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 (52-58oC); 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 (130oC, 60 phút) → làm nguội và thời gian lưu trữ (4oC, 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 54,4oC 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.

The purpose of the study was to conduct a multi-factor experiment and optimise some technological factors of pretreatment by pullulanase enzymatic hydrolysis combined with hydrothermal process to produce resistant starch (RS3) from rice flour of IR50404 paddy variety. The multi-factor experimental plan used the Box-Behnken planning model with 3 independent variables corresponding to the variation range: pullulanase enzyme concentration (1.5-2.5%); hydrolysis temperature (52-58oC), hydrolysis time (8-12 hours). The objective functions include: RS3-resistant starch content (%), reducing sugar content (%), and solubility (%). The experiments were conducted under the same conditions with the parameters determined from single-factor experiments: Prepare enzymatic hydrolysis solution with rice starch/water concentration of 15% at pH 5.5; hydrothermal mode includes 3 heat treatment/cooling cycles: autoclaving (130oC, 60 minutes) → cooling and storage time (4oC, 18 hours). Experimental data processing and optimisation used Design - Expert 7.1 software with expected function algorithm with the desire that the RS3- resistant starch content, reducing sugar content and solubility reach their maximum values, corresponding to the important coefficients of 5/5, 4/5, and 4/5. The results were the determination of the optimal enzymatic hydrolysis pretreatment regime with pullulanase enzyme concentration of 2.2%, hydrolysis temperature of 54.4oC for 10.4 hours, corresponding to RS3 resistant starch content reached 47.58±0.22%, reducing sugar content reached 14.12±0.08%, and solubility reached 68.52±0.18% after hydrothermal process.