浅析地沟油的危害与回收再利用

浅析地沟油的危害与回收再利用马良学（合肥太古可口可乐饮料有限公司，安徽合肥，230601）摘要:地沟油泛指生活中存在的各种劣质油，其中含有大量的脂肪酸等含碳化合物，具有污染和回收利用的双重性。

即长期食用地沟油可以对人体造成伤害，但同样合理回收利用地沟油可代替石油资源生产生物柴油、制备生物破乳剂等变废为宝从而去弊存利实现可持续发展。

关键词:地沟油；危害；资源利用；生物柴油；生物破乳剂地沟油是废弃动物油脂、泔水油、油炸食品的油反复加热超过一定的次数后又再次使用的油及餐饮企业下水道收集的垃圾油的总称。

其过氧化值、细菌总数、酸价、重金属、羰基价、丙二醇、丙烯醛等指标严重超标的非食用油。

摄入后会使人体细胞病变，引发多种疾病，甚至造成癌变。

我国地沟油的原料充足，以我国年均消费食用油量2100×104吨计，则每年生产废油400×104～800×104吨。

能够收集利用作为资源的废弃地沟油脂的量为400×104吨左右[1]。

地沟油脂中含有大量的脂肪酸的含碳化合物，具有很高的回收利用的可操作性。

在全球面临资源危机的情况下，对废弃油脂进行合理地回收再利用，替代石油资源制备生物柴油、生产生物破乳剂等的原料，这样既减少了污染又实现了资源的循环利用，对于改善生态环境，缓解能源危机，促进经济可持续发展方面起到了一定的推动作用。

1 地沟油的危害医学专家解释，地沟油确实是人们健康的大敌，特别是对人体的肠道健康有着不可估量的破坏力。

如导致消化不良、腹泻、腹痛、胃癌、肠癌等，综合其危害性可分为如下几个方面：1.1 多发生酸败由于在地沟油的形成和精炼过程中长时间多次反复高温加热后其饱和及不饱和脂肪酸等营养成份被破坏殆尽。

酸败的主要产物是短链的游离脂肪酸，它不仅会导致油脂的风味变差，还会破坏油脂中维生素A、D、E的营养成份，使其失去活性，导致蛋白质，氨基酸不能溶解，并且长期食用还可使动物脱毛内脏受损甚者致癌。

并且酸败过程中还会使甘油三脂氧化为过氧化物，其中尤其是含有氢过氧化物的副作用比较大，主要表现在破坏细胞膜结构，导致动脉硬化，心肌梗死等。

另外，酸败的油脂中过氧化值和酸价的理化指标严重超高，长期食用对心血管病和肿瘤等慢性病也有加速促进作用。

1.2 携带大量有害的化学物质反复高温加热食用油，会产生多种脂肪酸聚合物，如苯并芘、丙烯酰胺等。

这些聚合物被人体吸收后有较强的毒性作用，对肝脏和生殖功能都有重要影响。

动物实验表明，废油所含的这些有害物质可缩短果蝇30%以上的寿命，增加果蝇的不孕率[2]。

并且经过反复油炸、烹炒在提炼的废弃油中的黄曲霉毒素严重超出了我国食用油脂中规定的限量，不仅可以使人患上肝癌，也可能引发胃癌、胰腺癌、肾癌、直肠癌、乳腺癌，以及卵巢、小肠等部位的病变[3]。

另外，地沟油中还含有大量的重金属，其中砷在体内残留过量可导致头痛、头晕、失眠多梦、乏力、消化不良。

铅在体内过量可使溶血、铅毒性脑病和周围神经病引起剧烈腹绞痛、贫血、中毒性肝病、中毒性肾病、多发性周围神经病。

1.3 缺乏营养价值地沟油经反复加热提炼后，其成份中的维生素A、胡萝卜素、维生素E等遭受高温的严重破坏后，油脂的营养价值破坏降低。

而且，经反复高温加热的油脂的供热量只有未经高温加热油脂的三分之一左右，不仅不易吸收而且还会影响其他食物的吸收。

1.4 有机溶剂的残留有些为了牟取暴利的不法商贩将地沟油经提炼、脱色、脱臭、脱酸等处理后作为食用油脂出售，有机溶剂残留严重。

并且如果所使用的有机溶剂不纯或非食品级，其所含的甲苯、苯、多环芳烃等有害成份的含量将增多，这些物质转而存在于成品食用油脂中，对人体造成伤害。

2 地沟油的资源利用目前，我国对地沟油的回收再利用主要分为三个方面：一是对地沟油进行简单的加工提纯，生产低档的工业油酸，二是利用地沟油制备生产生物破乳剂，三是将地沟油进行醇解生产生物柴油（脂肪酸甲酯）。

