第三章-超声及微波辅助萃取分离工程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,超声波、微波辅助萃取分离工程,第三章,超声波是指频率为2O千赫-5O兆赫的电磁波，它是一种机械波，需要能量载体(介质)来进行传播。超声波在工业应用方面，可以进行清洗、干燥、杀菌、雾化及无损检测等，是一种非常成熟且广泛应用的技术。,超声提取技术是近年来应用在中草药有效成分提取分离方面的一种最新的较为成熟的手段。研究表明，利用超声波产生的强烈振动、高加速度、强烈空化效应、热效应、搅拌作用等，都可以加速药物有效成分进入溶剂，从而提高提取效率，缩短提取时间，节约溶剂，并且免去了高温对提取成分的破坏。,微波萃取技术是利用微波的热效应对样品及其有机溶剂进行加热，从而将目标组分从样品基体中分离出来的一种新型高效分离技术。与传统萃取技术相比，微波萃取技术具有许多独特的优点，被誉为“绿色萃取技术”，并已成为实现中药现代化的主要关键技术之一。,1,(1)超声辅助萃取的基本原理,(2)超声提取的特点,(3)超声辅助分离工程的分类,(4)超声分离过程的设备及操作,(5)影响中药超声提取分离的因素,3.1 超声辅助萃取工程,Ultrasound-Assisted Extraction UAE,2,超声辅助萃取的基本原理,1.1 原理,(1)空化效应,超声提取最主要的机理是超声波产生的空化效应。超声空化是指液体中的微小泡核在超声波的作用下被激活,表现为泡核振荡、生长、收缩乃至崩毁等一系列动力学过程。泡核在瞬间空化崩毁时可形成高达5000K以上的局部热点,压力可达数十乃至上百兆帕,随着高压的释放,将在液体中形成强大的冲击波(均相)或高速射流(非均相)。在提取过程中,这种强大的冲击波能够有效地减少、消除溶剂与水相之间的阻滞层,从而加大传质效率。同时,冲击波和高速射流对动植物细胞组织产生一种强大的物理剪切力,使之变形、破裂,并释放出内含物,这大大加速了提取过程。,3,超声辅助萃取的基本原理,1.1 原理,(4)其他效应,另外,超声波的许多次级效应,如溶化、扩散、击碎、化学效应、生物效应、凝聚效应等,也能加速中草药有效成分在溶剂中的扩散释放,促进中草药有效成分与溶剂混合,有利于提取。,6,固-液萃取,液-液萃取,超声强化结晶,超声凝聚,超声强化过滤和脱水,声强强化吸附与解析,超声辅助分离工程的种类,7,超声辅助提取的特点,1提取效率高。超声波独具的物理特性能促使植物细胞组织破壁或变形，使中药有效成分提取更充分，提取率比传统工艺显著提高达50-500.,2提取时间短。超声波强化中药提取通常在2O-4O分钟即可获得最佳提取率，提取时间较传统方法大大缩短2/3以上，药材原材料处理量大；,3不需高温，能耗低。超声提取中药材的最佳温度在40-60，对遇热不稳定、易水解或氧化的药材中有效成分具有保护作用，同时大大节约能耗.,8,超声辅助提取的特点,4 适应性广。超声提取中药材不受成分极性、分子量大小的限制，适用于绝大多数种类中药材和各类成分的提取;,5提取药液杂质少，有效成分易于分离、纯化;,6提取工艺运行成本低，综合经济效益显著;,7操作简单易行，设备维护、保养方便。,9,超声分离工程的设备及操作,HF-100-500“隆达”循环超声提取机,型号,HF-100B,HF-200B,HF-500B,有效容积(L),100,200,500,超声功率(W),200-3000,300-3600,300-5400,最大功率(W),4500,5300,6100,可控温度,室温-55,室温-55,室温-55,搅拌速度(rpm),0-2000,0-2000,0-2000,材料,不锈钢,不锈钢,不锈钢,处理能力A(kg/hr),16.0-40.0,30.0-75.0,76.0-190.0,能耗B(kwh/kg),0.12-0.20,0.10-0.15,0.07-0.14,主体尺寸LWH(mm),9606501850,10607502000,12609602200,控制尺寸LWH(mm),5005001350,5005001350,5005001450,10,超声分离工程的设备及操作,效率高,采用机械搅拌和超声循环强化提取,提取时间短（常规方法的几十分之一）,工作效率高。