Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa loại RS3 từ nguyên liệu gạo bằng enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

4
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật "Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa loại RS3 từ nguyên liệu gạo bằng enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm" được nghiên cứu với mục tiêu: Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất tinh bột RS3 từ nguồn nguyên liệu gạo phổ biến tại Việt Nam bằng phương pháp thủy phân enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm để tạo ra sản phẩm tinh bột RS3 đảm bảo chất lượng, ATTP và có khả năng ứng dụng ở quy mô công nghiệp.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa loại RS3 từ nguyên liệu gạo bằng enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH ========================================== PHẠM CAO THĂNG NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT TINH BỘT KHÁNG TIÊU HOÁ LOẠI RS3 TỪ NGUYÊN LIỆU GẠO BẰNG ENZYME KẾT HỢP XỬ LÝ NHIỆT ẨM LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Công nghệ sau thu hoạch Mã số: 954.01.04 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÀ NỘI - 2024
Công trình được hoàn thành tại VIỆN CƠ ĐIỆN NÔNG NGHIỆP VÀ CÔNG NGHỆ SAU THU HOẠCH Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Duy Lâm 2. PGS.TS. Phạm Anh Tuấn Phản biện 1: PGS.TS Bùi Quang Thuật Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Thị Minh Tú Phản biện 3: PGS.TS Đồng Văn Quyền Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Viện họp tại: ................................................................................................................................ ................................................................................................................................ vào lúc giờ ngày tháng năm 2024 Có thể tìm hiểu Luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện ......................................
MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết Tinh bột kháng tiêu hóa (Resistant starch - RS) là loại tinh bột không bị tiêu hóa trong ruột non trong vòng 120 phút. Khi đến ruột già, RS hoạt động như một nguồn dinh dưỡng cho vi khuẩn có lợi. Trong số các loại tinh bột kháng tiêu hóa, RS3, hay còn gọi là tinh bột tái tinh thể hóa, hình thành khi tinh bột được gia nhiệt và làm nguội. Tinh bột kháng tiêu hóa loại RS3 (tinh bột RS3) được coi là một loại chất xơ không tan và có tiềm năng nhất trong số các loại tinh bột kháng tiêu hóa, nhờ vào khả năng kháng lại quá trình tiêu hóa của enzyme trong ruột non và tính ổn định dưới các điều kiện chế biến thực phẩm như nhiệt độ cao và pH khác nhau. Do đó, tinh bột RS3 được coi như một thực phẩm chức năng có lợi cho sức khỏe con người. Tùy thuộc vào nguồn gốc tinh bột và phương pháp biến tính mà các đặc tính cấu trúc, tính chất chức năng và hàm lượng tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 (hàm lượng RS3) cũng khác nhau. Do vậy, việc nghiên cứu tìm ra những nguyên liệu có hiệu quả để sản xuất tinh bột khá ng tiêu hoá là cần thiết. Gạo có nhiều lợi thế để sản xuất tinh bột RS3 do hàm lượng tinh bột cao, cấu trúc hạt phức tạp với các phân nhánh và liên kết hydro giữa các chuỗi glucose. Điều này thuận lợi cho quá trình biến đổi thành tinh bột kháng tiêu hoá, đặc biệt là RS3. Việc sử dụng gạo còn làm tăng giá trị sản phẩm và cải thiện tính chấp nhận của người tiêu dùng. Các phương pháp sản xuất RS hiện nay chủ yếu sử dụng phương pháp biến đổi vật lý và hóa học. Tại Việt Nam, nghiên cứu sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa ngày càng được quan tâm. Các nghiên cứu bước đầu được thực hiện trên các nguyên liệu như đậu xanh, khoai lang, khoai môn, gạo, chuối... với các phương pháp biến đổi khác nhau. Việc phát triển các công nghệ tiên tiến, thân thiện với môi trường đang là chủ đề được nhiều nhà khoa học trong và ngoài nước quan tâm. Xuất phát từ xu hướng phát triển và nhu cầu thị trường, từ năm 2016 Bộ Nông nghiệp và Phát triển nông thôn đã phê duyệt thực hiện đề tài “Nghiên cứu sản xuất tinh bột từ gạo tấm làm nguyên liệu cho chế biến thực phẩm”, chủ nhiệm là PGS.TS Nguyễn Duy Lâm và Nghiên cứu sinh là thành viên tham gia chính, chủ trì các nội dung có liên quan đến hướng nghiên cứu phát triển của đề tài Luận án “Nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 từ nguyên liệu gạo bằng thủy phân enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm”. 2. Mục tiêu Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất tinh bột RS3 từ nguồn nguyên liệu gạo phổ biến tại Việt Nam bằng phương pháp thủy phân enzyme kết hợp xử lý nhiệt ẩm để tạo ra sản phẩm tinh bột RS3 đảm bảo chất lượng, ATTP và có khả năng ứng dụng ở quy mô công nghiệp. 3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn 3.1. Ý nghĩa khoa học Đã xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3 từ nguyên liệu gạo IR50404 bằng quá trình tiền xử lý thủy phân enzyme pullulanase kết hợp kỹ thuật hấp nhiệt/làm nguội 3 chu kỳ. Công trình nghiên cứu của luận án góp phần bổ sung bộ cơ sở dữ liệu khoa học về quy trình công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá loại RS3. Luận án là tài liệu tham khảo có giá trị đối với các nhà khoa học, các nghiên cứu sinh, doanh nghiệp sản xuất chế biến thuộc lĩnh vực nghiên cứu về tinh bột nói chung và tinh bột kháng tiêu hoá RS3 nói riêng. Trong đó, các thông số của quá trình công nghệ được thiết lập có hệ thống từ yếu tố nguyên liệu gạo đến sơ chế, tiền xử lý và biến tính thoái hóa tinh bột tạo tinh bột RS3 đảm bảo tính kế thừa, phát triển, logic và khoa học. 3.2. Ý nghĩa thực tiễn Kết quả của đề tài luận án góp phần đa dạng hóa sản phẩm, nâng cao chất lượng và gia tăng giá trị sản phẩm gạo Việt Nam. 1
