CN113355318A - 固定化酶、其制备方法及其在制备玉米淀粉糖浆中的应用 - Google Patents

固定化酶、其制备方法及其在制备玉米淀粉糖浆中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及酶固定技术领域，公开了一种固定化酶、其制备方法及其在制备玉米淀粉糖浆中的应用；本发明还公开了一种玉米淀粉糖浆的制备方法及其产品，所述玉米淀粉糖浆的制备方法包括以下步骤：将玉米淀粉与水混合，得到淀粉乳；将所述固定化酶与所述淀粉乳混合，经一级流化处理，得到流化淀粉乳；所述流化淀粉乳经高温喷射处理，得到液化液；所述液化液经二级流化处理，得到流化液；将所述流化液与复合酶混合，经糖化处理，得到糖化液；所述糖化液依次经过滤和浓缩处理，即得；本发明的所述固定化酶以及所述玉米淀粉糖浆的制备方法能够达到快速降低高浓度淀粉乳在液化过程中的黏度，从而提高玉米淀粉糖浆的纯度和浓度，并且降低生产成本的效果。

Description

固定化酶、其制备方法及其在制备玉米淀粉糖浆中的应用
技术领域
本发明涉及酶固定技术领域，具体是一种固定化酶、其制备方法及其在制备玉米淀粉糖浆中的应用，以及一种玉米淀粉糖浆的制备方法及其产品。
背景技术
自2010年以来，我国淀粉糖行业一直处于供大于求的状态，并且产量过剩的情况愈加严重。因此，近年来淀粉糖行业的开工率一直呈现下滑趋势，淀粉糖行业进入整合期，市场集中度逐渐提高。在此背景下，对于淀粉糖行业而言，目前亟需工艺改进和技术革新以支持企业的发展。
淀粉是生产淀粉糖的主要原料，其中以玉米淀粉为主。在玉米淀粉糖浆的传统生产工艺中，淀粉乳的初始浓度一般控制在27％～33％，也即，淀粉乳的初始浓度较低，这使得后续的生产过程中需要配合蒸发浓缩的步骤，存在大量的能耗和水耗。但是，玉米淀粉作为一种增稠剂，其在受热时黏度增高，因此直接提高淀粉乳的初始浓度则会使得淀粉在糊化、液化的过程中黏度过大，从而影响酶解反应和设备传输，使得液化效果不佳，导致复合分解反应多、副产物增多，影响玉米淀粉糖浆的质量。因此，由于高浓度淀粉乳在液化过程中黏度过高而导致的液化效果不佳、糖化产物得率低的问题一直制约着玉米淀粉糖生产工艺的发展，如何实现高浓度淀粉乳在液化、糖化过程中黏度的降低是实现提质增效和节能降耗的关键。
因此，探索一种适用于高浓度淀粉乳的玉米淀粉糖浆的制备方法，不仅可以从源头上解决玉米淀粉糖纯度低和浓度低的生产技术难题，同时可减少糖液浓缩的能耗，从而降低生产成本，这具有极大的应用意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中制备玉米淀粉糖浆时，淀粉乳的初始浓度低，会提高能耗和水耗的不足，以及初始浓度高的淀粉乳在液化过程中黏度过高，会导致液化效果不佳、糖化产物得率低的不足，提供一种固定化酶、其制备方法及其在制备玉米淀粉糖浆中的应用，以及一种玉米淀粉糖浆的制备方法及其产品，以至少达到快速降低高浓度淀粉乳在液化过程中的黏度，从而提高玉米淀粉糖浆的纯度和浓度，并且降低生产成本的效果。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一方面，提供一种固定化酶的制备方法。所述制备方法包括以下步骤：将纳米Fe3O4、壳聚糖与交联剂混合，经共价交联反应，得到磁性载体；将所述磁性载体加入至α-淀粉酶溶液中，经吸附处理，即得。
在一些实施例中，所述纳米Fe3O4的粒径为80μm～200μm；和/或，所述纳米Fe3O4与所述壳聚糖的质量比为1:1～3；和/或，所述交联剂为戊二醛；和/或，所述α-淀粉酶溶液中α-淀粉酶的质量浓度为0.1％～5％；和/或，所述吸附处理的温度为32℃～45℃；和/或，所述吸附处理的时间为6h～8h；和/或，所述吸附处理包括振荡的步骤，所述振荡的转速为400r/min～800r/min。
