TỐI ƯU HÓA PHẢN ỨNG THỦY PHÂN SỤN KHỚP CHÂN GÀ VỚI XÚC TÁC ENZYME PROTAMEX NHẰM THU DỊCH AXIT AMIN

Abstract

The purpose of this article was to optimize the significant factors affecting the hydrolysis reaction of chicken cartilage by Protamex enzyme as a catalyst to obtain the amino acid solution. The significantly selected factors for optimization with the response surface methodology were reaction temperature (°C), pH, ratio of enzyme (%, based on the substrate), reaction time (min), and ratio of reaction volume to the substrate (mL: g). The regression function based on the experimental results was built by Minitab software (Version 18): H = – 27.6 + 0.81X₁ – 3.74X₂ + 48.00X₃ + 0.303X₄ + 0.134X₅ + 0.220X₁X₂ – 2.13X₁X₃ – 0.0365X₁X₄ – 0.00865X₁X₅ – 0.88X₂X₃ + 0.0084X₂X₄ + 0.0076X₂X₅ – 1.406X₃X₄ + 0.207X₃X₅ + 0.00902X₄X₅ + 0.0241X²₁ – 0.481X²₂ + 68.1X²₃ + 0.01363X²₄ + 0.00043X²₅, where: H is the efficiency of obtained amino acid (%), X₁ is reaction temperature (°C), X₂ is pH, X₃ is the ratio of the enzyme (%, based on the substrate), X₄ is reaction time (min), and X₅ is the ratio of reaction volume to the substrate (mL: g). The optimal solutions of the regression function were X₁ = 28.1079°C, X₂ = 3.92793, X₃ = 0.282159%, X₄ = 63.7841 (min), and X₅ = 137.568 (mL: g) which gave the maximal value of obtained amino acid efficiency: H_max = 87.7969% with d = 1. The experimental result at the optimal condition gave the maximal value of obtained amino acid efficiency: H_max = 86.279 ± 1.589%. This research has increased the application ability of the hydrolysis reaction of chicken cartilage using the Protamex enzyme as a catalyst.

Tóm tắt

Nghiên cứu được tiến hành với mục đích tối ưu hóa phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà với xúc tác enzyme Protamex nhằm thu dịch axit amin. Các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà được lựa chọn để tối ưu: Nhiệt độ phản ứng (°C), pH môi trường phản ứng, tỉ lệ enzyme (%, dựa trên cơ chất), thời gian phản ứng (phút) và tỉ lệ thể tích môi trường phản ứng: cơ chất (mL: g). Phương trình hồi quy: H = – 27,6 + 0,81X₁ – 3,74X₂ + 48,0X₃ + 0,303X₄ + 0,134X₅ + 0,22X₁X₂ - 2,13X₁X₃ - 0,0365X₁X₄ - 0,00865X₁X₅ - 0,88X₂X₃ + 0,0084X₂X₄ + 0,0076X₂X₅ - 1,406X₃X₄ + 0,207X₃X₅ + 0,00902X₄X₅ + 0,0241X²₁ - 0,481X²₂ + 68,1X²₃ + 0,01363X²₄ + 0,00043X²₅, trong đó, H: Hiệu suất thu nhận nitơ axit amin (%), X₁: Nhiệt độ phản ứng (°C), X₂: pH môi trường phản ứng, X₃: Tỉ lệ enzyme (%, dựa trên cơ chất), X₄: Thời gian phản ứng (phút), X₅: Tỉ lệ thể tích môi trường phản ứng: cơ chất (mL: g). Nghiệm tối ưu: X₁ = 28,1079°C; X₂ = 3,92793; X₃ = 0,282159%; X₄ = 63,7841 (phút); X₅ = 137,568 (mL: g) với hiệu suất thu nhận nitơ axit amin đạt giá trị cực đại H_max = 87,7969% và kì vọng d = 1. Nghiệm tối ưu của phương trình hồi quy được kiểm tra bằng thực nghiệm với H_max = 86,28 ± 1,59%. Nghiên cứu đã từng bước góp phần nâng cao khả năng ứng dụng của phản ứng thủy phân sụn khớp chân gà nhằm thu dịch axit amin với xúc tác enzyme Protamex.