Bước đầu tinh bột RS3 được tạo ra từ nguyên liệu gạo IR50404 có thể mở rộng cho một số giống lúa gạo có tiềm năng đã được lựa chọn. Sản phẩm tinh bột RS3 đảm bảo tiêu chuẩn chất lượng và ATTP là nguồn thực phẩm chức năng và phụ gia thực phẩm phục vụ cho ngành công nghệ chế biến góp phần bảo vệ sức khỏe, nâng cao chất lượng cuộc sống con người và cộng đồng. 4. Đóng góp mới của luận án Đã lựa chọn giống lúa IR50404 là thích hợp cho sản xuất tinh bột RS3 (hàm lượng amylose cao (29,14%), khả năng hình thành RS3 cao (8,39%), độ nhớt thấp (5020 cP), độ kết tinh cao (42,1%) và là giống lúa trồng rất phổ biến ở Nam bộ và Nam Trung bộ Việt Nam. Đã xác định được giải pháp công nghệ thích hợp để sản xuất tinh bột RS3 từ tinh bột gạo giống lúa IR50404, sử dụng enzyme pullulanase tiền thủy phân tinh bột gạo kết hợp kỹ thuật hấp nhiệt/làm nguội theo chu kỳ với các thông số công nghệ tối ưu: Hàm lượng tinh bột/nước 15%, pH 5,5 với nồng độ enzyme 2,2 %, nhiệt độ 54,4oC, thời gian thủy phân 10,4 giờ. Tiếp theo dịch tinh bột được hấp nhiệt/làm nguội 3 chu kỳ tương ứng nhiệt độ hấp 130 oC trong thời gian 60 phút và làm nguội xuống 4oC, lưu trữ sau 18 giờ trước khi tinh chế làm sạch, thu hồi sản phẩm tinh bột RS3. Sản phẩm thu được có hàm lượng RS3 đạt 47,4 ± 0,66%; hàm lượng đường khử đạt 14,18 ± 0,15%; độ hòa tan 68,31 ± 0,27%; độ trương nở 2,11 ± 0,04 %; tỷ lệ thu hồi 88,5 ± 1,2%, hàm lượng amylose 49,78 ± 0,88%; độ thủy phân 8,91 ± 0,18 %; độ trùng hợp 235 ± 4,8. Đã đề xuất được quy trình công nghệ sản xuất tinh bột RS3 từ tinh bột gạo giống lúa IR50404 bằng tiền xử lý thủy phân enzyme pullulanase kết hợp kỹ thuật hấp nhiệt/làm nguội 3 chu kỳ, đảm bảo độ tin cậy trong điều kiện ứng dụng quy mô công nghiệp. 5. Bố cục của luận án Cấu trúc của luận án được trình bày trong 115 trang, bao gồm: Mở đầu; Chương 1. Tổng quan; Chương 2. Nguyên vật liệu và phương pháp nghiên cứu; Chương 3. Kết quả và thảo luận; Kết luận và kiến nghị. Báo cáo luận án bao gồm 18 bảng, 35 hình/đồ thị và 121 tài liệu tham khảo. Các phần phụ chương: Mục lục; Danh mục các công trình đã công bố; Tài liệu tham khảo; Danh mục bảng; Danh mục hình; Danh mục các chữ viết tắt và 03 Phụ lục kèm theo. CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN 1.1. Giới thiệu chung về tinh bột 1.1.1. Cấu trúc và thành phần của tinh bột Tinh bột là một polysaccharide cấu thành từ các đơn vị α-glucopyranose, có công thức hóa học (C6H10O5)n. Tinh bột gồm hai loại chuỗi polymer: amylose và amylopectin. Amylose có cấu trúc tuyến tính với các liên kết α-1,4-glycosidic, trong khi amylopectin có cấu trúc phân nhánh với các liên kết α- 1,4-glycosidic và α-1,6-glycosidic. 1.1.2. Tính chất chức năng của tinh bột Tinh bột có nhiều đặc tính chức năng và ứng dụng khác nhau trong y sinh và công nghiệp. Do cấu trúc phân tử và phân nhánh nên tinh bột ít tan trong nước, ít hấp thụ nước và dầu, liên kết tốt với iốt, có độ nhớt cao, độ trương nở và hồ hóa tốt, tạo màng mỏng và ổn định trong điều kiện đông lạnh-rã đông. Tinh bột chịu được nhiệt độ và áp suất vừa phải nhưng lại nhạy cảm với quá trình thủy phân bằng axit và enzym. Để cải thiện tính chất chức năng, tinh bột có thể được biến đổi bằng các phương pháp vật lý và hóa học. 1.1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất của tinh bột Tinh bột nhạy cảm với pH, nhiệt độ, áp suất cao, ánh sáng, bức xạ, ứng suất cơ học và siêu âm. Gia nhiệt trong nước sẽ chuyển tinh bột vô định hình thành dạng tinh thể, gây ra hiện tượng hồ hóa. Tương tác với nước và dầu phá vỡ liên kết amylose-amylopectin, gây mất kết tinh và trương nở. Đông lạnh sau khi hồ hóa làm tăng độ bền và độ cứng của tinh bột. 2
Các yếu tố hóa học ảnh hưởng đến cấu trúc và chức năng của tinh bột bao gồm các chất oxy hóa, dẫn xuất hydroxy hoặc carboxy của hydrocarbon, liên kết ngang có tính axit và bazơ, polyme tổng hợp và một số phân tử cation...Tinh bột còn bị ảnh hưởng bởi quá trình thủy phân bằng axit và enzyme dẫn đến sự phân hủy amylose và amylopectin, từ đó làm thay đổi hình thái và tính chất bề mặt của hạt. Những yếu tố này cải thiện chất lượng chức năng của tinh bột cho các ứng dụng thực phẩm và công nghiệp. 1.2. Biến tính tinh bột Sơ đồ tổng hợp phương pháp biến tính tinh bột phổ biến theo cơ chế vật lý và hóa học (Hình 1.1). Hình 1.1. Tổng hợp các phương pháp biến tính tinh bột bằng vật lý và hóa học 1.2.1. Biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý Biến đổi vật lý của tinh bột bao gồm những thay đổi về hình thái và cấu trúc dưới tác động của các yếu tố như độ ẩm, nghiền, nhiệt độ, áp suất, pH, bức xạ, sóng siêu âm... Những thay đổi này ảnh hưởng đến kích thước hạt, tính chất bề mặt, độ hòa tan, độ trương nở, độ bám dính và quá trình hồ hóa của tinh bột. Các kỹ thuật biến đổi bao gồm xử lý nhiệt, chiếu xạ, vi sóng, áp suất cao... Những biến đổi này nhằm cải thiện chất lượng và tính phù hợp của tinh bột. 1.2.2. Biến tính tinh bột bằng phương pháp hoá học Biến đổi hóa học của tinh bột liên quan đến việc thay đổi các tính chất hóa lý bằng cách thêm các nhóm hóa học mới mà không thay đổi hình dạng và kích thước của phân tử. Các vị trí chính để biến đổi là ba nhóm hydroxyl trên mỗi đơn vị glucose. Các phương pháp biến đổi bao gồm oxy hóa, ete hóa, este hóa, cation hóa... nhằm cải thiện tính chất vật lý và chức năng của tinh bột, làm cho nó có ứng dụng quan trọng trong ngành dệt may, giấy, mỹ phẩm, và công nghiệp thực phẩm. 1.3. Tinh bột kháng tiêu hóa 1.3.1. Đặc điểm của tinh bột theo thuộc tính tiêu hóa Tinh bột có thể được chia thành ba loại dựa trên tốc độ và mức độ tiêu hóa: Tinh bột tiêu hoá nhanh (RDS), tinh bột tiêu hoá chậm (SDS) và tinh bột kháng (RS). 1.3.2. Cấu trúc và phân loại tinh bột kháng tiêu hóa (RS) 1.3.2.1. Cấu trúc của tinh bột kháng tiêu hóa Tinh bột kháng tiêu hoá có cấu trúc gồm các phân tử mạch thẳng chứa α-1,4-D-glucan, chủ yếu được hình thành từ sự thoái hoá amylose (Hình 1.2). 3
Hình 1.2. Mô phỏng cấu trúc của các loại tinh bột kháng tiêu hóa 1.3.2.2. Phân loại tinh bột kháng tiêu hóa Tinh bột kháng tiêu hóa được phân thành 5 loại: R1 (Không tiêu hóa do các rào cản từ thành tế bào và mạng lưới protein); RS2 (Hạt tinh bột tự nhiên, không tiêu hóa do cấu trúc tinh thể chặt chẽ); RS3 (Tinh bột biến tính vật lý, hình thành khi tinh bột được gia nhiệt và làm nguội, có tính bền nhiệt cao); RS4 (Tinh bột biến đổi hóa học, tiêu hóa bị giảm do các quá trình hóa học như ete hóa và liên kết chéo); RS5 (Tinh bột kháng tiêu hóa do liên kết giữa amylose và lipid, tạo cấu trúc xoắn đơn cản trở quá trình thủy phân bằng enzyme). 1.3.3. Cơ chế hình thành tinh bột kháng tiêu hóa (RS3) 1.3.3.1. Nguyên tắc chung Các phương pháp sản xuất tinh bột RS3 thường bắt đầu bằng quá trình thủy phân enzyme, tiếp theo là các quá trình xử lý nhiệt như ủ nhiệt, nhiệt ẩm và hấp nhiệt 1.3.3.2. Cơ chế tác động của enzyme đến cấu trúc và chức năng của tinh bột Hình 1.3. Cơ chế tác động của enzyme đến cấu trúc để cải thiện chức năng của tinh bột Các enzyme biến đổi tinh bột được phân loại thành Glycosyl hydrolase (EC 3.2.1.X), xúc tác quá trình thủy phân hoặc sắp xếp lại các liên kết glycosidic, và Glycosyl transferase (EC 2.4.XY), xúc tác cho sự hình thành các liên kết glycosidic mới mà không phân cắt các liên kết hiện có (Hình 1.3). Hình 1.4 biểu thị sự hoạt động của một số enzyme chính vào quá trình thuỷ phân tinh bột Hình 1.4. Sơ đồ hoạt động của các enzyme thủy phân tinh bột Có 4 loại enzyme chính tham gia vào quá trình thuỷ phân tinh bột là: α-amylase cắt liên kết α-1,4- glycosidic trong tinh bột và glycogen; β-amylase có khả năng cắt các liên kết α-1,4-glycosidic từ đầu không khử của polysaccharide; Glucoamylase cắt các liên kết α-1,4-glycosidic từ đầu không khử và α-1,6-glycosidic trong tinh bột và glycogen để giải phóng glucose; Pullulanase thuộc nhóm enzyme 4
