地溝油的快速檢測技術(shù)及資源化利用

蔣方群，李宗偉，*，王雁萍，談重芳，金慶生

（1.鄭州大學(xué)離子束生物工程省重點實驗室，河南鄭州450052；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，浙江杭州310021）

地溝油的快速檢測技術(shù)及資源化利用

蔣方群1，李宗偉1，*，王雁萍1，談重芳1，金慶生2

（1.鄭州大學(xué)離子束生物工程省重點實驗室，河南鄭州450052；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，浙江杭州310021）

近年來對地溝油快速檢測技術(shù)的研究取得了很大進(jìn)展，同時，為徹底解決地溝油回流餐桌的問題，其資源化利用也取得了一些有效的研究成果。本文從原理、所獲成果、推廣潛力等角度對地溝油各種檢測技術(shù)進(jìn)行了分析，對利用地溝油制造生物柴油、生物破乳劑等資源化利用現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，并就其發(fā)展前景進(jìn)行了展望。

地溝油，快速檢測，資源化，利用

地溝油即下水道中的餐飲廢棄油脂經(jīng)過簡單加工后提煉出來的油，其中含有黃曲霉毒素、酮、醛、硝酸鹽等有毒物質(zhì)；鉛、砷等重金屬嚴(yán)重污染；酸價、碘價、折光指數(shù)、過氧化值等理化指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離正常食用油范圍。檢測技術(shù)難題、監(jiān)管機(jī)制缺陷、巨額利潤及不良商販道德的喪失等，導(dǎo)致當(dāng)前地溝油回流餐桌問題嚴(yán)重。地溝油已經(jīng)給人民的生活和健康帶來不利的影響，也是破壞生態(tài)環(huán)境的一大隱患。因此，對地溝油的檢測方法及其資源化利用進(jìn)行廣泛的研究，找到徹底解決地溝油問題的方法顯得尤為重要。地溝油的資源化利用是變廢為寶、利國利民，節(jié)約能源和減少環(huán)境污染的有效途徑。

1 地溝油快速檢測技術(shù)

地溝油的檢測是根據(jù)其理化性質(zhì)，利用物理化學(xué)的方法或借助于儀器分析其成分、特性，達(dá)到區(qū)別于合格食用油的目的。

1.1 傳統(tǒng)檢測方法

1.1.1 紅外光譜法 紅外光譜法是利用物質(zhì)對紅外光區(qū)電磁輻射的選擇性吸收來進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析及對各種吸收紅外光的化合物的定性和定量分析的一種方法。近年來紅外光譜應(yīng)用于油脂檢測的研究很多[1]，N.Vlachos等人利用傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜儀檢測橄欖油摻偽低價植物油[2]。在國內(nèi)有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，油脂類物質(zhì)有很好的紅外光譜特征，這些光譜特征對于油脂類物質(zhì)的鑒別有特殊意義[3]。該方法不需分離提取，分辨率高，能夠在線檢測及多組分同時測定，能達(dá)到快速檢測的需要。

1.1.2 氣相色譜分析法 氣相色譜法是一種分離效率高、分析速度快的分離分析方法[4]，通過測定油中所含脂肪酸的種類和含量、膽固醇含量來判斷樣品的品質(zhì)。我國國標(biāo)中推薦使用氣相色譜分析法測定動植物油脂中的脂肪酸，美國油品化學(xué)協(xié)會（AOCS）也將氣相-液相色譜法確立為定量測定脂肪酸甲酯的官方方法。根據(jù)廢油脂中不飽和脂肪酸含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于合格食用油，王繼芬應(yīng)用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（GC-MS）法對油脂中的脂肪酸品種及相對含量進(jìn)行檢測，根據(jù)這些含量差異點可以對動物油和植物油進(jìn)行區(qū)分[5]。用氣相色譜測定膽固醇含量，食用植物油中摻有10%以上的地溝油，即可檢出[6]。

1.1.3 薄層色譜法 薄層色譜是快速分離和定性分析少量物質(zhì)的一種重要實驗技術(shù)，是快速分離諸如脂肪酸、氨基酸、核苷酸、生物堿、類固醇等其他多種物質(zhì)的特別有效的層析方法[7-8]。地溝油中含有食用植物油中不含的醛類、酮類物質(zhì)及色素，這些物質(zhì)在薄層色譜中表現(xiàn)為嚴(yán)重的拖尾現(xiàn)象，因此，可以簡便、快捷和準(zhǔn)確地以分析油脂的極性化合物百分含量來判斷油脂的好壞[9]。

