微波萃取技術

微波萃取技術:微波

微波是一種電磁波，以直線方式傳播，并具有反射、折射、衍射等光學特性。微波遇到金屬物質會被反射，但遇到非金屬物質則能穿透或被吸收。微波的波長在1米-1毫米之間，電場頻率介于300MHz~300GHz之間，常用的微波頻率為2450MHZ。

微波

微波是一種非電離的電磁輻射(所產(chǎn)生的光能不足以使物質分子離析),被輻射物質的極性分子在微波電磁場中可快速轉向并定向排列,由此產(chǎn)生的撕裂和相互摩擦將引起物質發(fā)熱,即將電能轉化為熱能,從而產(chǎn)生強烈的熱效應。因此，微波加熱過程實質上是介質分子獲得微波能并轉化為熱能的過程。

微波爐微波爐的工作原理1-攪拌器；2-磁控管；3-反射板；4-腔體；5-塑料盤

微波爐1946年，斯潘瑟還是美國雷聲公司的研究員。一個偶然的機會，他發(fā)現(xiàn)微波溶化了糖果。事實證明，微波輻射能引起食物內(nèi)部的分子振動，從而產(chǎn)生熱量。1947年，第一臺微波爐問世?，F(xiàn)在在已開始進入了百姓的家庭。用微波爐來燒菜做飯，看不到明亮的火光，也不是從食物容器的下面加熱，食物卻很快就熟了。那么微波爐是如何給食物加熱的呢？

微波爐微波加熱的基本原理:介質材料在電磁場作用下，極性分子從原來的隨機分布狀態(tài)轉向按照電場的極性排列取向。在高頻電磁作用下，這些取向按交變電磁場的變化而變化，這一過程致使分子的運動和相互磨擦從而產(chǎn)生熱量。此時交變電磁場的場能轉化為介質內(nèi)的熱動能，使介質溫度不斷升高。微波爐正是利用微波的這些特性制作的?微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成,可以阻擋微波從爐內(nèi)逃出,以免影響人們的身體健康?裝食物的容器則用絕緣材料制成?微波爐而微波爐由于烹飪的時間很短,能很好地保持食物中的維生素和天然風味?比如,用微波爐煮青豌豆,幾乎可以使維生素C一點都不損失?另外,微波還可以消毒殺菌?

使用微波爐時,應注意不要空"燒",因為空"燒"時,微波的能量無法被吸收,這樣很容易損壞磁控管?另外,人體組織是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工作后,再打開爐門,提取食物?微波爐微波爐的基本外形和構造①門安全聯(lián)鎖開關--確保爐門打開,微波爐不能工作,爐門關上,微波爐才能工作;②視屏窗--有金屬屏蔽層,可透過網(wǎng)孔觀察食物的烹飪情況;③通風口--確保烹飪時通風良好;④轉盤支承--帶動玻璃轉盤轉動;⑤玻璃轉盤--裝好食物的容器放在轉盤上,加熱時轉盤轉動,使食物烹飪均勻;⑥控制板--控制各檔烹飪;⑦爐門開關--按此開關,爐門打開?微波爐(1)爐腔?爐腔是一個微波諧振腔,是把微波能變?yōu)闊崮軐κ称愤M行加熱的空間?為了使爐腔內(nèi)的食物均勻加熱,微波爐爐腔內(nèi)設有專門的裝置?最初生產(chǎn)的微波爐是在爐腔頂部裝有金屬扇頁,即微波攪拌器,以干擾微波在爐腔中的傳播,從而使食物加熱更加均勻?目前,則是在微波爐的爐腔底部裝一只由微型電機帶動的玻璃轉盤,把被加熱食品放在轉盤上與轉盤一起繞電機軸旋轉,使其與爐內(nèi)的高頻電磁場作相對運動,來達到爐內(nèi)食品均勻加熱的目的?國內(nèi)獨創(chuàng)的自動升降型轉盤,使得加熱更均勻,烹飪效果更理想?微波爐(2)爐門:爐門是食品的進出口,也是微波爐爐腔的重要組成部分?對它要求很高,即要求從門外可以觀察到爐腔內(nèi)食品加熱的情況,又不能讓微波泄漏出來?爐門由金屬框架和玻璃觀察窗組成?觀察窗的玻璃夾層中有一層金屬微孔網(wǎng),既可透過它看到食品,又可防止微波泄漏?由于玻璃夾層中的金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔大小是經(jīng)過精密計算的,所以完全可以阻擋微波的穿透?