地沟油在制备生物柴油方面技术最为成熟，应用最为广泛。

2.1 制备低档工业油酸地沟油中含有大量的硬脂酸和油酸，将其水解后可分离出各种脂肪酸（主要是硬脂酸、油酸）。

张世敏等以十二烷基苯磺酸钠为乳化剂[4]，在常压下水解制备脂肪酸取得了很好的效果，总结出了以乳化剂用量为8%，催化剂量为10%，水量为300%（以上均为重量分数），水解时间为13h。

在此条件下，水解产物的酸值达到173.3kOH/g为最佳条件。

脂肪酸、油酸是油脂化工的基础原料，以它们为原料而衍生出许多下游工业产品用于纺织、食品、医药、日用化工、石油化工、橡塑、采矿、交通运输、铸造、金属加工、油墨、涂料等各种行业[5]。

2.2 生产生物破乳剂生物破乳剂是由微生物代谢作用产生的一类具有亲水、亲油基团的表面活性物质的新型破乳剂，与一般常规的破乳剂相比具有低毒易生物降解、选择性好等诸多特点。

但由于在生产生物破乳剂的过程中所采用的培养基碳源是一种成本性比较高的疏水性碳氢化合物（如烷烃）的混合物，而地沟油中廉价的碳源恰好解决了这一原料成本性高的现实问题。

刘佳等筛选得到的高效破乳剂产生菌Alcaligenes sp.XJ-T-1[6],利用该菌株以地沟油中的碳源为原料发酵生产生物破乳剂，并且与利用其他碳源相比其产量远远高出许多，以地沟油为碳源培养下的该菌株产生的生物破乳剂仍能保持相同的高效乳活性，且均为脂肽类生物表面活性剂，其高效的破乳效能和低成本优势有望推进工业化应用。

2.3 制备生物柴油地沟油的成份主要是三脂肪酸甘油酯，其特性与石化柴油相近，可完全代替石油柴油，故称之为生物柴油。

不仅如此，与普通的柴油燃料相比生物柴油还具有使用后所排放的尾气中不含有二氧化硫，而且碳氢化合物和一氧化碳的含量也大大降低，具有更好的环保性。

目前在我国主要是以酯交换法为基础利用地沟油制备生物柴油，如包衣酶催化制备生物柴油、地沟油固定化脂肪酶合成生物柴油等。

2.3.1 包衣酶催化剂制备生物柴油在该种方法制备生物柴油的过程中，与其他制备方法的区别在于所采用的催化剂包衣酶。

即于包衣后的固定化酶受到表面活性剂分子的保护提高了对有机溶剂的耐性，提高了酶的活性，解决了使用普通酸碱催化剂对设备的腐蚀，能耗高的因素和使用普通的生物酶催化剂催化反应易中毒的问题。

具体操作是使用谷氨酸二烷基脂核糖醇1溶于正己烷中，经过超声5分钟，加入含有脂肪酶的载体，继续超声10分钟，在4℃下静置4小时,减压抽滤后即得包衣酶。

陈文伟等[7]以地沟油为原料，采用三阶段包衣酶催化剂制备生物柴油，即先加入总量甲醇的1/3，反应一段时间后再加入同样量的甲醇，最后在经过相同时间反应后把剩余的1/3甲醇加入反应，采用上述最佳工艺条件制备生物柴油的实验中，反应时间9.4×3h，反应温度54℃，包衣酶用量18.70%，醇油摩尔比3.6：1,水分添加量17.20%,在最佳条件下的酯化率为93.68%。

2.3.2 固定化脂肪酶合成生物柴油固定化酶法合成生物柴油是生物酶法的一种，这是20世纪50年代发展起来的一项新的技术，由于具有条件温和、醇用量小、排放对环境无污染等特点，近年来成为研究生物柴油的热点。