khử nhánh, là enzyme đặc hiệu cắt các liên kết α-1,6-glycosidic trong tinh bột và các polysaccharide khác như pullulan. Enzyme pullulanase phá vỡ các nhánh amylopectin, tạo thành các chuỗi amylose dài hơn, tạo điều kiện cho quá trình kết tinh lại của tinh bột thành cấu trúc RS3 sau khi làm nguội, từ đó làm tăng hàm lượng RS3 trong sản phẩm cuối cùng. 1.3.3.3. Sự hình thành tinh thể và cơ chế tạo tinh bột RS3 Khi hỗn hợp dịch tinh bột - nước bị thoái hóa, sẽ thu được một hệ polyme kết tinh một phần. Quá trình thoái hóa tinh bột là sự kết tinh trong mạng lưới vô định hình, gồm ba bước: Tạo mầm (hình thành các nhân tinh thể); Phát triển (tinh thể tăng trưởng từ các nhân); Trưởng thành (tinh thể tiếp tục tăng trưởng chậm hoặc đạt kích thước ổn định). Hình 1.5. Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của tốc độ tạo mầm, phát triển mạng tinh thể và kết tinh tổng thể của các polyme kết tinh từng phần Hình 1.5 cho thấy, tỷ lệ kết tinh tinh bột phụ thuộc vào nhiệt độ. Tỷ lệ tạo mầm bằng 0 ở nhiệt độ nóng chảy (Tm) và tăng khi nhiệt độ giảm. Dưới nhiệt độ chuyển thủy tinh (Tg), tỷ lệ tạo mầm không đáng kể do hệ thống đóng băng. Tốc độ phát triển tinh thể là 0 tại T < Tg và tăng khi nhiệt độ tăng. Tốc độ trưởng thành phụ thuộc rất ít vào nhiệt độ và chủ yếu vào tốc độ tạo mầm và phát triển tinh thể. Hiệu suất của tinh bột kháng tiêu hoá phụ thuộc vào thời gian lưu trữ và nhiệt độ sau khi hấp nhiệt. Sự tạo mầm tinh thể ở nhiệt độ thấp, lớn hơn Tg và sự phát triển tinh thể ở nhiệt độ cao, thấp hơn Tm. 1.4. Tổng quan các công trình nghiên cứu về sản xuất tinh bột RS3 1.4.1. Tổng hợp các công nghệ biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý Tổng hợp 24 tài liệu tham khảo về nghiên cứu biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý cho thấy đây là một phương pháp phổ biến trong sản xuất RS. Quá trình này bao gồm việc đun nóng tinh bột ở nhiệt độ cao kết hợp với độ ẩm thích hợp để thúc đẩy sự tái tinh thể hóa của các phân tử tinh bột. Khi làm nguội, các phân tử tinh bột sắp xếp lại theo một trật tự mới, tạo thành cấu trúc phức tạp hơn mà enzyme tiêu hóa khó có thể phân giải. Các kỹ thuật trong biến tính tinh bột bằng phương pháp vật lý bao gồm: Xử lý nhiệt, xay xát (nghiền), áp suất cao, chiếu xạ, sóng siêu âm... 1.4.2. Công nghệ thủy phân enzyme trong sản xuất tinh bột RS3 Enzyme đóng vai trò quan trọng trong việc phân cắt các liên kết glycosidic của tinh bột. Tổng hợp từ 14 tài liệu tham khảo cho thấy, enzyme pullulanase được sử dụng chủ yếu, có vai trò quan trọng trong việc phá vỡ các liên kết phân nhánh α-1,6-glycosidic trong amylopectin, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình tái kết tinh và sản xuất tinh bột RS3. Các thông số công nghệ chính của quá trình thuỷ phân là: nhiệt độ 50 - 60oC, thời gian từ vài giờ đến 24 giờ, pH 4,5 - 6,0, cơ chất 10-30%. 1.4.3. Công nghệ xử lý nhiệt trong sản xuất tinh bột RS3 Tổng hợp 25 tài liệu tham khảo (trong đó có những tài liệu được cập nhật đến năm 2024) về vấn đề nghiên cứu cho thấy, hai phương pháp xử lý nhiệt được sử dụng chủ yếu trong sản xuất tinh bột RS3 là nhiệt ẩm và hấp nhiệt/làm nguội, trong đó xử lý hấp nhiệt/làm nguội có nhiều ưu điểm như: Khi hấp nhiệt, các hạt tinh bột trương nở và bị phá vỡ, làm giải phóng các phân tử amylose và amylopectin, tạo điều kiện cho việc tái kết tinh. Quá trình làm nguội sau đó giúp các phân tử 5
amylose và amylopectin tái kết tinh thành các cấu trúc ổn định, hình thành tinh bột RS3. Như vậy, phương pháp hấp nhiệt/làm nguội không chỉ giúp tăng hàm lượng RS3 trong sản phẩm cuối cùng mà còn nâng cao các đặc tính chức năng, làm cho sản phẩm trở nên phù hợp và có giá trị cao trong các ứng dụng thực phẩm và dược phẩm. Các thông số công nghệ chính của quá trình hấp nhiệt/làm nguội là: nhiệt độ hấp nhiệt từ 100 - 140oC, thời gian hấp nhiệt từ 15 - 60 phút, nhiệt độ làm nguội từ -20 đến 70oC, thời gian làm nguội từ 18 - 24 giờ. 1.4.4. Công nghệ làm sạch và thu hồi tinh bột RS3 Tổng hợp các nghiên cứu cho thấy, phương pháp hiệu quả để tinh chế và làm sạch tinh bột RS3là rửa và ly tâm nhiều lần với dung môi như nước và ethanol để loại bỏ enzyme và tạp chất, đảm bảo tinh bột kháng tiêu hoá có độ tinh khiết cao. 1.5. Nguyên liệu sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa RS có thể được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu khác nhau, mỗi loại có đặc điểm và lợi ích riêng. Các nguyên liệu phổ biến bao gồm gạo, khoai tây, ngô, chuối xanh, đậu nành, sắn và lúa mì... Trong đó gạo là nguồn nguyên liệu có hàm lượng amylose cao và dễ dàng chuyển hóa thành RS3. 1.6. Tình hình nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột RS3 tại Việt Nam Tổng hợp 09 tài liệu nghiên cứu về sản xuất tinh bột kháng tiêu hoá có liên quan đến nội dung nghiên cứu của đề tài luận án. 1.7. Tổng hợp luận giải những vấn đề cần nghiên cứu Yếu tố nguyên liệu: Lựa chọn gạo làm nguyên liệu để sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa. Cần phân tích lựa chọn được giống gạo thích hợp với các tiêu chí về hàm lượng tinh bột, hàm lượng amylose, hàm lượng RS3 trong tinh bột cao nhằm nâng cao hiệu quả quá trình sản xuất. Để sản xuất tinh bột RS3 chất lượng cao, ATTP, dùng làm thực phẩm chức năng và phụ gia thực phẩm, ưu tiên sử dụng phương pháp vật lý và sinh học. Các giải pháp kỹ thuật được lựa chọn là: Tiền xử lý thuỷ phân bằng enzyme: Lựa chọn pullulanase để thủy phân tinh bột, tối ưu hóa các yếu tố: hàm lượng cơ chất, pH, nồng độ enzyme, nhiệt độ, thời gian; Biến tính thoái hóa: Xử lý nhiệt (hấp nhiệt/làm nguội theo chu kỳ) sau thủy phân, tối ưu hóa nhiệt độ hấp nhiệt, thời gian hấp nhiệt, nhiệt độ làm nguội, thời gian lưu trữ; Dự đoán miền nhiệt độ hấp nhiệt (sự phát triển tinh thể), nhiệt độ làm nguội (sự tạo mầm tinh thể) và miền nhiệt độ kết tinh tổng thể; Tối ưu hóa: Phân tích kết quả thực nghiệm, lập kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố để tối ưu hóa quy trình sản xuất RS3. Tiến hành sản xuất thử nghiệm ở quy mô pilot làm cơ sở hoàn thiện và đề xuất quy trình công nghệ theo định hướng ứng dụng. Chương 2 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Nguyên vật liệu nghiên cứu 2.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu Thu thập 19 giống lúa có hàm lượng amylose cao. TB gạo sử dụng trong các thí nghiệm chứa các thành phần chính sau: carbohydrate tổng > 90%; protein < 1,5%; lipid < 0,05%, độ ẩm < 10%. 2.1.2. Hóa chất và thiết bị sử dụng Hóa chất và thiết bị sử dụng trong đề tài luận án là các loại chuyên dụng cho các phân tích và thí nghiệm liên quan đến quá trình thủy phân enzyme và các phương pháp biến tính thoái hóa tinh bột. 2.2. Phương pháp nghiên cứu 2.2.1. Phương pháp chuẩn bị mẫu 2.2.1.1. Chuẩn bị bột gạo: Mẫu được nghiền và rây để có bột mịn (250 µm). 2.2.1.2. Chuẩn bị tinh bột gạo: Mẫu được xử lý kiềm để tách protein, sau đó sấy và nghiền ở nhiệt độ < 75oC đến độ ẩm < 10%. 6
