環保酵素是什麼|環保酵素製作方法、實作問題全彙整
環保酵素是什麼? 原來是變廢為寶的發酵液
環保酵素(ECO Enzyme)是用「廚餘」、「糖」和「水」,自然發酵形成的一種發酵液。
環保酵素也叫【垃圾酵素】(Garbage Enzyme),但在台灣因為盛產水果,大家常用剩餘的果皮來製作
所以環保酵素也叫【果皮酵素】。
圖一、環保酵素是什麼?
環保酵素最早是泰國的樂素昆博士 (Dr. Rosukon Poompanvong)提出。
當時泰國仍主要以焚燒、掩埋法處理廚餘,長期下來導致空氣和土壤汙染問題變得嚴重
加上農民缺肥料,所以博士就開始推廣環保酵素當作肥料,也解決環境問題。
圖二、樂素昆博士推廣環保酵素的原因?
後來,馬來西亞的溫秀枝女士因為丈夫得到癌症。因緣際會下,接觸了環保酵素和食用酵素。
溫女士學習後對樂素昆博士的理念很認同,所以也開始推廣環保酵素。
也是藉由溫女士的推廣,環保酵素才推廣到台灣、中國等更多國家。
圖三、當前環保酵素主要推廣者-溫秀枝女士
環保酵素中的四大成員-酶、天然菌種、有機酸、小分子營養物質
經過天然菌種發酵,環保酵素含有豐富的酶、微生物、有機酸、小分子營養物質。
也是因為這些成分,環保酵素才能被廣泛應用於清潔、淨化、除臭、驅蟲、農業、畜牧等領域。
圖四、環保酵素組成的四大成員
酶
動植物中都含有酵素(Enzyme),廚餘中的蔬果、肉類經發酵後,酵素也會被釋放出來
微生物菌種也會產生酵素,其中最有用且較為人知的就是(消化)酶。
酶在環保酵素中的四大作用為:分解大分子營養物質、去除污漬、消除異味、驅蟲。
圖五、酶在環保酵素中的四大作用
- 分解大分子營養物質
廚餘中的大分子營養物質,譬如:蛋白質、脂質、澱粉等
能被菌種、酶分解並產生氨基酸、有機酸、礦物質、葡萄糖等小分子營養物質。也因為分子變小,環保酵素才能作為肥料被植物吸收。 - 去除污漬
蛋白酶、脂肪酶可以分解食物殘渣、血液等蛋白質污漬、油漬,讓環保酵素具有清潔效果。 - 消除異味
同樣道理,污漬中會產生異味的蛋白質物質,也會被蛋白酶分解,異味也就能被環保酵素消除。 - 驅蟲
對於一些小得難以看見的寄生蟲,譬如老人院、監獄的常出現的疥蟲(Sarcoptes scabiei var. hominis),蛋白酶可以分解蟲體表面的蛋白質,讓牠失去保護層而死亡,所以環保酵素也才有驅蟲效果。
天然菌種
次要菌種則可能超過百種,例如:放線菌、芽孢桿菌、黴菌等。
另外,環保酵素中也仍會含有些原生動物,例如:草履蟲、變形蟲等。
這些菌種主要的功能是分解廚餘,並且會在發酵後期達成穩定的平衡,並讓部分有害的菌種不過份生長。
例如:大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、沙門氏菌、黃麴霉菌、青黴菌等。
圖六、環保酵素中有那些天然菌種?
