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1、專題二專題二 超聲、微波提取技術(shù)超聲、微波提取技術(shù)一、超聲提取技術(shù)（一）概述1、什么是超聲波？指頻率高于20kHz、人的聽覺閾以外的聲波。2、歷史和現(xiàn)狀 1830年，Savart首次用大齒輪產(chǎn)生了超聲波。目前超聲提取在中藥制劑質(zhì)量檢測中已廣泛使用。在中藥材有效成分的提取工藝中的應(yīng)用，日益受到關(guān)注。3、超聲提取概念超聲提取概念超聲提取是利用超聲波具有的機械效應(yīng)、空化效應(yīng)及熱效應(yīng)，通過增大介質(zhì)分子的運動速度，增大介質(zhì)的穿透力以提取中藥有效成分的方法。4、提取原理1）機械效應(yīng)：超聲波在介質(zhì)中的傳播可以使介質(zhì)質(zhì)點在其傳播空間內(nèi)產(chǎn)振動，從而強化介質(zhì)的擴散、傳質(zhì)。2）空化效應(yīng)：介質(zhì)內(nèi)都或多或少地溶解了一些
2、微氣泡，氣泡在超聲波的作用下產(chǎn)生振動，當(dāng)聲壓達到一定值時，氣泡由于定向擴散而增大，形成共振腔，然后突然閉合，這就是超聲波的空化效應(yīng)。增大的氣泡在閉合時會在其周圍產(chǎn)生高達幾千個大氣壓的壓力，形成微激波，它可造成植物細(xì)胞壁及整個生物體的破裂，而且整個破裂過程在瞬間完成，有利于有效成分的溶出。3)熱效應(yīng)：超聲波在介質(zhì)中傳播過程是一個能量的傳播和擴散過程，即超聲波在介質(zhì)傳播過程中，其聲能可以不斷被介質(zhì)的質(zhì)點吸收，介質(zhì)將所吸收能量的全部或大部分轉(zhuǎn)變成熱能，從而使介質(zhì)本身和藥材組織溫度的升高，增大了藥物有效成分的溶解度。（瞬時性）5、提取特點1）提取不需加熱；2）提高了藥物有效成分提取率；3）溶劑用量少；
3、4）超聲提取是物理過程，不影響大多數(shù)藥物有效成分的生理活性（二）在中藥提取方面的應(yīng)用1、植物中苷類成分2、生物堿類成分3、蒽醌類成分（大黃）4、多糖類成分（金針菇多糖）5、皂苷類成分（西洋參總皂苷）6、有機酸提取7、其他物質(zhì)（如 海藻類成分提?。ㄈ┯绊懸蛩?、時間對提取效果的影響（10100min）快，但不單調(diào)2、超聲頻率對提取效果的影響不單調(diào)3、溫度對提取效果的影響不單調(diào)4、藥材組織結(jié)構(gòu)對提取效果的影響5、超聲波的凝聚機制對提取效果的影響（四）超聲提取對中藥有效成分性質(zhì)的影響型號型號HF-500BHF-500B提取方式提取方式超聲動態(tài)外循環(huán)提取超聲動態(tài)外循環(huán)提取有效容積（有效容積（L L
4、）500500攪拌電機功率（攪拌電機功率（W W）500500超聲頻率超聲頻率20KHz20KHz頻率自動跟蹤頻率自動跟蹤超聲功率（超聲功率（W W）48004800最大加熱功率（最大加熱功率（W W）50005000外循環(huán)攪拌速度（外循環(huán)攪拌速度（rpmrpm）0-15000-1500集成數(shù)顯無級調(diào)速集成數(shù)顯無級調(diào)速可控溫度可控溫度室溫室溫-60-60材質(zhì)材質(zhì)SUS304SUS304不銹鋼不銹鋼+A3+A3鋼（噴塑防銹處理）鋼（噴塑防銹處理）適用介質(zhì)適用介質(zhì)揮發(fā)性或非揮發(fā)性揮發(fā)性或非揮發(fā)性用途用途中試或小批量生產(chǎn)中試或小批量生產(chǎn)處理能力（處理能力（kg/hrkg/hr）70.0-150.07
