CN108486163A - 环保酵素及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及酵素，更具体地说，它涉及一种环保酵素及其制备方法。其技术方案要点是：包括以下原料：黑糖或红糖1‑1.5份，鲜垃圾3‑4份，水10‑15份，碱性缓冲剂0.5‑1份；其中鲜垃圾包括蔬菜和/或水果皮，以上组分混合后溶液的pH值为6.5‑8。碱性缓冲剂与水混合后形成的缓冲溶液能够与发酵过程产生的酸性刺激性气体反应，大大减少了酸性刺激性气体的产生，提高制备过程中的安全性，而且制得的成品清洁能力也很优异。
Description
技术领域
本发明涉及酵素，更具体地说，它涉及一种环保酵素及其制备方法。
背景技术
环保酵素，是发酵过程的一种，是对混合了糖和水的厨余(鲜垃圾)经厌氧发酵后产生的棕色液体的通俗称法，所产生的发酵液体有酸性的刺激气味。
目前的环保酵素，旨在充分利用厨余垃圾，减少厨余垃圾对环境的污染和危害，提高其二次利用率。而环保酵素的效果及性能已经逐渐被消费者认可。现有技术中的环保酵素各组分的重量份最佳比例为：水10份，糖1份，鲜厨余垃圾3份；其制备方法为：将10重量份的水,1重量份的糖和3重量份的鲜垃圾（内含蔬菜叶、水果、果皮等的厨余垃圾）装入密封盖口的塑胶容器中，置阴凉处，前三十天每天开盖搅拌，释放剧烈发酵产生的气体，经过三十天，也即一个月后，继续静置三个月，过滤后即获得环保酵素液体。
但是所获得的环保酵素具有酸性的刺激性气味和清洁能力不能满足人们的需求。其制备时间太长，需要大量的人工成本，在厌氧发酵时会产生大量的气体，一般采用塑料容器，防止膨胀损坏，为此还在容器中留有20%的空间和前三十天每天开盖用以放出所产生的气体，较轻的厨余垃圾会漂浮在液体表面，需搅拌使其浸入液体里面进行发酵，每天搅拌费时费力；而开盖放气和开盖搅拌都会使氧气进入，妨碍厌氧发酵。
针对上述问题，目前，公开号为 CN105671086A的中国专利公开了一种利用厨余制备环保酵素的方法，其技术方案要点是：包括以下具体步骤：①挑选果皮、剩菜等新鲜厨余进行去污清洗处理；②将处理后的厨余破碎成丁或片；③将破碎后的厨余均匀混合放入发酵容器中，加入纯净水，厨余和纯净水的重量比例为1:3；④发酵一周后，打开容器口放气并搅拌，搅拌均匀无气后合上容器口；⑤发酵10～15天后，加入厨余重量10～15%的乳酸菌菌种接着发酵；⑥发酵20～25天后，加入厨余重量15%的红糖接着发酵一周时间；⑦将发酵后的环保酵素过滤、灌装、封存。
上述方案中所制备的环保酵素酶无刺激性气味，具有超强去污能力，是生活中进行清洁工作的好帮手。但是发酵一周后放气依然比较麻烦，而且工作人员吸入过多对身体也不好。
因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的一在于提供一种环保酵素，制备的环保酵素无刺激性气味，而且制备过程中也不会产生大量刺激性气体，提高制备过程中的安全性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种环保酵素，包括以下原料：
黑糖或红糖 1-1.5份
鲜垃圾 3-4份
水 10-15份
碱性缓冲剂 0.5-1份
其中鲜垃圾包括蔬菜和/或水果皮，以上组分混合后溶液的pH值为6.5-8。
通过采用上述技术方案，碱性缓冲剂与水混合后形成的缓冲溶液能够与发酵过程产生的酸性刺激性气体反应，大大减少了酸性刺激性气体的产生，提高制备过程中的安全性。本发明制备的环保酵素变废为宝，明显减少垃圾量，降低社会处理垃圾的负担及费用，而且清洁效果也很好，由于溶液呈中性，也不容易伤手，而且经测试清洁能力也很优异。
本发明进一步设置为：环保酵素原料中还包括孔径为500-800目的分子筛。
通过采用上述技术方案，分子筛具有一定的吸附、过滤作用，一方面吸附气体延长了酸性气体和碱性缓冲剂的反应时间，进一步减少气体产生量，另一方面可以在最后过滤环保酵素前先完成初步过滤，后期工艺更简单。
本发明进一步设置为：所述碱性缓冲剂为磷酸氢二钠-柠檬酸、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠或磷酸氢二钠-磷酸二氢钾。
