關(guān)于餐廚垃圾制備環(huán)保酵素的實驗條件探討

高明

摘要：餐廚垃圾產(chǎn)量與日俱增，為減少餐廚垃圾的污染，將其通過發(fā)酵技術(shù)制備成優(yōu)良的環(huán)保酵素，對治理環(huán)境污染具有重要意義，本文對制備環(huán)保酵素的實驗條件進行探討，以感官判定作為制作成功與否評價標準，通過選定不同原料比及不同用水質(zhì)量的條件進行實驗，找出制備優(yōu)良環(huán)保酵素的最佳實驗條件。

關(guān)鍵詞：環(huán)保酵素；制備；感官判定

隨著我國經(jīng)濟的快速增長、城市化進程的加快和人民生活水平的普遍提高，城市生活垃圾的產(chǎn)生量也在快速增長，大型城市每天產(chǎn)生生活垃圾量在4000t以上，其中餐廚垃圾約占50%[1]，餐廚垃圾含水率高、含多種豐富有機物、易腐爛發(fā)臭、滋生病菌，造成嚴重環(huán)境污染。結(jié)合我們《高中生物》講到微生物知識[2]，利用微生物的凈化作用（可以把自然界中許多復(fù)雜的有機污染物徹底分解成CO2和H2O，并將有機分子中的氮、磷等礦質(zhì)元素以無機物的形式釋放出來，歸還到無機自然界），我們可以把餐廚垃圾利用起來，通過發(fā)酵技術(shù)生成微生物，制成酵素。這種酵素能夠分解和消滅餐廚垃圾中的有害物質(zhì)，減少餐廚垃圾污染，所以本文稱之為環(huán)保酵素[3]。

本文實驗時間選在2018年4月～6月，以餐廚果皮為主要原料，選定不同原料比及不同用水質(zhì)量的實驗條件，同時發(fā)酵三個月后，以感官判定為評價標準，找出制備優(yōu)良的環(huán)保酵素的最佳條件。

1.制備環(huán)保酵素的實驗

1.1原料準備

餐廚果皮處理：菠蘿皮、橘子皮、檸檬皮、葡萄皮、蘋果皮，洗凈，切成小塊，瀝干。

太古紅糖：350克/包，2包。

淘米水：200g大米置于500mL自來水中搓洗，篩濾出大米后的米糠水。

礦泉水瓶：6個（500mL裝）

1.2制備環(huán)保酵素的工藝流程

稱取一定量餐廚果皮處理、紅糖、按比例量取相應(yīng)量的水，按不同原料配比，置于礦泉水瓶中混合均勻，放入避光室溫中發(fā)酵，以感官判定作為制作成功與否評價標準。

1.3 實驗參數(shù)的選定

1.3.1不同原料比的選定

根據(jù)資料查閱，我們選擇了不同原料比即餐廚果皮：糖：水的質(zhì)量比例進行實驗。使用家用電子秤分別準確稱取27g、81g、135g經(jīng)過處理后的餐廚果皮，稱取27g太古紅糖，量取270mL自來水，使水：糖：果皮比例為10：1：1，10：1：3，10：1：5。將三種原料按比例分別加入500mL礦泉水瓶中，并分別標記為GM-M1、GM-M2、GM-M3使用黑色馬克筆分別在瓶身標明制作時間、標號及原料比，搖勻后置于室溫環(huán)境中發(fā)酵。

1.3.2不同用水質(zhì)量的選定

根據(jù)資料查閱，我們選擇了礦泉水、自來水、淘米水三種不同水體質(zhì)量的水作為變量進行實驗。使用家用電子秤分別準確稱取3份27g紅糖、3份81g處理好的果皮，另外再分別量取270mL礦泉水、自來水、淘米水。三者各分別取一份加入500mL礦泉水瓶中，使水：糖：果皮比例為10： 1： 3，并分別標記為GM-W1、GM-W2、GM-W3，使用黑色馬克筆分別在瓶身標明制作時間、標號及水質(zhì)，搖勻后置于室溫環(huán)境中發(fā)酵。

1.3.3實驗過程的現(xiàn)象觀察和注意事項

（1）餐廚果皮切得越小越好，這樣可以有助于發(fā)酵分解，所有果皮都需要浸沒于水中。

（2）制備過程中，第一個月可能會有氣體產(chǎn)生，需要每天將瓶蓋稍微旋松一點，釋出因發(fā)酵作用而產(chǎn)生的氣體，釋放完畢立即旋緊瓶蓋。注意，如果過多氣體未釋放可能會造成爆炸。

（3）在發(fā)酵過程中，可通過上下?lián)u動將浮在液面上的果皮按下去，使其浸泡在液體中。

（4）實驗時間選在2018年4月～6月，青島室溫在20℃左右最適宜，低溫會降低環(huán)保酵素的活性，高溫發(fā)酵速度太快易發(fā)黑發(fā)臭。

1.4感官判定評價標準

制備優(yōu)良的環(huán)保酵素為不透明的棕黃色懸浮液，前一個月幾乎每天都需要釋放氣體，塊狀果皮被發(fā)酵為細碎的絮狀殘渣。本文主要從酵素表面顏色、透明度、氣體生成量、原材料形態(tài)四方面對環(huán)保酵素的制備進行感官判定，詳細評價標準見表1。

2.不同原料比條件下制備環(huán)保酵素的實驗結(jié)果

三個月后，在不同原料比條件下，三組樣品的評定結(jié)果見表2。根據(jù)表1的感官判定評價標準，GM-M2樣品在四項評價指標中綜合測評分數(shù)最高，達到3.7分，發(fā)酵效果最好，制備判為優(yōu)良。GM-M1樣品最差，得分只有0.7分，因此GM-M2樣品的原料比例最合適。

3.不同用水質(zhì)量條件下制備環(huán)保酵素的實驗結(jié)果

三個月后，在不同水源條件下，三組樣品的評定結(jié)果見表3。根據(jù)表1的感官判定評價標準，GM-W3樣品在四項評價指標中綜合測評分數(shù)最高，達到3.8分，發(fā)酵效果最好，制備判為優(yōu)良。GM-W1樣品最差，得分只有-1分，因此選用GM-W3樣品淘米水最好。

4.結(jié)論及思考

綜合本文各項實驗數(shù)據(jù)結(jié)果可得出，原料比為水：糖：果皮=10：1：3，水質(zhì)為淘米水的實驗條件下，發(fā)酵效果最好，環(huán)保酵素制備最為成功。

盡管餐廚垃圾制備環(huán)保酵素實驗工藝簡單，但實驗花費時間較長，需要三個月時間才能制備出優(yōu)良的環(huán)保酵素，今后，如果能在保證制備優(yōu)良的環(huán)保酵素前提下，縮短環(huán)保酵素制備時間是非常值得思考和研究的。

參考文獻：

[1]人教版《高中生物選修1專題2》

[2]蓋景超《神奇的環(huán)保酵素》湖北科技技術(shù)出版2012