Tiến hành 4 mẫu thí nghiệm thủy phân chitosan bằng enzyme chitinase ở
cùng điều kiện: pH 6; nhiệt độ 370C; thời gian là 115h (5 ngày) với nồng độ enzyme
khác nhau: 1%; 1.5%; 2%; 2.5%. Chitosan được hòa tan trong dung dịch acid acetic 2% với nồng độ chitosan là 5%. Trong quá trình thủy phân thường xuyên khuấy đảo và lấy mẫu kiểm tra nhiệt độ, đo độ nhớt của dung dịch, để đảm bảo cùng điều kiện tiến hành đo độ nhớt ở nhiệt độ 250C. Dung dịch sau thủy phân được đun cách thủy để đình chỉ hoạt động enzyme và sau đó đem lọc, dịch lọc thu được trung hòa về pH = 7 bằng hydroxit amon (NH4OH), bổ sung cồn 99.5% theo tỉ lệ dung dịch : cồn = 1:1.5, lắc đều mẫu. Sau đó, dịch kết tủa được để lắng trong điều kiện lạnh 12h, đông 2h, tiếp đến đem dịch đi ly tâm. Keo thu được sấy lạnh chân không ở nhiệt độ 300C, thu được COS. Tiến hành đánh giá hiệu suất thu hồi COS. Kết quả nghiên cứu thể hiện ở hình 3.1 và 3.2.
Hình 3.2. Ảnh hưởng nồng độ enzyme và thời gian đến độ nhớt của dung dịch chitosan Nhận xét
Từ kết quả nghiên cứu thể hiện ở hình 3.1 và 3.2 cho thấy:
Theo thời thủy phân nồng độ enzyme thủy phân càng lớn thì hiệu suất tạo thành oligochitosan càng lớn. Cụ thể, với nồng độ enzyme chitinase 1%, hiệu suất thu hồi COS là 44,23% và độ nhớt của dịch dịch chitosan thay đổi từ 59,1cP xuống còn 12,5cP tức độ nhớt giảm 78,85% sau 115h thủy phân. Theo thời gian thủy phân độ nhớt dung dịch lúc đầu giảm mạnh, sau 15h giờ thủy phân độ nhớt giảm từ 59,1 cP xuống 29.6cP tương đương giảm 49.92%. Sau đó độ nhớt giảm chậm lại ở những khoảng thời gian sau. Tượng tự như vậy, với nồng độ enzyme chitinase 1.5%, hiệu suất thu hồi COS là 57,06% và độ nhớt của dịch dịch chitosan thay đổi từ 59,1cP xuống còn 11,4cP tương ứng với giảm 80,71% sau 115h thủy phân. Theo thời gian thủy phân độ nhớt dung dịch lúc đầu cũng giảm mạnh vào 15h đầu độ nhớt giảm từ 59,1cP xuống 25.4cP tương đương với giảm 57.02% và sau đó độ nhớt giảm chậm lại.
Tượng tự như vậy, tai nồng độ enzyme chitinase 2%, hiệu suất thu hồi COS là 59,24% và độ nhớt của dịch dịch chitosan thay đổi từ 59,1cP xuống còn 9.6cP tương đương với giảm 83.76% sau 115h thủy phân. Độ nhớt dung dịch lúc đầu giảm mạnh sau 15h thủy phân độ nhớt giảm từ 59.1cP xuống 22cP tương đương giảm 62.77%, sau đó độ nhớt giảm chậm lại.
Tại nồng độ enzyme chitinase 2,5%, hiệu suất thu hồi COS là 60,01% và độ nhớt của dịch dịch chitosan giảm từ 59.1 cP xuống còn 8.04 cP tương đương với mức giảm 86.40% sau 115h. Mức giảm độ nhớt của dung dịch thủy phân lúc đầu giảm mạnh, cụ thể sau 15h thủy phân độ nhớt giảm từ 59.1cP xuống 20.3cP tương đương mức giảm 65.65%, sau đó giảm chậm lại.
Như vậy, tại nồng độ enzyme 2.5%, hiệu suất thu hồi COS cao nhất, độ nhớt giảm nhiều nhất và nồng độ enzyme 1% hiệu suất thu hồi COS là thấp nhất, độ nhớt giảm thấp nhất. Độ nhớt giảm càng nhiều, tức mức độ thủy phân chitosan của enzyme càng lớn, hiệu suất thu hồi COS càng cao. Tuy nhiên, kết quả phân tích cũng cho thấy hiệu suất thu COS và mức độ làm giảm độ nhớt của enzyme tại nồng
độ 2% và 2.5% gần xấp xỉ nhau. Thêm vào đó kết quả phân tích ở đồ thị 3.2 cho
thấy sau 100h thủy phân độ nhớt của dung dịch thay đổi không đáng kể chứng tỏ
chitosan đã bị thủy phân tới mức giới hạn. Dựa vào phân tích ở trên và để đảm bảo
tính kinh tế, chúng tôi chọn thông số cố định nồng độ enzyme chitinase so với dung dịch chitosan là 2% và thời gian thủy phân trong 100h.