2.2.2. Phương pháp công nghệ Nguồn nguyên liệu từ các giống lúa Việt Nam Phân tích đánh giá lựa chọn (Thành phần hóa học, cấu trúc tinh bột) Chuẩn bị mẫu tinh bột cho quá trình thực nghiệm Khảo sát và thực nghiệm đơn yếu tố xác định chế độ công nghệ tiền thuỷ phân bằng enzyme pullulanase đến hàm lượng RS3 (Hàm lượng tinh bột, pH, nhiệt độ, thời gian và nồng độ enzyme) Thực nghiệm đơn yếu tố xác định chế độ công nghệ hấp nhiệt/làm nguội đến hàm lượng RS3 (Nhiệt độ, thời gian hấp nhiệt và chu kỳ hấp nhiệt/làm nguội; Nhiệt độ làm nguội và thời gian lưu trữ) Thực nghiệm đa yếu tố và Tối ưu hoá quá trình tiền thuỷ phân bằng enzyme kết hợp hấp nhiệt/làm nguội theo chu kỳ để tạo tinh bột kháng tiêu hoá RS3 Sản xuất thử nghiệm RS3 quy mô Pilot Sản phẩm tinh bột kháng tiêu hoá RS3 Hình 2.1. Sơ đồ thiết kế nghiên cứu công nghệ sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa loại RS3 2.2.3. Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 2.2.3.1. Phương pháp thực nghiệm xác định ảnh hưởng của các yếu tố đến quá trình tiền xử lý tinh bột gạo bằng thủy phân enzyme pullulanase a. Nhóm thí nghiệm 1: Khảo sát đánh giá hiệu quả quá trình thủy phân bằng emzyme pullulanase từ nguyên liệu tinh bột hồ hóa và thoái hóa đến khả năng tạo tinh bột RS3. - Chuẩn bị mẫu hồ hóa và thoái hóa tinh bột: Cân 25 g tinh bột gạo vào bình nón 250 ml → bổ sung nước với nồng độ tinh bột 20% (w/w) → khuấy đều trên bếp từ gia nhiệt đến 70°C, 30 phút → hấp nhiệt ở 130°C, 30 phút → để nguội ở nhiệt độ phòng → lưu trữ ở 4°C trong 18 giờ. Các mẫu tinh bột hồ hóa hoặc thoái hóa chuẩn bị cho các thí nghiệm. - Chuẩn bị mẫu tinh bột thủy phân enzyme: Tiến hành với mẫu tinh bột ngay sau khi hồ hóa hoặc sau khi thoái hóa → sử dụng enzym pullulanase nồng độ 1,5% → thủy phân với nồng độ tinh bột 15% (w/w), pH 5, nhiệt độ 55°C, thời gian 12 giờ → bất hoạt enzyme bằng hấp nhiệt 130°C trong 30 phút. - Tiến hành 03 thí nghiệm (TN1.1, TN1.2, TN1.3) tương ứng tinh bột thoái hóa (TBTH), tinh bột hồ hóa và thủy phần enzyme pullulanase (TBHH + Enzyme), tinh bột thoái hóa và thủy phần enzyme pullulanase (TBTH + Enzyme), lặp lại 3 lần. Mẫu sau khi thủy phân được ly tâm ở tốc độ 3.000 vòng/phút, 20 phút. Sấy khô theo hai giai đoạn ở 60oC trong 24 giờ và 75oC trong 12 giờ. Nghiền và rây đạt bột mịn (
- Tiến hành 05 thí nghiệm (TN2.1, TN2.2, TN2.3, TN2.4, TN2.5) (Nhóm thí nghiệm 1): TN 2.1: Ảnh hưởng của hàm lượng tinh bột đến khả năng tạo RS3: Tiến hành 5 thí nghiệm với hàm lượng tinh bột/nước (5, 10, 15, 20, 25%, w/w), thí nghiệm lặp lại 3 lần, điều kiện thuỷ phân: 25g tinh bột gạo/mẫu, pH 5, 55oC, 12 giờ, nồng độ enzyme pullulanase/cơ chất 1,5% (1,5 NPUN/g). Bất hoạt enzyme và thoái hóa để thu hồi và định lượng tinh bột RS3. TN 2.2: Ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo RS3: Tiến hành 5 thí nghiệm với pH (4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0), thí nghiệm lặp lại 3 lần, điều kiện thí nghiệm với hàm lượng cơ chất được xác định từ TN 2.1 và các thông số còn lại theo TN2.1. TN 2.3: Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến khả năng tạo RS3: Tiến hành 5 thí nghiệm với nhiệt độ (45, 50, 55, 60 và 65 oC), thí nghiệm lặp lại 3 lần, điều kiện thí nghiệm với hàm lượng cơ chất tinh bột được xác định từ TN2.1 và pH từ TN2.2, các thông số còn lại theo như TN2.1. TN 2.4: Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến khả năng tạo RS3: Tiến hành 5 thí nghiệm với thời gian (0, 4, 10, 16 và 20 giờ), thí nghiệm lặp lại 3 lần, điều kiện thí nghiệm với hàm lượng cơ chất tinh bột được xác định từ TN2.1, pH từ TN2.2, nhiệt độ từ TN2.3 và các thông số còn lại theo như TN2.1. TN 2.5: Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pullulanase đến khả năng tạo RS3: Tiến hành 6 thí nghiệm với nồng độ enzyme/cơ chất (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5 và 3,0%) tương ứng nồng độ enzyme (5, 10, 15, 20, 25 và 30 NPUN/g tinh bột), thí nghiệm lặp lại 3 lần, điều kiện thí nghiệm với hàm lượng tinh bột được xác định từ TN2.1, pH từ TN2.2, nhiệt độ từ TN2.3, thời gian thủy phân TN2.4. 2.2.3.2. Phương pháp thực nghiệm xác định ảnh hưởng của các yếu tố trong quá trình hấp nhiệt/làm nguội đến hàm lượng RS3 a. Nhóm thí nghiệm 3: Thực nghiệm xác định ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và chu kỳ hấp nhiệt đến khả năng tạo RS3 Tiến hành 3 nhóm thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và chu kỳ hấp nhiệt/làm nguội, trong đó chế độ làm nguội của tất cả các thí nghiệm được cố định (nhiệt độ 30oC, thời gian lưu ủ nhiệt 12 giờ) tương ứng ký hiệu và miền khảo sát sau: TN3.1: Thực nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ hấp nhiệt đến khả năng tạo RS3 với 4 mức nhiệt độ (121oC, 130oC, 134oC, 140oC). Thực hiện với 1 chu kỳ và thời gian hấp nhiệt 30 phút. TN3.2: Thực nghiệm ảnh hưởng của thời gian hấp nhiệt đến khả năng tạo RS3 với 4 mức thời gian (30, 60, 90 và 120 phút). Thực hiện với 1 chu kỳ và nhiệt độ từ kết quả thí nghiệm TN3.1 TN3.3: Thực nghiệm ảnh hưởng của chu kỳ hấp nhiệt đến khả năng tạo RS3 với 4 mức chu kỳ hấp (1, 2, 3, 4), thực hiện với mức nhiệt độ và thời gian từ kết quả (TN3.1, TN3.2). Điều kiện chung của 3 nhóm thí nghiệm: Các mẫu ở cùng điều kiện các mẫu tinh bột đã tiền xử lý bằng enzyme pullulanase với các thông số công nghệ đã được lựa chọn từ thực nghiệm (kết quả TN2.1, TN2.2, TN2.3, TN2.4, TN2.5) b. Nhóm thí nghiệm 4: Thực nghiệm xác định nhiệt độ và thời gian lưu ủ nhiệt sau làm nguội đến hàm lượng RS3 Tiến hành 2 nhóm thí nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian lưu ủ nhiệt sau làm nguội. Thông số công nghệ của quá trình hấp nhiệt (nhiệt độ, thời gian, chu kỳ) trước quá trình làm nguội được kế thừa từ kết quả thực nghiệm (TN3.1, TN3.2 TN3.3), tương ứng: TN4.1: Thực nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ làm nguội đến khả năng tạo RS3 với 6 mức nhiệt độ (2oC, 4oC, 6oC, 30oC, 40oC, 50oC). Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần với cùng thời gian lưu nhiệt sau làm nguội là 12 giờ. TN4.2: Thực nghiệm ảnh hưởng của thời gian lưu ủ nhiệt sau làm nguội đến hàm lượng RS3 với 4 mức thời gian (6 giờ, 12 giờ, 18 giờ, 24 giờ). Các thí nghiệm được lặp lại 3 lần với cùng nhiệt độ làm nguội đã được xác định từ thực nghiệm (TN4.1). 8
