【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于酶膜反应器领域，具体涉及到一种孔径可控的酶膜反应器及其生产淀粉糖的应用。
技术介绍
1、目前，随着人们对生活质量的追求越来越高，对淀粉糖的需求、品质及纯度要求也越来越高，因此淀粉糖功能性发展尤为重要。新酶的发现和酶固定化技术的应用大大改善了淀粉糖的质量和产量，引领着淀粉糖工艺进入新阶段。早在1960年引入双酶法生产淀粉糖时就开始研究酶膜反应器，随着生物工程和膜分离技术的发展，酶膜反应器受到越来越多关注，尤其超滤酶膜反应器应用广泛，其在食品、医药和化工范畴有着广泛的应用远景。
2、尽管酶膜反应器在淀粉糖生产中优势显著，其发展仍面临着一系列挑战，工艺存在着诸多问题。如生产过程中产生废弃物、环境污染严重、产物纯度低等。此外，游离酶膜反应器生产还存在着酶利用率低、酶回收困难等缺点，限制了淀粉糖生产的效率和质量。
3、酶膜反应器的构建需要选取合适的超滤膜。聚酰亚胺(pi)作为一种性能卓越的膜材料，具备良好的成膜性、机械性能和耐溶剂性能。选择pi作为基膜材料，可同时适用于水体系和溶剂体系，且易于交联，提高膜材料的耐溶剂性和机械性能。然而，由于pi膜为超滤膜(uf)，孔径单一且相对较大，生产的淀粉糖分子量大且不能调控，不利于酶膜反应器淀粉糖的产出过程。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种孔径可控的酶膜反应器。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：包括多氨基化合物改性膜、固定化酶，所述固定化酶为α淀粉酶，所述α淀粉酶通过交联剂固定在多氨基化合物改性膜上。
5、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述多氨基化合物改性膜的孔径为2～20nm，单位面积多氨基化合物改性上所述α淀粉酶的固定量为0.181～0.185g.cm-2。
6、本专利技术的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种孔径可控的酶膜反应器的制备方法。
7、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：将基底浸泡于溶解有多氨基化合物的异丙醇溶液中形成选择性分离膜；
8、将浸泡结束后的选择性分离膜浸泡在戊二醛水溶液中进行交联反应；
9、将反应后的交联膜浸泡在酶液中使酶固定在膜表面形成生物催化膜。
10、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述多氨基化合物为二乙烯三胺、聚乙烯亚胺600、聚乙烯亚胺1800、聚乙烯亚胺10000中的一种；所述异丙醇溶液中异丙醇的体积浓度为50％～100％；异丙醇溶液中多氨基化合物的体积浓度为0.1％～1％；所述戊二醛水溶液中戊二醛体积浓度为1％～8％；所述酶液中酶的体积浓度为10％～20％。
11、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述基底材质为pi、pan、pvdf中一种，类型为平板、管式、中空纤维中的一种。
12、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述基底浸泡于溶解有多氨基化合物的异丙醇溶液浸泡时间为1～2h；选择性分离膜在戊二醛水溶液中的浸泡时间为15min-90min；交联膜在酶液中的浸泡时间为12h～24h。
13、本专利技术的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种孔径可控的酶膜反应器在生产淀粉糖中的应用。
14、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述生产淀粉糖中将生物催化膜进行原位分离，原料侧为淀粉；在持续的反应和过滤中用烧杯接住流出液体。
15、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述淀粉为可溶性淀粉，体积浓度为0.1％～1％。
16、作为本专利技术所述制备方法的一种优选方案，其中：所述反应时间为2～60h。
17、本专利技术有益效果：