以从青蒿（黄花蒿）提取青蒿素（一种特效的疟疾治疗药物和抗肿瘤药物等）为例，常用的提取方法提取时间在24小时至48小时，而在相同的条件下，采用循环超声提取机提取时间仅为0.5小时。50升装置的物料处理能力相当于2.4立方（2400升）常规提取罐。,提取能耗低,小功率超声波即可破碎提取大量物料，一般均在室温下提取，无须大功率搅拌和耗费大量加热能源。单位物料处理量能耗较常规提取方法降低50%以上。,11,超声分离工程的设备及操作,由于提取温度低，最大限度保持了物料中原有的各种有效成份（特别是各种热敏性成份等），可达到提高药效、减少用量的目的。同时，由于提取时间短使提取产品中其它无用的杂组份含量减少,提高了提取产品品质，而且为后续分离纯化过程奠定了良好基础，可显著降低单一组份等其它高端产品的生产成本。,目标提取物提取得率高,由于采用超声破碎提取技术，使药材中的有效成分得以充分释出，从而使目标提取物的提取率提高。以从青蒿中提取青蒿素为例，可以提高25%以上。,12,超声分离工程的设备及操作,管道式超声波提取成套设备,连续化管道式超声波提取成套设备，是一套先进的机电一体化成套设备，其主体是管道式超声波提取机，配备药材输送、温度调控、料液调控、药渣处理、药液处理、WIP在线清洗、集中电气操作控制等辅助系统构成。超声提取管段解决了超声波提取工业化应用的技术难题，,13,1、超声参数的选择,超声波频率,超声波强度,超声时间,溶剂浸渍时间,2、溶剂选择,影响中药超声提取分离的因素,14,超声提取技术在中药及天然产物提取中的应用,1、多糖类成分,最近的研究表明，多糖具有抗肿瘤、抗病毒和降血糖等功效。植物多糖通常采用热水回流或浸提方法提取，需要较长时间和较多的能耗。Zdena Hromddkovd等比较了用传统方法和超声提取法提取玉米芯中的水溶性木聚糖，发现用NaOH溶液作为提取溶剂，用超声提取法可在较短时间内、较低的碱质量浓度和提取温度下获得较高的提取效率，并且超声法获得的木聚糖的生物活性要高于常规方法。,15,超声提取技术在中药及天然产物提取中的应用,2、黄酮类成分,黄酮类化合物具有降压、降血脂和抑制血小板聚集等功效，广泛存在于天然产物中。黄酮类化合物的传统提取方法主要有水煎煮法、浸渍法和碱提酸沉法，缺点是费时、费工，且收率较低。,Mauricio A Rostagno等用超声法提取大豆异黄酮，发现用体积分数50%的乙醇做溶剂，在60下提取20 min便可获得最佳的提取效率，且高于常规的提取方法。,16,超声提取技术在中药及天然产物提取中的应用,3、皂苷类成分,皂苷是存在于植物中的一类结构较复杂的苷类化合物，常用水加热提取或用有机溶剂浸渍提取，耗时长，提取效率低。,Jianyong wu等用超声提取技术提取人参皂苷，比常规提取方法快3倍，提取效率高，更易于纯化，并且由于其提取温度低，所得的人参皂苷的活性也较常规方法高。,17,超声提取技术在中药及天然产物提取中的应用,4、生物碱类成分,生物碱是一类来源于植物的碱性含氮有机化合物，它通常是具有复杂结构的杂环化合物，是中草药中重要的有效成分之一。常规的提取方法时间长，效率低。,Yuegang Zuo等 提取药物配方中的烟碱，发现用超声提取法提取不到20min就可获得常规冷浸法24h的提取效率，并且溶剂用量只有常规方法的16。,18,超声提取技术在中药及天然产物提取中的应用,5、萜类和挥发油,萜类化合物是一类具有广泛生物活性的天然药物有效成分，而植物中的挥发油大多富含萜和倍半萜类化合物。