2.2.3.3. Phương pháp thực nghiệm đa yếu tố ảnh hưởng đến quá trình tiền xử lý nguyên liệu bằng thủy phân enzyme pullulanase kết hợp thủy nhiệt Kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố được tiến hành theo quy hoạch thực nghiệm của Box-Behnken với các biến độc lập tương ứng miền biến thiên: Nồng độ enzyme pullulanase (X1); Nhiệt độ thủy phân (X2), Thời gian thủy phân (X3). Các hàm mục tiêu gồm: Hàm lượng RS3 (Y1%); Hàm lượng đường khử (Y2%); Độ hòa tan (Y3%). Ma trận thực nghiệm gồm 15 thí nghiệm, trong đó 03 thí nghiệm được lặp lại tại tâm. Tối ưu hóa bằng phương pháp chập mục tiêu sử dụng phần mềm Design-Expert version 7.1 theo thuật toán “Hàm mong đợi” được đưa ra bởi Deringer và Suich. 2.2.4. Phương pháp sản xuất thử nghiệm tinh bột RS3 quy mô pilot Tiến hành 03 thí nghiệm, với khối lượng 3 kg nguyên liệu tinh bột/mẻ; RS3 được sản xuất ở chế độ tối ưu, lấy mẫu phân tích các chỉ tiêu gồm: hàm lượng tinh bột RS3, độ hòa tan, độ trương nở… Đồng thời, phân tích cấu trúc bằng phổ nhiễu xạ tia X và quan sát hình thái hạt tinh bột sau biến tính bằng hình ảnh SEM. 2.2.5. Phương pháp phân tích 2.2.5.1. Phương pháp phân tích hóa học: Các chỉ tiêu hoá học được phân tích theo TCVN 4328- 2:2011; TCVN 9935:2013; TCVN 5716-2:2008... ; Các chỉ tiêu vi sinh được phân tích theo TCVN 4884-1:2015; TCVN 11039-6:2015; TCVN 11039-8:2015; TCVN 6848:2007…; Các chỉ tiêu về dư lượng kim loại nặng được phân tích theo TCVN 7601:2007; TCVN 7603:2007, TCVN 7602:2007; TCVN 7604:2007… Xác định hàm lượng RS3 theo phương pháp AOAC Method 985.29: Sử dụng bộ kit của Megazyme với 3 loại enzyme kèm theo. Trong đó, α-amylase và amyloglucosidase để thủy phân thành phần tinh bột tiêu hóa thành các phần hòa tan, protease để thủy phân 2 enzyme đã nêu. Tiến hành kết tủa bằng cồn và rửa để loại bỏ những thành phần hòa tan. Sản phẩm cuối được xác định hàm lượng tro và hàm lượng protein để hiệu chỉnh kết quả. 2.2.5.2. Phương pháp phân tích hóa lý + Xác định độ độ hòa tan của tinh bột: Theo phương pháp của Phạm Văn Hùng và cs (2016): Độ hòa tan (%) = [Khối lượng tinh bột hòa tan sau sấy (g) / Khối lượng mẫu ban đầu (g)] x 100. Độ trương nở (%) = [Khối lượng phần tủa (g) / Khối lượng mẫu ban đầu (g)] x 100 + Mức độ thủy phân của tinh bột sau khi thủy phân enzyme xác định theo Pongjanta và cs (2009) : DH (%) = {[%RDS/%TSm] x 100}. Trong đó: %RDS là hàm lượng đường khử sau thuỷ phân (%); %TS là hàm lượng đường tổng số sau thuỷ phân (%). + Xác định đặc tính bột nhào bằng đo độ nhớt nhanh RVA theo AACC 61 - 02. 2.2.6. Phương pháp phân tích cấu trúc và hình thái tinh bột Xác định hình thái, cấu trúc tinh bột bằng phân tích SEM, phổ nhiễu xạ tia X và phổ hồng ngoại FT-IR 2.2.7. Phương pháp tinh chế bằng enzyme Theo Chiu và cs (1994), Pomeranz và cs (1990): Thủy phân tinh bột bằng enzyme Termamyl SC sau đó tráng rửa tinh bột bằng nước nóng và ly tâm 3 lần. 2.2.8. Xác định tỷ lệ thu hồi và hiệu suất thu hồi tinh bột kháng tiêu hoá Tỷ lệ thu hồi (%) là tỷ số giữa khối lượng sản phẩm giàu tinh bột kháng tiêu hoá trên tổng khối lượng tinh bột nguyên liệu ban đầu, tính theo % khối lượng khô. Hiệu suất thu nhận tinh bột kháng tiêu hoá (%) được tính bằng cách nhân hàm lượng tinh bột kháng tiêu hoá với tỷ lệ thu hồi. 9
2.2.9. Phương pháp thống kê và xử lý số liệu Số liệu thực nghiệm được phân tích theo ANOVA đơn yếu tố và biểu thị là giá trị trung bình. Duncan’s test được sử dụng để kiểm định sự khác nhau có ý nghĩa của các giá trị trung bình. Sử dụng phần mềm SPSS ver 16.0. Xử lý số liệu thực nghiệm đa yếu tố và tối ưu hóa bằng phần mềm Design-Expert 7.1 Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả nghiên cứu phân tích và lựa chọn nguyên liệu thích hợp để sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa 3.1.1. Đặc tính thành phần bột gạo của các loại giống lúa khảo sát Bảng 3.1 thể hiện kết quả phân tích một số thành phần quan trọng trong 19 giống lúa đã thu thập. Bảng 3.1. Đặc tính thành phần bột gạo của các loại giống lúa khảo sát Hàm lượng RS3 (%) TT Giống lúa Tinh bột (%) Amylose (%) Tự nhiên Thoái hóa 1 Q5 89,60a 29,23a 2,36a 6,28a 2 13/2 89,78a 29,12a 1,09d 4,52c a 3 Gia Lộc 107 89,26 28,78a 1,33 c 4,36c c b 4 Gia Lộc 501 87,85 28,02b 2,03 5,23b 5 Gia Lộc 601 89,15a 27,89b 2,76a 6,71a c c c 6 TBR1 87,73 26,72 1,82 4,36c b c a 7 IR 50404 88,37 26,42 2,64 5,87b a c c 8 Gia Lộc 301 89,32 26,34 1,53 4,70c 9 Ải 32 86,92 c 25,86 d 1,15d 4,07d a d c 10 TH6 89,37 25,86 1,25 4,02d 11 OM 576 90,61a 25,64d 2,42a 5,38b c d c 12 Gia Lộc 66 87,72 25,31 1,68 3,78d 13 ĐV108 90,24 a 25,17 c 1,04d 3,94d c e c 14 OM 2517 87,52 24,83 1,48 4,17c b e b 15 STN 10 87,89 24,52 2,06 4,17c a e c 16 OM 1352 89,36 24,26 1,41 3,26d b f d 17 OM 6976 88,29 22,67 1,04 3,73d b g b 18 ML49 88,03 16,15 2,02 4,84c c g c 19 Khau Chàm 87,74 15,37 1,39 4,48c Các giá trị có chữ cái khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa (p
Hình 3.1 cho thấy, hàm lượng RS3 của bột gạo khi xử lý thoái hóa đều tăng, đạt từ 4,36 đến 6,71% (so với 1,09% - 2,76% ở bột gạo tự nhiên). Cũng giống như bột gạo tự nhiên, các giống lúa có hàm lượng RS3 cao nhất trong bột gạo thoái hoá không phải là những giống có hàm lượng amylose cao nhất. Điều này chứng tỏ đối với bột gạo, không đủ bằng chứng để nhận định có quan hệ tỷ lệ thuận giữa hàm lượng amylose và hàm lượng RS3. Để tiếp tục nghiên cứu, đề tài đã chọn 4 giống lúa có hàm lượng RS3 cao nhất trong mẫu bột gạo thoái hoá từ 8 giống lúa trên để phân tích trên mẫu tinh bột gạo, các giống lúa được chọn là: Gia Lộc 601 (6,71%), Q5 (6,28%), IR50404 (5,87%) và Gia Lộc 501 (5,23%). 3.1.2. Đặc tính thành phần tinh bột gạo tự nhiên và xử lý thoái hóa của một số giống lúa Hình 3.2 cho thấy, khi hàm lượng amylose tăng dần từ giống Gia Lộc 501 đến giống Gia Lộc 601 thì hàm lượng RS3 đều tăng ở cả mẫu tinh bột tự nhiên và thoái hoá. Mặt khác, dựa trên các hàm biểu diễn sự liên quan giữa hàm lượng RS3 và hàm lượng amylose (y1 = 0,2926x + 1,8393 với R² = 0,9463 và y2 = 0,5851x + 5,7653 với R² = 0,9454) cho thấy có sự tương quan chặt chẽ giữa hàm lượng RS3 với hàm lượng amylose trong các mẫu tinh bột gạo tự nhiên cũng như tinh bột gạo xử lý thoái hóa. Từ 4 giống lúa trên, lựa chọn 3 giống có hàm lượng amylose và RS3 cao nhất trong mẫu tinh bột để tiến hành các thí nghiệm tiếp theo, đó là các giống Gia Lộc 601, Q5 và IR50404. 3.1.3. Các đặc trưng RVA của tinh bột gạo Bảng 3.2 cho thấy, độ nhớt của các mẫu tinh bột phụ thuộc vào giống gạo và giảm dần theo thứ tự: Q5 (5882 cP) > Gia Lộc 601 (5592 cP) > IR50404 (5020 cP). Bảng 3.2. Các thông số RVA của tinh bột gạo các giống lúa Độ nhớt Độ nhớt Độ nhớt Độ nhớt Độ nhớt Nhiệt độ Tinh bột gạo đỉnh PV Breakdown đáy TV setback cuối FV hồ hóa PT (cP) (cP) (cP) (cP) (cP) (oC) Q5 3948a 638c 3310b 1934d 5882b 82,30d Gia Lộc 601 3313d 218f 3095c 2279b 5592c 86,95a IR50404 3682b 738b 2944d 1338e 5020e 85,30c Các giá trị có chữ cái khác nhau trong cùng một cột là khác nhau có ý nghĩa (p
Từ ảnh SEM quan sát thấy rằng các hạt tinh bột gạo tự nhiên là những hạt đa diện có đường kính trong khoảng 3 -7 µm. Bề mặt các hạt nhẵn không bị rỗ. Sau khi xử lý thoái hóa, các hạt bị trương lên to hơn và bị hồ hóa dẫn đến bề mặt xù xì nham nhở, kích thước các hạt không đồng đều, lổn nhổn hơn nhiều so với trạng thái tự nhiên ban đầu do bị phá vỡ. 3.1.5. Phổ nhiễu xạ tia X và độ kết tinh tương đối của tinh bột gạo giống IR50404 Phổ nhiễu xạ tia X và độ kết tinh tương đối của giống lúa IR50404 được thể hiện tại Hình 3.4 và Bảng 3.3. Hình 3.4. Phổ nhiễu xạ tia X của tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên (hình trái) và tinh bột thoái hóa (hình phải) Bảng 3.3. Số liệu nhiễu xạ tia X của tinh bột gạo giống IR50404 Pic nhiễu xạ tại góc 2 Dạng Độ kết Tinh bột gạo 15 o 17 o 18 o 20 o 22 o 23 o cấu trúc tinh (%) 15,15 17,07 17,99 19,98 23,07 IR50404 - TN - A 42,2 (5,84 Å) (5,19 Å) (4,93 Å) (4,44 Å) (3,85 Å) 15,13 17,04 19,78 21,90 23,80 IR50404 - TH - B 42,1 (5,85Å) (5,20 Å) (4,49 Å) (4,06 Å) (3,74 Å) Hình 3.4 cho thấy: Cấu trúc tinh bột của mẫu tinh bột tự nhiên được phân loại là dạng A với các pic đặc trưng ở các góc nhiễu xạ 2 tại tại 15°, 17°, 18°, 20° và 23°. Đối với tinh bột thoái hoá, phổ XRD thay đổi biểu thị cấu trúc dạng B, với sự xuất hiện pic cao tại 22o, giảm tại 23o và phổ dãn rộng tại 17o và 18o. Bảng 3.3 cho thấy: Độ kết tinh của tinh bột IR50404 không thay đổi sau khi thoái hóa, chứng tỏ tinh bột thoái hóa đã được kết tinh lại. Tiểu kết 3.1: Đã lựa chọn được IR50404 là giống lúa thích hợp cho việc sản xuất tinh bột RS3. Tinh bột gạo giống IR50404 có hàm lượng amylose cao (29,14%), khả năng hình thành RS3 cao (8,39%), độ nhớt thấp (5020 cP), độ kết tinh cao (42,1%) và là giống lúa trồng phổ biến ở Nam Bộ và Nam Trung bộ Việt Nam. 3.2. Kết quả thực nghiệm quá trình tiền xử lý nguyên liệu bằng thủy phân enzyme pullulanase để sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa RS3 3.2.1. Kết quả khảo sát đánh giá hiệu quả quá trình thủy phân bằng emzyme pullulanase từ nguyên liệu tinh bột hồ hóa và thoái hóa đến khả năng tạo tinh bột kháng tiêu hóa RS3 Kết quả thực nghiệm xác định hàm lượng RS3 sau quá trình thủy phân bằng enzyme pullulanase từ tinh bột hồ hóa và tinh bột thoái hóa được thể hiện tại Hình 3.5 cho thấy: Hàm lượng RS3 trong tinh bột gạo từ giống lúa IR50404 tăng từ 2,92% (tinh bột ban đầu) lên 12,8% sau khi xử lý thoái hoá (TBTH). Quá trình thuỷ phân bằng enzyme pullulanase từ tinh bột hồ hoá (TBHH) hoặc TBTH đã làm tăng hàm lượng RS3 đạt 21,6% từ TBHH và 25,8% từ TBTH. Hầu hết các nghiên cứu cho đến nay thường sử dụng thủy phân cắt mạch nhánh đối với TBHH và còn ít các nghiên cứu thủy phân từ TBTH. 12
Hình 3.5. Hàm lượng RS3 sau quá trình thủy phân Hình 3.6. Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột từ tinh bột hồ hóa và tinh bột thoái hóa đến hàm lượng RS3 3.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột đến khả năng tạo tinh bột RS3 Ảnh hưởng của nồng độ tinh bột đến khả năng tạo tinh bột RS3 được thể hiện trên Hình 3.6 cho thấy: Nồng độ tinh bột 10 - 15% thì có hiệu quả trong quá trình tạo RS3 cao hơn. Trong khi với nồng độ tinh bột thấp (15%) cho hàm lượng RS3 thấp hơn đáng kể. Nồng độ tinh bột tại 15% cho giá trị RS3 cao nhất đạt 24,8%. 3.2.3. Ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo tinh bột RS3 Kết quả xác định ảnh hưởng của pH đến khả năng tạo RS3 được thể hiện tại Hình 3.7 cho thấy: Hình 3.7. Ảnh hưởng của pH đến hàm lượng RS3 Hình 3.8. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến trong quá trình thủy phân bằng enzyme pullulanase hàm lượng RS3 pH có ảnh hưởng mạnh tới hoạt tính của enzyme và hiệu quả thủy phân tinh bột gạo trong quá trình tạo tinh bột RS3. Hàm lượng RS3 đạt mức cao (24,8 - 25,4%) trong khoảng pH 5,5 - 6,0. Trong khi đó, ở các thí nghiệm có các giá trị pH thấp hơn 5,5 thì hàm lượng RS3 thấp hơn đáng kể. Tại pH 5,5, hàm lương RS3 cao nhất đạt 25,4%. 3.2.4. Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến khả năng tạo tinh bột RS3 Ảnh hưởng của nhiệt độ thủy phân đến khả năng tạo tinh bột RS3 được trình bày tại Hình 3.8 cho thấy: Hàm lượng RS3 thu được cao nhất ở khoảng nhiệt độ 55oC ± 3oC. Tại 55oC, hàm lượng RS3 cao nhất đạt giá trị là 26,3%. 3.2.5. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến khả năng tạo tinh bột RS3 Ảnh hưởng của thời gian thủy phân đến khả năng tạo tinh bột RS3 được trình bày tại Hình 3.9 cho thấy: Hàm lượng RS3 tăng mạnh trong 10 giờ đầu, tiếp theo tăng chậm trong khoảng 10 - 16 giờ và gần như không tăng khi kéo dài thời gian. Hàm lượng RS3 đạt mức cao tối đa trong khoảng 10 - 16 giờ thủy phân (28,3%). 13
Hình 3.9. Ảnh hưởng của thời gian thủy phân Hình 3.10. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme đến hàm lượng RS3 pullulanase đến hàm lượng RS3 3.2.6. Ảnh hưởng của nồng độ enzyme pullulanase đến khả năng tạo tinh bột RS3 Ảnh hưởng của nồng độ pullulanase đến khả năng tạo RS3 được trình bày tại Hình 3.10 cho thấy: Khi nồng độ enzyme pullulanase dao động từ 0,5 - 2,0% thì hàm lượng RS3 tăng mạnh từ 16,7% đến 30,7%. Khi nồng độ tăng từ 2,0 - 3,0% thì hàm lượng RS3 tiếp tục tăng nhưng với tốc độ chậm. Điều này chứng tỏ rằng nồng độ enzyme pullulanase khoảng 2,0% là thích hợp cho thủy phân với nguồn cơ chất là tinh bột gạo. 3.2.7. Thành phần hóa học và tính chất của sản phẩm RS3 Kết quả phân tích mẫu tinh bột RS3 từ thuỷ phân bằng enzyme pullulanase với các thông số công nghệ đã xác định ở trên được trình bày tại Bảng 3.4. Bảng 3.4. Thành phần hóa học và một số thông số chất lượng của tinh bột RS3 Thông số chất lượng Tinh bột tự nhiên Sản phẩm RS3 Amylose, % 29,14 ± 0,92 49,56 ± 1,7 Tinh bột kháng, % 2,92 ± 0,56 31,8 ± 1,8 Độ DH* 0,14 ± 0,03 5,53 ± 0,19 Độ trùng hợp DP 1039 ± 23 343 ± 12 Độ hòa tan nước, % 7,15 ± 0,6 28,7 ± 1,3 Độ trương nở, % 13,27 ± 0,9 8,93 ± 0,6 * : So sánh mức độ thuỷ phân của tinh bột gạo tự nhiên và tinh bột gạo sau khi được hồ hoá, thoái hoá và thuỷ phân bằng enzyme pullulanase trong quá trình tiền xử lý để tạo tinh bột RS3 Kết quả cho thấy, hai chỉ tiêu quan trọng là hàm lượng amylose và hàm lượng RS3 của sản phẩm đều tăng so với tinh bột tự nhiên, tương ứng là 49,56% và 31,8%. 3.2.8. Đặc điểm cấu trúc và hình thái tinh bột kháng tiêu hoá trung gian Kết quả phân tích phổ nhiễu xạ tia X (XRD) của tinh bột gạo tự nhiên (TB-TN), TB-TH và sản phẩm tinh bột kháng tiêu hóa (TB-RS3) của giống IR50404 được thể hiện tại Hình 3.11 cho thấy: Hình 3.11. Phổ nhiễu xạ tia X của TB gạo Hình 3.12. Hình thái tinh bột gạo giống IR50404 tự nhiên (trái) và sau tự nhiên (TB-TN), TB thoái hóa (TB-TH) khi xử lý thủy phân và thoái hóa (phải). Độ phóng đại 6.000 lần và sản phẩm TB kháng tiêu hóa (TB-RS3) 14
