本发明属于生物，涉及pet塑料/纤维混纺材料的预处理，具体的说涉及一种用于pet材料生物降解的预处理方法。
背景技术：
1、塑料制品为人类生活带来了巨大的便利，但由于缺乏有效的回收和再生手段，已造成污染。聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)是全球使用量最大的塑料原料之一；pet塑料在包装领域中具有广泛的应用，如包装膜、卷材和啤酒瓶。pet塑料瓶不仅广泛用于包装碳酸饮料、饮用水、果汁、酵素和茶饮料等，而且广泛用于食品、化工、药品包装等众多领域。目前，主要通过热解回收pet废物并降级使用，即在采用高温条件下加入化学催化剂的方法实现涤纶纤维中pet的热解回收。这类方法的问题是：对环境二次污染，或采用昂贵催化剂，经济效益较低。
2、自2005年起，pet生物降解相关的研究逐渐成为国际研究热点。作为一种环保、可持续的pet降解方式，生物降解法具有广阔的应用前景。目前，针对pet的生物降解主要有两种策略：酶催化法和全细胞催化法。酶催化法是通过利用特定的酶来水解pet分子。主要研究包括pet水解酶petase(science,2016,351:1196-1199)和高温角质酶lcc(biochemistry,2014.53(11):1858-69)。目前，国内外主要聚焦在基于蛋白质设计和工程改造的pet水解酶改良研究(例如，专利201780076589.5、201810448773.4和201910439940.3)。通过蛋白工程改造和降低塑料结晶度的方法，虽然可以一定程度提高塑料的降解效率，但酶的生产成本高昂，使得采用pet水解酶的策略不具有产业上的应用前景。
3、全细胞催化法是以具有pet降解能力的微生物作为催化剂实现pet降解的策略。目前，用于pet全细胞催化的底盘生物主要是通过基因工程获得的工程菌株(例如，专利201710963873.6、202010013024.6)。与酶催化法相比，全细胞催化法将pet酶的表达和pet的降解过程进行整合，省去了传统pet酶表达和纯化的复杂步骤，降低了生产成本。因此，提高pet降解效率是目前pet生物降解亟需解决的技术难题。发明人前期的研究工作发明专利zl2020100130246提供了一种新型的pet降解生物催化剂及其构建方法。所述pet降解全菌催化剂克服了反馈抑制问题，不但降解效率显著高于已知全菌生物降解体系，而且作为厌氧微生物，其培养条件不需要通气和搅拌，从而显著降低了过程成本。
4、然而，由于商品化pet制品(如塑料瓶、含涤纶纺织品等)都具有较高的结晶度。因此，实现高结晶pet的生物降解，必须先进行底物预处理，以降低其结晶度以及增强酶对底物的可及性，进而提高生物催化剂对pet的降解效率。但发明人在研究中发现，由于全细胞催化法以微生物生长与发酵为基础，为了避免染菌风险，在pet底物添加到降解体系之前，需对其进行灭菌处理。但不当的预处理灭菌会显著影响后续pet的降解效果。现有技术中尚没有用于pet材料生物降解的预处理方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中pet材料生物降解中所存在的问题，本发明提供了一种用于pet材料生物降解的预处理方法。所述的预处理方法创新性的采用两步法温和灭菌，实现了预处理样品的稳定性，增强pet的降解效率。
2、本发明的技术方案：一种用于pet材料生物降解的预处理方法，包括以下步骤：
3、(1)熔融：称取pet材料若干，清洗并裁剪为薄片置于容器中，在280-300℃温度条件下熔融处理10-20min后，立即取出放入冷水。所述的pet材料为塑料瓶、涤纶或涤棉混纺织品；所述的熔融处理采用的是马弗炉，具体为：预热至设定温度条件后再进行样品的熔融处理。所述的冷水的温度为零至室温。
4、(2)粉碎：将步骤(1)中所得样品自然晾干，采用间歇粉碎的方法将样品处理至粒径为20-100目；所述的间歇粉碎具体为：每粉碎1-1.5分钟，停机1-1.5分钟。通过间歇粉碎有效避免了因温度过高导致的pet样品结晶度上升，确保了降解过程的高效稳定。
5、(3)灭菌：将步骤(2)中所得样品，放入75％乙醇中浸泡12-24小时，25-37℃干燥6-12小时，然后40-50℃烘干0.5-2小时。本步骤采用特定的温和烘干方法，既避免了预处理pet样品在高温下结晶度重新升高的问题，又确保了乙醇的彻底挥发。
6、(4)降解：将步骤(3)得到的pet材料用于生物降解。所述生物降解是以具有pet降解能力的工程菌株为催化剂进行的全细胞催化降解，所采用的菌株是热纤梭菌。所述全细胞催化降解的条件为：60℃，转速不高于200rpm，ph控制在8.0。
7、优选的是，步骤(1)中所述的冷水为冰水混合物。
8、优选的是，步骤(1)根据所述的薄片为边长不超过2厘米、厚度不超过2.5毫米的多边形。
9、本发明的有益效果：
10、(1)本发明提供了一种用于pet材料生物降解的预处理方法，提高了pet降解的效率及稳定性，既保留了全细胞催化法环保、工艺简化的优势，还解决了预处理不当导致影响降解效果的问题。
11、(2)本申请意外发现，采用两步法温和灭菌，在实现灭菌目的的前提下，保证了预处理样品的稳定性，从而显著提高了pet的降解效率，产生了预料不到的技术效果。
12、(3)本申请通过间隙粉碎与两步法温和灭菌的结合，与采用常规预处理方法相比，使pet降解率提高了10倍不止，降解周期缩短至7天，对于pet生物降解的实际应用重要的意义。
1.一种用于pet材料生物降解的预处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的预处理方法，其特征在于：所述的间歇粉碎具体为：每粉碎1-1.5分钟，停机1-1.5分钟。
3.根据权利要求2所述的预处理方法，其特征在于：所述生物降解是以具有pet降解能力的工程菌株为催化剂进行的全细胞催化降解，所采用的菌株是热纤梭菌。
4.根据权利要求3所述的预处理方法，其特征在于：所述全细胞催化降解的条件为：60℃，转速不高于200rpm，ph控制在8.0。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的预处理方法，其特征在于：步骤(1)所述pet材料为塑料瓶、涤纶或涤棉混纺织品。
6.根据权利要求5所述的预处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述的冷水的温度为零至室温。
7.根据权利要求6所述的预处理方法，其特征在于：步骤(1)中所述的冷水为冰水混合物。
8.根据权利要求5所述的预处理方法，其特征在于：步骤(1)所述的熔融处理采用的是马弗炉，具体为：预热至设定温度条件后再进行样品的熔融处理。
9.根据权利要求5所述的预处理方法，其特征在于：步骤(1)所述的薄片为边长不超过2厘米、厚度不超过2.5mm的多边形。
