自制环保酵素合标性研究

黄燕虹，徐绮扬，陈泽锌，庄志荣

（汕头职业技术学院，广东汕头 515078）

目前，我国很多城市已经推行了生活垃圾分类投放和处理，从中分离出大量湿垃圾，但当前的生化处理能力无法满足庞大的湿垃圾处理需求[1-2]。因而，湿垃圾从源头减量的必要性愈发凸显，发酵处理是其中一个重要而有效的途径，以餐厨生垃圾制作成环保酵素可推动湿垃圾减量。

环保酵素是泰国的乐素昆·普潘翁博士近40年的研究成果，是混合了糖和水的鲜垃圾（通常可以理解为厨余垃圾）经酵母菌、醋酸菌、乳酸杆菌等多种微生物发酵后产生的棕色液体[3]。按照绿植类餐厨垃圾∶糖∶水=3∶1∶10的比例发酵3个月，过滤后可制得环保酵素[4]。环保酵素在垃圾减量实践中取得较好成效，广泛应用在家居清洁、废水处理、绿色种植、医疗消毒等方面。如河南毛庄村的环保酵素应用数据显示，垃圾减量可高达99.7%；北京市昌平区兴寿辛庄村的环保酵素应用数据显示，厨余垃圾利用率达95%[5-7]。

我国于2018年制定了《植物酵素》（QB/T 5323—2018）[8]和《酵素产品分类导则》（QB/T 5324—2018）[9]行业标准，规范了酵素这一产品的分类、要求、制作方法，使杂乱的酵素制作领域有标准可以参照，促进了酵素产业的良性发展。为研究用于废水处理的自制环保酵素的合标性，研究团队面向社会征集了33种自制酵素，对照上述标准的要求进行检测，以判断这些方法制作的酵素合规性。

1 材料与方法

1.1 仪器与试剂

TDS检测仪，广东碧水；PH-848 pH计，希玛仪表。氢氧化钠（分析纯）、酚酞指示剂、pH标准缓冲溶液，上海雷磁。

1.2 实验方法

1.2.1 pH值检测

在25 ℃条件下，用已知pH值的标准缓冲溶液进行校正。在玻璃容器中加入待测酵素，使其容量足够浸没电极，测定pH值。同一酵素进行两次测定，数据取平均值。

1.2.2 TDS检测

在25 ℃条件下，将TDS笔插入被测酵素中，待数值稳定后读取数值。同一酵素进行两次测定，数据取平均值。

1.2.3 总酸检测

取50 g酵素置于250 mL三角瓶中，加40～60 mL水及0.2 mL的1%酚酞指示剂，用0.1 mol/L的氢氧化钠标准滴定溶液滴定至溶液微红色，30 s不褪色即为滴定终点。记录消耗的氢氧化钠的量V1，以乳酸计算总酸的量。每个样品检测两次，数值取平均值,同时做空白试验。两个平行样的测定值相差不得大于平均值的2%，总酸含量X按照式（1）计算：

其中，C1为NaOH标准溶液的浓度，0.1 mol/L；V1为滴定消耗NaOH标准溶液的体积，mL；V为空白实验消耗NaOH标准溶液的体积，mL；m为样品质量，50 g；K为乳酸换算系数，0.009。

1.2.4 合格率

通过与标准值进行比较，得出符合标准的样品个数，从而得出每一指标的合格率，计算公式如（2）所示：

2 结果与分析

2.1 检测结果

所选取的33个样品酵素的制作方法、果皮类型及TDS、pH值和总酸的检测数据如表1所示。按照规定，以处理废水为目的的环保植物酵素，pH值≤4.5，TDS≥1 000 mg/L，总酸≥0.8 g/100 g[8]。因此，讨论制作方法的标准与否、发酵次数、是否含有菠萝、发酵时长和果皮类型对酵素合格率的影响，具体结果见文章2.2部分。

表1 酵素样品基本信息及检测数据

2.2 数据分析

2.2.1 制作方法标准性

如图1所示，通过比较标准制作（1∶3∶10）和无严格标准制作环保酵素的TDS、pH、总酸合格率以及总合格率，可得出标准制作酵素的各种指标合格率和总合格率明显优于无严格标准制作酵素，特别是TDS和总酸的合格率，分别高出23个百分点和12个百分点，总合格率也明显高出32个百分点。因此，应严格按照标准制作方法进行环保酵素生产，提高产品质量。

图1 制作方法标准性对合格率的影响

2.2.2 发酵次数

如图2所示，比较首次发酵和二次发酵制作的环保酵素TDS、pH、总酸合格率以及总合格率可得出，首次发酵酵素的各种指标合格率和总合格率明显优于二次发酵制作酵素，TDS、pH以及总酸指标合格率分别高60、17和29个百分点，总合格率也明显高76个百分点。

图2 发酵次数对合格率的影响

2.2.3 菠萝成分

如图3所示，通过比较含菠萝和不含菠萝制作的环保酵素TDS、pH、总酸合格率以及总合格率可得出，含菠萝的环保酵素各种指标合格率和总合格率明显优于不含菠萝的环保酵素。含菠萝的环保酵素总合格率高出28个百分点，且所有指标都达到100%合格。

图3 菠萝成分对合格率的影响

2.2.4 发酵时长

环保酵素的发酵时长对其酶活性存在一定的影响。如图4所示，通过比较发酵时长超过一年和一年内制作的环保酵素TDS、pH、总酸合格率以及总合格率可得出，发酵时长一年内的环保酵素的TDS合格率、pH合格率和总合格率明显优于发酵时长超过一年的环保酵素，但总酸合格率情况相反。

图4 发酵时长对合格率的影响

2.2.5 果皮类型

如图5所示，通过比较单独水果和混合水果制作的环保酵素TDS、pH、总酸合格率以及总合格率可得出，混合水果制作的环保酵素各种指标合格率和总合格率明显优于单独水果，总合格率高15个百分点（所述“单独水果”不含以菠萝为原料的酵素样品）。

图5 单独水果和混合水果制作的环保酵素TDS、pH、总酸、总合格率

3 结论

以环保酵素的制作和应用为切入口和突破口，垃圾规模化减量取得较大成效，但制作中要注意：家庭自制酵素要严格按照1∶3∶10的标准去制作，避免为减少用糖而进行二次发酵；尽量使用多种果皮为原料进行发酵；制作时间并非越久越好，在酵素成熟后，尽量在一年之内使用；自制环保酵素加上菠萝或菠萝皮，达标性更佳。