為了防止微波的泄漏,微波爐的開關系統(tǒng)由多重安全聯(lián)鎖微動開關裝置組成?爐門沒有關好,就不能使微波爐工作,微波爐不工作,也就談不上有微波泄漏的問題了?微波爐微波爐要放置位置：在通風的地方，附近不要有磁性物質，以免干擾爐腔內(nèi)磁場的均勻狀態(tài)，使工作效率下降?還要和電視機?收音機離開一定的距離，否則會影響視?聽效果?忌將微爐置于臥室，同時應注意不要用物品覆蓋微波爐上的散熱窗柵?開啟微爐后，人應遠離微波爐或人距離微波爐至少在1米之外?微波爐微波爐運行：①爐內(nèi)未放烹飪食品時，不要通電工作，否則會損壞磁控管，為防止一時疏忽而造成空載運行，可在爐腔內(nèi)置一盛水的玻璃杯?②一定要關好爐門，確保連鎖開關和安全開關的閉合?③微波爐關掉后，不宜立即取出食物，因此時爐內(nèi)尚有余熱，食物還可繼續(xù)烹調(diào)，應過1分鐘后再取出為好?微波爐使用的容器要求：凡金屬的餐具，竹器?塑料?漆器等不耐熱的容器，有凹凸狀的玻璃制品，均不宜在微波爐中使用?瓷制碗碟不能鑲有金?銀花邊?忌用普通塑料容器:一是熱的食物會使塑料容器變形，二是普通塑料會放出有毒物質，污染食物，危害人體健康?使用專門的微波爐器皿盛裝食物放入微波爐中加熱，忌用金屬器皿:因為放入爐內(nèi)的鐵?鋁?不銹鋼?搪瓷等器皿，微波爐在加熱時會與之產(chǎn)生電火花并反射微波，既損傷爐體又加熱不熟食物?忌使用封閉容器:加熱液體時應使用廣口容器，因為在封閉容器內(nèi)食物加熱產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)，使容器內(nèi)壓力過高，易引起爆破事故?即使在煎煮帶殼食物時，也要事先用針或筷子將殼刺破，以免加熱后引起爆裂?飛濺弄臟爐壁，或者濺出傷人?微波爐微波爐的加熱時間：要視材料及用量而定，還和食物新鮮程度?含水量有關?由于各種食物加熱時間不一，故在不能肯定食物所需加熱時間時，應以較短時間為宜，加熱后可視食物的生熟程度再追加加熱時間?否則，如時間太長，會使食物變得發(fā)硬，失去香?色?味?按照食物的種類和烹飪要求，調(diào)節(jié)定時及功率(溫度)旋鈕，可以仔細閱讀說明書，加以了解?食品放入微波爐解凍或加熱，若忘記取出，如果時間超過2小時，則應丟掉不要，以免引起食物中毒?微波爐加熱的食品類型帶殼的雞蛋?帶密封包裝的食品不能直接烹調(diào)?以免爆炸?忌將肉類加熱至半熟后再用微波爐加熱:因為在半熟的食品中細菌仍會生長，第二次再用微波爐加熱時，由于時間短，不可能將細菌全殺死?冰凍肉類食品須先在微波爐中解凍，然后再加熱為熟食?忌再冷凍經(jīng)微波爐解凍過的肉類:因為肉類在微波爐中解凍后，實際上已將外面一層低溫加熱了，在此溫度下細菌是可以繁殖的，雖再冷凍可使其繁殖停止，卻不能將活菌殺死?已用微波爐解凍的肉類，如果再放入冰箱冷凍，必須加熱至全熟?忌油炸食品:因高溫油會發(fā)生飛濺導致火災?如萬一不慎引起爐內(nèi)起火時，切忌開門，而應先關閉電源，待火熄滅后再開門降溫?微波爐微波爐維護保養(yǎng)：爐內(nèi)應經(jīng)常保持清潔?在斷開電源后，使用濕布與中性洗滌劑擦拭，不要沖洗，勿讓水流入爐內(nèi)電器中?定期檢查爐門四周和門鎖，如有損壞?閉合不良，應停止使用，以防微波泄漏?不宜把臉貼近微波爐觀察窗，防止眼睛因微波輻射而受損傷?不宜長時間受到微波照射，以防引起頭暈?目眩?乏力?消瘦?脫發(fā)等癥狀，使人體受損?一、微波萃取原理