通过采用上述技术方案，上述碱性缓冲剂容易制备，而且与其他组分兼容性好，不会影响环保酵素的基本性能，还有利于降低环保酵素的凝固点；此外价格也相对比较低，节约时间成本和经济成本。
本发明进一步设置为：环保酵素原料中还包括橘子皮、柠檬皮和班兰叶中的一种或两种以上组合。
通过采用上述技术方案，有利于使制得的环保酵素有一定的清香气味，不仅对身体有益，而且更容易受消费者的喜爱。
本发明的目的二在于提供一种环保酵素的制备方法，制备的环保酵素无刺激性气味，而且制备过程中也不会产生大量刺激性气体，提高制备过程中的安全性。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种上述方案中环保酵素的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取各组分备用，在容器内依次加入水、碱性缓冲剂，混合溶液的pH值达到要求后加入黑糖或红糖，搅拌溶解后加入鲜垃圾；
步骤2、密封容器口，容器口用针扎若干个孔；
步骤3、一个月后将孔密封继续发酵2个月以上。
通过采用上述技术方案，先调节好pH值再进行后续工艺操作更简便；虽然有碱性缓冲剂的存在，当温度高时还是可能存在一些气体产生的，孔方便气体的缓慢逸出，而且不会影响发酵过程，也无需工作人员再手动放气。针扎的孔比较小，不会明显影响发酵。
本发明进一步设置为：步骤1中放入鲜垃圾后再放入孔径为500-800目的分子筛。
通过采用上述技术方案，分子筛具有一定的吸附、过滤作用，一方面吸附气体延长了酸性气体和碱性缓冲剂的反应时间，进一步减少气体产生量，另一方面可以在最后过滤环保酵素前先完成初步过滤，后期工艺更简单。
本发明进一步设置为：步骤1中放入鲜垃圾后再放入海绵块。
通过采用上述技术方案，鲜垃圾需完全浸入液体中，海绵块漂浮在液体表面，有助于完成鲜垃圾时刻完全浸入液体中，而且海绵块自身有孔，可以吸附一部分其他，也不会阻挡气体逸出。
本发明进一步设置为：步骤1中鲜垃圾放入前先粉碎为粒径小于50目的块后再放入发酵容器内。
通过采用上述技术方案，鲜垃圾块小有利于更快更充分的发酵，有利于提高发酵效率。
本发明进一步设置为：步骤3完成后将发酵后的环保酵素过滤、过滤后的残渣留作下母体与鲜垃圾再次一起发酵。
通过采用上述技术方案，母体有利于加快鲜垃圾发酵，提高发酵效率；陈年酵素能为酵素年龄增值。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
其一，碱性缓冲剂与水混合后形成的缓冲溶液能够与发酵过程产生的酸性刺激性气体反应，大大减少了酸性刺激性气体的产生，提高制备过程中的安全性。本发明制备的环保酵素变废为宝，明显减少垃圾量，降低社会处理垃圾的负担及费用，而且清洁效果也很好，由于溶液呈中性，也不容易伤手；
其二，分子筛具有一定的吸附、过滤作用，一方面吸附气体延长了酸性气体和碱性缓冲剂的反应时间，进一步减少气体产生量，另一方面可以在最后过滤环保酵素前先完成初步过滤，后期工艺更简单；
其三，先调节好pH值操作更简便；虽然有碱性缓冲剂的存在，当温度高时还是可能存在一些气体产生的，孔方便气体的缓慢逸出，而且不会影响发酵过程，也无需工作人员再手动放气。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明进行详细描述。
碱性缓冲剂为磷酸氢二钠-柠檬酸、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠或磷酸氢二钠-磷酸二氢钾。
实施例1
一种环保酵素，包括以下原料：
黑糖 1份
鲜垃圾 3份
水 10份
碱性缓冲剂 0.5份
其中鲜垃圾包括蔬菜和/或水果皮，以上组分混合后溶液的pH值为6.5-8。
实施例2
一种环保酵素，包括以下原料：
红糖 1.5份
鲜垃圾 4份
水 15份
碱性缓冲剂 1份
其中鲜垃圾包括蔬菜和/或水果皮，以上组分混合后溶液的pH值为6.5-8。
实施例3
一种环保酵素，包括以下原料：
黑糖 1.2份
鲜垃圾 3.5份
水 13份
碱性缓冲剂 0.7份
