超聲提取壺簡介

1、超聲提取壺簡介1.引言      超聲波是頻率在20KHz以上的聲波,它不能引起人的聽覺,是一種機(jī)械振動在媒質(zhì)中的傳播過程,具有聚束、定向、反射、透射等特性，它在媒質(zhì)中主要產(chǎn)生兩種形式的振動即橫波和縱波，前者只能在固體中產(chǎn)生，而后者可在固、液、氣體中產(chǎn)生。作為一種物理能量形式，超聲波廣泛應(yīng)用于金屬探傷、水下定位，醫(yī)學(xué)診斷與治療、藥學(xué)、工業(yè)、化學(xué)與化工過程、環(huán)境保護(hù)、食品工業(yè)、生物工程等方面。      隨著人民生活水平的提高，在崇尚自然的今天，人們對于天然植物有效成分的需求日益增多，而天然植物有

2、效成分大多為細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物，在提取時(shí)往往需要將植物細(xì)胞破碎，現(xiàn)有的機(jī)械破碎法難于將細(xì)胞有效破碎、化學(xué)破碎方法又容易造成被提取物的結(jié)構(gòu)性質(zhì)等變化而失去活性，因而難以取得理想的效果。將超聲波應(yīng)用于提取植物的有效成分，操作簡便快捷、無需加熱、提出率高、速度快、提取物的結(jié)構(gòu)未被破壞、效果好，顯示出明顯的優(yōu)勢。近一、二十年來，中、美、日、英等20多個國家的學(xué)者在這方面進(jìn)行了卓有成效的研究工作，取得了重要的進(jìn)展。本文對超聲波作用的基本原理、超聲波在植物有效成分提取中的應(yīng)用及研究進(jìn)展、應(yīng)用中應(yīng)注意的問題作一簡要的綜述并展望其應(yīng)用前景。2.超聲波作用的基本原理    

3、60; 超聲提取方法是應(yīng)用超聲波強(qiáng)化提取植物的有效成分，是一種物理破碎過程。超聲波對媒質(zhì)主要產(chǎn)生獨(dú)特的機(jī)械振動作用和空化作用。當(dāng)超聲波振動時(shí)能產(chǎn)生傳遞強(qiáng)大的能量，引起媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)以大的速度和加速度進(jìn)入振動狀態(tài)，使媒質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，促使有效成分進(jìn)入溶劑中；同時(shí)在液體中還會產(chǎn)生空化作用，即在有相當(dāng)大的破壞應(yīng)力的作用下，液體內(nèi)形成空化泡的現(xiàn)象。在水中當(dāng)超聲波輻射面上的強(qiáng)度達(dá)到0.3W/cm2時(shí)就會產(chǎn)生空化。      根據(jù)空化泡的變化，超聲空化分為穩(wěn)定空化和瞬態(tài)空化，兩種空化現(xiàn)象在液體中幾乎同時(shí)存在，且在一定條件下穩(wěn)定空化可轉(zhuǎn)化成瞬態(tài)空化。穩(wěn)定空化是指聲

4、強(qiáng)度小于10W/cm2時(shí)產(chǎn)生的空化，有規(guī)律而緩和，瞬態(tài)空化是指聲強(qiáng)度大于10W/cm2時(shí)產(chǎn)生的空化，短暫而劇烈；空化泡在瞬間迅速漲大并破裂、破裂時(shí)把吸收的聲揚(yáng)能量在極短的時(shí)間和極小的空間內(nèi)釋放出來，形成高溫和高壓的環(huán)境，同時(shí)伴隨有強(qiáng)大的沖擊波和微聲流，從而破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，使其在瞬間破裂，植物細(xì)胞內(nèi)的有效成分得以釋放、直接進(jìn)入溶劑并充分混合，從而提高提出率。      另外，超聲波的許多次級效應(yīng)如熱效應(yīng)、乳化、擴(kuò)散、擊碎、化學(xué)效應(yīng)、生物效應(yīng)、凝聚效應(yīng)等也能加速植物有效成分在溶劑中的擴(kuò)散釋放，促進(jìn)植物有效成分充分與溶劑混合，有利于提取。如將槐米液體

5、在浸提、沉淀兩個階段均用超聲波處理后，能使蘆丁大分子更快地聚合成大顆粒沉淀，并促進(jìn)沉淀更完全，只要20-30min即可，這是凝聚效應(yīng)即超聲波有使懸浮于氣體或液體中的微粒聚集成較大顆粒而沉淀的作用。 3. 循環(huán)超聲提取技術(shù)簡介      循環(huán)超聲提取技術(shù)是中國科學(xué)院過程工程研究所生化工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的科研人員，針對我國目前在天然產(chǎn)物提取過程中存在的突出問題，在海洋“863”和國家“九五”科技攻關(guān)項(xiàng)目的支持下，研究開發(fā)出的具有自主知識產(chǎn)權(quán)、國內(nèi)國際先進(jìn)水平的專利技術(shù)，是將超聲波強(qiáng)化提取技術(shù)運(yùn)用在傳統(tǒng)天然產(chǎn)物提取生產(chǎn)領(lǐng)域中的革命性技術(shù)突破