在一些实施例中，所述戊二醛的质量浓度为1.0％～1.2％；和/或，所述戊二醛的质量为所述纳米Fe3O4的质量的45％～135％；和/或，所述磁性载体与所述α-淀粉酶溶液的质量比为1:100～250。
另一方面，提供一种固定化酶。所述固定化酶由上述任一实施例中所述的固定化酶的制备方法制备得到。
需要说明的是，传统的中温淀粉酶的使用温度为70℃～80℃，虽然其催化效率较高，但是热稳定性较差，在高温条件下易失活；传统的耐高温淀粉酶的使用温度为95℃～105℃，虽然其热稳定性强，但是催化效率较低。
而在上述一些实施例中，通过所述磁性载体对所述α-淀粉酶(中温淀粉酶)进行吸附处理(也即，固定化处理)，利用所述交联剂将所述壳聚糖和所述纳米Fe3O4通过共价交联的方式作用在一起，形成稳定的外部结构，从而改变所述α-淀粉酶中除催化活性中心以外的空间结构，使得到的所述固定化酶具备更好的热稳定性，相比于所述α-淀粉酶，所述固定化酶的最适反应温度可提高20％～30％。
再一方面，提供一种上述固定化酶在制备玉米淀粉糖浆中的应用。
又一方面，提供一种玉米淀粉糖浆的制备方法。所述制备方法利用上述固定化酶制备所述玉米淀粉糖浆，包括以下步骤：将玉米淀粉与水混合，得到淀粉乳；将所述固定化酶与所述淀粉乳混合，经一级流化处理，得到流化淀粉乳；所述流化淀粉乳经高温喷射处理，得到液化液；所述液化液经二级流化处理，得到流化液；将所述流化液与复合酶混合，经糖化处理，得到糖化液；所述糖化液依次经过滤和浓缩处理，即得。
在一些实施例中，所述淀粉乳的pH为5.5～6.0；和/或，所述淀粉乳的温度为55℃～60℃；和/或，所述淀粉乳中所述玉米淀粉的质量浓度为38％～42％；和/或，所述复合酶包括糖化酶55U/g～120U/g和普鲁兰酶10U/g～25U/g；和/或，所述糖化处理的时间为40h～45h。
在一些实施例中，所述一级流化处理包括：将所述固定化酶与所述淀粉乳依次加入至第一磁稳定流化床中，使所述淀粉乳完全没过所述固定化酶，向所述第一磁稳定流化床中通入空气，在所述第一磁稳定流化床的工作下对所述固定化酶与所述淀粉乳进行流化处理，以使所述固定化酶和所述淀粉乳混合均匀；和/或，所述二级流化处理包括：将所述液化液加入至第二磁稳定流化床中，向所述第二磁稳定流化床中通入空气，在所述第二磁稳定流化床的工作下对所述液化液进行流化处理。
在一些实施例中，所述固定化酶的体积占所述第一磁稳定流化床的工作体积的20％～40％；和/或，所述淀粉乳的体积占所述第一磁稳定流化床的体积的55％～75％；和/或，所述第一磁稳定流化床的工作条件包括：磁场强度为600Oe～1000Oe，空气流速为200mL/min～600mL/min，工作时间为30min～40min。
在一些实施例中，所述液化液的体积占所述第二磁稳定流化床的工作体积的55％～75％；和/或，所述第二磁稳定流化床的工作条件包括：磁场强度为600Oe～1200Oe，空气流速为200mL/min～600mL/min，工作时间为20min～30min。
需要说明的是，在传统的玉米淀粉糖浆的生产工艺中，高浓度的淀粉乳由于黏度太高、体系流动性差，容易造成堵塞；并且，机械搅拌的方式会造成载体损失，从而影响催化进程。
此外，在传统的玉米淀粉糖浆的生产工艺中，将淀粉酶与淀粉乳混合搅拌后，很难在反应结束后将淀粉酶从反应体系中分离出来，为了避免其对后续工艺的影响，则需要在液化处理后进行灭酶处理，导致淀粉酶无法回收。
而在上述一些实施例中，通过将所述固定化酶与所述淀粉乳混合，利用所述一级流化处理中的磁力搅拌和气流搅拌代替传统生产工艺中的机械搅拌，配合控制磁场以及气流的强度和方向，实现了在所述第一磁稳定流化床的床层外部移动床层介质，使反应体系的液固相逆流接触，从而提高了催化效率，快速降低了所述淀粉乳的黏度。结果显示，相比于所述一级流化处理前的淀粉乳，所述一级流化处理后的淀粉乳黏度降低了50％以上。
