Alcalase
Có nhiều phương pháp tối ưu hóa quá trình thủy phân protein đầu tôm. Ở đây tôi chọn phương pháp quy hoạch thực nghiệm nhiều yếu tố ( phương pháp mô hình toán học), một trong những phương pháp hiện đại, có hiệu quả cao, đang được sử dụng phổ biến trong nghiên cứu các q uá trình hóa học và hóa sinh học.
Để xác định bài toán tối ưu hóa thực nghiệm, cần phân tích các yếu tố đầu vào, các thông số của quá trình thủy phân và hàm mục tiêu.
Theo các tài liệu khoa học mà em tham khảo được em đã chọn các thông số để tối ưu cho quá trình thủy phân protein đối với từng loại enzyme như sau:
a. Yếu tố cố định
- pH = 8 (dùng NaOH 1N để điều chỉnh pH) - Tỉ lệ nước/ nguyên liệu : 1/1
b. Các yếu tố cần tối ưu
Các thông số cần tối ưu trong quá trình thủy phân protein đầu tôm là:
Tỉ lệ enzyme so với nguyên liệu (%): X1[ 0,1; 0,5]
Nhiệt độ thủy phân (0C) : X2[40 ; 60]
Thời gian thủy phân (giờ) : X3[ 4; 10]
c. Hàm mục tiêu (Y)
Qúa trình thủy phân protein từ phế liệu tôm bằng enzyme thực chất là quá trình thủy phân cắt protein trong phế liệu tôm thành các peptit dần dần đến các axitamin. Do vậy hàm mục tiêu là mức độ cắt protein (độ thủy phân protein) của phế liệu tôm khi bổ sung enzyme).
Độ thủy phân protein của phế liệu tôm trong dịch thủy phân ph ải đạt tối đa: Y max.
Từ các điều kiện biên của các yếu tố quy hoạch thực nghiệm, ta lập bảng về mức và khoảng biến thiên của các yếu tố thực nghiệm:
Bảng 2.2 Mức thí nghiệm của các yếu tố
Yếu tố X1
Tỉ lệ enzyme so với cơ chất (E/S) (%)
X2
Nhiệt độ thủy phân (0C)
X3 Thời gian thủy
phân (giờ)
Mức trên 0,5 60 10
Mức dưới 0,1 40 4
Khoảng biến thiên 0,2 10 2
Với 3 yếu tố tối ưu (k = 3) số thí nghiệm phải thực hiện là N = 23 = 8 thí nghiệm (TN). Và số thí nghiệm bổ sung ở tâm phương án là N0 = 3.
Như vậy có tất cả 8 + 3 = 11 thí nghiệm.
Bảng 2.3 Bố trí thí nghiệm ở giá trị biên
Số thí nghiệm
Yếu tố thí nghiệm
Yếu tố thí nghiệm trong hệ tọa độ không thứ nguyên X1 X2 X3 X1 X2 X3 1 0,1 40 4 -1 -1 -1 2 0,5 40 4 1 -1 -1 3 0,1 60 4 -1 1 -1 4 0,5 60 4 1 1 -1 5 0,1 40 10 -1 -1 1 6 0,5 40 10 1 -1 1 7 0,1 60 10 -1 1 1 8 0,5 60 10 1 1 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 2.4 Bố trí thí nghiệm ở tâm ph ương án
N0 U1(%) U2(0C) U3 (giờ)
1 0,3 50 7
2 0,3 50 7
3 0,3 50 7
2.4.4 Tối ưu hóa quá trình thủy phân protein đầu tôm bằng enzymeFlavourzyme Flavourzyme
a. Yếu tố cố định
- pH = 6,5 (dùng HCl 1N để điều chỉnh giá trị pH) - Tỉ lệ nước/ nguyên liệu : 1/1
b. Các yếu tố cần tối ưu
Các thông số cần tối ưu trong quá trình thủy phân protein đầu tôm là:
Nhiệt độ thủy phân (0C) : X2 [30 ; 70]
Thời gian thủy phân (giờ) : X3 [ 4; 12]
Từ các điều kiện biên của các yếu tố quy h oạch thực nghiệm, ta lập bảng về mức và khoảng biến thiên của các yếu tố thực nghiệm:
Bảng 2.5 Mức thí nghiệm của các yếu tố
Yếu tố X1
Tỉ lệ enzyme so với cơ chất (E/S) (%)
X2
Nhiệt độ thủy phân (0C)
X3 Thời gian thủy
phân (giờ)
Mức trên 0,2 70 12
Mức dưới 0,03 30 4
Khoảng biến thiên 0,085 20 4
Mức cơ sở Xi 0,115 50 8
Với 3 yếu tố tối ưu (k = 3) số thí nghiệm phải thực hiện là N = 23 = 8 thí nghiệm (TN). Và số thí nghiệm bổ sung ở tâm ph ương án là N0 = 3.
Như vậy có tất cả 8 + 3 = 11 thí nghiệm.
Bảng 2.6 Bố trí thí nghiệm ở giá trị biên
Số thí nghiệm
Yếu tố thí nghiệm
Yếu tố thí nghiệm trong hệ tọa độ không thứ nguyên X1 X2 X3 X1 X2 X3 1 0,03 30 4 -1 -1 -1 2 0,2 70 4 1 -1 -1 3 0,03 30 4 -1 1 -1 4 0,2 70 4 1 1 -1 5 0,03 30 12 -1 -1 1 6 0,2 70 12 1 -1 1 7 0,03 30 12 -1 1 1 8 0,2 70 12 1 1 1 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Bảng 2.7 Bố trí thí nghiệm ở tâm ph ương án
N0 U1(%) U2(0C) U3 (giờ)
1 0,115 50 8
2 0,115 50 8
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN