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 bột gạo

Tóm tắt

Mục đích của nghiên cứu này là thực nghiệm đa yếu tố và tối ưu hóa một số yếu tố công nghệ tiền xử lý thủy phân bằng enzyme pullulanase kết hợp quá trình thủy nhiệt để tạo tinh bột kháng tiêu hóa RS3 (tinh bột kháng RS3) từ bột gạo giống lúa IR50404. Kế hoạch thực nghiệm đa yếu tố sử dụng mô hình quy hoạch của Box-Behnken với 3 biến độc lập tương ứng miền biến thiên: nồng độ enzyme pullulanase (1,5-2,5%); nhiệt độ thủy phân (52-58^oC); thời gian thủy phân (8-12 giờ). Các hàm mục tiêu gồm: hàm lượng tinh bột kháng RS3 (%), hàm lượng đường khử (%) và độ hòa tan (%). Các thí nghiệm được tiến hành trong cùng điều kiện với các thông số đã được xác định từ các thực nghiệm đơn yếu tố: chuẩn bị dịch thủy phân enzyme với hàm lượng tinh bột gạo/nước 15% ở pH 5,5; chế độ thủy nhiệt sau quá trình thủy phân bằng enzyme với 3 chu kỳ xử lý nhiệt/làm nguội: hấp nhiệt (130^oC, 60 phút) → làm nguội và thời gian lưu trữ (4^oC, 18 giờ). Xử lý số liệu và tối ưu hóa bằng phần mềm Design - Expert 7.1 có sử dụng thuật toán hàm mong đợi với mong muốn hàm lượng tinh bột kháng RS3, hàm lượng đường khử và độ hòa tan đạt giá trị lớn nhất, tương ứng hệ số quan trọng 5/5, 4/5 và 4/5. Kết quả của nghiên cứu đã xác định được chế độ tiền xử lý bằng thủy phân enzyme tối ưu với nồng
độ enzyme pullulanase 2,2% ở nhiệt độ 54,4^oC trong thời gian 10,4 giờ, tương ứng hàm lượng tinh bột kháng RS3 đạt 47,58±0,22%, hàm lượng đường khử đạt 14,12±0,08% và độ hòa tan đạt 68,52±0,18% sau quá trình thủy nhiệt.