- 酵母菌
酵母菌可以將糖類分解為乙醇和二氧化碳,在環保酵素中具有發酵、增香、殺菌等作用。
- 醋酸菌
醋酸菌可以將乙醇分解為醋酸,在環保酵素中具有殺菌、抑菌、除臭、驅蟲等作用。
- 乳酸菌
乳酸菌可以將糖類分解為乳酸,具有殺菌、抑菌等作用。
- 放線菌
放線菌可以分解有機物,產生抗生素,在環保酵素中具有抑制病原菌生長、提高土壤肥力等作用。
- 芽孢桿菌
芽孢桿菌可以產生多種酶,在環保酵素中具有分解蛋白質、澱粉、脂肪等作用,還可抑制病原菌生長。
- 黴菌
黴菌也可以產生多種酶,在環保酵素中具有分解有機物、生產抗生素、合成維生素等作用。
- 原生動物
原生動物可以吞噬細菌和其他微生物,在環保酵素中能幫助淨化水質。
有機酸
環保酵素中的五大有機酸主要為:乳酸、醋酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸。
次要的有機酸,則有如:糠酸、酒石酸、草酸等。
環保酵素是否有做成功,科學量化的標準就是有機酸的含量多寡、種類。
如果是含有多種有機酸,那就代表環保酵素有做成功。
有機酸提供天然菌種有利的生長環境,並且在pH值低的情況下,還能有效抑制金黃色葡萄球菌等有害菌種生長。
圖七、環保酵素中有那些有機酸?
- 乳酸
在以「水果」為主製成的環保酵素中,乳酸通常是含量最高的有機酸,含量甚至可達總有機酸量的50%以上。
在環保酵素中,乳酸具有殺菌、抑菌等作用。 - 醋酸
在以水果為主製成的環保酵素中,醋酸是第二大有機酸,其含量可達總有機酸量的20%左右。
但如果是在以「蔬菜」為主製成的環保酵素中,醋酸反而會比乳酸還多。
在環保酵素中,醋酸具有殺菌、抑菌、除臭、驅蟲等作用。 - 檸檬酸
檸檬酸主要來自於蔬果,而非菌種發酵後產生,檸檬酸在環保酵素中的含量,可達總有機酸量的10%左右。
在環保酵素中,檸檬酸同樣具有殺菌、抑菌等作用。 - 蘋果酸
蘋果酸主要來自於蔬果,在環保酵素中的含量可達總有機酸量的5%左右。
在環保酵素中,蘋果酸通常僅具有調節pH值的作用。 - 琥珀酸
琥珀酸主要來自於蔬果,在環保酵素中的含量可達總有機酸量的3%左右。
在環保酵素中,琥珀酸具有調節pH值、提高飼料利用率的作用。
小分子營養物質
環保酵素中小分子營養物質主要為單醣、脂肪酸、胺基酸、多肽、寡糖、礦物質等,多數是由廚餘分解而來。
因為已經經過分解,變成植物可直接利用的小分子形式,所以環保酵素能作為肥料被快速吸收。
環保酵素製作方法|1:3:10是糖、廚餘、水的黃金比例
環保酵素的黃金比例為1(糖):3(廚餘):10(水)
只要將上述材料混和並攪拌均勻,前一個月每3~7天觀察發酵情況、攪拌排氣一次。
三個月後,環保酵素就可以收成使用了。
圖8、環保酵素的黃金比例/製作方法
對,很簡單沒錯,看似沒什麼技巧
但還是有人會失敗,導致浪費大把時間,最終真的得到一堆垃圾。
既然要做,就要在各環節做好,才能拿到最好的環保酵素。
做得好不僅利於推廣,也不會被人攻擊迷信、邪教、智商稅。
人家也才會真的敢用、常用、愛用,最後一起加入。
(有極少數的配方是1:3:5,這種也能用,通常用在消毒、汙水處理、清潔等領域,但因為太酸,就不適合當肥料)
廚餘的材料選擇
環保酵素所使用的廚餘,概略可以分為:「純水果型」、「純蔬菜型」、「大雜燴型」。
民用家居:
建議製作「純水果型」的環保酵素。
施肥農用:
「純水果型」、「純蔬菜型」、「大雜燴型」的環保酵素都可以。
汙水處理:
「純水果型」、「純蔬菜型」的環保酵素會比較合適。
圖9、廚餘的材料選擇與應用推薦
