Nghiên cứu một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thuỷ phân tinh bột nhờ enzyme α-amylase. Ba nhóm học sinh tiến hành các thí nghiệm khảo sát sau:
• Nhóm 1: Tiến hành các thí nghiệm thuỷ phân tinh bột trong thời gian 30 phút khi cố định các yếu tố: tỉ lệ gạo/nước; nồng độ enzyme = 0,05%, pH = 6,0 và thay đổi nhiệt độ.
• Nhóm 2: Tiến hành các thí nghiệm thuỷ phân tinh bột ở nhiệt độ 85°C trong thời gian 30 phút khi cố định các yếu tố: tỉ lệ gạo/nước; nồng độ enzyme = 0,05% và thay đổi giá trị pH
pH…Lượng đường khử tăng sau thuỷ phân (mg/mL)
5,5…………..8,319
6,0…………..8,798
6,5…………..8,92
7,0…………..8,873
7,5…………..8,797
• Nhóm 3: Tiến hành các thí nghiệm thuỷ phân tinh bột ở nhiệt độ 85°C trong thời gian 30 phút khi cố định các yếu tố: tỉ lệ gạo/nước; pH = 6,0 và thay đổi nồng độ enzyme.
C%….Lượng đường khử tăng sau thuỷ phân (mg/mL)
0,025…………..8,12
0,05……………8,791
0,075…………..8,092
0,1……………..8,004
0,2……………..7,764
0,3……………..7,491
0,4……………..7,033
a) Khả năng xúc tác của enzyme α-amylase không phụ thuộc vào nhiệt độ và pH của dung dịch.
b) Khi nhiệt độ tăng từ 85°C lên 90°C thì tốc độ thuỷ phân tinh bột bằng enzyme α-amylase giảm.
c) Nồng độ enzyme α-amylase càng cao thì tốc độ thuỷ phân tinh bột càng lớn.
d) Từ kết quả khảo sát cho thấy thuỷ phân tinh bột có hiệu quả cao ở vùng pH = 6,5; nhiệt độ 85°C và nồng độ enzyme bằng 0,05%.
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, khả năng xúc tác của enzyme α-amylase có phụ thuộc vào nhiệt độ và pH của dung dịch. Với nhiệt độ, hoạt tính xúc tác mạnh nhất ở 85°C. Với pH, hoạt tính xúc tác mạnh nhất ở pH = 6,5.
(b) Đúng, khi nhiệt độ tăng từ 85°C lên 90°C, trong cùng một khoảng thời gian thấy kết quả là lượng glucose giảm chức tỏ tốc độ thuỷ phân tinh bột bằng enzyme α-amylase giảm.
Enzyme α-amylase có bản chất protein, khi nhiệt độ quá cao sẽ làm enzyme này đông tụ, biến tính nên hoạt tính xúc tác giảm.
(c) Sai, kết quả trên cho thấy nồng độ enzyme 0,05% là tối ưu nhất, nồng độ enzyme cao hơn không làm tốc độ thủy phân tăng mà còn giảm đi.
Vì các yếu tố khác là cố định, khi lượng enzyme quá dư thừa, chúng sẽ trở nên nhàn rỗi, không có việc để làm và tự cản trở nhau do mật độ quá đông. Thời điểm đầu tinh bột bị phân giải hàng loạt rất nhanh, lượng dextrin sinh ra ồ ạt có thể bám dính làm bất hoạt enzyme, sản phẩm trung gian rất nhiều nhưng đích đến (đường khử maltose, glucose) lại ít đi.
(d) Đúng, trong các thí nghiệm riêng rẽ trên, pH = 6,5; nhiệt độ 85°C và nồng độ enzyme bằng 0,05% là điều kiện tối ưu.