Trước khi thực hiện tối ưu hóa quá trình thủy phân bằng enzyme pepsin thực hiện nghiên cứu để phân tích ảnh hưởng các nhân tố là rất quan trọng. Qua đó ta có thể biết được mức độảnh hưởng của các yếu tố và đưa ra được khoảng tối ưu thích hợp.
Kết quả thí nghiệm đánh giá ảnh hưởng của các nhân tố theo bố trí thí nghiệm ở mục 2.2.4.4 được trình bày ở bảng 3.2.
Bảng 3.2. Kết quả thăm dò ảnh hưởng của các yếu tố đến hoạt động của enzyme pepsin N Run U1(Nhiệt độ) U2(Nồng độ) U3(Thời gian) Hiệu quả khử Pro(%) Hiệu quả khử khoáng (%) 1 2 28 5000 6 47.3518 96.8806 2 1 28 5000 6 37.4372 97.8705 3 14 40 5000 6 49.7713 98.4372 4 21 40 5000 6 58.4359 98.5553 5 17 28 20000 6 79.3109 98.6715 6 16 28 20000 6 76.3682 99.2508 7 10 40 20000 6 91.0879 99.2230 8 8 40 20000 6 74.9746 97.3825 9 11 28 5000 18 46.2840 97.6411 10 7 28 5000 18 50.4299 97.9375 11 19 40 5000 18 63.7321 98.3295 12 22 40 5000 18 64.2634 98.1674 13 13 28 20000 18 78.0637 98.5729 14 3 28 20000 18 84.7673 98.2575 15 5 40 20000 18 88.8396 99.3035 16 9 40 20000 18 90.2868 99.4822 17 18 34 12500 12 51.8057 97.6681 18 12 34 12500 12 55.4906 97.8348 19 6 34 12500 12 57.3284 97.8952 20 20 34 12500 12 51.8057 97.6681 21 4 34 12500 12 55.4906 97.8348 22 15 34 12500 12 57.3284 97.8952
Tiến hành phân tích kết quả trên phần mềm DX theo mô hình 2FI thu được đồ thị biểu diễn mức độảnh hưởng của các nhân tốở hình 3.4, hình 3.5 và số liệu ở bảng 3.2.
Hình 3.4. Bảng đánh giá mức độảnh hưởng của các nhân tố
Kết quả cho thấy: nồng độ là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất đến hiệu quả khử protein với mức độ đóng góp 69,73%, tiếp đến là nhiệt độ với 7,63% và thời gian với 3,11%. Sự tương tác giữa các yếu tố với nhau có sự đóng góp rất nhỏ đến hiệu quả khử protein và sự đóng góp của tất cả các tương tác đều không vượt quá 1%.
Đồ thị Half-Normal ở hình 3.5 cho thấy rõ ràng hơn kết luận đã nhận xét trên hình 3.4, các yếu tố càng có ảnh hưởng lớn đến hàm mục tiêu càng nằm xa đường thẳng.
Phân tích ảnh hưởng của các nhân tố đến hiệu quả khử protein:
Ảnh hưởng của nhân tố nhiệt độ: Khi xét tới yếu tố nhiệt độ thì hiệu quả thủy phân protein cho kết quả khá cao và sự tăng của hiệu quả tỷ lệ thuận với sự tăng của nhiệt độ thủy phân. Hiệu quả khử tăng lên 10% từ 60 đến khoảng 70% khi nâng nhiệt độ từ điểm khảo sát dưới 280C lên điểm khảo sát trên 400C. Khi nhiệt độ tăng trong một khoảng rộng mà hiệu quả cũng không tăng nhiều nên có thể rút ngắn miền thí nghiệm bằng cách nâng nhiệt độ cận dưới lên. Tuy nhiên để thấy rõ được sự thay đổi của hiệu quả khử protein thì nhiệt độ vẫn được giữ nguyên.
Hình 3.6. Ảnh hưởng của nhân tố nhiệt độ
Ảnh hưởng của nhân tố nồng độ: Theo Anova thì nồng độ có ảnh hưởng dương lớn nhất tới hiệu quả thủy phân protein, hiệu quả tăng lên đáng kể tới khoảng 25% trong khoảng biến thiên nồng độ 15000 UI, nồng độ càng cao thì hiệu quả thủy phân càng lớn.
Hình 3.7. Ảnh hưởng của nhân tố nồng độ
Ảnh hưởng của thời gian thủy phân: Mô hình ảnh hưởng của thời gian gần như không có độ dốc, tại nhiệt độ 340C và nồng độ 12500 UI thì hiệu quả chỉ tăng lên khoảng 5% khi thời gian tăng lên tới 12 giờ. Hiệu quả thủy phân tăng không nhiều khi thời gian tăng nên có thể rút ngắn thời gian thủy phân trong thí nghiệm tối ưu, nhưng do điều kiện thí nghiệm nên dải thời gian vẫn được giữ nguyên
Qua những phân tích trên có thể đưa ra kết luận, các yếu tố nhiệt độ, thời gian, nồng độ đều ảnh hưởng tới hiệu quả khử protein của enzyme Alcalase, tuy nhiên mỗi một yếu tố có mức độ ảnh hưởng lớn nhỏ khác nhau. Kết quả này cũng phù hợp với phân tích Anova.
Đồ thị biểu diễn sự tương tác giữa các nhân tố được thể hiện ở hình 3.9 và 3.10.
Nồng độ (B) có ảnh hưởng lớn đến hiệu quả khử protein nên hiệu quả khử protein tăng lên một cách đáng kể cùng với sự tăng lên của nồng độ: Tại nhiệt độ 280C nếu sử dụng enzyme pepsin có nồng độ 5000 UI thì hiệu quả thủy phân chỉ đạt khoảng 41%, trong khi đó ở nồng độ 20000 UI hiệu quả lên tới trên 78%. Như vậy khi nồng độ pepsin càng cao khả năng tiếp xúc với cơ chất protein càng lớn dẫn đến hiệu quả khử protein càng cao. Khi cố định thời gian ở 12h , với nồng độ 5000 UI, hiệu quả thủy phân tương ứng với nhiệt độ 280C và 400C lần lượt là 41%, và 49%; với nồng độ 20000 UI hiệu quả khử sẽ là 76% và 78% ở 280C và 400C. Điều đó cho thấy, nhiệt độ có ảnh hưởng đến hiệu quả khử protein nhưng sựảnh hưởng này là không quá lớn.
Hình 3.10. Sự tương quan giữa nhiệt độ và thời gian
Thời gian (C) có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả khử protein nên hiệu quả khử protein tăng cùng với sự tăng lên của thời gian: Tại nhiệt độ 280C nếu thời gian thủy phân là 6 giờ thì hiệu quả thủy phân đạt khoảng 55%, trong khi đó nếu tăng thời gian thủy phân lên 18 giờ thì hiệu quả cũng chỉ đạt khoảng 62%. Khi cố định nồng độ 12500 UI , với thời gian 6 giờ, hiệu quả thủy phân tương ứng với nhiệt độ 280C và 400C lần lượt là 55%, và 63%; với thời gian 18 giờ hiệu quả khử sẽ là 61% và 69% ở 280C và 400C. Điều đó cho thấy, nhiệt độ có ảnh hưởng đến hiệu quả khử protein nhưng sựảnh hưởng này là không quá lớn.