♦「純水果型」環保酵素
用純水果廢棄物(果皮、果核)製作的環保酵素,具有三大優點:「發酵速度快」、「功效更好」、「氣味清新」。
「發酵速度快」:發酵只需三個月
水果天生自帶較多的果糖、葡萄糖和消化酵素。
在原料、催化劑都具備好的條件下,用水果製作的環保酵素更容易發酵,發酵速度更快,效果也更好。
「功效更好」:植化素超好用
水果(果皮)相對其他材料,含有豐富的營養、礦物質和植化素。
這些物質可以提高環保酵素的功效,使其具有更強的清潔、施肥、除臭、驅蟲等作用。
「氣味清新」:果皮精油與芳香酯類是大功臣
果皮含有很多芳香酯類的成分,所以氣味比較香甜。
如果發酵過程有產生其他異味,也可以通過果香掩蓋。
圖10、「純水果型」環保酵素的三個優點
因為「純水果型」環保酵素有這些優點
加上成功率高,所以很適合民用家居需求的人來使用。
否則光是味道不佳,就讓人難以使用,做失敗了更有可能有環境汙染。
♦「純蔬菜型」環保酵素
「相比「純水果型」,純蔬菜型」的環保酵素缺點較多。
尤其又是用廢棄的菜葉、菜梗等做的,缺點更會被放大。
因為蔬菜帶水容易滋生細菌,尤其葉類蔬菜生理活性較高,更容易腐爛變質。
「純蔬菜型」環保酵素有三種缺點:「發酵速度慢」、「功效次佳」、「氣味不佳」。
圖11、「純蔬菜型」環保酵素的三個缺點
「發酵速度慢」:發酵需至六個月
葉菜類的果糖、葡萄糖和消化酵素沒有這麼多,所以發酵比較慢。
「功效次佳」:植化素較少
蔬菜類的廢棄物,通常都完全不可食用,所以植化素、各種營養等都更好,自然效果也比較差些。
「氣味不佳」:腐爛是味道來源
因為沒有果皮的香酯類的成分,所以發酵大多都是「菜味」
再發酵一陣子就跟平常聞到的「廚餘味」差不多。
之前曾經將冬瓜的廢棄物拿去做環保酵素,味道就真的很臭,後來也是都拿去倒水溝……
♦「大雜燴型」環保酵素
「大雜燴型」就是什麼都有,甚至連肉類都有。
如果只有水果、葉菜類混合還好,只要水果比例多些,還是算清香類型,讓人還想使用,但如果是肉類、骨頭類都有的類型,那麼可以視作廚餘。
那為何還要多一道工,做成環保酵素呢?
因為根據研究,骨、肉類做成環保酵素,其內的磷、硝酸鹽被轉換成植物可直接吸收利用的形式,相比一般廚餘能更快施肥見效。
但也因為真的很臭,所以只推薦農用施肥,不然家裡會臭死,還會有一堆蒼蠅。
圖12、「大雜燴型」環保酵素的三個缺點
含肉類的「大雜燴型」環保酵素缺點,具體有:「容易發霉變質」、「氣味難聞」、「可能含有害物質」。
「容易發霉變質」:蛋白質和脂肪太多,發酵不易控制
肉類和油脂中含有大量的蛋白質和脂肪,這些物質在發酵過程中容易被微生物分解,產生大量的有機物。如果發酵條件控制不當,容易導致環保酵素發霉變質。
「氣味難聞」:可能產生氨氣
蛋白質和脂肪會被分解為氨基酸、脂肪酸等,有些氨基酸會在細菌的作用下產生氨氣,導致強烈臭味(阿摩尼亞就是含氮產物)。
「可能含有害物質」:原料本身有問題
如果肉類和油脂的來源不當,或者在發酵過程中受到污染,可能會導致環保酵素中含有有害物質,如重金屬、農藥殘留等。
糖的選擇
環保酵素的主流用糖為:「紅糖」、「黑糖」、「糖蜜」。
當然也有人使用到二砂、冰糖、甚至蜂蜜,不過個人覺得大可不必。
因為也不是拿來吃的,用到二砂以上真的費用太高。
糖主要是用來作為微生物的養分,加得太多或太少,都容易影響發酵過程。
建議就遵照1:3:10去製作即可。
圖13、「糖」在環保酵素的主要功能
曾經也有樂素昆博士以外的學者,專門寫論文研究最佳的環保酵素比例
最終得出的結論,仍然是1:3:10比例做出來的環保酵素,在各方面大獲全勝。