此外，所述固定化酶在反应结束后，可以通过调整磁场强度轻松实现所述固定化酶与反应体系的分离，而无需进行灭酶处理，实现了所述固定化酶的回收，并且所述固定化酶能够在保证催化效率的条件下重复多次使用，降低了成本。
值得注意的是，在磁场作用时，不同的磁场强度会使所述固定化酶的活性和构象发生不同变化，而上述一些实施例通过控制所述一级流化处理时的磁场强度，提高了所述固定化酶的酶活性，进一步地加快了酶解反应的进程。
容易理解的是，当所述一级流化处理时的磁场强度处于上述一些实施例限定的范围之外时，所述固定化酶的酶活性均会出现降低。例如，磁场强度过低会导致所述固定化酶的酶活性得不到足够的提升；而磁场强度过高会抑制所述固定化酶的酶活性。
另一方面，提供一种玉米淀粉糖浆。所述玉米淀粉糖浆上述任一实施例中所述的玉米淀粉糖浆的制备方法制备得到。
本发明的有益效果是：
1.本发明的一种固定化酶的制备方法，通过所述磁性载体对所述α-淀粉酶(中温淀粉酶)进行吸附处理(也即，固定化处理)，使得到的所述固定化酶具备更好的热稳定性。同时，所述固定化酶在反应结束后，不仅能够轻松从酶反应体系中回收，而且能够在保证催化效率的条件下重复多次使用。
2.本发明的一种玉米淀粉的制备方法，通过将所述固定化酶与所述淀粉乳混合，利用所述一级流化处理中的磁力搅拌和气流搅拌代替传统生产工艺中的机械搅拌，提高了催化效率，快速降低了所述淀粉乳的黏度。
3.本发明的一种玉米淀粉的制备方法，通过控制所述一级流化处理时的磁场强度，提高了所述固定化酶的活性，进一步地加快了酶解反应的进程。
附图说明
图1为本发明的试验效果第4部分中固定化酶的酶活力随磁场强度变化的曲线图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明一些实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明所提供的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在描述一些实施例时，可能使用了“A和/或B”的表达。容易理解的是，“A和/或B”包括以下三种组合：仅A，仅B，以及A和B的组合。
实施例1
1.一种固定化酶的制备方法，包括以下步骤：
S1.以粒径为80μm的纳米Fe3O4为磁内核，以壳聚糖为外壳，将两者(纳米Fe3O4与壳聚糖的质量比为1:3)与质量浓度为1.0％的戊二醛混合，经共价交联反应，得到磁性载体；其中，戊二醛质量占纳米Fe3O4质量的45％。
S2.将磁性载体加入至α-淀粉酶溶液(α-淀粉酶的质量浓度为0.1％)中，经吸附处理，得到固定化酶；其中，吸附处理的条件为：磁性载体与α-淀粉酶溶液的质量比为1:100，温度为32℃，时间为6h，振荡转速为400r/min。
2.一种玉米淀粉糖浆的制备方法，包括以下步骤：
A1.以玉米淀粉为原料，加水调浆，调节pH为5.5、温度为55℃，得到玉米淀粉浓度为38％的淀粉乳。
A2.将固定化酶加入至第一磁稳定流化床中，固定化酶的添加量为第一磁稳定流化床工作体积的20％。
A3.将淀粉乳加入至第一磁稳定流化床中，淀粉乳的添加量为第一磁稳定流化床工作体积的75％，且使淀粉乳完全没过固定化酶，同时通入无菌空气，在第一磁稳定流化床的工作下对固定化酶与淀粉乳进行流化处理，以使固定化酶和淀粉乳混合均匀，得到流化淀粉乳；其中，第一磁稳定流化床的工作条件为：磁场强度为600Oe，空气流速为200mL/min，工作时间为30min。
A4.将流化淀粉乳通入液化喷射器中，经高温喷射处理，得到液化液。
A5.将液化液通入第二磁稳定流化床中，液化液的添加量为第二磁稳定流化床工作体积的75％，同时通入无菌空气，在第二磁稳定流化床的工作下对液化液进行流化处理，得到流化液；其中，第二磁稳定流化床的工作条件为：磁场强度为600Oe，空气流速为200mL/min，工作时间为20min。
A6.将流化液通入糖化罐中，加入复合酶进行糖化处理40h，得到糖化液；其中，复合酶包括糖化酶55U/g和普鲁兰酶10U/g。