1.2 新型快速監(jiān)控方法

1.2.1 核磁共振鑒別法 核磁共振鑒別法是基于油脂中SFC在射頻脈沖NMR信號衰減上的差別，通過計算兩個NMR信號強(qiáng)度值反映被測樣品的純度[10]。該方法可檢測出花生油中摻入了1%的地溝油。在國外，核磁共振技術(shù)主要集中于橄欖油的品質(zhì)及摻偽檢測。核磁共振鑒別法測量結(jié)果不受操作員的技術(shù)和判斷所影響，適合用于地溝油的快速檢測。

1.2.2 快速檢測試紙法 根據(jù)地溝油中游離脂肪酸能使摻入硅膠中的噴溴甲酚綠指示劑改變顏色，制成微型薄層色譜試紙條，通過觀察顏色變化，快速檢驗食用油變質(zhì)情況。該方法適用于現(xiàn)場對地溝油摻入食用植物油的快速鑒定[11]，具有很大的推廣潛力。

1.2.3 電導(dǎo)率檢測技術(shù) 地溝油中存在許多酸敗、游離產(chǎn)物，導(dǎo)致其電導(dǎo)率增大，研究表明，酸敗、游離產(chǎn)物含量與電導(dǎo)率呈正相關(guān)關(guān)系[12]。在石油醚中用水浸提其中的導(dǎo)電物質(zhì)，測定水相電導(dǎo)率，反映其中的酸敗、游離產(chǎn)物含量，從而對地溝油進(jìn)行檢測[13]。

1.2.4 其它快速檢測方法

1.2.4.1 介電性質(zhì)法 地溝油中含有的煎炸油使其介電常數(shù)發(fā)生改變，可以通過測定油品的介電常數(shù)，反映油品中是否含有煎炸油[14]。

1.2.4.2 色差法 油脂色澤是油脂中各種色素的綜合體現(xiàn)，隨著油脂品質(zhì)的劣變，其色澤加深。因此可以用色差計對餐飲廢油脂的色澤參數(shù)進(jìn)行檢測[15]。

1.2.4.3 熒光分光光度法 合格食用油中不含有十二烷基苯磺酸鈉（SDBS），熒光法測定油品中是否含有SDBS來鑒別地溝油。該方法無需萃取，干擾物少[16]。

1.2.4.4 紫外可見分光光度法 根據(jù)食用油與地溝油紫外可見吸光度大小和吸收光譜差異，可以鑒別摻兌地溝油的食用植物油。該法具有檢測速度快、費用低廉等特點[17]。

2 地溝油資源化利用

2.1 生產(chǎn)生物柴油

生物柴油是由動植物油脂原料與甲醇通過酯交換反應(yīng)生成的長鏈脂肪酸甲酯類物質(zhì)[18]。生物柴油最早于1988年在德國開發(fā)成功，其霧化程度高，具有較好的低溫發(fā)動機(jī)啟動及潤滑性能[19-20]；能使一氧化碳排放量減少46.7%、未燃盡的碳?xì)浠衔锱欧艤p少45.2%，是一種環(huán)境友好型燃料[21-22]。目前，制備生物柴油使用最廣泛的工藝為酯交換法[23]。

從地溝油制取生物柴油，則是變廢為寶、利國利民、節(jié)約能源和減少環(huán)境污染的有效途徑。在國內(nèi)，武漢已經(jīng)有多家科研單位以及企業(yè)正在從事這一領(lǐng)域的研究，福建省龍巖卓越新能源發(fā)展有限公司利用餐飲業(yè)廢棄的地溝油，提煉出可替代0號柴油使用的生物柴油，現(xiàn)已建成年產(chǎn)20萬t生物柴油工業(yè)化生產(chǎn)線，標(biāo)志著地溝油提煉生物柴油技術(shù)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化；江蘇高科石化股份有限公司年產(chǎn)5.1萬t生物柴油的生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。我國現(xiàn)每年消費柴油60～70Mt，如按10%的比例將生物柴油添加到柴油中混合使用，則每年全國生物柴油的需求量將達(dá)到6.0Mt以上。在以上產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)上，以最新科學(xué)技術(shù)為先導(dǎo)，建立集約化地溝油生產(chǎn)生物柴油基地，形成大規(guī)模的能源產(chǎn)業(yè)化基地，是以科學(xué)和可持續(xù)理念解決地溝油問題的根本所在[24]。