其中鲜垃圾包括蔬菜和/或水果皮，以上组分混合后溶液的pH值为6.5-8。
实施例4
一种环保酵素，实施例4与实施例3的不同之处在于环保酵素原料中还包括孔径为500-800目的分子筛。
实施例5
一种环保酵素，实施例5与实施例3的不同之处在于环保酵素原料中还包括橘子皮。
实施例6
一种环保酵素，实施例6与实施例3的不同之处在于环保酵素原料中还包括柠檬皮和班兰叶。
实施例7
一种环保酵素，实施例7与实施例3的不同之处在于环保酵素原料中黑糖被糖蜜代替。
实施例8
实施例3中环保酵素的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取各组分备用，在容器内依次加入水、碱性缓冲剂，混合溶液的pH值达到要求后加入黑糖，搅拌溶解后加入鲜垃圾，再放入孔径为500-800目的分子筛；
步骤2、密封容器口，容器口用针扎若干个孔；
步骤3、一个月后将孔密封继续发酵2个月以上。
实施例9
环保酵素的制备方法，实施例9与实施例8的不同之处在于步骤1中放入鲜垃圾后再放入海绵块。
实施例10
环保酵素的制备方法，实施例10与实施例8的不同之处在于步骤1中鲜垃圾放入前先粉碎为粒径小于50目的块后再放入发酵容器内。
实施例11
环保酵素的制备方法，实施例11与实施例8的不同之处在于步骤3完成后将发酵后的环保酵素过滤、过滤后的残渣留作下母体与鲜垃圾再次一起发酵。
实施例12
环保酵素的制备方法，实施例12与实施例8的不同之处在于发酵完成后向环保酵素内添加0.8份乙二醇和0.4份木质素磺酸钠。
实施例13
实施例7中环保酵素的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取各组分备用，在容器内依次加入水、磷酸氢二钠-柠檬酸碱性缓冲剂，混合溶液的pH值达到要求后加入糖蜜，搅拌溶解后加入粒径40目的鲜垃圾块，再放入孔径为600目的分子筛，搅拌后加入与液面表面积相等的海绵块；
步骤2、用保鲜膜密封容器口，并用针在保鲜膜上扎若干个孔；
步骤3、将步骤2中的容器放入30℃的恒温水浴中，放置3小时后，可以观察到容器壁上吸附有气泡，再放置24小时；
步骤4、在步骤3中的容器内添加0.8份乙二醇，然后将容器放入冰水浴中20分钟，吸附在容器壁上的气泡消失，将容器从冰水浴中取出放置在25℃的恒温室中一个月；
步骤5、将步骤4中的容器口处再覆盖一层保鲜膜，将之前的孔密封继续发酵2-4个月；
步骤6、发酵完成后，过滤，装罐封装。
性能测试
1.测试发酵一周后实施例1-7中气体产生量。制备方法为公开号为CN105671086A的中国专利公开的一种利用厨余制备环保酵素的方法，并将公开号为CN105671086A的中国专利公开的一种利用厨余制备环保酵素的方法中制得的环保酵素作为对比例1。
测试方法为，在容器口处密封连接一个排气管，排气管的另一端也密封并将排气管的端部插入装满水的量杯底部，一周后用针扎开排气管的密封处，气体排出，将量杯内的水排出到外部的大量杯中，测量排出水的体积即为产生气体的体积。以对比例1产生的气体量为1，计算实施例1-7产生气体量占对比例1产生的气体量的百分比得到下表数据，下表数据为三组数据的平均值。
| 发酵产生气体情况 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | 实施例7 |
| 产生气体占比 | 15% | 20% | 10% | 7% | 10% | 10% | 9% |
由上表可知，本发明制得的环保酵素产生的气体相对于对比例有大幅减少，表面添加了碱性缓冲剂后对抑制气体的产生有明显作用；而且黑糖的效果比红糖的效果好一些，糖蜜的效果则更好；分子筛对气体也有一定的吸附作用，所以，产生的气体相对也更少一些；橘子皮、柠檬皮和班兰叶主要用于调节环保酵素的气味，对产生气体量无明显影响。
由于实施例3的气体产生量相对更少，本发明又探讨了制备方法对气体产生量的影响。实施例8-13发酵一周后产生的气体量占对比例1产生的气体量的百分比数据见下表，下表数据为三组数据的平均值。
| 发酵产生气体情况 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 |