挥发油的沸点较低，其传统提取工艺是水蒸气蒸馏法，但该法存在提取温度高、提取时间长、易破坏有效成分的缺陷，导致提取收率较低。,Athanasios C Kimbaris等同时用水蒸馏提取法、微波辅助水蒸馏提取法和超声提取法提取大蒜中的挥发油，比较发现3种方法所得的挥发油的得率和性质不尽相同，但超声提取法可减少对热敏性化合物的破坏，并且实验操作简单，具有工业化生产的价值。,19,超声提取技术在中药及天然产物提取中的应用,6、有机酸类成分,有机酸是一类含羧基的化合物(不包括氨基酸)，广泛分布在中草药中，是很多中药的活性成分。,Hui Li等用超声提取法提取新鲜杜仲叶中的绿原酸，发现最佳条件为体积分数7O 的甲醇溶液，料液比1:2O，提取时间30min，提取3次，用该条件提取新鲜的杜仲叶、新鲜的杜仲皮、杜仲皮饮片和其它4种中药中的绿原酸，得率均高于传统提取方法。,20,超声提取技术在中药及天然产物提取中的应用,7、蛋白质、酶类成分,传统的碱提法提取蛋白质和酶效率低、纯度低，而且耗时，生产成本高；而酶法虽然可以提高提取效率，但是酶易失活，价格昂贵，故生产过程难以控制，生产成本高。,Furuki Takao等 人利用超声波对细胞壁的破碎能力提取大肠杆菌中的苹果酸酶，发现对于100 mL 的大肠杆菌样品，超声处理20 min就可获得最高的提取效率，优于常规方法。,21,8、油脂类成分,目前，工业生产多采用浸渍法和冷榨法提取油脂，浸渍法提取时间长，溶剂挥发损失较多，成本增加，且提取率低；冷榨法产率低，精制工艺繁琐，油品色泽不理想。,J L Leque-Garcia等用超声辅助索氏提取向日葵、油菜和大豆等种子中的油脂，可以大大减少索氏提取的时问，提取相同数量的油脂，用超声辅助索氏提取，可以节约一半以上的时间，并且提取的油脂的性质与常规方法相同。,22,超声提取技术展望,1、,超声提取过程基础理论的深化研究,目前，虽然国内外工作者在这方面做了不少工作，并提出了一些超声提取的机理，但是超声提取是多种效应共同作用的结果，再加上目标提取物和提取溶剂结构的影响，在提取机理方面还有很多工作要做，以期建立完善的超声提取过程的动力学模型，从而为超声提取过程的设计和优化提供理论依据。,23,2、超声提取过程的强化研究,由于超声提取的机理尚未完全解释清楚，一些未知的因素也会影响超声提取的效率，如采用复频共振方式，比单一频率提取效率大大提高，此外，占空比对超声提取效率及提取物的纯度也有一定的影响。为进一步提高提取效率，也可考虑将超声提取技术与微波提取技术联用。,24,3、超声提取实验设备的改进及工业化设备的研究与应用,目前超声提取实验设备都是通过水将超声波间接作用于样品，为提高超声波作用效率，可进一步开发能满足复频、占空比等研究需要的实验设备。今后还应进一步加强对超声提取工业化设备的研究，解决相关的工程技术问题，以促进超声提取技术在制药工业中的应用。,25,(1)微波辅助萃取的基本原理,(2)微波辅助萃取的特点,(3)微波辅助萃取的操作及步骤,(4)影响中药微波辅助萃取分离的因素,3.2 微波辅助萃取分离工程,Microwave-Assisted Extraction MAE,26,微波萃取,微 波,金属,水分,27,微波萃取,28,29,微波辅助萃取的基本原理,1.1 原理,微波是波长1mm-1m、频率300-300000MHz的电磁波。,MAE的原理涉及两方面：,一是微波辐射能穿透提取介质，到达物料内部，使基质内部温度迅速上升，增大了被分离物质在介质中的溶解度；,二是微波所产生的电磁场加速了被萃取成分向溶剂的扩散。,微波加热是材料在电磁场中由介质损耗而引起的“体加热”或“内加热”。