一种果蔬废弃物资源化处理方法及其应用技术

本发明专利技术属于果蔬废弃物发酵处理和应用技术领域，具体涉及一种果蔬废弃物资源化处理方法，包括：S1.收集果蔬垃圾；S2.将步骤S1的果蔬垃圾加入到发酵缓冲液中；S3.在步骤S2的含果蔬垃圾的发酵缓冲液加入复合菌种进行发酵；S4.将沸石和海藻酸钠溶解于水，搅拌得到酶活保持液，然后将复合酶加入上述酶活保持液中；S5.待S3中发酵反应2～3天后，加入步骤S4的含复合酶的酶活保持液进行二次发酵；S6.将步骤S5中二次发酵后的物质灭菌、离心、浓缩得到发酵浓缩液。本发明专利技术发酵过程进行精确调控，发酵后得到的发酵浓缩液活性物质含量高，能够提高酵素效果的同时发酵效率高，且发酵方式操作简单，各原料来源广泛，易于实现推广和应用。易于实现推广和应用。

【技术实现步骤摘要】
一种果蔬废弃物资源化处理方法及其应用


[0001]本专利技术属于果蔬发酵及应用
，具体公开一种果蔬废弃物资源化处理方法及其应用。

技术介绍

[0002]果蔬垃圾指水果蔬菜在生产、运输、储存和销售过程中所产生的可生物降解的有机垃圾。其广泛产生于各个果蔬种植产地、加工站、农贸市场、运输中转站等。每年我国果蔬垃圾(废弃物)产量可达果蔬总产量的25～30％。这类废弃物极易腐败变质，产生各类病原菌；其渗透水会加重污染，对土壤和地下水等造成极大污染；其产生的恶臭气味等直接影响到居住环境。
[0003]但果蔬废弃物作为可降解的物质资源，具有生物降解性、含水量多、营养物丰富等特点。果蔬垃圾含水率通常在90％以上，挥发性固体含量高，其中含有纤维素、木质素、糖类和半纤维素等，此外还有少量氮、磷和钾。
[0004]鉴于以上果蔬垃圾造成的有害和污染等影响，及果蔬垃圾本身具备可资源化的良好前景，因此对其进行资源化和无害化有重大意义。此外，果蔬垃圾应优先通过能源化、肥料化、饲料化等方式进行综合利用，不应直接采用焚烧、填埋等处理方式。利用果蔬垃圾发酵制作酵素是其中一个可行的方向。经过发酵后，果蔬垃圾制备成环保酵素，其中含有多种酶的活性，还具备丰富的次生代谢产物，具备较好的杀菌、抑菌、除臭等功能，以实现果蔬垃圾“减量化、无害化、资源化”的目标。
[0005]专利CN108546719A公开了复合酵素除臭剂及其制备方法和应用，其采用植物酵素、树叶、水果、松籽、豆腐渣、豆饼、植物油渣、米糠和糖稀混合发酵，得到复合酵素除臭剂。但果蔬垃圾与果蔬本身的发酵是存在极大差异的，果蔬垃圾基质复杂，杂质多，且气味构成较为复杂，在发酵时的稳定性不如果蔬(水果)本身，且该专利的发酵时间太长。
[0006]专利CN114521469A公开了一种厨余果蔬垃圾发酵处理工艺，将厨余果蔬垃圾、糖蜜和水进行混料，并装在密闭容器里发酵三个月，制作环保酵素。上述专利采用的是自然发酵的方式，自然发酵一般依靠经验进行，产品质量不能保证，同时受到外界环境因素的影响，批次波动性大。
[0007]专利CN112370960A公开了一种蔬果生厨余制环保酵素除臭剂及其制备方法，其采用木醋液、环保酵素和植物提取液复合，其中，环保酵素是由蔬果生厨余加入嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、枯草芽孢杆菌、纳豆芽孢杆菌、酵母菌中的一种或几种、黑糖和水发酵，均能对污染物进行反应，有效中和包裹空气中的氨气和硫化物、酸类等有害物质，增加空气中氧的含量。
[0008]CN106135884A公开了利用农业废弃物制环保功能酵素及其制备方法，其中原料包括：天然果蔬酵素原液，原液组成：菠萝，木瓜，苜蓿，洋葱，大蒜，白萝卜等。筛选了微生物菌群，如产朊假丝酵母、枯草芽孢杆菌、乳酸乳杆菌、光合菌组成具有很强的发酵、分解力，及抗污作用的多种复合菌群和生物活性功能团。
[0009]上述现有技术均通过自然发酵或复合菌种发酵的方式，在果蔬或果蔬废弃物基础上，发酵得到了酵素，可以应用到除臭，增氧或去污等应用上。但以上复合菌种方式得到的酵素还存在如下不足：由于复合发酵时底物基质复杂，需要通过复合不同种类的菌群进行综合发酵，本身发酵时间长，发酵效率低；且发酵难以调控，现有技术不同发酵批次后得到的产品效果高低差异较大，造成发酵后的酵素稳定性不佳的同时不能得到高活性物质的发酵产品，因而在后续制备成相应的除臭、增氧或去污产品上效果会产生较大的波动，使其应用受限。
[0010]因此，需要一种针对提高果蔬垃圾发酵后的产品稳定性、发酵效率和批次一致性的处理方法，能够更好的应用于实践和推广。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的在于：针对目前果蔬垃圾发酵不稳定的问题，提供了一种果蔬废弃物资源化处理方法，本专利技术基于果蔬垃圾发酵底物通过复合多种酶菌进行发酵，得到了一种活性物质产出稳定的发酵浓缩液。该方法能够精准调控发酵条件，提高发酵效率，发酵后酵素酶活等活性的同时保证产品的批次稳定性，便于产品化和市场推广。