微波最早應用于通訊和軍事，是一種波長為1mm~1m的非電離的電磁波，被輻射物質的極性分子在微波電磁場中快速轉向,并定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦而引起發(fā)熱，同時可保證能量的快速傳遞和充分利用。

一、微波萃取原理

1986年，匈牙利學者GanzlerK首先提出利用微波進行萃取的方法。在微波萃取過程中，高頻電磁波穿透萃取介質，到達被萃取物料的內(nèi)部，微波能迅速轉化為熱能而使細胞內(nèi)部的溫度快速上升。當細胞內(nèi)部的壓力超過細胞的承受能力時,細胞就會破裂,有效成分即從胞內(nèi)流出，并在較低的溫度下溶解于萃取介質，再通過進一步過濾分離，即可獲得被萃取組分。

一、微波萃取原理

微波萃取指在天然藥物有效成分的提取過程中(或提取的前處理)加入微波場，利用微波場的特點來強化有效成分浸出的新型提取技術。利用吸收微波能力的差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出來，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對較差的萃取劑中。

一、微波萃取原理

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(nèi)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(nèi)而外的溫度梯度，因而僅一小部分液體與外界溫度相當。

一、微波萃取原理

普通的外加熱方式將熱量由外向內(nèi)傳遞，而微波加熱是一個內(nèi)部加熱過程，微波直接作用于內(nèi)部和外部的介質分子，使整個物料被同時加熱，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。

一、微波萃取原理

一、微波萃取原理

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(jù)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(nèi)提取出來。采用微波協(xié)助提取，可使溶劑提取過程更為有效。

一、微波萃取原理

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(shù)十億次的高速振動產(chǎn)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(nèi)實現(xiàn)分子自內(nèi)向外的遷移，這就是微波可在短時間內(nèi)達到提取目的的原因。

一、微波萃取原理

微波萃取的機理可從三個方面來分析。①微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質到達物料內(nèi)部的維管束和細胞系統(tǒng)的過程。由于吸收了微波能,細胞內(nèi)部的溫度將迅速上升,從而使細胞內(nèi)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(nèi)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(chǎn)生的電磁場，可加速被萃取組分的分子由固體內(nèi)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)。一、微波萃取原理

一、微波萃取原理

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(nèi)部擴散至固液界面的時間，結果使萃取速率提高數(shù)倍，并能降低萃取溫度，最大限度地保證萃取物的質量。

一、微波萃取原理

③由于微波頻率與分子轉動頻率相關連，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(chǎn)生瞬時極化，并以24.5億次/秒的速度作極性變換運動，從而產(chǎn)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。

一、微波萃取原理

在微波萃取中，吸收微波能力的差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(shù)、微波吸收能力相對較差的萃取溶劑中。

一、微波萃取原理

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(chǎn)生作用,并使其中的極性分子產(chǎn)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,從而成為高效提取方法。