固定化酶法的具体做法是将脂肪酶限制或束缚在一定的区域内，使其仍具有催化某一特定反应，并可回收和多次重复使用。

由于高浓度的甲醇容易使酶失去活性降低催化效果，多数学者认为，采用多次分批加入甲醇的做法可有效提高脂肪酶在非水介质中的促转脂反应的活性和稳定性[8]。

付严、常杰等[9]将地沟油和甲醇在三段反应器中固定化脂肪酶上合成生物柴油，在40℃下正己烷做为溶剂，其中添加水含量为地沟油含量的20%，每一段反应器中添加的地沟油与甲醇的摩尔比为1:1时，生物柴油产率为94%。

陈英明等[10]利用固定化脂肪酶催化合成地沟油制备生物柴油的实验中，用蠕动泵将已经过滤、脱胶、脱色、脱水等预处理后与正己烷、甲醇、水等按一定比例混合后的地沟油输送到填充片状固定化酶反应器的顶部,滴入反应器内，恒温循环水浴，在制备过程中采用三级反应系统，将反应产物通过水洗、蒸馏等以除去甲醇、正己烷和水后而得到粗制的生物柴油，通过该方法制备的生物柴油，采用GC-2010型气相色谱仪和QP2011型色质联用仪对该柴油做定性分析，最终得到生物酶法制备生物柴油的转化率达到95.53%、产率为77.45%。

采用生物酶法制备生物柴油的实验中，甲醇的高浓度性对酶具有毒害作用且副产物甘油附着在酶载体的表面，对反应产生了严重的副作用，而如果将甲醇用乙酸甲酯代替则恰解决了这一难题。

周丽亚等[11]以固定化脂肪酶为催化剂，以经过预处理的地沟油和乙酸甲酯为原料采用酯交换法制备生物柴油，通过实验表明脂肪酶连续催化多次反应后其活性并未下降且转化率也有所提高。

3 小结在我国含有丰富的地沟油资源，这对于我们既是一项机遇，同时又存在着挑战。

地沟油中含有大量的脂肪酸等有机物成为生产生物柴油、生物破乳剂、工业油脂、表面活性剂等许多精细化学品和大宗化学用品的原料，这无疑对于我们解决能源危机实现变废为宝走可持续发展之路来说是一种大的机遇，但在我国也存在着地沟油的来源不稳定，数量庞大，回收管理难道大等诸多的现实问题，如果解决不好对我国的食品安全和环境会带来巨大的危害，这对于我们又是一种挑战，因此需要全民共同参与，加大政府扶持力度和环保节约的舆论宣传，建立合理的回收方法与制度，完善检测方法，争取走产业化，规模化，环保化的可持续发展的道路。

参考文献[1]冀星,李淑梅,李丽,等.废弃油脂收集利用体系中存在的问题与治理对策[J].中国资源综合利用,2005(3):9-12.[2]尚闻.“老油垃圾”危害健康的致癌物质[J].健康人生,2006(6):4-5.[3]王乐,刘戈刚,陈凤飞,胡建华.地沟油的污染及变质情况研究[J].武汉工业学院学报,2007(4).[4]张世敏,查国军,张无敌,等.废弃油脂常压水解制备混合脂肪酸的研究[J].现代农业科技,2008(14)：298-300.[5]王治军,王伟.热水解预处理改善污泥的厌氧消化性能[J].环境科学,2005,26(1):68-71.[6]刘佳,黄祥峰,陆丽君,等.Alcaligenes sp.XJ2T21利用废弃油脂生产破乳剂研究[J].环境科学,2009,30(6)：1779-1784.[7]陈文伟,周晶,高荫榆,等.包衣酶催化地沟油制备生物柴油[J].太阳能学报,2009,30(10):1167-1170.[8]吴环,杨艳红,吴克,等.生物柴油生产用固定化脂肪酶研究进展[J].合肥学院学报:自然科学版,2009,19(4):68-70.[9]付严,常杰,陈英明,等.地沟油固定化脂肪酶生产生物柴油[J].中山大学学报:自然科学版,2007,46(增刊):84-85.[10]陈英明,吕鹏梅,陆继东,等.地沟油酶法制生物柴油的GC—MS测定[J].化学与生物工程,2007,24(10):72-74.[11]周丽亚,高静,马丽,等.固定化脂肪酶催化废餐饮油合成生物柴油[J].河北工业大学学报,2008,37(4):14-18.。