综述：利用鱼类废弃物生产生物柴油（生物燃料）：一种可持续的生物柴油生产方法

本综述系统探讨了鱼类废弃物转化为生物柴油(Biodiesel)的创新路径，重点阐述了其作为可再生燃料在应对能源危机和废物管理方面的双重优势。文章详细分析了从鱼类废弃物中提取油脂、通过酸催化酯化(Acid-catalyzed esterification)和碱催化转酯化(Alkaline-catalyzed transesterification)工艺（最高产率可达93?%）制备生物柴油的机制，并强调了益生菌(Probiotics)预处理可提升脂质提取效率（提高12–18?%）。该技术具有生物降解性高、硫含量低、闪点高等环保特性，为沿海地区实现能源可持续发展和废物资源化提供了重要策略。

　　

Biodiesel from fish waste mechanism

随着全球能源需求持续增长（预计2010至2040年间将增长56%），可再生生物燃料的开发日益紧迫。与传统依赖植物或藻类原料不同，鱼类及其加工废弃物因其富含长链脂肪酸酯（含14-24个碳原子）而成为理想的生物柴油原料。鱼类废弃物中的甘油三酯可通过催化反应转化为脂肪酸甲酯(FAME)，即生物柴油。研究表明，采用酸催化酯化预处理高游离脂肪酸(FFA)原料，再结合碱催化转酯化，可实现高达93%的产率。鱼类油脂中普遍存在的不饱和脂肪酸（如鲑鱼、鲱鱼中的PUFA_s）进一步提升了燃料的低温流动性和燃烧效率。

Bio diesel for different fish waste

水产加工业每年产生约2700万吨废弃物，其中鲑鱼、沙丁鱼、金枪鱼等油性鱼类内脏、鳞片和骨骼含油量最高。这些废弃物的化学组成因鱼种、季节和部位而异，直接影响油脂提取率和生物柴油品质。例如，尼罗罗非鱼(Oreochromis niloticus)通过超声波辅助酯化技术提取油脂，而鲶鱼脂肪则采用多相碱催化转酯化工艺。值得注意的是，蟹壳衍生的CaO催化剂(COA)在鲤鱼油转酯化中表现出极高催化效率，凸显了海洋废弃物循环利用的潜力。

Effect of probiotics on the production of biodiesel

益生菌群落（如枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis）在鱼类废弃物发酵过程中发挥关键作用。其通过加速水解和发酵过程，使内脏等废弃物的脂质提取率从16%提升至26%(w/w)。微生物代谢产生的酶类能有效分解细胞壁，促进游离脂肪酸释放，进而提高转酯化反应速率。此外，益生菌处理可减少副产物生成，降低最终生物柴油的黏度，改善其燃烧特性。

Effect of physical-chemical factors on the production of biodiesel

生物柴油产率受温度、催化剂浓度、反应时间等多因素调控。响应面法(RSM)优化实验表明，鱼类废弃物中游离脂肪酸含量（通常为5-30%）是决定需采用单步或两步转酯化工艺的关键。当FFA含量高于2%时，需先进行酸催化酯化避免皂化反应。最佳反应温度多维持在50-65°C，甲醇与油脂摩尔比控制在6:1至9:1之间。此外，超声波、微波等物理辅助技术能显著缩短反应时间，提高能源利用效率。

Future prospects

鱼类废弃物生物柴油技术仍需解决油脂提取成本高、工艺标准化不足等挑战。未来研究应聚焦于开发高效低成本催化剂（如纳米催化剂）、优化益生菌协同发酵工艺，并建立从废弃物收集到燃料生产的全生命周期评估体系。随着全球鱼油市场预计从2019年的19.06亿美元增长至2027年的28.44亿美元，该技术有望在沿海地区形成新兴产业闭环。

Conclusion

利用鱼类废弃物生产生物柴油不仅缓解化石燃料依赖，更创新性地实现了废物增值转化。通过整合微生物预处理、优化催化工艺和规模化设备，该技术有望成为循环经济框架下的典范模式，同时为海洋环境保护和能源安全提供双重保障。