地沟油的快速检测技术及资源化利用
摘要:近年来对地沟油快速检测技术的研究取得了很大进展,同时,为彻底解决地沟油回流餐桌的问题,其资源化利用也取得了一些有效的研究成果。本文从原理、所获成果、推广潜力等角度对地沟油各种检测技术进行了分析;对利用地沟油制造生物柴油、生物破乳剂等资源化利用现状进行了阐述;并就其发展前景进行了展望。
关键词:地沟油、快速检测、资源化、利用
地沟油即下水道中的餐饮废弃油脂经过简单加工后提炼出来的油。其中含有黄曲霉毒素、酮、醛、硝酸盐等有毒物质;铅、砷等重金属严重污染;酸价、碘价、折光指数、过氧化值等理化指标远远偏离正常食用油范围。检测技术难题、监管机制缺陷、巨额利润及不良商贩道德的丧失等,导致当前地沟油回流餐桌问题严重。地沟油已经对人民的生活和健康带来不利的影响,也是破坏生态环境的一大隐患。因此,对地沟油的检测方法及其资源化利用进行广泛的研究,找到彻底解决地沟油问题的方法显得尤为重要。地沟油的资源化利用是变废为宝、利国利民,节约能源和减少环境污染的有效途径。
1地沟油快速检测技术
地沟油的检测是根据其理化性质,利用物理化学的方法或借助于仪器分析其成分、特性,达到区别于合格食用油的目的。
1.1传统检测方法
1.1.1红外光谱法
红外光谱法是利用物质对红外光区电磁辐射的选择性吸收来进行结构分析及对各种吸收红外光的化合物的定性和定量分析的一种方法。近年来红外光谱应用于油脂检测的研究很多[1],N.Vlachos等人利用傅立叶转换红外光谱仪检测橄榄油掺伪低价植物油[2]。在国内有学者研究发现油脂类物质有很好的红外光谱特征,这些光谱特征对于油脂类物质的鉴别有特殊意义[3]。该方法不需分离提取,分辨率高,能够在线检测及多组分同时测定,能达到快速检测的需要。
1.1.2气相色谱分析法
气相色谱法是一种分离效率高、分析速度快的分离分析方法[4],通过测定油中所含脂肪酸的种类和含量、胆固醇含量来判断样品的品质。我国国标中推荐使用气相色谱分析法测定动植物油脂中的脂肪酸,美国油品化学协会(AOCS)也将气相-液相色谱法确立为定量测定脂肪酸甲酯的官方方法。根据废油脂中不饱和脂肪酸含量远远大于合格食用油,王继芬应用气相色谱-质谱联用(GC-MS)法对油脂中的脂肪酸品种及相对含量进行检测,根据这些含量差异点可以对动物油和植物油进行区分[5]。用气相色谱测定胆固醇含量,食用植物油中掺有10%以上的地沟油,即可检出[6]。
1.1.3薄层色谱法
薄层色谱是快速分离和定性分析少量物质的一种重要实验技术,是快速分离诸如脂肪酸、氨基酸、核苷酸、生物碱、类固醇等其他多种物质的特别有效的层析方法[7,8]。地沟油油中含有食用植物油中不含的醛类、酮类物质及色素,这些物质在薄层色谱中表现为严重的拖尾现象,因此,可以简便、快捷和准确以分析油脂的极性化合物百分含量来判断油脂的好坏[9]。
1.2新型快速监控方法
1.2.1核磁共振鉴别法
核磁共振鉴别法是基于油脂中SFC在射频脉冲NMR信号衰减上的差别,通过计算两个NMR信号强度值反映被测样品的纯度[10]。该方法可检测出花生油中掺入了1%的地沟油。在国外,核磁共振技术主要集中于橄榄油的品质及掺伪检测。核磁共振鉴别法测量结果不受操作员的技术和判断所影响,适合用于地沟油的快速检测。
1.2.2快速检测试纸法
根据地沟油中游离脂肪酸能使掺入硅胶中的喷溴甲酚绿指示剂改变颜色,制成微型薄层色谱试纸条,通过观察颜色变化,快速检验食用油变质情况。该方法适用于现场对地沟油掺入食用植物油的快速鉴定[11],具有很大的推广潜力。
1.2.3电导率检测技术
地沟油中存在许多酸败、游离产物,导致其电导率增大,研究表明,酸败、游离产物含量与电导率成正相关关系[12]。在石油醚中用水浸提其中的导电物质,测定水相电导率,反映其中的酸败、游离产物含量,从而对地沟油进行检测[13]。
1.2.4其它快速检测方法