二、微波萃取的選擇性

微波萃取的選擇性主要取決于目標物質和溶劑性質的相似性,必須根據(jù)被提取物的性質選擇極性或非極性溶劑。極性溶劑可用水、醇等，非極性溶劑可用正己烷等。但由于非極性溶劑不能吸收微波,為加速萃取過程,可在非極性溶劑中加入極性溶劑。若樣品和溶劑均不吸收微波,則微波萃取過程無法進行。

二、微波萃取的選擇性

介質吸收微波的能力主要取決于其介電常數(shù)、比熱和形狀等。極性較大的溶劑或目標組分，吸收微波的能力較強，在微波照射下能迅速升溫，沸點低的溶劑甚至出現(xiàn)過熱現(xiàn)象,極性較低者吸收微波的能力較差,而非極性的氯仿等則幾乎不吸收微波。因此,利用不同物質在介電性質上的差異也可達到選擇性萃取的目的。

二、微波萃取的選擇性

一般來說,微波萃取首先要求溶劑必須具有一定的極性,以利于吸收微波能,進行內(nèi)部加熱，其次所選溶劑對被萃取組分必須具有較強的溶解能力,溶劑的沸點及對后續(xù)測定的干擾也必須考慮。而控制萃取功率和萃取時間則是為了在選定萃取溶劑的前提下，選擇最佳萃取溫度。適宜的萃取溫度既能使被萃取組分保持原有的化合物形態(tài)，又能獲得最大的萃取效率。

二、微波萃取的選擇性

由于微波對不同的植物細胞或組織有不同的作用，胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放也存在一定的選擇性，因此在實際應用中應根據(jù)產(chǎn)物的特性及其在細胞內(nèi)所處位置的不同選擇適宜的萃取條件。

三、微波萃取的特點

傳統(tǒng)的溶劑提取存在能耗大、耗材多、耗時長、效率低、污染大等缺點。超臨界流體萃取的提取效率較高，但難以萃取極性較強的物質，且為了獲得超臨界條件，所需裝置比較復雜，設備的投資較大，建立大規(guī)模提取生產(chǎn)線存在一定的工程難度。

三、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)能，污染小。

三、微波萃取的特點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(nèi)傳遞熱量，而微波萃取是一種“體加熱”過程，即內(nèi)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。

三、微波萃取的特點

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％的時間。

三、微波萃取的特點

6.微波萃取的選擇性較好。由于微波可對萃取物質中的不同組分進行選擇性加熱，因而可使目標組分與基體直接分離開來，從而可提高萃取效率和產(chǎn)品純度。

7.微波萃取的結果不受物質含水量的影響，回收率較高。

基于以上特點，微波萃取常被譽為“綠色提取工藝”。

三、微波萃取的特點

微波萃取也存在一定的局限性。例如，微波萃取僅適用于熱穩(wěn)定性物質的提取，對于熱敏性物質，微波加熱可能使其變性或失活。又如，微波萃取要求藥材具有良好的吸水性，否則細胞難以吸收足夠的微波能而將自身擊破，產(chǎn)物也就難以釋放出來。再如，微波萃取過程中細胞因受熱而破裂，一些不希望得到的組分也會溶解于溶劑中，從而使微波萃取的選擇性差顯著降低。

四、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)過適當破碎，可以增大接觸面積，有利于萃取過程的進行。采用傳統(tǒng)方法提取時，通常不將物料破碎得很細，否則可能會增加提取物中的雜質及無效成分的含量，并增大后道過濾工序的難度；同時接近100℃的提取溫度，會使物料中的淀粉成分糊化，使提取液變得粘稠，使后道過濾工序的難度明顯增大。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

微波萃取時，常根據(jù)物料的特性將其破碎成2~10mm的顆粒，粒徑相對而言不是太細小，因而不會增大后道過濾工序的難度。同時提取溫度較低，達不到淀粉的糊化溫度，不會給過濾帶來困難。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

