Để sản xuất glucose bằng phương pháp sinh học, bột khoai lang được hòa với nước (chỉnh pH của dịch về 4,2), hàm lượng bột khoai là 20% khối lượng. Chế phẩm thương mại Stargen 002 (chứa hệ enz

21/28

Để sản xuất glucose bằng phương pháp sinh học, bột khoai lang được hòa với nước (chỉnh pH của dịch về 4,2), hàm lượng bột khoai là 20% khối lượng. Chế phẩm thương mại Stargen 002 (chứa hệ enzyme amylase phân giải tinh bột thành đường) được bổ sung với hàm lượng 1,5 mL/kg bột khoai, rồi tiến hành phản ứng thủy phân ở các nhiệt độ khác nhau là 30, 40, 50 và 55°C. Hiệu suất của quá trình thủy phân được xác định bằng tỷ lệ giữa lượng glucose thu được sau phản ứng chia cho lượng glucose lý thuyết (quy đổi từ tinh bột trong bột khoai ban đầu). Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất thủy phân được trình bày trong bảng sau:

Nhiệt độ (°C)	30	40	50	55
Hiệu suất thuỷ phân (%)	57,8	69,5	86,9	89,6

(Nguồn: Ảnh hưởng của nhiệt độ và nồng độ chất khô đến quá trình thủy phân bột khoai lang không hồ hóa, Tạp chí Nông nghiệp và Phát triển nông thôn 2019, số 372, trang 63-69)

Trong khoảng nhiệt độ từ 30 đến 55°C nhiệt độ càng tăng thì hoạt tính xúc tác của hệ enzyme amylase trong chế phẩm Stargen 002 càng mạnh.

ĐúngSai

Một loại bột khoai lang chứa 68% khối lượng là tinh bột. Phần trăm theo khối lượng glucose thu được sau khi kết thúc thủy phân ở 55°C là 13,5%. (Không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng phần mười).

ĐúngSai

Dựa vào xu hướng của bảng số liệu, nếu tiếp tục tăng nhiệt độ phản ứng lên 90°C thì hiệu suất thủy phân chắc chắn sẽ đạt gần 100% do tốc độ phản ứng hóa học luôn tỉ lệ thuận với nhiệt độ.

ĐúngSai

Tác nhân chính để phân giải tinh bột trong bột khoai là H⁺ từ môi trường pH thấp (pH = 4,2).

ĐúngSai

Giải thích

a) Đúng, dựa vào bảng số liệu, khi nhiệt độ tăng từ 30°C đến 55°C, hiệu suất thủy phân tăng liên tục từ 57,8% lên 89,6%. Hiệu suất này phản ánh trực tiếp khả năng làm việc của enzyme: trong khoảng nhiệt độ này, nhiệt độ càng tăng thì các phân tử enzyme và cơ chất (tinh bột) chuyển động nhiệt càng nhanh, xác suất va chạm hiệu quả tăng lên, dẫn đến hoạt tính xúc tác mạnh hơn.

b) Đúng, xét 100 gam khoai có 68 gam tinh bột.

m hỗn hợp phản ứng = 100/20% = 500 gam (Bỏ qua khối lượng chế phẩm Stargen 002 vì liều dùng 1,5 mL/kg bột khoai là không đáng kể).

(C₆H₁₀O₅)n + nH₂O → nC₆H₁₂O₆

mC₆H₁₂O₆ = 68.89,6%.180/162 = 67,6978 gam

→ %C₆H₁₂O₆ = 67,6978/500 = 13,5%

c) Sai, khác với các chất xúc tác vô cơ, enzyme là protein. Khi nhiệt độ tăng quá cao (thường trên 60 – 70°C), cấu trúc không gian ba chiều của protein bị biến tính, dẫn đến mất hoạt tính xúc tác. Do đó, ở 90°C, hệ enzyme amylase sẽ bị bất hoạt, hiệu suất thủy phân sẽ giảm mạnh chứ không thể đạt gần 100%.

d) Sai, pH = 4,2 là môi trường acid nhẹ, nhưng ở điều kiện nhiệt độ thấp (30 – 55°C) và nồng độ acid yếu như vậy, tốc độ thủy phân tinh bột bởi ion H⁺ là cực kỳ chậm, không đáng kể. Tác nhân chính thực hiện việc cắt các liên kết glycoside trong tinh bột ở đây là hệ enzyme amylase có trong chế phẩm Stargen 002. Môi trường pH = 4,2 được thiết lập chủ yếu để tạo điều kiện tối ưu cho enzyme này hoạt động bền vững nhất.