TỐI ƯU HÓA QUÁ TRÌNH THU NHẬN TINH BỘT CỦ ẤU (Trapa natans) BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỀ MẶT ĐÁP ỨNG

Abstract

This study aimed to optimise the extraction of starch from water caltrop using sodium hydroxide (NaOH) solution based on a Central Composite Design model. Four processing factors, including solvent-to-material ratio (2: 1 - 4: 1, w/w), NaOH concentration (0.15 - 0.35%), stirring time (40 - 90 min), and stirring speed (750 - 1,250 rpm), were investigated to determine the optimal conditions for starch extraction while maintaining the highest whiteness index (WI) of the obtained starch and the lowest starch pulp yield. The optimal extraction conditions were identified as a solvent-to-material ratio of 3.55: 1 (w/w), NaOH concentration of 0.25%, stirring time of 73 min and a stirring speed of 1,022 rpm. Under these conditions, the starch recovery yield and WI reached the highest values of 61.09% and 95.09, respectively, while the fibre powder recovery yield was minimised to 26.49%. The results demonstrated that NaOH solution effectively facilitated the separation of starch from the fibrous components of water caltrop, thereby improving both starch recovery yield and the quality of the final starch product.

Tóm tắt

Nghiên cứu được thực hiện nhằm tối ưu hóa quá trình thu nhận tinh bột từ củ ấu bằng dung dịch sodium hydroxide (NaOH) theo mô hình Central Composite Design. Bốn yếu tố ảnh hưởng bao gồm: tỷ lệ dung môi: Nguyên liệu (2: 1 - 4: 1, w/w), nồng độ dung dịch NaOH (0,15 - 0,35%), thời gian ngâm khuấy (40 - 90 phút) và tốc độ khuấy (750 - 1.250 vòng/phút) được khảo sát nhằm xác định các điều kiện tối ưu để có hiệu suất thu nhận tinh bột và khả năng duy trì độ trắng (WI) của tinh bột ở mức tối đa cũng như hiệu suất thu hồi bột sơ thấp nhất. Tỷ lệ dung môi: nguyên liệu 3,55: 1 (w/w), nồng độ dung dịch NaOH 0,25%, thời gian ngâm khuấy 73 phút và tốc độ khuấy 1.022 vòng/phút được xác định là điều kiện tối ưu để thu nhận tinh bột từ củ ấu. Ở điều kiện này, hiệu suất thu nhận tinh bột (61,09%) và WI (95,11) đạt giá trị cao nhất, đồng thời tối thiểu được hiệu suất thu nhận bột xơ (26,49%). Kết quả nghiên cứu cho thấy, dung dịch NaOH có khả năng hỗ trợ hiệu quả quá trình tách tinh bột ra khỏi thành phần xơ của củ ấu, góp phần cải thiện hiệu suất thu nhận và chất lượng tinh bột thành phẩm.