A7.将冷却后的糖化液先通入管式离心机进行粗滤，然后再通过有机滤膜进行精滤；将精滤后的糖化液输送至五效蒸发器中进行浓缩，得到玉米淀粉糖浆，并将其输送至储存罐中储存备用。
实施例2
1.一种固定化酶的制备方法，包括以下步骤：
S1.以粒径为100μm的纳米Fe3O4为磁内核，以壳聚糖为外壳，将两者(纳米Fe3O4与壳聚糖的质量比为1:2)与质量浓度为1.1％的戊二醛混合，经共价交联反应，得到磁性载体；其中，戊二醛质量占纳米Fe3O4质量的90％。
S2.将磁性载体加入至α-淀粉酶溶液(α-淀粉酶的质量浓度为2％)中，经吸附处理，得到固定化酶；其中，吸附处理的条件为：磁性载体与α-淀粉酶溶液的质量比为1:175，温度为38℃，时间为7h，振荡转速为600r/min。
2.一种玉米淀粉糖浆的制备方法，包括以下步骤：
A1.以玉米淀粉为原料，加水调浆，调节pH为5.8、温度为58℃，得到玉米淀粉浓度为40％的淀粉乳。
A2.将固定化酶加入至第一磁稳定流化床中，固定化酶的添加量为第一磁稳定流化床工作体积的30％。
A3.将淀粉乳加入至第一磁稳定流化床中，淀粉乳的添加量为第一磁稳定流化床工作体积的60％，且使淀粉乳完全没过固定化酶，同时通入无菌空气，在第一磁稳定流化床的工作下对固定化酶与淀粉乳进行流化处理，以使固定化酶和淀粉乳混合均匀，得到流化淀粉乳；其中，第一磁稳定流化床的工作条件为：磁场强度为800Oe，空气流速为400mL/min，工作时间为35min。
A4.将流化淀粉乳通入液化喷射器中，经高温喷射处理，得到液化液。
A5.将液化液通入第二磁稳定流化床中，液化液的添加量为第二磁稳定流化床工作体积的60％，同时通入无菌空气，在第二磁稳定流化床的工作下对液化液进行流化处理，得到流化液；其中，第二磁稳定流化床的工作条件为：磁场强度为800Oe，空气流速为400mL/min，工作时间为25min。
A6.将流化液通入糖化罐中，加入复合酶进行糖化处理42h，得到糖化液；其中，复合酶包括糖化酶90U/g和普鲁兰酶20U/g。
A7.将冷却后的糖化液先通入管式离心机进行粗滤，然后再通过有机滤膜进行精滤；将精滤后的糖化液输送至五效蒸发器中进行浓缩，得到玉米淀粉糖浆，并将其输送至储存罐中储存备用。
实施例3
1.一种固定化酶的制备方法，包括以下步骤：
S1.以粒径为200μm的纳米Fe3O4为磁内核，以壳聚糖为外壳，将两者(纳米Fe3O4与壳聚糖的质量比为1:1)与质量浓度为1.2％的戊二醛混合，经共价交联反应，得到磁性载体；其中，戊二醛质量占纳米Fe3O4质量的135％。
S2.将磁性载体加入至α-淀粉酶溶液(α-淀粉酶的质量浓度为5％)中，经吸附处理，得到固定化酶；其中，吸附处理的条件为：磁性载体与α-淀粉酶溶液的质量比为1:250，温度为45℃，时间为8h，振荡转速为800r/min。
2.一种玉米淀粉糖浆的制备方法，包括以下步骤：
A1.以玉米淀粉为原料，加水调浆，调节pH为6.0、温度为60℃，得到玉米淀粉浓度为42％的淀粉乳。
A2.将固定化酶加入至第一磁稳定流化床中，固定化酶的添加量为第一磁稳定流化床工作体积的40％。
A3.将淀粉乳加入至第一磁稳定流化床中，淀粉乳的添加量为第一磁稳定流化床工作体积的55％，且使淀粉乳完全没过固定化酶，同时通入无菌空气，在第一磁稳定流化床的工作下对固定化酶与淀粉乳进行流化处理，以使固定化酶和淀粉乳混合均匀，得到流化淀粉乳；其中，第一磁稳定流化床的工作条件为：磁场强度为1000Oe，空气流速为600mL/min，工作时间为40min。
A4.将流化淀粉乳通入液化喷射器中，经高温喷射处理，得到液化液。
A5.将液化液通入第二磁稳定流化床中，液化液的添加量为第二磁稳定流化床工作体积的55％，同时通入无菌空气，在第二磁稳定流化床的工作下对液化液进行流化处理，得到流化液；其中，第二磁稳定流化床的工作条件为：磁场强度为1200Oe，空气流速为600mL/min，工作时间为30min。