,微波加热是通过空间或媒质以电磁波形式将微波电磁能转变成热能，其机理包括离子传导机理和偶极子转动机理，物质的加热过程与物质内部分子的极化有着密切的关系.,30,MAE机理是复杂的，它与目标物和基质特性有关，目前还没有统一完整的理论。1991年Pare等提出了微波辅助提取天然产品成分的机理假设：微波射线自由透过对微波透明的溶剂，到达植物物料的内部维管束和腺细胞内，细胞内温度突然升高，连续的高温使其内部压力超过细胞壁膨胀的能力，致细胞破裂，细胞内的物质自由流出传递至周围的溶剂中被溶解。李核等的研究结果也证实了这一机理。,(1)微波辅助萃取的基本原理,31,Eskilsson等根据微波的频率与分子转动频率的关联性阐述了MAE机理，认为物质的介电常数、比热、形状及含水量的不同，各物质吸收微波能的能力不同，其产生的热能及传递给周围环境的热能也不同，这种差异使萃取体系中的某些组分或基体物质的某些区域被选择性加热，从而使被萃取物质从基体或体系中分离出来，进入介电常数小、微波吸收能力差的萃取剂中。,不同种类的物质在不同微波条件下其耗散因子(tan,=介电损耗物质的介电常数)的变化规律不同，通过控制微波辐射频率和功率改变tan，可使某种萃取组分微波吸收达到最大，从而实现提高萃取速率和选择性的目的。,范华均等的研究结果也表明微波对中药材的作用与其结构有关，作用效果有别。对于鳞茎基质坚韧、富有弹性的石蒜，和木质基质致密、脆硬的虎杖，其影响程度有较大差异，它们在MAE提取过程中所表现的提取行为和动力学过程特征，分别符合扩散传质机制和细胞破壁机制。,32,(2)微波辅助萃取的特点,微波具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大特点，这决定了微波萃取具有以下特点。,试剂用量少、节能、污染小。,(2),加热均匀，且热效率较高。,传统热萃取是以热传导、热辐射等方式自外向内传递热量，而微波萃取是一种“体加热”过程，即内外同时加热，因而加热均匀，热效率较高。微波萃取时没有高温热源，因而可消除温度梯度，且加热速度快，物料的受热时间短，因而有利于热敏性物质的萃取。,33,(2)微波辅助萃取的特点,(3)微波萃取不存在热惯性，因而过程易于控制。,(4)微波萃取无需干燥等预处理，简化了工艺，减少了投资。,(5)微波萃取的处理批量较大，萃取效率高、省时。与传统的溶剂提取法相比，可节省50-90的时间。,34,(6)微波萃取的选择性较好。由于微波可对萃取物质中的不同组分进行选择性加热，因而可使目标组分与基体直接分离开来，从而可提高萃取效率和产品纯度。,(7)微波萃取的结果不受物质含水量的影响，回收率较高。,35,基于以上特点，微波萃取常被誉为“绿色提取工艺”。,当然，微波萃取也存在一定的局限性。,(1)微波萃取仅适用于热稳定性物质的提取，对于热敏性物质，微波加热可能使其变性或失活。,(2)微波萃取要求药材具有良好的吸水性，否则细胞难以吸收足够的微波能而将自身击破，产物也就难以释放出来。,(3)微波萃取过程中细胞因受热而破裂，一些不希望得到的组分也会溶解于溶剂中，从而使微波萃取的选择性显著降低。,36,(3)微波辅助萃取的操作及步骤,MAE技术的发展和应用，关键在于其装置本身的发展和完善。根据萃取罐的类型，MAE装置可分为,密闭式,和,开罐式,两类。,国外已商品化密闭式微波辅助萃取仪器主要有美国CEM公司的MARS系列、MDS系列、MES-lO00。,图为CEM公司制造的一种密闭式微波辅助萃取装置，该装置可自动调节温度、压力，实现温-压可控萃取。在密闭式装置中，最大压力可达600-1000kPa，溶剂沸点也相应提高，有利于有效成分的萃取，且不易损失。,37,国产商品化密闭式微波辅助萃取仪器有上海新仪公司的MDS系列、北京美诚公司的WR系列和北京雷明公司的MSP-100D等。