http://www.ccare.cn/ShowArticle.asp?ArticleID=451 微波萃取，即微波辅助萃取(MAE)，是根据不同物质吸收微波能力的差异使得基体物质的 某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分 离，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中，达到提取的目的。 1、微波萃取的机理 微波是一种频率在300MHZ至300GHZ之间的电磁波，它具有波动性、高频性、热特性和 非热特性四大基本特性。常用的微波频率为2450MHZ。微波加热是利用被加热物质的极性 分子(如H2O、CH2Cl2等)在微波电磁场中快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦 而发热。传统加热法的热传递公式为：热源→器皿→样品，因而能量传递效率受到了制约 。微波加热则是能量直接作用於被加热物质，其模式为：热源→样品→器皿。空气及容器 对微波基本上不吸收和反射，这从根本上保证了能量的快速传导和充分利用。 2、微波萃取的特点 ?体现在微波的选择性，因其对极性分子的选择性加热从而对其选择性的溶出。 ?MAE大大降低了萃取时间，提高了萃取速度，传统方法需要几小时至十几小时，超声 提取法也需半小时到一小时，微波提取只需几秒到几分钟，提取速率提高了几十至几百倍 ，甚至几千倍。 ?微波萃取由於受溶剂亲和力的限制较小，可供选择的溶剂较多，同时减少了溶剂的 用量。另外，微波提取如果用於大生产，则安全可靠，无污染，属於绿色工程，生产线组 成简单，并可节省投资。 微波萃取一般适用於热稳定性的物质，对热敏性物质，微波加热易导致它们变性或失 活；要求物料有良好的吸水性，否则细胞难以吸收足够的微波能将自身击破，产物也就难 以释放出来；微波提取对组分的选择性差。 3、微波萃取的应用 微波萃取广泛用於?类、黄酮类、帖类、多糖、生物硷等成分的提取。 ?生物硷类 Ganzler等从羽扇豆种子中提取金雀花硷(斯巴丁)，与传统的振摇提取法比较，微波 法提取物中斯巴丁含量比振摇法高20%，而且速度快，溶剂消耗量也大大减少。 Brachet A等从可可叶中提取可卡因和苯甲?芽子硷，考察了提取溶剂、粒径、样品湿 度、微波功率及照射时间等参数。所得提取物与传统方法相当，但只用时30秒。 有学者研究微波技术对麻黄中麻黄硷浸出量的影响，比较了微波提取与常规煎煮方法 的优劣，结果微波法对麻黄硷的浸出量明显优於煎煮法，并且半量麻黄粗粉浸出量明显优 於全量麻黄饮片，与中医药理论「煮散减半」相符。另有学者用微波法提取黄连中的小檗 硷，以干固物和小檗硷含量测定结果为指标，比较微波和回流两种方法。干固物测定结果 显示，在单位时间内微波处理较回流提取具有明显优势；以小檗硷含量为指标，结果显示 回流提取小檗硷含量高於微波提取。 ???类 郝守祝等研究了微波技术对大黄游离??浸出量的影响，采用正交实验考察了微波输出 功率、物料粒径、浸出时间三个因素对提取率的影响，优选最佳浸出方案。以优选出的微 波浸提方案和常规煎煮法及乙醇回流法比较，结果物料粒径对??成分浸出影响极显着，功 率对浸出影响显着，时间对浸出有一定影响。微波提取法对大黄游离??的提取率明显优於 常规煎煮法，同乙醇回流法相当。 沈岚等以大黄、决明子中不同极性的??类成分为指标成分，采用正交试验设计分别考 察提取率，结果显示微波萃取法对大黄、决明子中不同极性成分提取选择性并不明显，而 同一温度条件下，根茎类中药大黄中大黄素、大黄酚、大黄素甲醚的提取率明显高於种子 类中药决明子中相同成分的提取率。 ?黄酮类 刘传斌等把微波破细胞与溶剂提取相结合的方法提取高山红景天愈伤组织中红景天? 。将药材经1分钟微波处理後，室温下水提取10分钟，可将红景天?充分提取出来，与传统 提取方法相比，前者具有时间短、不需加热、提取液中杂质少等优点。段蕊等也用此方法 提取银杏叶中的黄酮成分。用微波处理5分钟後，以70%乙醇回流提取1小时，得到提取物 中黄酮类物质的量比未用微波处理的高出18.8%，纸层析表明在使用的微波温度下，黄酮 类物质性质不发生改变。