糖在環保酵素製作的環節中,通常只有足量與否的問題。
營養層面不考慮到這麼細,除非是製作食用的酵素。
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容器的選擇
製作環保酵素,最佳的容器材質是塑料容器,特別是PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)、PE(聚乙烯)、PP(聚丙烯)。但如果要使用玻璃瓶,甚至用陶缸等也是沒問題的。
大原則就是發酵時,容器是否能承受的溫度變化,以及是否不會被產生的氣體撐破(非完全密閉容器就沒這個考量了)。
以下提供一些,常見的環保酵素製作容器的優缺點比較:
圖14、環保酵素容器的選擇/優缺點比較
♦環保酵素製作容器的選擇標準
製作環保酵素的容器,需要符合三點:「不易損壞破裂」、「容量、瓶口大小合適」、「材質安全」
圖15、環保酵素製作容器的選擇標準
「不易損壞破裂」:
環保酵素在發酵過程中會產生氣體,如果是密閉發酵,就要確保容器不會被撐破;
如果是非密閉發酵,那麼也還是要確保,容器不會因為溫度變化而損壞,或者汙染物從他處進入容器造成汙染。
「容量、瓶口大小合適」:
雖說容量大小可自由選擇,但一般建議容器的容量要足夠大,例如至少為1公升。
因為這樣才有辦法,留合適的空間給微生物,讓他們利用空間中的氣體來發酵。
另外,容器的平口也會建議選大些,因為這樣若需要攪拌才好繳。
發酵完成後,要將剩餘的廢物倒出也才方便。
或許有人會問說,寶特瓶是否合適?
是合適的,畢竟可以直接透過搖晃瓶身,完成攪拌目的。
要將材料放入寶特瓶,也必須將材料破碎才比較放得進去,所以也不必擔心廢物難倒出的問題。
「材質安全」:
因為環保酵素含有許多有機酸,還有少部分酯類,所以建議要選擇用食品級塑料或玻璃製成的容器,才不會把有一些有毒物質溶出,汙染環境。
如果確定要使用塑膠容器,以下提供PET、PE和PP塑料容器的特性及優缺點比較:
PET:
具有良好的耐酸鹼性、耐腐蝕性和耐高溫性,耐熱溫度可達70-80攝氏度,因此在環保酵素發酵過程中不會變形。
PE:
具有良好的柔韌性和耐低溫性,耐熱溫度可達90-100攝氏度,因此在環保酵素發酵過程中也不會變形。
PP:
具有良好的耐熱性和抗衝擊性,耐熱溫度可達120-130攝氏度,因此在環保酵素發酵過程中也不會變形。
圖16、環保酵素各類塑膠容器的材質比較
其他條件
除了以上三大選擇需要注意外,如果還有額外心力,可以再注意以下6個注意事項:
♦選擇新鮮、乾淨的水果:
不要使用腐敗變質的水果,也不要使用被農藥或化肥污染的水果。否則容易腐敗、汙染環境。
♦將水果皮洗淨切碎:
這樣可以增加水果皮的表面積,有利於發酵。
(不見得一定要這樣做,可自由選擇)
♦適宜的發酵溫度為20-30攝氏度,適宜的發酵濕度為60%-80%。
(不見得一定要這樣做,溫度更高也沒關係,但要注意是否會發酵過快)
♦定期觀察發酵情況、檢查容器是否有破損或漏氣:
如果發現發霉變質等異常現象,就立即停止發酵並重新製作。
♦陰涼處密封保存:
在發酵完成後,應將環保酵素密封保存,並存放在陰涼處,不要將環保酵素容器置於陽光直射下,因為陽光直射會加速塑料的降解。
♦容器事前消毒清洗:
在使用新容器之前,應先將容器清洗消毒乾淨,並且不要使用裝過農藥、化肥、油漆等有毒有害物質的容器來製作環保酵素,避免環境被污染。
圖17、環保酵素製作的其他6個注意事項
環保酵素實作問題全彙整
【常見實作Q1】環保酵素上出現的「白膜」是什麼?