A6.将流化液通入糖化罐中，加入复合酶进行糖化处理45h，得到糖化液；其中，复合酶包括糖化酶120U/g和普鲁兰酶25U/g。
A7.将冷却后的糖化液先通入管式离心机进行粗滤，然后再通过有机滤膜进行精滤；将精滤后的糖化液输送至五效蒸发器中进行浓缩，得到玉米淀粉糖浆，并将其输送至储存罐中储存备用。
对照例1
采用本发明实施例2与对照例1进行对比，其中，对照例1与实施例2的区别在于：在制备玉米淀粉糖浆时，将步骤A2～A3中的固定化酶替换为α-淀粉酶；其他条件如酶用量、剩余物料的选择和用量以及工艺步骤等均与本发明实施例2相同(本对照例相比于实施例2，将步骤A2～A3中的固定化酶替换为α-淀粉酶，用于证明本发明的固定化酶效果更好)。
对照例2
采用本发明实施例2与对照例2进行对比，其中，对照例2与实施例2的区别在于：在制备玉米淀粉糖浆时，将步骤A2～A3替换为直接将固定化酶和淀粉乳混合，得到混合液，并且在步骤A4中直接将混合液通入液化喷射器中；其他条件如酶用量、剩余物料的选择和用量以及工艺步骤等均与本发明实施例2相同(本对照例相比于实施例2，未进行一级流化处理，用于证明本发明的玉米淀粉糖浆的制备方法效果更好)。
对照例3
采用本发明实施例2与对照例3进行对比，其中，对照例3与实施例2的区别在于：在制备玉米淀粉糖浆时，删除步骤A5，并且在步骤A6中直接将液化液通入糖化罐中；其他条件如酶用量、剩余物料的选择和用量以及工艺步骤等均与本发明实施例2相同(本对照例相比于实施例2，未进行二级流化处理，用于证明本发明的玉米淀粉糖浆的制备方法效果更好)。
对照例4
采用本发明实施例2与对照例4进行对比，其中，对照例4与实施例2的区别在于：在制备玉米淀粉糖浆时，将步骤A2～A3替换为直接将固定化酶和淀粉乳混合，得到混合液；在步骤A4中直接将混合液通入液化喷射器中；以及删除步骤A5，并且在步骤A6中直接将液化液通入糖化罐中；其他条件如酶用量、剩余物料的选择和用量以及工艺步骤等均与本发明实施例2相同(本对照例相比于实施例2，未进行一级流化处理和二级流化处理，用于证明本发明的玉米淀粉糖浆的制备方法效果更好)。
对照例5
采用本发明实施例2与对照例2进行对比，其中，对照例2与实施例2的区别在于：在制备玉米淀粉糖浆时，将步骤A2～A3替换为直接将固定化酶和淀粉乳混合，经机械搅拌，得到混合液，并且在步骤A4中直接将混合液通入液化喷射器中；其他条件如酶用量、剩余物料的选择和用量以及工艺步骤等均与本发明实施例2相同(本对照例相比于实施例2，未进行一级流化处理，用于证明本发明的玉米淀粉糖浆的制备方法效果更好)。
试验例1～7
采用本发明实施例2与试验例1～7进行对比，其中，试验例1～7与实施例2的区别在于：第一次稳定流化床工作时的磁场强度分别为0Oe、200Oe、400Oe、600Oe、1000Oe、1200Oe和1400Oe；其他条件如酶用量、剩余物料的选择和用量以及工艺步骤等均与本发明实施例2相同。
试验效果
1.为了验证本发明的固定化酶以及玉米淀粉糖浆的制备方法对玉米淀粉糖浆品质的改善效果，分别采用高效液相色谱对实施例1～3以及对照例1～5制得的玉米淀粉糖浆中糖谱(DP)分布及其含量以及葡萄糖当量值(DE)进行了测定。结果如下表所示：
组别 DP1(％) DP2(％) DP3(％) DP4(％) DP5(％) 其他 DE值
实施例1 91.23 7.1 1.03 0.45 0.09 - 97.3
实施例2 94.62 4.21 0.87 0.06 0.1 - 98.7
对照例1 90.16 7.65 1.21 0.41 0.42 - 91.3
对照例2 89.36 9.33 1.11 0.12 0.05 - 90.5
对照例3 90.15 8.12 1.11 0.34 0.26 - 91.4
对照例4 87.32 8.60 2.34 1.24 0.31 0.12 88.2
对照例5 91.45 6.31 0.91 0.10 0.25 - 93.8