2.分子極性在微波場中，極性分子受微波的作用較強。若目標組分為極性分子，則比較容易擴散。在天然產(chǎn)物中，完全非極性的分子是比較少的，物質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。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

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，因此中藥行業(yè)中多采用適合于提取物的溶劑或溶劑組合進行提取，完成后合并提取液，以達到充分提取的目的。在微波萃取中，這一點同樣重要。若溶劑選用不當，則不一定能獲得理想的提取效果。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

研究表明，與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比，在微波萃取中，一次提取所需的溶劑用量可減少30%~60%。溶劑用量較大反而不利于提取，因為微波在穿透溶劑的過程中會發(fā)生衰減，溶劑越多，使得到達基體物質的微波能越少，提取效果就越差。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

微波萃取所選用的溶劑必須對微波透明或半透明，介電常數(shù)應在8~28的范圍內(nèi)。物料的含水量對微波能的吸收影響很大。若物料不含水分，則可選用部分吸收微波能的溶劑，由于溶劑浸漬物料，置于微波場進行輻射時即可同時發(fā)生提取作用。當然也可先使物料潤濕，使其具有足夠的水分，以便能有效地吸收所需的微波能。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

提取物料中若含不穩(wěn)定或揮發(fā)性成分，則宜選用對微波高度透明的溶劑如正己烷等作為提取介質。將藥材浸沒于溶劑中，在微波場的作用下，藥材中的揮發(fā)性成分因顯著自熱而急速氣化，并漲破細胞壁，沖破植物組織，從藥材中逸出。此時，包圍于藥材周圍的溶劑因沒有自熱，可捕獲、冷卻并溶解逸出的揮發(fā)性成分。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

由于非極性溶劑不能吸收微波能，因而可加入一定比例的極性溶劑，以加快提取速率。若不需要此類不穩(wěn)定或揮發(fā)性成分，則可選用對微波部分透明的萃取劑，此類萃取劑吸收部分微波能后將其轉化為熱能，可除去不需要的不穩(wěn)定或揮發(fā)性成分。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

對于水溶性成分或極性較大的成分，可用含水溶劑進行提取。用含水溶劑提取極性化合物時，微波萃取的效果比索氏提取的效果要好。而用非極性溶劑萃取非極性化合物時,微波萃取的效果要稍低于索氏提取的效果。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

用水作溶劑時,細胞內(nèi)外同時加熱,破壁的效果不會太理想,且大部分微波被溶劑所消耗,此時可先用微波處理經(jīng)浸潤后的干藥材,然后再加水或有機溶劑來提取有效成分，這樣既可節(jié)省能源，又可簡化微波提取裝置。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

4.濃度差濃度差是被提取組分擴散與傳質的前提，沒有濃度差或濃度差很小，提取過程就不能進行。傳統(tǒng)提取工藝中設法提高濃度差的種種工藝手段同樣適用于微波提取過程。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

5.溫度

在微波提取過程中，由于存在微波作用下的分子運動，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，并可降低能耗。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

微波提取有可能導致體系的溫度過度上升，為減小高溫的影響，可將微波提取過程分次進行，即先對藥材進行一段時間的微波提取，然后將體系的溫度冷卻至室溫再進行第二次微波提取，從而可最大限度地降低被提取成分因受熱而發(fā)生破壞的危險。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

應當指出的是，微波萃取在不同溫度下的提取效果是不同的。研究表明，當微波功率、溶劑、溶質及提取量均相同時，熱態(tài)比冷態(tài)的提取效果要好,這在小型提取裝置中還不太明顯,但對于工業(yè)規(guī)模的提取過程就顯得尤為突出。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

6.攪拌在傳統(tǒng)的溶劑提取過程中,動態(tài)提取的效果要優(yōu)于靜態(tài)提取的效果,這是因為動態(tài)過程可提高溶質組分由固體表面向溶劑主體擴散的速率,這一經(jīng)驗同樣適用于微波萃取。在微波萃取過程中,攪拌同樣可提高溶質組分由固體表面向溶劑主體擴散的速率,且微波可加快溶質組分在固體內(nèi)部的遷移速度,即可提高固體內(nèi)部的傳質速率，因而提取速度更快，提取效率更高。四、微波萃取的主要影響參數(shù)