6、。      超聲波具有“空化現(xiàn)象”、“機(jī)械振動”以及“熱效應(yīng)”等特性，“空化現(xiàn)象”可產(chǎn)生瞬間幾千個壓力，使提取介質(zhì)中的微小氣泡壓縮、爆裂，破碎被提取原料和細(xì)胞壁，加速天然藥用成份的溶出，“機(jī)械振動”和“熱效應(yīng)”進(jìn)一步強(qiáng)化了溶出成份的擴(kuò)散，使藥用成份在提取介質(zhì)中快速達(dá)到濃度平衡，可大大縮短提取成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，是當(dāng)前浸出提取中最具前途的提取技術(shù)。中科院過程工程所的研究人員采用循環(huán)超聲提取技術(shù)解決了超聲波提取工程放大問題，攻克了超聲波應(yīng)用于提取生產(chǎn)的最大障礙。深圳市德邁科技有限公司上產(chǎn)的“超聲天然產(chǎn)物提取壺” 就是在此專利技術(shù)基礎(chǔ)上研制開發(fā)的新

7、一代中藥材及其它天然產(chǎn)物高效家用提取裝置。      通過實(shí)驗(yàn)對比，德邁 “超聲天然產(chǎn)物提取壺”提取效率是常規(guī)蒸煮、沖泡的幾倍到幾十倍，并且最大限度地保持了中藥材及其它天然產(chǎn)物中原有的各種有效成份，有效成份的提取率得到了很大的提高，提高提取質(zhì)量。是家庭提高天然產(chǎn)物營養(yǎng)吸收的理想用具。4.超聲提取壺的特點(diǎn)：4.1 常溫提取，避免有效成分丟失家庭沖泡或水煮天然產(chǎn)物（例如西洋參、靈芝茶等）時(shí)會因?yàn)闇囟冗^高而損壞熱敏營養(yǎng)物質(zhì)，而超聲提取則在常溫狀態(tài)下提取，在提高提取效率的同時(shí)不損壞熱敏營養(yǎng)物質(zhì)，既保護(hù)又提高。例如用同樣劑量的西洋參開水沖泡和超聲提取相比

8、，有效成分的提取率相差2倍以上，即沖泡西洋參吸收到的營養(yǎng)還不足超聲提取的50%！對常規(guī)的單方或復(fù)方天然營養(yǎng)品均能提高提取的營養(yǎng)成分，提高營養(yǎng)的吸收度，達(dá)到“一份營養(yǎng)、兩份吸收！”。4.2 解決喝牛奶腹瀉的世界難題有些人喝牛奶后，會出現(xiàn)腸鳴、腹痛甚至腹瀉等現(xiàn)象，這主要是由于牛奶中含有乳糖。而乳糖在體內(nèi)分解代謝需要有乳糖酶的參與，有些人因體內(nèi)缺乏乳糖酶，使乳糖無法在腸道消化，從而造成腸鳴、腹痛甚至腹瀉等，在醫(yī)學(xué)上稱之為“乳糖不耐癥”。超聲提取可對牛奶進(jìn)行“空化”作用，打斷乳糖的長鏈結(jié)構(gòu)，起到乳糖酶的作用，所以超聲提取過的牛奶能有效降低腹瀉現(xiàn)象，并提高吸收。4.3 常溫中藥熬制中藥熬制是一個比較麻煩

9、的過程，目前許多中藥自動煎熬機(jī)依然利用水煮或高壓的作用，容易失去熱敏藥物成分，而且家庭煎熬中藥需要人員照看，防止燒干和火災(zāi)。常溫中藥超聲制作只要將中藥和水倒入提取壺中，30分鐘即可，期間沒有蒸發(fā)水分和藥力，安全便捷！4.4 酒類提高口感 酒廠早有利用超聲陳化酒類的做法，提高酒的口感和醇厚感，減少辣口感。      超聲提取法和傳統(tǒng)提取方法應(yīng)用比較名稱提取物名稱提取方法提取時(shí)間提取溫度（）提取率（%）/量（mg）西洋參人參皂苷沖泡20min9024%水煮4h10036%超聲提取15min6076%銀杏葉銀杏黃銅沖泡20min9019.63%水煮4h10056.59%超聲提取30min4091.6%葛根黃銅水煮2h10053.5%超聲提取40min6081.7%大黃大黃素/大黃粉水煮1h1001.8%超聲提取30min4010.9%黃柏小柏堿水煮1h10014.0%超聲水提40h6036.0%脾胃健口服液黃芪甲苷水煮1h10037.6%超聲提取30min6080.4%