18、(1)本专利技术结合酶解和膜分离技术，构建了酶膜反应器，通过将酶固定在膜上构建生物催化膜，使得原料通过膜时反应和分离可以同步进行。
19、(2)本专利技术将α淀粉酶固定到不同分子量的多氨基化合物膜上并进行淀粉糖的生产，考察不同孔径对产物分子量分布的影响，实现酶降解过程中产物的实时分离。通过ftir确定了酶的固定，通过sem和照片观察了酶固定后的形貌，测试了常见的纯水、二价盐(mgcl2)、牛血清白蛋白(bsa)、葡萄糖以及固定酶膜反应器的底物和产物(淀粉、还原糖)的性能，考察了固定酶膜反应器产物淀粉糖的分子量大小以及分布。
20、(3)本专利技术解决了游离酶膜反应器无法及时对产物进行选择性分离、酶和底物利用率低以及酶回收困难等问题，采用化学交联法将酶固定在多氨基化合物膜上，构建了固定酶膜反应器，固定率最高够达到89％。这一创新实现了酶解反应与产物分离的同步进行。通过在四种不同孔径的选择性分离膜上固定酶，通过测试对peg的截留，确定了酶固定后的膜孔径的减小，进一步控制了生产的淀粉糖分子量，并使其分子量分布范围变窄。最终成功实现了对目标产物的选择性调控。
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1.一种孔径可控的酶膜反应器，其特征在于：包括多氨基化合物改性膜、固定化酶，所述固定化酶为α淀粉酶，所述α淀粉酶通过交联剂固定在多氨基化合物改性膜上。
2.根据权利要求1所述的酶膜反应器，其特征在于：所述多氨基化合物改性膜的孔径为2～20nm，单位面积多氨基化合物改性上所述α淀粉酶的固定量为0.181～0.185g.cm-2。
3.如权利要求1～2所述的酶膜反应器的制备方法，其特征在于：包括，
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述多氨基化合物为二乙烯三胺、聚乙烯亚胺600、聚乙烯亚胺1800、聚乙烯亚胺10000中的一种；所述异丙醇溶液中异丙醇的体积浓度为50％～100％；异丙醇溶液中多氨基化合物的体积浓度为0.1％～1％；所述戊二醛水溶液中戊二醛体积浓度为1％～8％；所述酶液中酶的体积浓度为10％～20％。
5.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述基底材质为PI、PAN、PVDF中一种，类型为平板、管式、中空纤维中的一种。
6.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述基底浸泡于溶解有多氨基化合物
7.如权利要求1～2任一项所述的酶膜反应器在生产淀粉糖中的应用。
8.如权利要求7所述的应用，其特征在于：所述生产淀粉糖中将生物催化膜进行原位分离，原料侧为淀粉；在持续的反应和过滤中用烧杯接住流出液体。
9.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述淀粉为可溶性淀粉，体积浓度为0.1％～1％。
10.如权利要求8所述的应用，其特征在于：所述反应时间为2～60h。
...【技术特征摘要】
1.一种孔径可控的酶膜反应器，其特征在于：包括多氨基化合物改性膜、固定化酶，所述固定化酶为α淀粉酶，所述α淀粉酶通过交联剂固定在多氨基化合物改性膜上。
2.根据权利要求1所述的酶膜反应器，其特征在于：所述多氨基化合物改性膜的孔径为2～20nm，单位面积多氨基化合物改性上所述α淀粉酶的固定量为0.181～0.185g.cm-2。
3.如权利要求1～2所述的酶膜反应器的制备方法，其特征在于：包括，
4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述多氨基化合物为二乙烯三胺、聚乙烯亚胺600、聚乙烯亚胺1800、聚乙烯亚胺10000中的一种；所述异丙醇溶液中异丙醇的体积浓度为50％～100％；异丙醇溶液中多氨基化合物的体积浓度为0.1％～1％；所述戊二醛水溶液中戊二醛体积浓度为1％～8％；所述酶液中酶的体积浓度为10％～20％。
【专利技术属性】
技术研发人员：王乾，周政忠，周玲利，龚磊，孟晓山，呼和涛力，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：
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