| 产生气体占比 | 7% | 6% | 7% | 5% | 3% | 0.5% |
由上表可以看出，通过实施例8制备的环保酵素产生的气体量也比较少；实施例9中海绵块有孔，也有一定的吸附作用，发酵过程中逸出的气体量进一步减少；实施例10中产生的气体量与实施例8中产生的气体量基本相同，而且发酵所需的时间更短，4天后收集的气体量与7天后收集的气体量相同。实施例11中添加环保酵素过滤后的残渣不仅可以加快发酵速率，而且产生的气体量也明显减少；实施例12中添加的0.8份乙二醇和0.4份木质素磺酸钠不仅有助于减少气体的产生量，而且降低了环保酵素的凝固点，扩大了环保酵素的使用范围。实施例13制得的环保酵素，产生的气体量更少，生产效率高，而且凝固点也有降低。
本发明还对实施例8-13制得的环保酵素的清洁能力进行了测试，因为酵素的清洁能力与其中的总酚含量成正相关，对环保酵素采用Folin-Ciocalteau法进行总酚含量的测定。并将中国发明专利CN104479921A公开的一种自制环保酵素清洁剂作为对比文件2进行对比，总酚含量提高百分比见下表。
| 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | |
| 总酚含量提高百分比 | 5.5% | 6.1% | 8.2% | 9.8% | 12.7% | 18.3% |
从上表中也可以看出实施例8-13制得的环保酵素的清洁能力很优异，尤其是实施例13制得的环保酵素中总酚含量明显更高，清洁效果也更好；而且经测试发现，实施例13制得的环保酵素的还原力、DPPH自由基清除能力和ABTS自由基清除能力相对于实施例8制得的环保酵素也呈上升趋势，分别提高了30.1％、40.5％和35.5％，超氧自由基清除能力提高了48.8％。因此清洁能力也显著提高。
此外，我们还对实施例13制得的环保酵素与市售洗洁精为清洗剂进行对比，结果发现，清洁相同量的油污，环保酵素的使用量为市售洗洁精使用量的一半。实施例8-12制得的环保酵素的使用量也少于市售洗洁精的使用量。由此证明，本发明制得的环保酵素的清洁能力超越了市售洗洁精的清洁能力，且本发明制得的环保酵素是利用厨余垃圾发酵制备而来，原料来源广泛易得，成本低廉，且不含化学添加剂，更加绿色、环保，更加健康。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种环保酵素，其特征是，包括以下原料：
黑糖或红糖 1-1.5份
鲜垃圾 3-4份
水 10-15份
碱性缓冲剂 0.5-1份
其中鲜垃圾包括蔬菜和/或水果皮，以上组分混合后溶液的pH值为6.5-8。
2.根据权利要求1所述的环保酵素，其特征是，环保酵素原料中还包括孔径为500-800目的分子筛。
3.根据权利要求1所述的环保酵素，其特征是，所述碱性缓冲剂为磷酸氢二钠-柠檬酸、磷酸氢二钠-磷酸二氢钠或磷酸氢二钠-磷酸二氢钾。
4.根据权利要求1所述的环保酵素，其特征是，环保酵素原料中还包括橘子皮、柠檬皮和班兰叶中的一种或两种以上组合。
5.权利要求1-4中任意一项环保酵素的制备方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1、称取各组分备用，在容器内依次加入水、碱性缓冲剂，混合溶液的pH值达到要求后加入黑糖或红糖，搅拌溶解后加入鲜垃圾；
步骤2、密封容器口，容器口用针扎若干个孔；
步骤3、一个月后将孔密封继续发酵2个月以上。
6.根据权利要求5所述的环保酵素的制备方法，其特征是，步骤1中放入鲜垃圾后再放入孔径为500-800目的分子筛。
7.根据权利要求5所述的环保酵素的制备方法，其特征是，步骤1中放入鲜垃圾后再放入海绵块。
8.根据权利要求1所述的环保酵素的制备方法，其特征是，步骤1中鲜垃圾放入前先粉碎为粒径小于50目的块后再放入发酵容器内。
9.根据权利要求1所述的环保酵素的制备方法，其特征是，步骤3完成后将发酵后的环保酵素过滤、过滤后的残渣留作下母体与鲜垃圾再次一起发酵。
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