2.2 生產(chǎn)洗衣粉、洗衣用皂液

地溝油主要成分是三甘油酯，用堿皂化可以生成甘油及洗滌用的表面活性劑堿皂。因此，地溝油是用來直接皂化生產(chǎn)肥皂和洗衣粉的不可多得的價廉質(zhì)優(yōu)的原料。梁芳慧[25]以地溝油脫色后的皂化產(chǎn)物制成無磷洗衣粉，其性能和市售洗衣粉相當(dāng)，技術(shù)指標(biāo)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。該研究降低了產(chǎn)品的成本，又緩解了地溝油給環(huán)境保護(hù)帶來的壓力。

2.3 生產(chǎn)生物破乳劑

生物破乳劑是近年發(fā)展起來的一種新型破乳劑，具有選擇性好、低毒和易生物降解等特點[26]。傳統(tǒng)的制備方法存在成本過高的問題，利用地溝油這種廉價碳源是降低生物破乳劑成本的重要途徑[27]。Yue Wen、Hang Cheng等從廢油脂中篩選出Alcaligenes sp.S-XJ-1破乳劑產(chǎn)生菌，破乳率達(dá)到81.5%[28]。劉佳[29]利用廢棄油脂為碳源發(fā)酵生產(chǎn)生物破乳劑，可提高產(chǎn)量416倍，并能保持相同的高破乳活性，其高效破乳效能和低成本優(yōu)勢有望推進(jìn)工業(yè)化應(yīng)用。

2.4 其它工業(yè)產(chǎn)品

利用地溝油還可以生產(chǎn)甘油、醇酸樹脂、環(huán)氧增塑劑、除草劑增效助劑等。

3 展望

地溝油問題攸關(guān)人民大眾的切身利益。目前關(guān)于地溝油檢測方法的研究只是側(cè)重于單一來源廢棄食用油個別指標(biāo)的檢測，檢測方法缺乏普遍適用性。因此，地溝油鑒別檢測的關(guān)鍵在于加強(qiáng)市場監(jiān)測力度，建立一套成熟且行之有效的監(jiān)控技術(shù)。地溝油中含大量有機(jī)物，具有污染環(huán)境和回收利用的雙重性。地溝油成分復(fù)雜，來源不穩(wěn)定，需要建立合理的回收方法、加大政策扶持力度、加強(qiáng)環(huán)保節(jié)約的輿論宣傳、加強(qiáng)科研部門與企業(yè)的合作、走產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；l(fā)展的路子。隨著人們環(huán)保理念的提升及政府扶持力度的加大，地溝油的資源化及可持續(xù)性利用研究將對改善生態(tài)環(huán)境、緩解能源危機(jī)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展起到推動作用。

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Fast monitoring and resource utilization of restaurant waste oil

JIANG Fang-qun1,LI Zong-wei1,*,WANG Yan-ping1,TAN Chong-fang1,JIN Qing-sheng2
（1.HenanProvincialKeyLabofIonBeamBio-engineering，ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052，China；2.InstituteofCropsandUtilizationofNuclearTechnology,ZhejiangAcademyofAgriculturalSciences,Hangzhou310021，China）

Recently fast monitoring of restaurant waste oil has made much research progress，in the meantime，more on resource utilization can be made to resolve the problem of restaurant waste oil returning to dinning tables.This paper analyzed on a variety of monitoring technologies from respect of principle，achievements，the promotion potential and so on，elaborated the current statues of biodiesel，biodemulsifier and other industrial products from restaurant waste oil，and forecasted the development future.

restaurant waste oil；fast monitoring；resource；utilization

TS227

A

1002-0306（2011）10-0467-03

2010-09-25 *通訊聯(lián)系人

蔣方群（1986-），男，碩士研究生，研究方向：工業(yè)微生物。

公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項經(jīng)費（201103007）。