A:酵素白膜是發酵過程中產生的菌落和它們的代謝產物所組成
主要是由「產膜酵母」、「醋酸菌」組成的
如果發酵許久,甚至會有上層白膜,下層醋酸菌膜(酵素媽媽)的情況。
白膜是因為有氧發酵,讓菌種大量增生導致的,所以如果是用開口大、沒密封的塑膠桶製作,就經常可以看到白膜
用寶特瓶等開口小的容器,就不易出現白膜
但沒有出現白膜不代表做失敗了,這點需要注意。
圖18、環保酵素上出現的「白膜」是什麼?
白膜有2種功能:「保護酵素」、「作為肥料」
防止汙染:白膜就像一層保護膜,可以隔絕空氣中的雜菌,避免環保酵素被污染。
作為肥料:白膜中含有豐富的菌種代謝產物,很適合作為肥料。
【常見實作Q2】環保酵素出現黃色、綠色、黑色的菌,那是什麼?
A:
- 黃色菌:
可能是「黃麴黴菌」、「黃色黏菌」、「金黃色葡萄球菌」
在白膜上,黃麴黴菌看起來有毛毛黃黃的樣子;黃色黏菌蓋看起來會有明顯的紋路,甚至有點油亮的感覺;金黃色葡萄球菌會像鼻涕那樣,有時也會有點油亮。 - 綠色菌:
主要是青黴菌,外圈白色內圈綠色,這種菌常在柑橘類水果出現,環保酵素的原料也大多是柑橘類,所以青黴菌也容易出現。 - 黑色菌:
則種類繁多,雖有部分益菌,但大部分對人有害。
只要環保酵素出現黃色、綠色、黑色,就算是失敗。
不建議繼續使用,畢竟已經污染,拿來清潔也可能導致黴菌擴散,整間房子都可能有黴菌,搞得大家過敏。
圖19、環保酵素出現黃色、綠色、黑色的菌,那是什麼?
【常見實作Q3】怎麼判斷環保酵素是否成功?
環保酵素5個成功指標:顏色、氣味、質地、pH值、氣泡。
- 顏色: 成功發酵的環保酵素通常呈現深褐色或琥珀色,帶有光澤。
- 氣味: 會散發出類似水果發酵的酸甜香氣,有點像醋的味道。如果味道過於刺鼻或有其他異味,可能表示發酵不完全或有雜菌污染。
- 質地: 液體部分澄澈,底部會有沉澱物,這是正常的發酵現象。
- pH值: 一般來說,成功的環保酵素pH值會在5-4.5之間,呈弱酸性
- 氣泡: 發酵初期會有氣泡產生,但成熟後氣泡會減少。(這有點難觀察)
圖20、環保酵素5個成功指標
【常見實作Q4】環保酵素可以保存多久?
A:沒有明確的限定日期,只要保存得當,可以存放數十年甚至更久。
因為環保酵素有高濃度的有機酸、糖分,可以抑制許多微生物的生長,延長酵素的保存期限。。
通常保存時間不長,都是因為製作的前中後過程有汙染,或者原本的材料就有腐敗物。
如果不確定環保酵素是否壞掉,可以在使用前,建議先小面積試用,觀察效果再決定是否大面積使用。
圖21、環保酵素可以保存多久?
【常見實作Q5】酵素渣可以怎麼處理?