另外，一些研究者根据实验室研究的需要，将普通家用微波炉改造成密闭式微波辅助萃取装置，如孟庆华等将实验室普通微波炉和蠕动泵等设备与PROG-110可编程微控制器联用，研制出循环微波萃取装置而用于银杏叶中总黄酮的萃取及指纹图谱研究。,38,(3)微波辅助萃取的操作及步骤,商品化开罐式聚焦微波辅助萃取装置与密闭微波辅助萃取装置基本相似，只是其微波是通过波导管聚焦在萃取系统(样品)上，因此，又称为聚焦式微波辅助萃取(FMAE)装置。萃取罐与大气连通，压力恒定，只能实现温度控制。,与密闭式微波辅助萃取装置相比。该装置有以下优点：在常压下操作更安全，尤其在使用有机溶剂时；萃取罐可使用多种材料，如硼化玻璃、石英玻璃、PTFE等；聚焦方式提高了微波能利用的有效性，节省能源。,39,目前国外商品化的FMAE仪器主要有美国CEM公司的STAR系列，以及意大利Milestone公司的Ethos MOD系列。国内有上海新仪公司的MAS-I、上海屹尧公司的WF-4000C和南京三乐公司的WCD系列等。此外，Lucchesi等 提出了一种无溶剂微波萃取装置，用于萃取各种香料的精油。,40,(4)影响中药微波辅助萃取分离的因素,萃取溶剂种类及其体积、萃取温度、萃取时间、萃取压力、微波功率、药材含水量及其物理结构等都影响萃取效果。,萃取溶剂：,相似相溶、共存组分少。,因此，根据被提取物的性质选择极性或非极性溶剂。,微波加热的特性表明，溶剂必须具有一定的极性才能吸收微波进行内部加热，通常选用极性较强的溶剂，或极性、非极性溶剂的混合液。,溶剂的体积也影响MAE提取的效果，主要表现在影响固相和液相之间的浓度差，即传质推动力。在提取过程中，溶剂必须浸没全部样品，过多或过少都不利，一般每1g样品用溶剂10-30mL,41,萃取温度：,不同物质的最佳萃取温度不同。在微波密闭容器中，由于内部压力可达到1MPa以上，因此，溶剂沸点比常压下提高很多，用微波辅助提取可以达到常压下使用同样溶剂所达不到的提取温度，既提高了提取效率，待测提取物又不至于分解。,随着温度的升高，溶剂的表面张力和黏性都会有所降低，溶剂的渗透力和对样品的溶解力增加，提取效率提高。对于一些在高温下易降解的活性成分，可采用真空微波辅助提取技术在较低温度下进行提取。,一般加热1-2min即可达到要求的提取温度。,42,萃取时间：,萃取时间与被测物样品质量、溶剂体积和加热功率有关。与传统提取方法相比，MAE耗时短，一般10-15 min。,微波剂量：,微波剂量是每次微波连续辐射时间。微波连续辐射时间不能太长，否则会使系统的温度升得很高，溶剂剧烈沸腾，造成溶剂大量损失，还会带走已溶解入溶剂中的部分溶质，影响提取率。,目前，MAE常采用非脉冲微波连续加热技术，微波剂量可按照设定的萃取温度而自动变频控制。,43,物料含水量,介质吸收微波的能力主要取决于其介电常数、介质损失因子、比热和形状等。,利用不同物质介电性质的差异，也可以达到选择性提取的目的。,水是吸收微波最好的介质，任何含水的非金属物质或各种生物体都能吸收微波。基质中的微量水可有效吸收微波能，促使细胞壁的溶胀破裂，有利于有效成分的溶出，提高提取效率。,44,样品基体,样品基体结构、样品成分、粒径等对提取效率有重要影响。,样品结构的疏密影响溶剂的扩散和有效成分的溶出；,样品成分影响微波辅助提取的选择性；,样品粒径也明显影响中药中有效成分的提取，粒径太大或太小都不利，尤其是对黏度较大的溶剂。,45,微波萃取技术在中药有效成分提取中的应用,黄酮类物质的提取,黄酮类成分具有降压、降血脂和抑制血小板聚集等功能，在大部分中药中均存在。,黄酮类化合物的传统提取方法主要有水煎煮法、浸提法或索氏提取法，但费时费力且收率较低。,微波萃取在黄酮类物质的提取上具有良好的效果，在提取过程中具有,反应高效性,和,强选择性,等特点。