实施例3 93.42 4.13 1.77 0.55 0.12 - 96.9
需要说明的是，DP1表示葡萄糖，DP2表示麦芽糖，DP3表示异麦芽糖，DP4表示麦芽三糖，DP5表示潘糖。
由上表可知：
1)相比于对照例1～5，实施例1～3(尤其是实施例2)的玉米淀粉糖浆中，DP1的含量以及葡萄糖当量值(DE)均显著提高；实施例2的DP2、DP3、DP4以及其他成分的含量均降低；除相比于对照例2，实施例2中DP5的含量较高以外，相比于对照例1、3、4、5，实施例2中DP5的含量均降低。这说明了本发明中添加所述固定化酶，以及进行一级流化处理和二级流化处理的步骤均能够提高玉米淀粉糖浆的纯度和浓度。
2)相比于对照例4，对照例2～3的玉米淀粉糖浆中DP1的含量以及葡萄糖当量值(DE)均提高。其中，对照例3的提高幅度相对更大，这说明了相比于二级流化处理，一级流化处理提高玉米淀粉糖浆的纯度和浓度的效果更好。
3)相比于对照例2，对照例5和实施例2的玉米淀粉糖浆中，DP1的含量以及葡萄糖当量值(DE)均显著提高，DP2、DP3以及DP4的含量均降低。其中，实施例2的玉米淀粉糖浆中DP1的含量以及葡萄糖当量值(DE)提高幅度相对更大，DP2、DP3以及DP4的含量降低幅度相对更大，这说明了相比于机械搅拌，一级流化处理提高玉米淀粉糖浆的纯度和浓度的效果更好。
2.为了验证本发明的玉米淀粉糖浆的制备方法对反应体系黏度的改善效果，分别对实施例1～3和对照例1～5在制备玉米淀粉糖浆的过程中，反应体系的峰值黏度和最终黏度进行了测定。结果如下表所示：
组别 峰值黏度(cP) 最终黏度(cP)
实施例1 17650 4670
实施例2 19470 5340
对照例1 22010 7660
对照例2 22500 7540
对照例3 20560 7360
对照例4 26500 13210
对照例5 21360 7870
实施例3 20050 6300
由上表可知：
1)相比于对照例1～5，实施例1～3中反应体系的峰值黏度和最终黏度均显著降低。这说明了本发明中添加所述固定化酶，以及进行一级流化处理和二级流化处理的步骤均能够促进反应体系黏度的快速降低。
2)相比于对照例4，对照例2～3中反应体系的峰值黏度和最终黏度均出现降低。其中，对照例3的降低幅度相对更大，这说明了相比于二级流化处理，一级流化处理快速降低反应体系的效果更好。
3)相比于对照例2，对照例5和实施例2中反应体系的峰值黏度和最终黏度均出现降低。其中，实施例2的降低幅度相对更大，这说明了相比于机械搅拌，一级流化处理快速降低反应体系的效果更好。
3.为了验证本发明的固定化酶多次重复使用的效果，将相同的的固定化酶在多次玉米淀粉糖浆的制备中重复使用，其中，玉米淀粉糖浆的制备方法与实施例2相同，固定化酶的制备方法与实施例2相同，固定化酶重复使用的次数为12次，并测定该固定化酶在每次使用时的酶活性。结果如下表所示：
使用次数 固定化淀粉酶活力(U)
1 25.4
2 25.6
3 25.1
4 25.2
5 25.3
6 24.8
7 25.0
8 25.3
9 25.1
10 24.8
11 24.2
12 22.2
由上表可知，本发明的固定化酶能够重复使用至少11次以上，并且酶活力能够得到较好的保持，极大地降低了淀粉酶生产使用成本。
4.为了验证本发明的玉米淀粉糖浆的制备方法中一级流化处理的磁场强度对本发明的固定化酶的酶活性的影响，分别对实施例2和试验例1～7中的固定化酶在一级流化处理时的酶活力进行了测定。
结果如图1所示，在低于600Oe的磁场强度下，固定化酶的酶活力未得到明显提升；而在高于1000Oe的磁场强度下，固定化酶的酶活力受到了抑制。其原因可能是不同磁场强度对固定化酶内的基团产生影响，使得基团的电荷受力方向及回旋半径在磁场作用下发生改变，导致固定化酶的分子构象发生变性或扭曲，改变了酶作用的中心位点，从而改变了固定化酶的酶活性。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种固定化酶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将纳米Fe3O4、壳聚糖与交联剂混合，经共价交联反应，得到磁性载体；