綜上所述，微波提取的要點：①被提取物需經(jīng)適當粉碎；②必須存在一定的濃度差；③選用適當?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?shù)臄嚢琛?/p>

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

此外，微波功率和輻射時間對提取效率具有明顯的影響，功率越高，提取的效率越高。但如果超過一定的限度，則會使提取體系壓力升高到開容器安全閥的程度，溶液濺出，導致誤差，提取時間則與被測物樣品量、物料中含水量、溶劑體積和加熱功率有關。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

由于水可有效地吸收微波能，較干的物料需較長的輻射時間。此外，為減少高溫的影響,可分次進行微波輻射,冷卻至室溫后再進行第二次微波提取，以便在保持最高得率的前提下提取出所需的活性化合物。經(jīng)過提取的物料,可用另一種提取劑,在微波輻照下進行第二次提取，從而取得第二種提取物。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

目前已見報道的微波協(xié)助萃取劑有：甲醇、丙酮、乙酸、二氯甲烷、正己烷、苯等有機溶劑和硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無機溶劑以及己烷－丙酮、二氯甲烷－甲醇、水－甲苯等混合溶劑。其中在提取小分子量低聚物時，用二氯甲烷做萃取劑的萃取效果最好；有人認為水溶性緩沖劑也可用做萃取劑。

五、微波萃取的操作流程

微波萃取一般按以下幾個步驟進行：

(1)挑選物料，然后進行預處理：清洗、切片或混合，以便充分的吸收微波能；

(2)將物料和合適的萃取劑混合，放置于微波設備中，接受微波輻射；

(3)從萃取相中分離濾去殘渣；

(4)獲得目標產(chǎn)物。

五、微波萃取的操作流程

微波萃取工藝流程圖

六、微波萃取的方法與設備

目前報道的微波萃取方法一般有三種：常壓法、高壓法、連續(xù)流動法。而微波加熱體系有密閉式和敞開式兩類。

六、微波萃取的方法與設備

1.常壓法常壓法一般是指在敞開容器中進行微波萃取的一種方法，其設備主要有三種。第一種是直接使用普通家用微波爐或用微波爐改裝成的微波萃取設備，通過調(diào)節(jié)脈沖間斷時間的長短來調(diào)節(jié)微波輸出能量，目前國內(nèi)外大部分的研究都采用這種設備。

六、微波萃取的方法與設備

第二種是美國CEM公司和意大利的Milestone公司生產(chǎn)的適用于溶解、萃取和有機合成的微波實驗設備產(chǎn)品。國內(nèi)中科院深圳南方大恒公司和上海新科微波技術應用研究所研制的WK2000微波快速反應系統(tǒng)和MKⅢ型光纖自動控壓微波制樣系統(tǒng)屬于該類產(chǎn)品的仿制國產(chǎn)產(chǎn)品。

六、微波萃取的方法與設備

第三種是上海三元生物應用技術有限公司的MEI3L和MEI10L型實驗微波萃取器。四川大學五線電系也開發(fā)了MCL系列的微波功率連續(xù)可調(diào)型微波爐，常壓微波回流裝置如圖所示。

六、微波萃取的方法與設備

常壓微波回流裝置示意圖1.微波爐2.瓶架3.蒸餾瓶4.攪拌器5.銅管6.冷凝管7.開關8.控制面板

六、微波萃取的方法與設備

2.高壓法高壓法是使用密閉萃取罐的微波萃取法，其優(yōu)點是萃取時間短，試劑消耗少，這種方法是目前報道最多的一種方法。高壓法的裝置一般要求為帶有功率選擇，有控制溫度、壓力和時間附件的微波制樣設備。一般由聚四氟乙烯材料制成專用密閉容器作為萃取罐,它能允許微波自由通過、耐高溫高壓且不與溶劑反應。

