Tiến hành bố trí thí nghiệm theo sơ đồ hình 2.7, mục 2.4.2.1_d. Thu được kết quả thể hiện hình 3.5 như saụ
Hình 3.5. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến hàm lượng đường khử tạo thành
Nhận xét:
Kết quả phân tích ở hình 3.5 cho thấy, khi thủy phân cùng một lượng rong nâu bằng acid tại các khoảng thời gian khác nhau thì hàm lượng đường khử tạo thành là khác nhaụ Ở giai đoạn đầu từ 60 phút (36.33 mg) đến 90 phút (34.67 mg) thì hàm lượng đường khử tạo thành tăng nhưng với tốc độ chậm. Càng tăng thời gian thủy phân thì hàm lượng đường khử tạo thành càng cao và đạt cực đại tại thời điểm 120 phút (kết quả là 47.33 mg, cao gấp 1.3 lần so với kết quả tại thời gian thủy phân là 60 phút). Tuy nhiên khi tiếp tục kéo dài thời gian thủy phân thì hàm lượng đường khử tạo thành có xu hướng giảm tại các thời điểm 150 phút (38.03 mg) và 180 phút (35.17 mg, kết quả này chỉ bằng 0.7 lần so với thời điểm thủy phân tại 120 phút).
Sự khác biệt về hàm lượng đường khử giữa các mẫu được thể hiện bằng các chữ cái a, ab, b, c, d qua xử lý số liệu bằng phần mềm SPSS 16.0.
Thảo luận:
Các kết quả phân tích trên có thể được giải thích cụ thể như sau:
Theo lý thuyết khi thời gian thủy phân càng dài thì tăng khả năng tiếp xúc của acid lên cơ chất, tạo điều kiện để các sản phẩm thủy phân và các đường hòa tan khuếch tán ra ngoài dung dịch. Nếu thời gian thủy phân quá ngắn thì phản ứng diễn ra chưa triệt để, sự tiếp xúc giữa acid và cơ chất quá ngắn nên chưa đủ lực để phá vỡ và cắt đứt các liên kết trong phân tử polysaccharide, tốc độ thủy phân chậm, do đó hàm lượng đường khử tạo thành không caọ
Khoảng thời gian ban đầu chủ yếu là do các tế bào rong nâu trương nở, đồng thời do việc cắt xay nhỏ dẫn đến một phần tế bào bị phá vỡ. Vì vậy sẽ tạo các đường hòa tan bên trong cấu trúc tế bào được khuếch tán dễ dàng hơn.
Khi thời gian thủy phân càng kéo dài thì phản ứng thủy phân cắt đứt các liên kết β-D-glucose của cellulose càng tăng. Từ đó tạo điều kiện cho acid xâm nhập sâu vào cấu trúc tế bàọ Khi đó tạo điều kiện để thủy phân cắt đứt các các polysaccharide nằm bên trong cấu trúc tế bào như: fuccodan, laminarin.
Laminarin là tinh bột của rong Nâụ Chúng tồn tại ở dạng chính với các mắc xích là các D-glucose (1.3), tuy nhiên cũng có một phần nhỏ có liên kết (1.6) với manitol ở cuối mạch. Vì vậy nếu có điều kiện thích hợp, acid sunfuric sẽ tiếp xúc và cắt đứt các liên kết (1.6) này đầu tiên để giải phóng đường manitol ra ngoài dung dịch thủy phân.
Fuccoidan có mạch thẳng với đơn vị cấu trúc (1.6)-β-D-galactose và hoặc (1.2)-β-D-mannose, có phân nhánh tại vị trí (1.6) và hoặc (1.4)-α-L-fucose, (1.4)-α- D-glucuronic acid, β-D-xylose đầu cuối và đôi khi (1.4)-α-D-glucosẹ
Khi quá trình thủy phân càng kéo dài, acid sunfuric sẽ tiếp xúc và cắt đứt các liên kết này và tạo điều kiện cho nhiều đường hòa tan được giải phóng như: fucose, mannose, galactose, glucosẹ
Do ở các thời gian thủy phân trước đó thì sự tương tác giữa các cơ chất dễ thủy phân và acid đã diễn ra mạnh mẽ, tốc độ thủy phân đến cực đại, còn ở các thời
gian tiếp theo do cơ chất chủ yếu là các polysaccharide khó bị thủy phân nhanh chóng bởi acid nên tốc độ thủy phân không tăng mạnh như trước nữạ
Nếu thời gian đủ dài thì các polysaccharide khó tan như cellulose, laminarin sẽ bị cắt đứt hoàn toàn tạo thành đường glucosẹ
(Glucan)n + n H2O → n Glucose
Tuy nhiên, khi thời gian dài và nhiệt độ cao thì một phần đường hòa tan tạo thành sẽ bị phá hủỵ Đồng thời sẽ gây lãng phí chi phí sản xuất.
Từ các kết quả và phân tích trên cho ta thấy khi thủy phân rong nâu khô Sargassum polycystum bằng acid sunfuric đậm đặc với nồng độ 2%, thủy phân ở nhiệt độ 1200C và trong khoảng thời gian là 120 phút thì tốc độ thủy phân là tốt nhất. Đồng thời cũng đảm bảo các điều kiện thuận lợi khi sản xuất ở quy mô lớn.