Cấu trúc tinh bột gạo IR50404 được phân loại là dạng A vì có các pic đặc trưng ở 15o, 17o, 18o, 20o và 23o của góc nhiễu xạ 2θ. Mẫu TB-TH biểu thị cấu trúc dạng B đặc trưng với sự xuất hiện pic cao tại 22o và giảm ở 23o, đồng thời phổ dãn rộng ở 17o và 18o. Mẫu TB-RS3 thể hiện sự kết hợp phổ nhiễu xạ dạng B và V với pic hẹp nhọn tại 17o 2 và một số pic nhỏ tại 19o, 22o và 24o 2, đặc trưng cho kết tinh dạng B và V. Quan sát Hình 3.12 cho thấy: Các hạt tinh bột gạo tự nhiên có hình dạng đa diện và đường kính khoảng 3 - 7 µm. Bề mặt các hạt này nhẵn và không bị rỗ, đây là hình ảnh SEM điển hình của tinh bột gạo. Quá trình xử lý thoái hoá và thuỷ phân cắt mạch nhánh đã làm các hạt tinh bột trương nở hơn, bề mặt trở nên xù xì và nham nhở, kích thước hạt không đồng đều và lổn nhổn hơn nhiều so với trạng thái ban đầu do cấu trúc hạt bị phá vỡ đáng kể. Tiểu kết 3.2: Các thông số thủy phân bằng enzyme pullulanase từ tinh bột gạo giống lúa IR50404 đã thoái hóa: Hàm lượng tinh bột 15% (w/w); pH 5,5; nhiệt độ 55 ±3oC; thời gian thủy phân 10 giờ; nồng độ enzyme 2% (20 NPUN/g); Sản phẩm tinh bột kháng tiêu hóa RS3 đạt hàm lượng 31,8%, amylose 49,56%, độ thủy phân 5,53, độ trùng hợp 343, độ hòa tan nước 28,7%, độ trương nở 8,93%; Kết quả phân tích nhiễu xạ tia X và hiển vi điện tử SEM cho thấy phân tử tinh bột gạo đã sắp xếp lại và thay đổi từ dạng A sang dạng V, đồng thời bị biến đổi hình thái hạt tinh bột là đáng kể. Điều này chứng tỏ việc sử dụng enzyme pullulanase và hấp nhiệt là phương pháp phù hợp và có hiệu quả trong sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa loại RS3. 3.3. Kết quả nghiên cứu công nghệ biến tính làm giàu hàm lượng tinh bột kháng tiêu hóa RS3 bằng phương pháp hấp nhiệt và làm nguội 3.3.1. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và chu kỳ hấp nhiệt đến hàm lượng RS3 Kết quả thực nghiệm các yếu tố trên được biểu diễn tại (Hình 3.13). Hình 3.13. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và Hình 3.14. Ảnh hưởng của nhiệt độ, thời gian và chu kỳ hấp nhiệt đến hàm lượng RS3 làm nguội theo chu kỳ đến hàm lượng RS3 Hình 3.13 cho thấy, chế độ hấp nhiệt phù hợp ở nhiệt độ 130oC (nằm trong miền tối ưu của quá trình phát triển nhân tinh thể 121oC < Nhiệt độ hấp < 140oC), thời gian 60 phút với 3 chu kỳ hấp nhiệt/làm nguội. 3.3.2. Kết quả thực nghiệm ảnh hưởng của nhiệt độ làm nguội và thời gian lưu ủ nhiệt đến hàm lượng RS3 Hình 3.14 cho thấy, chế độ làm nguội phù hợp ở 4oC (nằm trong miền nhiệt độ phù hợp của quá trình hình thành tinh thể: 2oC < Nhiệt độ hình thành mầm tinh thể < 6oC), thời gian lưu trữ là 18 giờ. Tiểu kết 3.3: Xử lý nhiệt ẩm bằng hấp nhiệt/làm nguội theo chu kỳ là giải pháp công nghệ thích hợp để làm giàu hàm lượng tinh bột kháng tiêu hóa RS3 từ nguyên liệu tinh bột gạo IR50404 đã tiền xử lý bằng enzyme pullulanase. Đã xác định được các thông số công nghệ của qúa trình hấp nhiệt/làm nguội 3 chu kỳ: Nhiệt độ hấp nhiệt 130oC trong thời gian 60 phút, nhiệt độ làm nguội 4oC và thời gian lưu trữ 18 giờ. Đã đưa ra miền nhiệt độ phù hợp để hình thành và phát triển mầm tinh thể, 15
cụ thể (2oC < Nhiệt độ hình thành mầm tinh thể < 6oC) và (121oC < Nhiệt độ phát triển nhân tinh thể < 140oC). 3.4. Kết quả tối ưu hóa một số yếu tố công nghệ tiền xử lý bằng thủy phân enzyme pullulanase kết hợp quá trình thủy nhiệt để sản xuất tinh bột kháng tiêu hóa RS3 từ nguyên liệu gạo 3.4.1. Cơ sở lập luận chọn biến và mục tiêu của quy hoạch thực nghiệm đa yếu tố Sau quá trình tiền xử lý bằng enzyme pullulanase thì hàm lượng RS3 tăng lên đáng kể, tuy vậy từ kết quả thực nghiệm đơn yếu tố kết hợp xử lý hấp nhiêt/làm nguội 3 chu kỳ kế tiếp công đoạn tiền xử lý cho thấy có khả năng làm giàu hàm lượng RS3, do vậy kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố kế thừa kết quả tương ứng với quy trình xử lý: Tinh bột sau quá trình tiền xử lý bằng enzyme pullulanase (nồng độ tinh bột 15%); Hấp nhiệt (130oC, 60 phút); Làm nguội 4oC; Lưu trữ trong thời gian 18 giờ; Tinh chế làm sạch và thu hồi tinh bột RS3. Thực nghiệm đa yếu tố với 3 hàm mục tiêu: Y1 - Hàm lượng RS3 (%); Y2 - Hàm lượng đường khử (%) và Y3 - Độ hòa tan (%).. 3.4.2. Kết quả thực nghiệm đa yếu tố Số liệu thực nghiệm đa yếu tố được được xử lý thống kê và tổng hợp tại Bảng 3.5. Bảng 3.5. Tổng hợp kết quả thực nghiệm Bảng 3.6. Kết quả phân tích hồi quy các đa yếu tố hàm mục tiêu Y1, Y2, Y3 STT X1 X2 X3 Y1 Y2 Y3 Nguồn gốc Hàm Y1 Hàm Y2 Hàm Y3 Chuẩn Giá trị p Chuẩn Giá trị p Chuẩn Giá trị p 1 1,5 58 10 41,13 11,81 59,17 F F F Mô hình 59,68 0,0001 421,63 < 0,0001 144,42 < 0,0001 2 2 55 10 46,63 13,84 67,29 A 198,96 < 0,0001 1955,59 < 0,0001 485,34 < 0,0001 3 1,5 52 10 44,34 12,68 63,59 B 43,55 0,0012 389,10 < 0,0001 90,16 0,0002 4 2 52 8 43,33 13,11 62,12 C 115,7 0,0001 240,41 < 0,0001 323,21 < 0,0001 5 2 58 8 42,07 12,88 60,52 AB 24,18 0,0044 54,70 0,0007 41,57 0,0013 6 2 58 12 43,96 13,03 63,65 AC 50,27 0,0009 10,52 0,0229 146,95 < 0,0001 7 2 55 10 46,55 13,81 66,95 BC 3,23 0,1323 45,52 0,0011 8,78 0,0314 8 2 52 12 46,51 13,78 67,36 A2 8,42 0,0337 584,86 < 0,0001 21,32 0,0057 9 1,5 55 8 40,51 12,31 57,37 B2 54,74 0,0007 590,91 < 0,0001 119,55 0,0001 2 C 50,47 0,0009 37,31 0,0017 88,78 0,0002 10 2,5 55 8 46,18 13,66 66,93 Không tương thích 8,23 0,1103 2,08 0,3406 4,49 0,1874 11 2,5 58 10 46,93 13,28 67,31 Hệ số xác định R2 0,9908 0,9987 0,9962 12 2 55 10 46,85 13,78 67,31 Hệ số điều chỉnh 0,9742 0,9963 0,9893 13 2,5 55 12 46,56 13,97 67,48 R2Adj 14 1,5 55 12 45,98 12,87 66,55 Hệ số dự báo R2Pred 0,8619 0,9833 0,9455 15 2,5 52 10 46,61 13,58 67,14 Xử lý số liệu bằng phần mềm Design - Expert 7.1, phân tích ANOVA kiểm tra sự có nghĩa của các hệ số hồi quy và sự tương thích của các mô hình thực nghiệm tương ứng 3 hàm mục tiêu Y1, Y2, Y3 được thể hiện tại Bảng 3.6. 3.4.2.1. Khảo sát sự biến thiên của hàm Y1 Kết quả phân tích hồi quy với F - value = 59,68 (p < 0,05) cho thấy, mô hình là có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 99,99% (p = 0,0001). Phương trình hồi quy hàm Y1 theo biến coded được mã hóa (1a) và theo biến thực (1b) 2 2 Y1 = + 46,68 + 1,79 A - 0,84 B + 1,37 C + 0,88 AB - 1,27 AC - 0,32 BC - 0,54 A - 1,38 B - 1,33 2 C (1a) Y1 = - 448,634 - 7,38 X1 + 15,9738X2 + 12,81917 X3 + 0,58833 X1 X2 - 1,2725X1X3 - 0,05375 X2 X3 - 2,16833 X12 - 0,15356 X22 - 0,33177 X32 (1b) 16