李嵘等也用该法研究了银杏黄酮?的提取工艺，同样得到较理想 的结果。此外，阎欲晓等从生姜中提取抗氧化物质，结果发现先用微波处理5分钟，黄酮 的提取率明显提高。 郭振库等对黄芩中黄芩?微波提取作了研究，用正交设计优选了最佳工艺为70%微波功 率(最大功率850瓦)下，以35%乙醇作溶剂，溶剂30倍量，压力0.15Mpa，恒压时间30秒即 可获得较好的得率，比超声法高出近10%。张梦军等用均匀设计法考察了微波提取甘草黄 酮的最佳条件为：固液比1/8，乙醇浓度78%，微波功率388瓦，提取时间1分钟。微波法提 取率(24.6mg/ml)明显优於水提法(11.4mg/ml)。 陈斌等研究微波萃取葛根异总黄酮的工艺，用77%乙醇，固液比1/14，在低於60℃条 件下，微波间歇处理3次，总黄酮浸出率达95%以上，与传统的热浸提相比，不仅产率高， 而且速度快，节能。 王绢等应用微波萃取葛根中的总黄酮、葛根素，结果表明提取效率明显提高，提取时 间明显缩短，有效成分的得率显着提高。 ?皂?类 有研究发现，用微波法提取重楼皂?，结果微波处理5分钟的效果即基本达到2小时常 规加热的效果，而且杂质少，微波提取10分钟即可认为皂?已提取完毕。 ?有机酸 郭振库等应用自行设计的具较高压力控制精度的专用微波制样系统，对金银花中有效 成分绿原酸和异绿原酸类化合物的提取条件进行了考察，并与超声波提取比较，提取率比 超声波高近2成。 郭锦堂等应用微波提取甘草酸，8分钟可得到与连续回流提取3小时相当的结果。 ?多糖类 新疆石河子大学药学院的工作者在用微波萃取多糖的研究上作了大量工作，提取的植 物包括甘草、商陆、肉苁蓉、红景天根、红景天叶、黄?、党参等。他们在MCL-3微波反应 器中，用一定量石油醚、乙醚和80%乙醇回流提取20分钟，残渣再放入微波炉中，用水提 取20分钟後测定多糖含量，结果提取率均高於传统方法，提取时间缩短了约12倍。 唐克华等用微波提取天仙果多糖，初步确认微波提取天仙果多糖宜在80℃的硷性介质 中结合微波前处理可获得较高提取率。刘依等用微波处理板蓝根，然後用水煎煮提取板蓝 根多糖，含量测定结果表明粗多糖得率达到33.062%，质量分数达75.211%，优於单独使用 水煎法。也有人用微波提取茶叶多糖，结合醇沉法制备茶多糖得率为2.52%，紫外和红外 光谱分析证实，该工艺对茶多糖制品化学结构无影响。 另外还有人用微波法提取大豆中低聚糖，得率比非微波条件有明显提高，溶出时间大为缩 短，只需6分钟。 ?挥发油 当前，已有很多国外学者开始利用微波法萃取挥发油。加拿大环境署Pare於1991年申 请了美国专利，对天然产物包括薄荷、欧芹、雪松叶和大蒜等，采用对微波透明(己烷等) 或部分透明(甲醇、二氯甲烷等)的溶剂。专利中所阐述的萃取过程及要求为：?材料是粉 碎的，被提取成分应能吸收微波射线；?材料放入对微波透明或部分透明的提取剂中；?用 一定频率的微波辐射提取；?分离提取物；?回收提取物，或者直接使用(如果不需要分离) 。提取物分析结果表明，微波法在以下方面优於传统水蒸气蒸馏法：提取率、提取物质量 、提取时间、所需费用以及操作步骤。另有国外文献报道，用微波技术萃取香薄荷、茴香 、牛膝草叶、百里香叶及鼠尾草属植物中的精油。 国内学者也较多用微波萃取挥发油，新疆石河子大学药学院鲁建江等人从藿香、魁蒿 叶、新疆党参、新疆孜然果实、红花、红景天根茎叶中用微波提得挥发油，结果均比水蒸 气蒸馏提取率高且用时短。 另外尚有香叶天竺葵和山苍子挥发油微波萃取的报道。 ?其他 目前，微波萃取技术除应用於以上主要成分之外，对另外一些成分，如甾体、?类化 合物、植物油、香料、色素等的提取也有报道。如：用此法从棉籽中提取棉酚、从豆类中 提取蚕豆嘧啶葡萄糖?、金雀花硷等天然化合物,提取效率大大高於索氏提取法和超声法, 而且消耗溶剂少、时间短。韩伟等用微波辅助萃取法,研究提取青蒿素与传统提取法相比, 提取率有明显地提高。 -- 孤独是卓越心灵的命运 --

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