将所述磁性载体加入至α-淀粉酶溶液中，经吸附处理，即得。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纳米Fe3O4的粒径为80μm～200μm；
和/或，所述纳米Fe3O4与所述壳聚糖的质量比为1:1～3；
和/或，所述交联剂为戊二醛；
和/或，所述α-淀粉酶溶液中α-淀粉酶的质量浓度为0.1％～5％；
和/或，所述吸附处理的温度为32℃～45℃；
和/或，所述吸附处理的时间为6h～8h；
和/或，所述吸附处理包括振荡的步骤，所述振荡的转速为400r/min～800r/min。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述戊二醛的质量浓度为1.0％～1.2％；
和/或，所述戊二醛的质量为所述纳米Fe3O4的质量的45％～135％；
和/或，所述磁性载体与所述α-淀粉酶溶液的质量比为1:100～250。
4.一种固定化酶，其特征在于，由权利要求1～3中任一项所述的制备方法制备得到。
5.一种如权利要求4所述的固定化酶在制备玉米淀粉糖浆中的应用。
6.一种玉米淀粉糖浆的制备方法，其特征在于，利用如权利要求4所述的固定化酶制备所述玉米淀粉糖浆；所述制备方法包括以下步骤：
将玉米淀粉与水混合，得到淀粉乳；
将所述固定化酶与所述淀粉乳混合，经一级流化处理，得到流化淀粉乳；
所述流化淀粉乳经高温喷射处理，得到液化液；
所述液化液经二级流化处理，得到流化液；
将所述流化液与复合酶混合，经糖化处理，得到糖化液；
所述糖化液依次经过滤和浓缩处理，即得。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述淀粉乳的pH为5.5～6.0；
和/或，所述淀粉乳的温度为55℃～60℃；
和/或，所述淀粉乳中所述玉米淀粉的质量浓度为38％～42％；
和/或，所述复合酶包括糖化酶55U/g～120U/g和普鲁兰酶10U/g～25U/g；
和/或，所述糖化处理的时间为40h～45h。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述一级流化处理包括：将所述固定化酶与所述淀粉乳依次加入至第一磁稳定流化床中，使所述淀粉乳完全没过所述固定化酶，向所述第一磁稳定流化床中通入空气，在所述第一磁稳定流化床的工作下对所述固定化酶与所述淀粉乳进行流化处理，以使所述固定化酶和所述淀粉乳混合均匀；
和/或，所述二级流化处理包括：将所述液化液加入至第二磁稳定流化床中，向所述第二磁稳定流化床中通入空气，在所述第二磁稳定流化床的工作下对所述液化液进行流化处理。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述固定化酶的体积占所述第一磁稳定流化床的体积的20％～40％；
和/或，所述淀粉乳的体积占所述第一磁稳定流化床的工作体积的55％～75％；
和/或，所述第一磁稳定流化床的工作条件包括：磁场强度为600Oe～1000Oe，空气流速为200mL/min～600mL/min，工作时间为30min～40min；
和/或，所述液化液的体积占所述第二磁稳定流化床的工作体积的55％～75％；
和/或，所述第二磁稳定流化床的工作条件包括：磁场强度为600Oe～1200Oe，空气流速为200mL/min～600mL/min，工作时间为20min～30min。
10.一种玉米淀粉糖浆，其特征在于，由权利要求6～9中任一项所述的制备方法制备得到。
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