[發明專利]一種環保酵素及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010355751.0
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111574311A
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 任紅威;方家未;焦志鵬;李夢;黃子駿;王納飛
• 申請（專利權）人: 河北科技大學
• 主分類號: C05G5/20
• 分類號: C05G5/20;C05G1/00
• 代理公司: 石家莊國為知識產權事務所 13120
• 代理人: 李坤

本發明涉及酵素生產技術領域，具體公開一種環保酵素及其制備方法和應用。所述環保酵素，包括如下質量份數的原料組分：果蔬垃圾3～6份；甘蔗1～2份；水10～20份和發酵催化劑0.03～0.10份，所述發酵催化劑為酸性氨基酸與糖類化合物制備而成的離子液體。本發明提供的環保酵素發酵效率高、發酵時間短且產量高，含有總糖、多酚、黃酮等生物活性成分，可明顯改善土壤肥力，提高土壤中全氮和有機質含量。

技術領域

本發明涉及酵素生產技術領域，尤其涉及一種環保酵素及其制備方法和應用。

背景技術

環保酵素是一種帶有酸性氣味的紅棕色液體，一般由蔬果市場、果園等地區的大量贅余蔬果鮮垃圾經過厭氧發酵處理后得到。環保酵素的生產極大程度上實現了生物質垃圾的二次利用，減少了資源浪費，并降低了環境污染。

目前，以果園或蔬菜市場中的贅余蔬果、果皮或蔬菜皮為原料制備環保酵素的工藝，需要經過為期三個月左右的密閉發酵處理才能得到產品。該工藝發酵時間較長且效率偏低，容易導致大量果蔬垃圾的堆存問題。因此，開發高效生產環保酵素的方法至關重要。

發明內容

針對現有環保酵素制備工藝中存在的上述技術問題，本發明提供一種環保酵素及其制備方法和應用。

為達到上述發明目的，本發明實施例采用了如下的技術方案：

一種環保酵素，包括如下質量份數的原料組分：果蔬垃圾3～6份；甘蔗1～2份；水10～20份和發酵催化劑0.03～0.10份，

所述發酵催化劑為酸性氨基酸與糖類化合物制備而成的離子液體。

相對于現有技術，本發明提供的環保酵素，以果蔬垃圾和甘蔗為主要原料，采用由酸性氨基酸與糖類化合物制備而成的離子液體作為發酵催化劑，該離子液體具有良好的生物相容性，通過酸性氨基酸改善發酵環境，協助和促進微生物破壞生物質細胞壁結構及胞外聚合物，同時，在發酵過程中能夠與果蔬垃圾和甘蔗中的大量結晶態的纖維素反應，促進纖維素的去結晶化，加快纖維素糖轉化速率，得到更適合微生物生長的環境條件。離子液體與厭氧發酵過程中自然產生的微生物相互配合，提高發酵效率、縮短發酵時間，并提高酵素產量。本發明所得環保酵素含有總糖、多酚、黃酮等生物活性成分。

進一步地，所述離子液體中酸性氨基酸與糖類化合物的質量比為3～8:1。

進一步地，所述酸性氨基酸為天冬氨酸或谷氨酸，具有較好的生物相容性，且對發酵具有良好的催化效果。

進一步地，所述糖類化合物為果糖、葡萄糖或乳糖中的至少一種，具有良好的生物相容性，與酸性氨基酸形成離子液體，對發酵起到更好的催化效果。

進一步地，所述離子液體的制備方法為：將所述酸性氨基酸與所述糖類化合物混合后，升溫至50-120℃，恒溫反應0.5～3h至體系均一透明，得到離子液體。該離子液體具有良好的生物相容性，且能夠促進纖維素的去結晶化，作為發酵催化劑提升發酵效率。

進一步地，果蔬垃圾為果園或蔬菜市場中的贅余蔬果、果皮或蔬菜皮，如菠蘿皮、香蕉、大蔥葉和茴香等，原料廉價易得。

進一步地，所述甘蔗為白甘蔗、紅甘蔗、黑皮甘蔗和上高紫皮甘蔗中的至少一種，采用了原生甘蔗來取代現有工藝中的紅糖，減少了能源的消耗，降低成本。

本發明還提供了上述環保酵素的制備方法，包括以下步驟：

步驟1、將所述甘蔗和果蔬垃圾進行破碎處理后，與水和發酵催化劑進行混料，得到發酵預混料；

步驟2、將所得發酵預混料進行厭氧發酵，發酵結束后，分離得到環保酵素。

進一步地，所述厭氧發酵的時間為30～75天。

進一步地，所述厭氧發酵的時間為65～75天。