【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于酶制剂，具体涉及一种降解生物可降解塑料的酶制剂及其应用。
技术介绍
1、随着传统塑料带来的污染问题越来越严重，全球各国/地区陆续出台了针对不可降解塑料、易污染制品的禁令和政策等。以达到减少环境污染和推动生物可降解塑料应用的目的，从而催生了可生物降解塑料的发展。聚乳酸作为一种性能优良的生物可降解塑料，已经成为了传统塑料主要替代品。随着石油资源的日益匮乏和聚乳酸生产技术的不断发展，聚乳酸的生产和消费速度也在迅速增长。由于聚乳酸产品的销量快速增长，导致了废旧聚乳酸越来越多。虽然聚乳酸能够在自然条件下降解，但是降解周期过长，同时废弃物的堆放或者填埋会造成空间占用、环境污染等问题。其降解产物无法直接进行循环和再利用，也导致了资源的巨大浪费。因此在不断加强聚乳酸材料制备技术研究的同时，对废旧聚乳酸的回收利用技术也越来越受的人们的关注。
2、由于聚乳酸塑料比传统塑料易降解，导致其难以通过熔融再塑或造粒再塑的方法进行物理回收。聚乳酸的单体具有较高的附加值，用途广泛，可作为化工原料或其中间体，将聚乳酸焚烧，由其产生的大量热量可再次利用，但焚烧过程会产生大量的有害气体，对环境和人体造成危害并且资源化利用率低。化学法回收聚乳酸材料，即在热或化学试剂的作用下进行解聚反应，生成相应的小分子产物，经过分离纯化后可重新作为生产聚乳酸的原料或合成其它的化工产品，从而实现废弃物的资源化利用，但化学回收消耗大量能源和化学药品，这些物质在生产和处理的过程中会对环境造成一定的污染。生物降解是指在一定生物活性环境下降解转化为co2和h2o的过程
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种降解生物可降解塑料的酶制剂及其应用。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种降解生物可降解塑料的酶制剂，所述降解生物可降解塑料的酶制剂包括：酶、缓冲剂、丝素蛋白、钙离子盐酸和稳定剂；
4、所述酶包括蛋白酶k、胰蛋白酶和脂肪酶的组合。
5、本专利技术利用钙离子与酶形成配合物，提高酶的催化活性，和底物结合，从而提升反应速率，使得在较短时间内即可实现生物可降解塑料的快速降解，且设置有稳定剂，保证酶制剂的稳定，保证其持续快捷的进行生物降解，最大限度地减少了化学品的使用、效果稳定性高、反应条件温和、对环境污染小、具有良好的应用前景。
6、丝素蛋白的特殊序列和结构特征可以提供体系的稳定性和功能性。在酶催化过程中，丝素蛋白本身具有酶活性，可以催化特定的生化反应。
7、优选地，所述蛋白酶k、胰蛋白酶和脂肪酶的质量比为(5-30):(2-10):(6-15)。
8、本专利技术创造性地开创了一种全新的酶的使用方式，蛋白酶k、胰蛋白酶和脂肪酶在上述特定比例范围内联合使用，制成的酶制剂降解生物可降解塑料的效果好。
9、所述5-30的具体点值例如5、8、12、15、18、22、25、30等；
10、所述2-10的具体点值例如2、3、4、5、6、7、8、9、10等；
11、所述6-15的具体点值例如6、7、8、9、10、11、12、13、14、15等。上述数值范围内具体点值均可选择，在此便不再一一赘述。
12、优选地，所述降解生物可降解塑料的酶制剂以重量份数计包括：酶10-55份、缓冲剂10-50份、丝素蛋白1-8份、钙离子1-20份、盐酸3-45份和稳定剂1-10份。
13、所述酶的份数例如10份、13份、15份、20份、26份、30份、34份、38份、40份、45份、48份、50份等；
14、所述缓冲剂的份数例如10份、15份、20份、25份、30份、37份、40份、43份、48份、50份；
15、所述丝素蛋白的份数例如1份、2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份等；
16、所述钙离子的份数例如1份、3份、5份、7份、9份、12份、13份、15份、17份、20份等；
17、所述盐酸的份数例如3份、5份、10份、15份、20份、23份、35份、28份、30份、35份、40份、45份等；
18、所述稳定剂的份数可以为1份、3份、5份、6份、7份、8份、10份等。
19、优选地，所述降解生物可降解塑料的酶制剂以重量份数计包括：酶10-40份、缓冲剂10-30份、丝素蛋白2-6份、钙离子2-15份、盐酸5-30份和稳定剂2-8份。
20、所述酶的份数例如10份、13份、15份、20份、26份、30份等；
21、所述缓冲剂的份数例如10份、15份、18份、20份、23份、27份、28份、30份；
22、所述丝素蛋白的份数例如2份、3份、4份、5份、6份等；
23、所述钙离子的份数例如2份、3份、5份、7份、9份、12份、13份、15份等；
24、所述盐酸的份数例如5份、10份、15份、20份、23份、35份、28份、30份等；
25、所述稳定剂的份数可以为2份、3份、4份、5份、6份、7份、8份等；
26、优选地，所述缓冲剂包括3-吗啉丙磺酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三羟甲基氨基甲烷、4-羟乙基哌嗪乙磺酸、n-三(羟甲基)甲基甘氨酸或巴比妥酸中的任意一种或至少两种的组合；优选三羟甲基氨基甲烷。