,46,微波萃取技术在中药有效成分提取中的应用,黄酮类物质的提取,刘忠英等采用常压回流微波提取法提取,刺五加叶,中的总黄酮，结果表明提取率可达,48.2mg/g,，远高于索氏提取法的,34.7mg/g,，而提取时间却由索氏提取法的12h缩短至14min。,刘志勇等采用微波提取法萃取,荆芥,中的总黄酮，结果表明提取时间可由常规法的2h缩短至20min，且提取液中的总黄酮含量可由常规法的0.71 提高至1.11%。,周谨等以水为溶剂提取,银杏,黄酮，结果表明微波水提法的黄酮平均提取率为60.5%，比常规法提高40%，而提取时间为1h,比常规法缩短了50%。,47,多酚类化合物是非常重要的活性成分，如虎杖中的白藜芦醇和大黄素。,李核等用MAE技术萃取,虎杖,中白藜芦醇，在优化的萃取条件下，可以有效地萃取出白藜芦醇。若以离子液体水溶液为溶剂，在优化的微波辅助萃取条件下，虎杖中自藜芦醇的萃取率可达92.8。,Chen等用动态微波辅助萃取技术提取了,红花中,的红花黄色素，在优化的萃取条件下，其萃取率达11.35；而浸提萃取的萃取率只有7.6l。,对于大黄素的提取，MAE技术明显优于常规水提法及乙醇回流提取法。对比室温浸提、索氏抽提和超声波提取，用MAE技术可以有效地萃取出诺丽根中的蒽醌类化合物，且萃取液与索氏提取液的抗氧化活性相当，6O萃取15min，其回收率达95.910.72，优于其他提取技术。,多酚类,48,刘覃等利用微波萃取技术从,龙葵,中提取总生物碱，结果表明提取时间可由回流提取法的4h缩短至8mins，产率则由8.40,g/g增加至10.77g/g。,范志刚等利用微波萃取技术从,麻黄,中提取麻黄碱，结果表明提取率可由常规煎煮法的0.183提高至0.485。,查圣华等利用微波萃取技术从,千层塔,中提取石杉碱甲和石杉碱乙，结果表明提取时间可由传统回流提取法的2h缩短至90s，而石杉碱甲和石杉碱乙的回收率分别达到94.3 和93.6，比传统回流提取法高出10以上。,生物碱的提取,49,微波对某些化合物具有一定的降解作用，且在短时间内可使药材中的酶灭活，因而用于提取苷类等成分时具有更突出的优点。,郭振库等研究了,黄芩,中的黄芩苷微波提取工艺，并与超声提取法进行了对比，结果表明微波提取法具有提取时间短、工艺稳定等特点，提取率可达13.12。,黎海彬对微波辅助水提取,罗汉果皂苷,的工艺进行了研究，结果表明该工艺的罗汉果皂苷平均提取率可达70.5，比常规水提法高出45，且提取时间可缩短50。,龚盛昭等利用微波萃取技术提取,黄芪,皂苷，结果表明提取时间可由直接加热法的3 h缩短至8 min,而皂苷产率则由1.65增加至2.42。,苷类物质的提取,50,MAE在中药材的多糖提取中被证实可明显提高提取率。,龚盛昭等用MAE技术提取,当归,中的多糖，在优化的条件下，当归多糖的产率为15.2，质量分数91.6，比用直接加热萃取法的萃取时问短，溶剂用量少，当归多糖产率高。,橘皮,用微波加酸液提取,果胶,，与传统法相比，时问缩短1/3左右，酒精用量节约2/3，耗能低，在色泽、溶解性、黏度等方面更佳。,用微波提取,茶叶,多糖，该工艺对茶多糖制品化学结构无影响。,而枸杞、麦冬、党参、玉竹、茯苓、五味子、女贞子等中药材中多糖的提取实验表明，虽然MAE的提取速度比水煎法快，但微波作用会使部分,多糖分解,，因此在选择MAE技术提取多糖类化合物时，萃取过程中可能产生的降解作用是需要考虑的。,多糖类,51,将剪碎的薄荷叶放入盛有正己烷的玻璃烧杯中，经微波短时间处理后，薄荷油释放到正己烷中，与传统的乙醇浸提相比，微波处理得到的薄荷油几乎不含叶绿素和薄荷酮。20S的微波诱导提取与2h的水蒸气蒸馏或6h的索氏提取相当，且提取产物的质量优于传统方法。,Chen等以正己烷-乙醇提取,迷迭香,及,薄荷叶,中的挥发油为研究体系，系统研究了微波场中的温度分布，考察了物料量、微波功率、照射时间等对微波提取的影响，并研究了MAE提取挥发油的动力学过程。