A:推薦酵素渣作為「肥料」,或重新作為「發酵基底」使用
但不推薦作為除臭劑、清潔劑使用。
圖22、酵素渣適合當作肥料、發酵基底使用
若是作為肥料,可以先將酵素渣的水分全數擠出後
再將擠出的酵素液稀釋1000倍來使用,這樣植物才不會因為酵素液濃度過高,導致肥傷而死亡。
被擠乾的酵素渣則可以切(撕)碎成小塊,再直接與土讓混合作為肥料
不僅有益於植物生長,也可以作為蚯蚓的食物,加速蚯蚓的繁殖,最終得到蚯蚓糞,作為優質的有機肥料。
若是作為發酵基底,那麼就直接放入下一桶環保酵素的材料中即可。
圖23、酵素渣不建議做除臭劑、清潔劑
由於酵素渣含有豐富的有機質,如果用來做除臭劑,有時反而會讓作用的區域細菌增生,變成臭味產生,還會有果蠅蚊蟲等前來食用。不見得這麼合適。
同理,有機質過多也讓酵素渣不適合當清潔劑,不管是用來清洗地板、蔬果,渣上面的有機質、纖維等都容易卡在縫隙,反而容易越擦越髒。
建議即使要用,也用環保酵素液,不要用酵素渣來做。
【常見實作Q6】環保酵素用單一種材料做,效果是否較不好?
A:不一定
但根據研究,材料中只要有含鳳梨、柑橘類的環保酵素,各項效果都會比較好。
原則上,不論單一、多種材料製作,效果都一樣多元,但強度就不一定。譬如有的人製作甚至加上樹葉等,像這些材料的酵素、植化素不多,效果強度就有差。
♦用單一材料做的優點,就是變因較少。缺點就是有時材料不見得有這麼大量。
♦用多種材料做的優點,就是營養豐富。缺點就是不適合的材料搭配,會影響發酵效果。
圖24、材料中只要有含鳳梨、柑橘類的環保酵素,各項效果都會比較好
【常見實作Q7】做失敗了,加糖補救會合適嗎?
A:如果用途只是施肥、汙水處理,那就合適;如果想要用在清潔、甚至身體用的,就不建議。
畢竟做壞的環保酵素,很多都已經有長「黃曲霉菌」、「金黃葡萄球菌」、「大腸桿菌」。
這就算加糖補救,壞菌依然存在,只是量變少到看不到而已
如果這些壞菌在洗碗後殘留、身體外用時,進入身體內或碰到傷口,那肯定會生病或者感染。
所以建議就拿去施肥、汙水處理就好。
圖25、加糖補救的失敗環保酵素,建議用來施肥、汙水處理就好
【常見實作Q8】咖啡渣能做環保酵素嗎?
A:可以的,但要加其他材料共同發酵。
咖啡渣固然經過熱水洗禮,多數酵素已沒有活性,但當作發酵所需的養分還是可以的。
圖26、咖啡渣要加其他材料,才比較發酵得起來
【常見實作Q9】用壞掉、餿掉的水果、廚餘來做環保酵素可以嗎?
A:不建議,因為裡面已有許多會致病、散發臭味的病菌。
這些已腐敗的物質,就倒掉當廚餘即可。
原材料就有病菌,只會讓環保酵素高機率失敗而且發臭。
圖27、不建議使用壞掉的材料來製作環保酵素
【常見實作Q10】樹葉、松針、花等食物以外的材料,是否可以用來做環保酵素?
A:可以,而且可能會有不同香味,但發酵時間會需要長一點。
樹葉、松針、花等材料的酵素,相比食物通常會少些
本身的營養也比較少,所以菌種在發酵時會需要多花些時間。
而這類材料做出來的環保酵素,通常清潔、汙水處理效果會差一點
建議單純作為肥料使用即可。
圖28、樹葉、松針、花等材料也能製作環保酵素
資料來源:
- The physical and chemical characteristics of ecoenzyme fermentation liquids from several compositions of local fruits and vegetables in banyuwangi
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1755-1315/1168/1/012018/pdf - Recent trends in utilization of citrus fruits in production of eco-enzyme
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666154323001643 - Evaluating the biocatalytic potential of fruit peel-derived eco-enzymes for sustainable textile wastewater treatment
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590123024001518