[0012]上述目的通过以下技术方案实现：
[0013]一种果蔬废弃物资源化处理方法，包括如下步骤：
[0014]S1.收集果蔬垃圾，剔除非果蔬成分的杂质；
[0015]S2.将步骤S1处理后的果蔬垃圾加入到常规发酵缓冲液中并搅拌均匀；其中，常规发酵缓冲液的pH为6～8；
[0016]S3.在步骤S2的含果蔬垃圾的发酵缓冲液加入复合菌种进行一次发酵；
[0017]S4.将沸石和海藻酸钠溶解于水，搅拌均匀得到酶活保持液，然后将复合酶加入上述酶活保持液中，得到混合液；
[0018]S5.待S3中一次发酵反应2～3天后，加入步骤S4的混合液进行二次发酵，二次发酵培养的时间3～5天；
[0019]S6.将步骤S5中二次发酵后的物质灭菌，离心后取上清液，再经过浓缩得到发酵浓缩液。
[0020]由于果蔬垃圾总固体含量低，挥发性固体含量高，发酵初期pH值波动较大，也会导致酸化的加速，会影响酶活。本专利技术提供一种果蔬废弃物资源化处理方法，其通过先发酵后酶解的方式，实现酶菌协同降解转化果蔬废弃物中的物质，提高了原料的转化率，解决了由于发酵初期酸化等较快产生的发酵体系中酶易失活的问题，使其酶菌联合降解底物程度更彻底，得到的发酵后物质的降解程度更高。
[0021]此外，本申请在加入复合酶时，同时加入酶活保持剂，酶活保持剂为沸石和海藻酸钠的混合物。其中，沸石作为一种载体，可以较为均匀地负载各类酶，且比表面积增大，增加了可以负载的作用面积，在酶菌联合发酵中，促进发酵；海藻酸钠作为一种稳定剂和分散剂，一方面，可以维持发酵体系的稳定性，同时进一步使得复合酶的分散更为均匀和稳定，使复合酶体系能够极大地避免由于前期发酵带来的不利于酶解和酶菌联合发酵效率的问题。因此，加入海藻酸钠和沸石进行混合，能够将复合酶较为均匀的分布在发酵体系中，保持酶活，也能够增加复合酶可降解的面积和降解能力，使其处于稳定的分散状态，增加形成
了多个无机有机活性位点，便于其进一步联合复合菌协同发酵处理，协同促进酶菌的降解，因而降解更加全面。
[0022]优选地，步骤S4中，所述复合酶为蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、淀粉酶中的两种或多种；步骤S3中，所述复合菌种为嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、酵母菌中的两种或多种。果蔬垃圾中含有糖类、果胶、纤维素、木质素、半纤维素等，采用更加全面的复合酶制剂更有利于其对果蔬垃圾进行分解。
[0023]优选地，步骤S3中，各类复合酶在使用前进行活化，活化后各类菌剂的活菌量为10
10
～10
12
个/g，活化后按照3％的总加入量加入含果蔬垃圾的发酵缓冲液中。
[0024]优选地，步骤S4中，以一次发酵后物质计，复合酶的添加量为2000～5000U/g。
[0025]优选地，步骤S4中，海藻酸钠在二次发酵中的的浓度为0.2％～0.5％；所述酶活保持液中按重量份计组成如下：海藻酸钠2～5份、沸石5～10份。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种果蔬废弃物资源化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.收集果蔬垃圾，剔除非果蔬成分的杂质；S2.将步骤S1处理后的果蔬垃圾加入到常规发酵缓冲液中并搅拌均匀；其中，常规发酵缓冲液的pH为6～8；S3.在步骤S2的含果蔬垃圾的发酵缓冲液中加入复合菌种进行一次发酵；S4.将沸石和海藻酸钠溶解于水，搅拌均匀得到酶活保持液，然后将复合酶加入上述酶活保持液中，得到混合液；S5.待S3中一次发酵反应2～3天后，加入步骤S4的混合液进行二次发酵，二次发酵培养的时间3～5天；S6.将步骤S5中二次发酵后的物质灭菌，离心后取上清液，再经过浓缩得到发酵浓缩液。2.根据权利要求1所述果蔬废弃物资源化处理方法，其特征在于，步骤S4中，所述复合酶为蛋白酶、纤维素酶、果胶酶、淀粉酶中的两种或多种；步骤S3中，所述复合菌种为嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌、酵母菌中的两种或多种。3.根据权利要求1所述果蔬废弃物资源化处理方法，其特征在于，步骤S4中，以一次发酵后物质计，复合酶的添加量为2000～5000U/g。4.根据权利要求1所述果蔬废弃物资源化处理方法，其特征在于，步骤S4中，海藻酸钠在二次发酵中的的浓度为0.2％～0.5％；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张静风，
申请(专利权)人：格瑞环保科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：