六、微波萃取的方法與設備

圖4萃取罐結構圖

六、微波萃取的方法與設備

微波萃取罐結構組成：內(nèi)萃取腔、進液口、回流口、攪拌裝置、微波加熱腔、排料裝置、微波源、微波抑制器。

表1微波萃取罐主要技術參數(shù)名稱參數(shù)ABABABAB罐體容量0.1m30.5m31m33m3使用容量0.05～0.08m30.3～0.4m30.5～0.8m31.5～2.5m3微波功率2～4KW10～20KW30～40KW50～80KW溫度范圍20～70℃20～70℃20～70℃20～70℃萃取時間10～180min10～150min10～150min10～180min溶液性質水任意水任意水任意水任意六、微波萃取的方法與設備

六、微波萃取的方法與設備

3.連續(xù)流動法連續(xù)流動法是指萃取溶劑連續(xù)流動而樣品隨之流動或固定不動的一種微波萃取體系。目前國內(nèi)外有關連續(xù)流動法的報道很少，下面主要介紹國外學者應用的流動萃取裝置。六、微波萃取的方法與設備

六、微波萃取的方法與設備

六、微波萃取的方法與設備

七、微波萃取在中藥有效成分

提取中的應用

中藥有效成分的提取是中藥制備的首要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的提取方法會使有效成分在提取過程中造成損失，而微波萃取在中草藥有效成分的提取和濃縮方面具有可以避免長時間的高溫引起物質的分解以及對萃取過程中的傳質傳熱促進作用等特點，尤其適用于處理熱敏性組分或從天然產(chǎn)物中提取有效成分，是一種具有良好發(fā)展前景的萃取分離方法。

七、微波萃取應用

目前，微波技術應用于中藥與天然產(chǎn)物活性成分提取的報道不斷出現(xiàn)，已涉及到的天然產(chǎn)物主要有黃酮類、苷類、多糖、萜類、揮發(fā)油、生物堿、單寧、甾體及有機酸等。

七、微波萃取應用

4.1黃酮類

黃酮類成分是植物中分布較廣,幾乎大部分中草藥中都含有。近年來,微波在黃酮類物質的提取上取得了良好的效果。在提取過程中具有高效性和強選擇性等特點。

七、微波萃取應用

孫萍等人采用微波萃取技術提取覆盆子果總黃酮，大大縮短了提取時間，提高了提取效率。周謹?shù)纫运疄槿軇﹣硖崛°y杏黃酮，考察了微波功率、微波作用時間、溶劑用量及水浴浸提時間等因素對黃酮提取率的影響，結果表明：微波水提法的黃酮平均提取率要比常規(guī)法高出40％，而時間縮短了一半。

七、微波萃取應用

4.2生物堿類

范志剛等人利用微波技術萃取麻黃中的麻黃堿，用紫外分光光度法測定麻黃浸出液中麻黃堿含量，結果發(fā)現(xiàn)微波萃取方法的浸出量明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮法。

七、微波萃取應用

GanzlerK等采用微波技術從不同物質中提取生物活性成分，如從羽扇豆中微波提取鷹爪豆堿，在最佳實驗條件下，可將產(chǎn)率由傳統(tǒng)的52％±3％提高到80％±3％，且省時、省溶劑。七、微波萃取應用

4.3苷類微波對某些化合物有一定降解作用，且在短時間內(nèi)可使藥材中的酶滅活，因此在提取苷類等成分時具有更突出的優(yōu)點。

七、微波萃取應用

范志剛等人通過與超聲技術對于槐花中蕓香苷的浸出效果的比較，得出MAE應用于藥材的浸出是一種省時便捷的方法。王威等人采用微波破細胞與溶劑提取相結合的方法提取高山紅景天苷，發(fā)現(xiàn)無論是從提取時間，提取效率還是萃取后雜質分