微波萃取技術(shù)綜述

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1、微波萃取技術(shù)綜述摘要：微波萃取，即微波輔助萃取(Miacrowave?assistedextraction,MAE),是用微波能加熱與樣品相接觸的溶劑，將所需化合物從樣品基體中分離，進(jìn)入溶劑屮的一過程。此項(xiàng)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于食品、生物樣品及環(huán)境樣品的分析與提取。本文將對微波萃取技術(shù)的機(jī)理、特點(diǎn)和在天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用作一綜述，并展槊其發(fā)展趨勢及應(yīng)用前景。關(guān)鍵字：微波萃??；原理；應(yīng)用；展望一、微波萃取的原理微波是頻率在300MHZ至300GHZZ間的電磁波，它具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。常用的微波頻率為24

2、50MH乙微波加熱是利用被加熱物質(zhì)的極性分子(如H20、CH2CI2等)在微波電磁場中快速轉(zhuǎn)向及定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦而發(fā)熱。傳統(tǒng)加熱法的熱傳遞公式為：熱源一器皿一樣品，因而能量傳遞效率受到了制約。微波加熱則是能量直接作用于被加熱物質(zhì)，其模式為：熱源一樣品一器皿?？諝饧叭萜鲗ξ⒉ɑ旧喜晃蘸头瓷洌瑥母旧媳ＷC了能量的快速傳導(dǎo)和充分利用。微波可選擇性加熱不同極性分子和不同分子的極性部分，從而使其從中分離，進(jìn)入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對較差的溶劑中，從而有效成分被提取。二、微波萃収的特點(diǎn)微波具有波動性、高頻性、

3、熱特性和非熱特性四大特點(diǎn)，這決定了微波萃取具有以下特點(diǎn)。1.試劑用量少，節(jié)能，污染小?1.加熱均勻，且熱效率較高。微波萃取時沒有高溫?zé)嵩?，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(zhì)的萃取。2.微波萃取不存在熱慣性，因而過程易于控制。3.微波萃取無需干燥等預(yù)處理，簡化了工藝，減少了投資。4.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%的時間。5.微波萃取的選擇性較好。由于微波可對萃取物質(zhì)中的不同組分進(jìn)行選擇性加熱，因而可使目標(biāo)組分與基體直接分離開來，從而可

4、提高萃取效率和產(chǎn)品純度。6.微波萃取的結(jié)果不受物質(zhì)含水量的影響，回收率較高。三、微波萃取的主要影響參數(shù)1.破碎度與傳統(tǒng)提取方法一樣，被提取物經(jīng)過適當(dāng)破碎，可以增大接觸面積，有利于萃取過程的進(jìn)行。2?分子極性在微波場中，極性分子受微波的作用較強(qiáng)。若目標(biāo)組分為極性分子，則比較容易擴(kuò)散。在天然產(chǎn)物中，完全非極性的分子是比較少的，物質(zhì)的分子或多或少會存在一定的極性，絕大多數(shù)天然產(chǎn)物的分子都會受到微波電磁場的作用，因而均可用微波來協(xié)助提取。3?溶劑溶劑的選用十分重要，適宜的溶劑可提取出所需要的組分,若溶劑選用不當(dāng)，則不一定能獲得理想的

5、提取效果。4?濃度差濃度差是被提取組分?jǐn)U散與傳質(zhì)的前提，沒有濃度差或濃度差很小，提取過程就不能進(jìn)行。傳統(tǒng)提取工藝中設(shè)法提高濃度差的種種工藝手段同樣適用于微波提取過程。5?溫度在微波提取過程屮，由于存在微波作用下的分子運(yùn)動，因而溫度不需要與傳統(tǒng)提取工藝過程中的一樣高。此外，微波提取的時間很短,因而可降低被提取成分因受熱而發(fā)生破壞的危險(xiǎn)，并可降低能耗。6.攪拌在微波萃取過程中,攪拌同樣可提高溶質(zhì)組分由固體表面向溶劑主體擴(kuò)散的速率,口微波可加快溶質(zhì)組分在固體內(nèi)部的遷移速度,即可提高固體內(nèi)部的傳質(zhì)速率，因而提取速度更快，提取效率更高

6、。綜上所述，微波提取的要點(diǎn)：①被提取物需經(jīng)適當(dāng)粉碎；②必須存在一定的濃度差；③選用適當(dāng)?shù)娜軇?；④保持一定的溫度；⑤給予提取過程一定的時間；⑥適當(dāng)?shù)臄嚢琛Ｋ摹⑽⒉ㄝ腿〉膽?yīng)用采用該技術(shù)提取的成分已涉及生物堿類、蔥醜類、黃酮類、皂昔類、多糖、揮發(fā)油、色素等，下面就各成分的提取進(jìn)行介紹。1、生物堿類Ganzler等從羽扇豆種子中提取金雀花堿（斯巴?。?，與傳統(tǒng)的振搖提取法比較，微波法提取物中斯巴丁含量比振搖法高20%,而且速度快，溶劑消耗量也大大減少。BrachetA等從可可葉中提取可卡因和苯甲酰芽子堿，考察了提取溶劑、粒徑、樣品濕度

7、、微波功率及照射時間等參數(shù)。所得提取物與傳統(tǒng)方法相當(dāng)，但只用時30秒。2、蔥醍類郝守祝等研究了微波技術(shù)對大黃游離蔥醍浸出量的影響，釆用止交實(shí)驗(yàn)考察了微波輸出功率、物料粒徑、浸出時間三個因素對提取率的影響,優(yōu)選最佳浸出方案。以優(yōu)選出的微波浸提方案和常規(guī)煎煮法及乙醇回流法比較，結(jié)果物料粒徑對蔥醍成分浸出影響極顯著，功率對浸出影響顯著,時間對浸岀有一定影響。微波提取法對大黃游離蔥醍的提取率明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮法，同乙醇回流法相當(dāng)。3、黃酮類劉傳斌等把微波破細(xì)胞與溶劑提取相結(jié)合的方法提取高山紅景天愈傷組織中紅景天昔。將藥材經(jīng)1分鐘微波處

8、理后，室溫下水提取10分鐘，可將紅景天甘充分提取岀來，與傳統(tǒng)提取方法相比，前者具有時間短、不需加熱、提取液中雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)。段蕊等也用此方法提取銀杏葉中的黃酮成分。用微波處理5分鐘后，以70%乙醇回流提取1小時，得到提取物中黃酮類物質(zhì)的量比未用微波處理的高出18.8%,紙層析表明在使用的微波