hình khơng gian cho phân tử protein), chính vì vậy sẽ làm thay đổi cấu hình khơng gian của phân tử enzyme. Tại pH tối ưu, cấu hình khơng gian của enzyme hoặc trạng thái tích điện của cơ chất là phù hợp cho phản ứng xảy ra nhất. Ngoài pH tối ưu, khả năng xúc tác của enzyme yếu hơn hoặc bị bất hoạt (Lê Ngọc Tú và ctv., 1997; Hoàng Kim Anh và ctv., 2005; Shih et al., 2007). Theo kết quả phân tích, khi tăng giá trị pH hàm lượng đường khử tạo thành thay đổi không nhiều, kết quả thống kê cho thấy
ởnhiều mẫu sự khác biệt này là khơng đáng kể. Hay nói cách khác với khoảng pH từ
5-6,5 hoạt tính enzyme tương đối ổn định.
Kết quả này cũng gần tương đồng với kết quả của các nghiên cứu khác. Femi-Ola
et al. (2013) đã khảo sát ảnh hưởng của pH đến hoạt tính β-amylase từ Bacillus subtilis với khoảng pH thay đổi từ 3 đến 8. Kết quả hoạt tính β-amylase cao nhất ở giá
trị pH 5. Kết quả này cũng phù hợp với nhận định của Federico Battista & David Bolzonella (2018) khi cho rằng hầu hết β-amylase đều có pH tối thích trong khoảng pH acid từ 4,5-6,2. Theo nghiên cứu của Obineme et al. (2003) thì pH tối thích cho β-
amylase từ Aspergillus niger là 5, kết quả tương tự cho β-amylase từ Volvariella
volvacea (Olaniyi et al., 2010). Sarowar et al. (2009) cho rằng pH tối thích cho β-
amylase từ rễ Raphanus sativus là 6. Sự khác nhau này có thể là do nguồn gốc của enzyme hay mỗi enzyme chỉ hoạt động tốt nhất ở một giá trị pH nhất định.
Kết quả phân tích thống kê cho thấy mẫu thủy phân ở giá trị pH 5,5 có lượng đường khử tạo ra là 149,24 mg/g khác biệt khơng có ý nghĩa so với mẫu ở pH 6 có lượng đường khử tạo ra là 160,01 mg/g.