微波萃取技術及其在中藥有效成分提取中的應用

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1、微波萃取技術及其在中藥有效成分提取中的應用來源：中國論文下載中心[08-05-2215:35:00]編輯：studa20-作者：王志祥，李紅娟，萬水昌，李菊，樂龍【摘要】微波萃取技術是一種新型高效分離技術，也是中藥現(xiàn)代化的關鍵技術之一。文章簡要介紹了微波萃取技術的基本原理、特點及其在中藥有效成分提取中的應用。在此基礎上，提出了今后微波萃取技術的主要研究方向?！娟P鍵詞】微波萃??；中藥有效成分；研究方向　　微波萃取技術是利用微波的熱效應對樣品及其有機溶劑進行加熱，從而將目標組分從樣品基體中分離出來的一種新型高效分離技術。與傳統(tǒng)萃取技術相比，微波萃取技術具有許多獨特的優(yōu)點，被譽為“綠色

2、萃取技術”，并已成為實現(xiàn)中藥現(xiàn)代化的主要關鍵技術之一。本文簡要介紹了微波萃取技術的基本原理、特點及其在中藥有效成分提取中的應用。在此基礎上，提出了今后微波萃取技術的主要研究方向?！　?微波萃取技術的基本原理微波萃取主要是利用微波強烈的熱效應，但微波加熱方式不同于傳統(tǒng)的加熱方式。在傳統(tǒng)的加熱方式中，容器壁大多由熱的不良導體制成，熱由器壁傳導至溶液內部需要一定的時間；此外，液體表面氣化而引起的對流傳熱將形成自內而外的溫度梯度，因而僅一小部分液體與外界溫度相當。而微波加熱是一個內部加熱過程，它不同于普通的外加熱方式將熱量由外向內傳遞，而是同時直接作用于內部和外部的介質分子，使整個物料被

3、同時加熱，即為“體加熱”過程，從而可克服傳統(tǒng)的傳導式加熱方式所存在的溫度上升較慢的缺陷。微波萃取離不開合適的溶劑，因此微波萃取可作為溶劑提取的輔助措施。溶劑提取法是根據中草藥中各種成分在溶劑中的溶解性能差異，選用對有效成分溶解度大，而對無效成分溶解度小的溶劑，將有效成分從藥材組織內提取出來。采用微波協(xié)助提取，可以使溶劑提取過程更為有效。當被提取物和溶劑共處于快速振動的微波電磁場中時，目標組分的分子在高頻電磁波的作用下，以每秒數十億次的高速振動產生熱能，使分子本身獲得巨大的能量而得以掙脫周圍環(huán)境的束縛。當環(huán)境存在一定的濃度差時，即可在非常短的時間內實現(xiàn)分子自內向外的遷移，這就是微波

4、可在短時間內達到提取目的的原因。微波萃取的機理可從以下3個方面來分析：①微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質到達物料內部的微管束和腺胞系統(tǒng)的過程。由于吸收了微波能，細胞內部的溫度將迅速上升，從而使細胞內部的壓力超過細胞壁膨脹所能承受的能力，結果細胞破裂，其內的有效成分自由流出，并在較低的溫度下溶解于萃取介質中。通過進一步的過濾和分離，即可獲得所需的萃取物。②微波所產生的電磁場可加速被萃取組分的分子由固體內部向固液界面擴散的速率。例如，以水作溶劑時，在微波場的作用下，水分子由高速轉動狀態(tài)轉變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，這是一種高能量的不穩(wěn)定狀態(tài)。此時水分子或者汽化以加強萃取組分的驅動力，或者釋放出自

5、身多余的能量回到基態(tài)，所釋放出的能量將傳遞給其他物質的分子，以加速其熱運動，從而縮短萃取組分的分子由固體內部擴散至固液界面的時間，結果使萃取速率提高數倍，并能降低萃取溫度，最大限度地保證萃取物的質量。③由于微波的頻率與分子轉動的頻率相關連，因此微波能是一種由離子遷移和偶極子轉動而引起分子運動的非離子化輻射能，當它作用于分子時，可促進分子的轉動運動，若分子具有一定的極性，即可在微波場的作用下產生瞬時極化，并以24.5億次/s的速度作極性變換運動，從而產生鍵的振動、撕裂和粒子間的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的熱能，促使細胞破裂，使細胞液溢出并擴散至溶劑中。在微波萃取中，吸收微波能力的差

6、異可使基體物質的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被萃取物質從基體或體系中分離，進入到具有較小介電常數、微波吸收能力相對較差的萃取溶劑中。綜上所述，微波能是一種能量形式，它在傳輸過程中可對許多由極性分子組成的物質產生作用，并使其中的極性分子產生瞬時極化，并迅速生成大量的熱能，導致細胞破裂，其中的細胞液溢出并擴散至溶劑中。從原理上說，傳統(tǒng)的溶劑提取法如浸漬法、滲漉法、回流提取法、連續(xù)回流提取法等均可加入微波進行輔助提取，從而成為高效的提取方法?！　?微波萃取的特點微波具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大特點，這決定了微波萃取具有以下特點?！　?.1試劑用量少、節(jié)

7、能、污染小。　　2.2加熱均勻，且熱效率較高。傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導、熱輻射等方式自外向內傳遞熱量，而微波萃取是一種“體加熱”過程，即內外同時加熱，因而加熱均勻，熱效率較高。微波萃取時沒有高溫熱源，因而可消除溫度梯度，且加熱速度快，物料的受熱時間短，因而有利于熱敏性物質的萃取?！　?.3微波萃取不存在熱慣性，因而過程易于控制?！　?.4微波萃取無需干燥等預處理，簡化了工藝，減少了投資?！　?.5微波萃取的處理批量較大，萃取效率高、省時。與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比，可節(jié)省50％～90％的