27、三羟甲基氨基甲烷作为一种有效的酸碱缓冲剂，能够抵消聚乳酸降解生成乳酸的影响，使溶液的ph值在所需范围内保持相对稳定，盐酸可以调节初始环境的ph值，便于蛋白酶k达到最佳的催化效果。
28、优选地，所述钙离子来源于ca(oh)2、cacl2、caco3或ca(c3h5o3)2中的任意一种或至少两种的组合。
29、优选地，所述稳定剂包括聚乙二醇、edta、bsa、甘油、明胶、pmsf或叠氮化钠中的任意一种或至少两种的组合；优选明胶和聚乙二醇的组合。
30、明胶和聚乙二醇联合使用可以保护酶免受蛋白酶抑制剂的影响，从而保护酶的活性。
31、优选地，所述降解生物可降解塑料的酶制剂的工作ph 4.0-12.5，工作的温度30-65℃。
32、优选地，所述降解生物可降解塑料的酶制剂的工作ph 9.0-12.0，工作的温度40-45℃。
33、第二方面，本专利技术提供一种根据第一方面所述的降解生物可降解塑料的酶制剂在塑料降解中的应用。
34、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
35、本专利技术利用钙离子与酶形成配合物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂包括：酶、缓冲剂、丝素蛋白、钙离子、盐酸和稳定剂；
2.根据权利要求1所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述蛋白酶K、胰蛋白酶和脂肪酶的质量比为(5-30):(2-10):(6-15)。
3.根据权利要求1或2所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂以重量份数计包括：酶10-55份、缓冲剂10-50份、丝素蛋白1-8份、钙离子1-20份、盐酸3-45份和稳定剂1-10份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂以重量份数计包括：酶10-40份、缓冲剂10-30份、丝素蛋白2-6份、钙离子2-15份、盐酸5-30份和稳定剂2-8份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述缓冲剂包括3-吗啉丙磺酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三羟甲基氨基甲烷、4-羟乙基哌嗪乙磺酸、N-三(羟甲基)甲基甘氨酸或巴比妥酸中的任意一种
6.根据权利要求1-5任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述钙离子来源于Ca(OH)2、CaCl2、CaCO3或Ca(C3H5O3)2中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-6任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述稳定剂包括聚乙二醇、EDTA、BSA、甘油、明胶、PMSF或叠氮化钠中的任意一种或至少两种的组合；优选明胶和聚乙二醇的组合。
8.根据权利要求1-7任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂的工作pH 4.0-12.5，工作的温度30-65℃。
9.根据权利要求1-8任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂的工作pH 9.0-12.0，工作的温度40-45℃。
10.权利要求1-9任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂在塑料降解中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂包括：酶、缓冲剂、丝素蛋白、钙离子、盐酸和稳定剂；
2.根据权利要求1所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述蛋白酶k、胰蛋白酶和脂肪酶的质量比为(5-30):(2-10):(6-15)。
3.根据权利要求1或2所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂以重量份数计包括：酶10-55份、缓冲剂10-50份、丝素蛋白1-8份、钙离子1-20份、盐酸3-45份和稳定剂1-10份。
4.根据权利要求1-3任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述降解生物可降解塑料的酶制剂以重量份数计包括：酶10-40份、缓冲剂10-30份、丝素蛋白2-6份、钙离子2-15份、盐酸5-30份和稳定剂2-8份。
5.根据权利要求1-4任一项所述的降解生物可降解塑料的酶制剂，其特征在于，所述缓冲剂包括3-吗啉丙磺酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三羟甲基氨基甲烷、4-羟乙基哌嗪乙磺...
【专利技术属性】
技术研发人员：张玉，庞文龙，田少囡，吴玉锋，杨军，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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