5、0.0-150.0主體外形尺寸（主體外形尺寸（L L*W W*H H）12001200*960960*22002200控制外形尺寸（控制外形尺寸（L L*W W*H H）750750*500500*14001400（五）超聲提取存在的問題超聲主要應(yīng)用在單味藥的提取上，但中藥的一大特點就是復(fù)方的配伍使用。對于一個含有多種成分的中藥復(fù)方來說，應(yīng)用單一頻率可能達不到很好的提取效率?？烧{(diào)頻超聲技術(shù)在中藥復(fù)方的提取中將有一定的潛力。二、微波提取技術(shù)（一）概述1、什么是微波（microwave,MW）？微波又稱超高頻率電磁波，是波長在10.001m、頻率在300MHz-300GHz的電磁波。2、歷史回顧2
6、0世紀(jì)30年代，微波僅用于防空雷達；1947年美國雷聲公司制出第一臺微波爐，稱為雷達爐。3、與其他波段相比，微波具有下列獨特的性質(zhì)1）似光特性2）穿透特性（反射性、穿透性、吸收性）3）熱特性（加熱方式無溫度梯度，加熱均勻，熱轉(zhuǎn)換效率高）4）非熱特性（生物效應(yīng)）微生物體內(nèi)的水分在微波交變電磁場的作用下引起強烈的極性振蕩，導(dǎo)致電容性細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破裂、或者分子間氫鍵松弛等，使得組成生物體的最基本單元細(xì)胞的生存環(huán)境遭到嚴(yán)重破壞，以致細(xì)胞死亡。（改變了醫(yī)藥食品等領(lǐng)域傳統(tǒng)的高溫消毒、滅菌方式，實現(xiàn)了低溫滅菌）。（二）微波技術(shù)在中藥提取工藝中的應(yīng)用1、微波提取的原理及其特點微波提?。∕icrowave-Ass
7、isted Extraction,MAE)原理：“介電加熱”，“離子傳導(dǎo)”特點：簡便、快速、高效、加熱均勻的優(yōu)點。但不使用于熱敏性成分的提取。2、微波提取設(shè)備工業(yè)微波設(shè)備應(yīng)具備的條件：微波發(fā)射功率足夠大，具有溫控附件；結(jié)構(gòu)合理；微波泄漏符合要求（距離5cm處，漏場強度小于5mW/m2）溶劑物料混合器回 收 溶劑MAP處理釜微波發(fā)生器離心蒸餾目標(biāo)物延伸產(chǎn)品MAP（Microwave-Assisted Extraction Process)基本流程WT3-10升微波動態(tài)提取設(shè)備主機 應(yīng)用在微波萃取和微波化學(xué)液態(tài)實驗過程中，實驗者可以方便地、直接地、毫無障礙地觀察物料變化，添加物料或溶劑，并隨機提取
8、樣品，測量溫度，攪拌物料，適用于各種物料的實驗。微波逆流提取器由投料斗、旋轉(zhuǎn)式提取筒、出渣螺旋輸送器組成用于天然中草藥的有效成分和色素等提取 微波動態(tài)提取設(shè)備主機微波多功能提取罐3、微波提取技術(shù)在中藥生產(chǎn)中的應(yīng)用1）揮發(fā)油的提取2）多糖的提?。ɡ喊逅{根多糖提取率由0.81%提高到3.47%，反應(yīng)時間縮短了12倍）3）生物堿的提取4）萃取辣椒中的辣椒素4、微波技術(shù)用于中藥有效成分提取研究的評價及存在的問題1）微波對不同植物細(xì)胞或組織有不同的作用，細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放也有一定的選擇性；2）僅適用于熱穩(wěn)定的產(chǎn)物；3）被處理的物料須具有良好的吸水性；4）有效成分提高，但對藥物療效有無影響，尚需進一步研究5）該技術(shù)在中藥中的應(yīng)用，大多還是在實驗室中進行。
專題二 超聲、微波提取技術(shù)