介电性质法:地沟油中含有的煎炸油使其介电常数发生改变,可以通过测定油品的介电常数,反映油品中是否含有煎炸油[14]。
色差法:油脂色泽是油脂中各种色素的综合体现,随着油脂品质的劣变,其色泽加深。因此可以用色差计对餐饮废油脂的色泽参数进行检测[15]。
荧光分光光度法:合格食用油中不含有十二烷基苯磺酸钠(SDBS),荧光法测定油品中是否含有SDBS鉴别地沟油。该方法无需萃取,干扰物少[16]。
紫外可见分光光度法:根据食用油与地沟油紫外可见吸光度大小吸和收光谱差异,可以鉴别掺兑地沟油的食用植物油。该法检测速度快,费用低廉等特点[17]。
2地沟油资源化利用
2.1生产生物柴油
生物柴油是由动植物油脂原料与甲醇通过酯交换反应生成的长链脂肪酸甲酯类物质[18]。生物柴油最早于1988年在德国开发成功,其雾化程度高,具有较好的低温发动机启动及润滑性能[19,20];能使一氧化碳排放量减少46.7%、未燃尽的碳氢化合物的排放减少45.2%,是一种环境友好型燃料[21,22]。目前,制备生物柴油使用最广泛的工艺为酯交换法[23]。
从地沟油制取生物柴油,则是变废为宝、利国利民,节约能源和减少环境污染的有效途径。在国内,武汉已经有多家科研单位以及企业正在从事这一领域的研究,福建省龙岩卓越新能源发展有限公司利用餐饮业废弃的地沟油,提炼出可替代0号柴油使用的生物柴油,现已建成年产20万吨生物柴油工业化生产线,标志着地沟油提炼生物柴油技术实现了产业化。江苏高科石化股份有限公司年产5.1万吨生物柴油的生产线正式投产。我国现每年消费柴油60~70Mt,如按10%的比例将生物柴油添加到柴油中混合使用,则每年全国生物柴油的需求量将达到6.0Mt以上。在以上产业的基础上,以最新科学技术为先导,建立集约化地沟油生产生物柴油基地,形成大规模的能源产业化基地,是以科学和可持续理念解决地沟有问题的根本所在[24]。
2.2生产洗衣粉、洗衣用皂液
地沟油主要成分是三甘油酯,用碱皂化可以生成甘油及洗涤用的表面活性剂碱皂。因此,地沟油是用来直接皂化生产肥皂和洗衣粉的不可多得的价廉质优的原料。梁芳慧[25]以地沟油脱色后的皂化产物制成无磷洗衣粉,其性能和市售洗衣粉相当,技术指标符合国家标准。该研究降低了产品的成本,又缓解了地沟油对环境保护带来的压力。
2.3生产生物破乳剂
生物破乳剂是近年发展起来的一种新型破乳剂,具有选择性好、低毒和易生物降解等特点[26]。传统的制备方法存在成本过高的问题,利用地沟油这种廉价碳源是降低生物破乳剂成本的重要途径[27]。YueWen,HangCheng等从废油脂中筛选出Alcaligenessp.S-XJ-1破乳剂产生菌,破乳率达到81.5%[28]。刘佳[29]利用废弃油脂为碳源发酵生产生物破乳剂,可提高产量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优势有望推进工业化应用。
2.4其它工业产品
利用地沟油还可以生产甘油、醇酸树脂、环氧增塑剂、除草剂增效助剂等。
展望
地沟油问题攸关人民大众的切身利益。目前关于地沟油检测方法的研究只是侧重于单一来源废弃食用油个别指标的检测;检测方法缺乏普遍适用性。因此,地沟油鉴别检测的关键在于加强市场监测力度,建立一套成熟且行之有效的监控技术。地沟油中含大量有机物,具有污染环境和回收利用的双重性。地沟油成分复杂,来源不稳定,需要建立合理的回收方法、加大政策扶持力度、加强环保节约的舆论宣传、加强科研部门与企业的合作、走产业化规模化发展的路子。随着人们环保理念的提升及政府扶持力度的加大,地沟油的资源化及可持续性利用研究,将对改善生态环境、缓解能源危机、促进经济可持续发展起到推动作用。
参考文献略
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