,挥发油,52,MAE技术应用于植物皂苷提取的报道较多，但微波对某些皂苷类化合物有一定降解作用。考虑到微波加热快、时间短，可能比一般传统提取方法破坏作用小，而且微波可以在较短的时间内使降解酶失活，因此，微波在中药皂苷提取中更突显其优势。,微波水提长叶,斑鸠菊叶,V.esculent a Hemsl,中的环烯醚萜苷时，只需在328W下加热1-2min，环烯醚萜苷的得率就与热水浸提1h相当。,龚盛昭等用MAE技术提取,黄芪,中的皂苷，对比直接加热萃取，皂苷的产率较高，溶剂用量少，提取时问缩短为直接加热萃取的1/20左右。,皂苷类,53,Incorvia Mattina等在用MAE法提取,红豆杉,中紫杉醇时，通过与传统的甲醇浸提法对比，在MAE条件下，用体积分数为95的乙醇能够得到与传统纯甲醇提取法相同的得率，在保持相同质量、数量及溶剂回收率的前提下，大大缩短了提取时间，减少了溶剂消耗。,微波提取,丹参,中的丹参酮操作简便、快速。在适宜条件下，以体积分数为95的乙醇为溶剂，微波连续辐照2min，液固比10/1(mL/g)，3种丹参酮的得率等于或超过传统提取方法，避免了丹参酮类长时间处于高温下造成的不稳定、易分解的缺点。而同样的提取率，室温浸提、加热回流、超声提取和索氏抽提所需的时间分别为24h、45min、75min和90min。,萜类,54,用MAE萃取有机酸在国外研究比较多。,Pan等用MAE技术提取,甘草,中的甘草酸，与加热回流、索氏提取法、室温提取法、超声提取法等传统方法相比，只需4-5 min就可达到传统萃取法的回收率，具有快速高效，节省时间、溶剂和能源等优点，是一种适于从甘草中快速提取甘草酸的新方法。,王巧娥等以体积分数为0.5的氨水为提取溶媒，微波萃取54min与索氏提取4 h、室温冷浸44.3 h的甘草酸得率相当。,郭振库等从,金银花,中提取有效成分绿原酸类，在MAE提取和超声波提取方法的最佳提取条件下，MAE法的提取率和重复性均好于超声波法，且时间短。,有机酸,55,微波辅助萃取技术展望,MAE技术已被列为我国二十一世纪食品加工和中药制药现代化推广技术之一，它已经用于多项中药的提取生产中。尽管MAE技术比其他一些新提取技术有诸多优点，并得到了一定的应用，但在分离提取中药有效成分方面，MAE技术在很多方面还需要不断发展和完善。,一方面，实现MAE技术与其他分离分析仪器的在线实时联用，提取并分析中药有效成分，将能更好地实现中药现代化；,另一方面，利用微波辅助提取的优势，结合其他分离技术，如精馏纯化有效成分，可以实现新的分离分析技术。,在现有的微波提取系统中，微波快速加热会产生瞬间高温，可能会导致某些热敏性成分在提取过程中降解。因此，在保证高提取效率前提下，降低提取温度是很好的选择，如采用真空微波辅助提取(VMAE)装置。,56,（1）加强微波萃取的基础理论研究,虽然许多研究者对微波萃取植物组织中的天然产物的机理进行了大量的研究，但由于基体物质和被萃取物质的复杂性，在萃取机理方面仍有许多工作要做。今后应特别注重微波作用下的,传质机理,研究，并建立描述微波萃取过程的,热力学和动力学模型,，这对微波萃取设备的开发和过程的优化设计是至关重要的。,此外，迄今为止，有关微波萃取技术用于提高,中药有效成分的含量,或收率以及,缩短提取时间,方面的报道很多，但有关微波对中药有效成分的药理作用和药物疗效影响的研究则少有报道，这方面尚有许多工作要做。,57,（2）微波萃取过程的工程化研究,有关微波萃取技术提取中药有效成分的报道很多，但大多数微波萃取过程还停留于实验室小样品的提取及分析，所用设备较为简陋，许多甚至还在使用家用微波炉，因而不能提供工业化生产所需的基础数据。,今后应加强微波萃取过程的,放大研究,及其,配套设备,的开发，以推动微波萃取过程的工程化。可以预见，随着研究的不断深人，微波萃取技术一定能为中药现代化作出更大的贡献。,58,