环保酵素的制备工艺探究

盖红辉，韩 洋

（黑河学院，黑龙江黑河 164399）

随着我国人口的日益增长，随之而来的垃圾数量也在增长。如何有效降解垃圾废弃物，一直是大众所关心的问题。据了解，环保酵素能有效降解厨余垃圾，减少对环境的污染。为此，对环保酵素的制备工艺进行探究，以期为环保酵素的未来发展提供技术支撑。

1 材料与方法

1.1 使用材料

1.1.1 实验原料。红糖、新鲜厨余菜渣或果皮（新鲜水果皮、新鲜蔬菜皮、菜叶、菜根)、自来水。

1.1.2 反应容器。能够密闭的塑料材质容器。

1.2 制作方法

取厨余垃圾、红糖、水按照1︰3︰10 的比例放入反应容器中，混合均匀密封好，并定期进行放气。在发酵初期气体较多，随着时间的延长，气体越来越少，当达到1 个月左右时，气体基本消失，可以停止放气。3个月以上即可以使用。

1.3 测定方法

1.3.1 酵素超氧化物歧化酶测定。采用邻苯三酚测定方法。

1.3.2 酵素总酸含量测定。利用酚酞做指示剂，用标准溶液滴定到终点，根据所消耗的碱液的体积来计算总酸含量。

1.4 制备条件

1.4.1 投料量的影响。以柑橘酵素为例，按红糖、水为1︰10 的比例，将事先准备好的柑橘皮分别称量出50g、100g、150g、200g、250g、300g，将它们磨碎后与溶液搅拌均匀，放入容器内混合均匀并封闭瓶口。置于18～20℃阴暗通风环境下发酵90d 后，分别测定这些溶液的SOD 活性和总酸含量，记录数据进行分析比较。

1.4.2 红糖剂量的影响。以柑橘酵素为例，固定柑橘皮的用量,为避免实验结果误差，将溶液分为13 份。分别添加不同剂量的红糖，将溶液放置于18～20℃且阴凉通风无光照的环境下发酵90d 后，观察溶液，对溶液的颜色、气味进行评价，评价标准见表1，经10 人品鉴后根据评价标准打分取平均值。

表1 酵素感官评分标准

1.4.3 原料的影响。在制备过程中，选择不同的原料制作环保酵素，观察反应现象。在实验过程中选择了苹果皮、火龙果皮、橘子皮、茄子皮、胡萝卜皮等等。按照1.2 的方法制作环保酵素，观察并记录结果。

1.4.4 发酵时间的影响。以柑橘酵素为例，按照1.2 的方法制作环保酵素，发酵30d、60d、90 d、120 d、150 d。到达发酵时间后，分别测定SOD 活性和总酸含量，记录数据，再比较分析数值。

2 结果与分析

2.1 不同原料量的影响

图5 添加不同质量红糖对酵素SOD 活性的影响

由图1、图2 可见，柑橘皮的添加量与SOD 活性和总酸含量成正比例关系。随着加入的柑橘皮质量增加，发酵液中存在大量的有益菌群，使SOD 活性和总酸含量都有上升趋势。实验初期，柑橘皮含量为 50g/mL时，SOD 活性和总酸含量分别为21.5 U/mL 和0.9g/L。当柑橘皮添加水平为100 g/mL 时，SOD 活性和总酸含量缓慢上升。继续增加柑橘皮量至200g/mL 时，SOD 活性和总酸含量迅速增加；而当增加柑橘皮量至250～300g/mL 时，SOD 活性和总酸含量又增加缓慢。所以最佳柑橘皮添加量为250g/mL。

图1 不同橘皮加入量对SOD 活性的影响

图2 不同橘皮加入量对总酸含量的影响

2.2 红糖剂量的影响

红糖可为酵素的发酵提供充足的碳源，同时使乳酸菌等有益微生物繁殖并产生一些有益物质。根据对酵素感官和相应的评分标准得出图3 的结果。图4、5为添加不同质量的红糖对酵素的SOD 活性和总酸含量的影响结果。由图3 可知，在第7 处理号且添加量为50%时酵素感官评价结果最高，为9.4 分。结合图4、5可知，当甜味剂添加量为原料质量的50%时，SOD 活性达到最大值，此时的总酸含量为1.8g/mL。

图3 添加不同质量红糖对酵素的评价结果

图4 添加不同质量红糖对酵素SOD 活性的影响

2.3 原料对酵素的影响

由表2 可知，发酵时间均为90d。当加入火龙果皮时，颜色为棕黄色，打开盖子有淡果香的酸味。加入苹果皮时，为玫瑰红色，打开瓶盖伴有果香的酸味。加入茄子皮时，为深棕黄色，打开瓶盖伴有浓酸味。加入猕猴桃皮时，为红褐色、透亮澄清，开盖伴有浓郁酸味。当加入番茄时，颜色为棕黄色，开盖有酸味。当加入菠萝皮时，颜色为棕褐色，开盖时伴有浓郁的果香味（因为菠萝皮本身的香味浓郁，所制成的酵素味道最好）。不同的原料所制成的酵素外观结果相似，都伴有酸味或果香味，颜色由加入原料本身所具有的色素决定，但不同的原料制成的酵素具有不同的价值。由此可见，原料对制成酵素的外观影响不大，但作用不同。

表2 使用不同原料制作的环保酵素的特点

2.4 发酵时间的影响

由图6、7 可知，以橘子皮为例，当发酵时间在工作中30～90d 时，时间与微生物的SOD 活性和总酸含量成正比例趋势，即逐渐增加。发酵时间达到90d 时，溶液中的SOD 活性和总酸含量达到整个过程中的最大值，这是由于发酵过程中所产生的营养物质适合微生物的繁殖。随着发酵时间的延长至90～150d，微生物的生长代谢活动逐渐减弱。SOD 活性与总酸含量虽呈现下降趋势，但整体还是处于比较稳定的状态。因此，从整体考虑，柑橘皮酵素适宜的发酵时间为90d。

图6 发酵时间不同对SOD 的影响

综上所述，通过对环保酵素制备过程中不同原料的加入量、投入不同质量的红糖、选择不同的原料以及发酵过程中时间的控制，发现环保酵素的制备过程并不是特别复杂，只要控制好条件，一定能够制备出好的环保酵素。

图7 不同发酵时间对总酸含量的影响

3 结论

本研究利用单因素实验的方法，选择出环保酵素的最佳反应条件为：当水溶液为1000mL 时，柑橘皮添加量为250g/mL，SOD 活性和总酸含量值最高。当红糖添加量为原料质量的50%时，酵素感官特性较好，且SOD 活性达到最大峰值，总酸含量为1.8g/mL。发酵时间为90d 时，溶液中的营养物质适合微生物生长，SOD活性和总酸含量最高。加入不同原料对酵素的外观影响不大，但不同的原料制成的酵素具有不同的作用。结合以上条件，所制成的酵素整体比较优质。参考文献：

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