工研院研發 廢棄芭樂枝葉循環再利用專利

▲工研院材料與化工研究所施亭宇博士。吳長益攝影
第259期
曾允盈

彰化縣社頭鄉是芭樂的故鄉,除了美味芭樂外,每年產生超過100噸的廢棄枝葉,以自然堆肥分解需6到8個月,曠日廢時。早期多以焚燒處理,但100噸枝葉燃燒至少會產生75噸以上碳排。

 

如何解決過往掩埋或焚燒處理衍生的問題,將大量芭樂廢棄枝葉再利用,趨動工研院團隊不斷尋求技術解方。Adobe Stock

▲如何解決過往掩埋或焚燒處理衍生的問題,將大量芭樂廢棄枝葉再利用,趨動工研院團隊不斷尋求技術解方。Adobe Stock

 

在現今低碳觀念驅使下,如何解決過往掩埋或焚燒處理衍生的問題,將大量芭樂廢棄枝葉再利用,趨動工研院團隊不斷尋求技術解方。工研院材料與化工研究所施亭宇博士表示,歷經一年多的研發,工研院透過高效率低溫萃取技術,用酵素分解芭樂葉所得的粉末,可應用在不同產品上,包括:洗衣、洗碗、保養等產品,順利讓芭樂廢棄枝葉華麗轉身,成為地方創生成功案例,逐步往低碳農業願景邁進。

 

芭樂葉富含豐富的多酚、類黃酮等有益成分,工研院透過獨家酵素解聚技術,低溫高效萃取出含有高濃度多酚的活性原料「GuavaLift」。Adobe Stock

▲芭樂葉富含豐富的多酚、類黃酮等有益成分,工研院透過獨家酵素解聚技術,低溫高效萃取出含有高濃度多酚的活性原料「GuavaLift」。Adobe Stock

 

低溫萃取活性原料「GuavaLift」

2022年工研院團隊深入研究後發現,芭樂葉富含豐富的多酚、類黃酮等有益成分。其中高含量的抗菌成分「多酚」,更是蔓越莓的30倍,於是投入一年多時間開發專利,透過獨家酵素解聚技術,低溫高效萃取出含有高濃度多酚的活性原料「GuavaLift」。

施亭宇博士進一步表示,植物的木質素、纖維素和半纖維素同為植物骨架主成分,木質素的高分子量與結構相當難以分離回收,必須打破植物的漿壁才能成功萃取。

「溫度是一種萃取方式,但往往會造成活性成分喪失,因此工研院透過酵素解降木質素漿壁,加速植物中活性成分游離。」施博士表示,透過綠色無菌製程、低溫勻相生質輔助萃取、氧化抑制及活性保存等關鍵技術,加速芭樂葉在低溫下、極短時間內萃取出高濃度多酚,有效活性成分是傳統工法的500倍,大幅提升萃取效率。

芭樂葉機能性成分

40度低溫萃取的芭樂葉多酚,具有去除皮脂氧化異味、高效能抗菌的效果。除此之外,芭樂葉的機能性成分,還包括:槲皮素(quercetin)、沒食子酸乙酯(ethyl gallate)、鞣花酸(ellagic acid)等,其中沒食子酸乙酯、鞣花酸成分高於其他植萃物,在不同產業上的應用相當廣泛。

施博士提到,工業上沒食子酸可用來清洗鍋爐,由於洗淨效果良好,應用在任何洗劑中本來就相當適合,例如:應用在洗衣精裡可去除衣服的汗酸味;拿來洗碗盤也有一定的潔淨效果。

從芭樂葉萃取出的「GuavaLift」原料應用在洗碗精,除了去汙、去除表面油脂,同時也能去除殘留碗盤的味道。芭樂葉中有機酸類的抗氧化效果,恰可分解氣味分子,清除碗盤表面異味。此外,對於蔬果表層殘留農藥,也能有效洗淨。芭樂原來就有高含量的維生素C和多酚等抗氧化素,因此芭樂葉萃取物也是很強的抗氧化劑,在清洗過程中可透過水分把有機物帶離。

經過工研院的努力,所研發出的「GuavaLift」原料不具細胞毒性,通過了ISO 10993-5檢驗,也通過歐盟OECD 439無皮膚刺激性以及OECD 442C無皮膚致敏性標準。由於原料為天然萃取,不僅具有高效洗滌清潔效果,也不傷人體肌膚,可說兼具了低碳、環保、強效抑菌、親膚等多重優異特性。

農業資材循環再利用

施亭宇博士表示,工研院致力透過創新技術,創造出不同的「新循環經濟模式」。研發技術人員面對傳統農業廢棄物處理,須突破不少困難。光是芭樂葉的分選、清洗、磨碎、乾燥等處理,就相當耗費心力。

過程中,工研院不斷與農友溝通並建立SOP,包括芭樂葉必須在噴完農藥一定時間之後才能提供,剪收後會先做檢驗,接著再洗淨,並進行列管殘留農藥詳細評檢。施博士也強調,如果所研發的產品與食品相關或會接觸人體,工研院在整個流程上,對殘留農藥汙染源就有更嚴格要求,以芭樂葉來說,必須來自有機芭樂農園。

工研院長年致力農業資材循環再利用,並協助串起產業鏈,解決在地問題。除了「芭樂葉原料」的萃取研發,工研院還有「鳳梨葉纖維」的再製技術,解決台灣大量鳳梨廢棄枝葉問題。工研院將抽取鳳梨纖維的製程完整機械化,再製成機能紡織品,相較其他國家的布料更柔軟舒適。

施博士表示,無論芭樂葉或鳳梨葉,工研院針對不同植物特性,包括纖維特性和成分降解開發專利技術,不僅解決農民以燃燒或掩埋大量廢棄物的問題,還協助農民獲得額外收入,讓農業廢棄物重獲新生。對於台灣整體農業而言,不僅創造了循環減碳環境,更促進減廢再利用的經濟效益,可謂一舉多得。

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