Quan sát hình 3.15 và các hệ số hồi quy (1a) cho thấy: Nồng độ enzyme là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất, tiếp theo là thời gian và nhiệt độ thủy phân đến hàm lượng tinh bột kháng RS3 trong khoảng biến thiên từ 40,51 - 46,93%. Hình 3.15. Biểu diễn 2D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y1 Design-Expert® Software Design-Expert® Software Design-Expert® Software Ham luong RS3 Ham luong RS3 Ham luong RS3 Design points above predicted value Design points above predicted value Design points above predicted value Design points below predicted value Design points below predicted value Design points below predicted value 46.93 46.93 46.93 48 48 47.3 40.51 40.51 40.51 lu o n g R S 3 H a m lu o n g R S 3 H a m lu o n g R S 3 46.275 46.075 45.975 X1 = A: Nong do enzyme X1 = A: Nong do enzyme X1 = B: Nhiet do thuy phan X2 = B: Nhiet do thuy phan X2 = C: Thoi gian thuy phan X2 = C: Thoi gian thuy phan 44.55 44.15 44.65 Actual Factor Actual Factor Actual Factor C: Thoi gian thuy phan = 10.00 B: Nhiet do thuy phan = 55.00 A: Nong do enzyme = 2.00 H am 42.825 42.225 43.325 41.1 40.3 42 58.00 2.50 12.00 2.50 12.00 58.00 56.50 2.25 11.00 2.25 11.00 56.50 55.00 2.00 10.00 2.00 10.00 55.00 53.50 1.75 9.00 1.75 9.00 53.50 B: Nhiet do thuy phan A: Nong do enzyme C: Thoi gian thuy phan A: Nong do enzyme C: Thoi gian thuy phan B: Nhiet do thuy phan 52.00 1.50 8.00 1.50 8.00 52.00 Hình 3.16. Biểu diễn 3D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y1 3.4.2.2. Khảo sát sự biến thiên của hàm Y2 Kết quả phân tích hồi quy với F - value =421,63 (p < 0,05) cho thấy, mô hình là có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy 99,99% (p < 0,0001). Phương trình hồi quy hàm Y2 theo biến coded đã được mã hóa (2a) và theo biến thực (2b): 2 2 2 Y2 = +13,81 + 0,6 A - 0,27 B + 0,21 C + 0,14 AB - 0,062 AC - 0,13 BC- 0,48 A - 0,49 B - 0,12 C (2a) Y2 = - 162,1225 + 4,365 X1 + 5,89542 X2 + 2,03479 X3 + 0,095 X1 X2 - 0,0625 X1X3 - 0,021667 X2 X3 - 1,194 X12 - 0,054167 X22 - 0,030625 X32 (2b) Quan sát hình 3.17 và các hệ số hồi quy (2a) cho thấy: Nồng độ enzyme là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất, tiếp theo là nhiệt độ và thời gian thủy phân đến hàm lượng đường khử biến thiên trong khoảng 12,31 - 13,98%. Hình 3.17. Biểu diễn 2D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y2 17
Design-Expert® Software Design-Expert® Software Design-Expert® Software Ham luong duong khu Ham luong duong khu Ham luong duong khu Design points above predicted value Design points above predicted value Design points above predicted value Design points below predicted value Design points below predicted value Design points below predicted value 13.97 13.97 13.97 H a m lu o n g d u o n g k h u H a m lu o n g d u o n g k h u H a m lu o n g d u o n g k h u 14.1 14.1 14 11.81 11.81 11.81 13.525 13.65 13.7 X1 = A: Nong do enzyme X1 = A: Nong do enzyme X1 = B: Nhiet do thuy phan X2 = B: Nhiet do thuy phan X2 = C: Thoi gian thuy phan X2 = C: Thoi gian thuy phan 12.95 13.2 13.4 Actual Factor Actual Factor Actual Factor C: Thoi gian thuy phan = 10.00 B: Nhiet do thuy phan = 55.00 A: Nong do enzyme = 2.00 12.375 12.75 13.1 11.8 12.3 12.8 58.00 2.50 12.00 2.50 12.00 58.00 56.50 2.25 11.00 2.25 11.00 56.50 55.00 2.00 10.00 2.00 10.00 55.00 53.50 1.75 9.00 1.75 9.00 53.50 B: Nhiet do thuy phan A: Nong do enzyme C: Thoi gian thuy phan A: Nong do enzyme C: Thoi gian thuy phan B: Nhiet do thuy phan 52.00 1.50 8.00 1.50 8.00 52.00 Hình 3.18. Biểu diễn 3D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y2 3.4.2.3. Khảo sát sự biến thiên của hàm Y3 Kết quả phân tích hồi quy với F - value = 144,42 (p < 0,05) cho thấy, mô hình là có ý nghĩa thống kê với độ tin cậy trên 99,99 % (p < 0,0001). Phương trình hồi quy Y3 theo biến coded đã được mã hóa (3a) và theo biến thực (3b): 2 2 Y3 = +67,18 + 2,77 A - 1,19 B + 2,26C + 1,15AB - 2,16 AC - 0,53 BC - 0,86 A - 2,03 B - 1,75 2 C (3a) Y3 = - 678,75213 – 1,26833X1 + 23,70593X2 + 19,00875X3 + 0,765 X1 X2 - 2,1575X1X3 - 0,087917 X2 X3 - 3,42167 X12 - 0,022505X22 - 0,43635 X32 (3b) Quan sát hình 3.19 và các hệ số hồi quy (3a) cho thấy: Nồng độ enzyme là yếu tố có ảnh hưởng lớn nhất, tiếp theo là thời gian và nhiệt độ thủy phân đến độ hòa tan trong khoảng biến thiên 57,37 - 67,48%. Hình 3.19. Biểu diễn 2D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y3 Design-Expert® Software Design-Expert® Software Design-Expert® Software Do hoa tan Do hoa tan Do hoa tan Design points above predicted value Design points above predicted value Design points above predicted value Design points below predicted value Design points below predicted value Design points below predicted value 67.48 67.48 67.48 70 70 68.3 57.37 57.37 57.37 67.25 67.25 66.325 X1 = A: Nong do enzyme X1 = A: Nong do enzyme X1 = B: Nhiet do thuy phan D o h o a ta n D o h o a ta n D o h o a ta n X2 = B: Nhiet do thuy phan X2 = B: Nhiet do thuy phan X2 = C: Thoi gian thuy phan 64.5 64.5 64.35 Actual Factor Actual Factor Actual Factor C: Thoi gian thuy phan = 10.00 C: Thoi gian thuy phan = 10.00 A: Nong do enzyme = 2.00 61.75 61.75 62.375 59 59 60.4 58.00 2.50 58.00 2.50 12.00 58.00 56.50 2.25 56.50 2.25 11.00 56.50 55.00 2.00 55.00 2.00 10.00 55.00 53.50 1.75 53.50 1.75 9.00 53.50 B: Nhiet do thuy phan A: Nong do enzyme B: Nhiet do thuy phan A: Nong do enzyme C: Thoi gian thuy phan B: Nhiet do thuy phan 52.00 1.50 52.00 1.50 8.00 52.00 Hình 3.20. Biểu diễn 3D quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu Y3 3.4.3. Kết quả tối ưu hóa quá trình tiền xử lý bằng thủy phân enzyme pullulase kết hợp quá trình thủy nhiệt Từ kết quả thực nghiệm đa yếu tố (Mục 3.4.2) và tiến hành tối ưu hóa bằng hàm mong đợi. Đã xác định được chế độ công nghệ thủy phân tối ưu và thực nghiệm lại với các yếu tố thực nghiệm được lựa chọn lân cận điểm tối ưu cho kết quả tại Bảng 3.7: 18