[發明專利]一種超聲輔助LCC降解PET的方法

有效

• 申請號: 202110397209.6
• 申請日: 2021-04-13
• 公開（公告）號: CN113144498B
• 公開（公告）日: 2022-10-21
• 發明（設計）人: 宗敏華;吳有權;婁文勇;郭澤望
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: C12N9/18
• 分類號: C12N9/18;A62D3/02;A62D101/28
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種超聲輔助LCC降解PET的方法。該方法包括：將角質酶、PET固體加入緩沖液中，混合均勻，得到混合液，升溫進行超聲處理，超聲處理結束后進行保溫處理，得到反應液，滅酶處理，完成超聲輔助LCC降解PET的過程。該方法的優點在于利用超聲手段快速簡單的加速降解PET，相比于未超聲輔助，降解24h后，TPA濃度是未超聲輔助的1.21倍。且該方法操作簡單，耗材少，降解效率高，無化學污染，環境友好，具有一定的應用前景。

技術領域

本發明屬于PET的降解技術領域，具體涉及一種超聲輔助LCC降解PET的方法。

背景技術

塑料是一種由碳和氫聚合而成的材料，不僅與我們的日常生活息息相關，而且廣泛應用于工業上。據不完全統計，2018年全球塑料產量達到3.59億噸，平均每秒就賣出二十萬個塑料瓶，然而只有9％被重新回收利用。其中，聚對苯二甲酸二乙酯(PET)是最重要的熱塑性塑料之一，相比于其他傳統材料(如木材、混凝土和金屬)，PET擁有許多顯著的優勢，如不易斷裂，輕便，耐腐蝕等。然而，在PET需求日益增長的同時，也造成了固體廢棄物的堆積，PET占據了城市固體垃圾的很大一部分，一旦處理不當，便會帶來一系列的健康和環境問題，比如地下水污染、溫室氣體排放、火災和人體疾病等。目前處理廢棄PET的主要方法有填埋、焚燒、再生造粒和熱解，其中不論是填埋還是焚燒，都會對環境造成巨大的破壞，而再生造粒和熱解等方法所需反應條件苛刻，工藝成本高昂等。因此，尋找綠色的降解方法迫在眉睫！

近年來，利用生物法降解PET塑料引起了廣泛的關注，其實質是利用酶降解塑料.生物降解法具有反應條件相對溫和、環境綠色友好的優點，降解后得到的產物能夠被回收利用，符合可持續發展的理念，被認為是最理想的PET廢棄物處理方法。2016年，Yoshida等從廢棄PET回收點的土樣中，分離到一株可消化分解PET的細菌-坂井艾德昂菌(Ideonellasakaiensis)。如圖1，該菌首先分泌PET水解酶(PETase)將PET降解成對苯二甲酸甲基-2-羥乙酯(MHET)，再將MHET轉運入體內，并在MHET水解酶(MHETase)的作用最終降解為單體對苯二甲酸(TPA)和乙二醇(EG)。此后，科學家又陸續報道了多個性能不同的PET降解酶.其中，葉分支堆肥角質酶(LCC)經過兩步級聯催化，可以將PET直接降解為TPA和EG單體，因此利用LCC來生物降解PET具有很大潛能。

LCC(EC 3.1.1.74)屬于絲氨酸水解酶家族，具有典型地絲氨酸-組氨酸-天冬氨酸催化三聯體，來源于不同細菌的角質酶水解PET的活性大相徑庭，但是都很低。超聲波是一種頻率為20kHz～106kHz的機械波，它可以加速某些化學反應，如促進化學物質的水解效率.超聲廣泛應用于輔助天然產物的提取、脂質的催化酯化和酯交換、食品加工、以及生化工程/生物技術如生物廢水處理和生物修復。然而，應用超聲波輔助生物降解PET卻未見報道。

文獻(An engineered PET depolymerase to break down and recycle plasticbottles)通過對LCC的分子改造，來提升LCC的活性和熱穩定性，取得了一定的成效，卻沒有采用物理的方法(如超聲)來進一步加大LCC降解PET的效率。

發明內容

為了克服現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種超聲輔助LCC降解PET的方法。

本發明的目的是提供一種超聲輔助LCC降解PET的方法，通過與未超聲輔助的相比，超聲輔助提高了LCC降解PET的效率，可以加速LCC降解PET。)

本發明的目的至少通過如下技術方案之一實現。

本發明提供的超聲輔助LCC降解PET的方法，包括如下步驟：

將角質酶、PET固體加入緩沖液中，混合均勻，得到混合液，升溫進行超聲處理，超聲處理結束后進行保溫處理，得到反應液，滅酶處理，完成超聲輔助LCC降解PET的過程。

進一步地，所述緩沖液的pH值為7.5-8.5。