微波萃取技術(shù)在中藥、天然產(chǎn)物提取中的應(yīng)用課件

1、微波萃取，即微波輔佐萃取(MAE)，是根據(jù)不同物質(zhì)吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對差的萃取劑中，達到提取的目的。1、微波萃取的機理微波是一種頻率在300MHZ至300GHZ之間的電磁波，它具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。常用的微波頻率為 2450MHZ。微波加熱是利用被加熱物質(zhì)的極性分子(如 H2O、 CH2Cl20c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /等)在微波電磁場中快速轉(zhuǎn)向及定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦而發(fā)熱。傳統(tǒng)加熱法的熱傳遞公式為：熱源器皿樣品，因而能

2、量傳遞效率受到了制約。微波加熱則是能量直接作用于被加熱物質(zhì)，其模式為：熱源樣品器皿?？諝饧叭萜鲗ξ⒉ɑ旧喜晃蘸头瓷?，這從根本上保證了能量的快速傳導(dǎo)和充分利用。2、微波萃取的特點體現(xiàn)在微波的選擇性，因其對極性分子的選擇性加熱從而對其選擇性的溶出。0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /MAE 大大降低了萃取時間，提高了萃取速度，傳統(tǒng)方法需要幾小時至十幾小時，超聲提取法也需半小時到一小時，微波提取只需幾秒到幾分鐘，提取速率提高了幾十至幾百倍，甚至幾千倍。微波萃取由于受溶劑親和力的限制較小，可0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /料有良好的吸水性，否則細胞難以吸收足夠的微波能將自身擊破，產(chǎn)物也就難以釋放出

3、來；微波提取對組分的選擇性差。3、微波萃取的應(yīng)用微波萃取廣泛用于苷類、黃酮類、帖類、多糖、生物堿等成分的提取。生物堿類Ganzler 等從羽扇豆種子中提取金雀花堿(斯巴丁)，與傳統(tǒng)的振搖提取法比較，微波法提取物中斯巴丁含量比振搖法高 20%，而且速度快，溶劑有學(xué)者研究微波技術(shù)對麻黃中麻黃堿浸出量的影響，比較了微波提取與常規(guī)煎煮方法的優(yōu)劣，結(jié)果微波法對麻黃堿的浸出量明顯優(yōu)于煎煮法，并且半量麻黃粗粉浸出量明顯優(yōu)于全量麻黃飲片，與中醫(yī)藥理論煮散減半相符。另有學(xué)者用微波法提取黃連中的小檗堿，以干固物和小檗堿含量測定結(jié)果0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /為指標(biāo)，比較微波和回流兩種方法。干固物測定結(jié)果顯示

4、，在單位時間內(nèi)微波處理較回流提取具有明顯優(yōu)勢；以小檗堿含量為指標(biāo)，結(jié)果顯示回流提取小檗堿含量高于微波提取。蒽醌類郝守祝等研究了微波技術(shù)對大黃游離蒽醌浸出量的影響，采用正交實驗考察了微波輸出功率、物料粒徑、浸出時間三個因素對提取率的影響，優(yōu)選最佳浸出方案。以優(yōu)選出的微波浸提方案和常規(guī)煎煮法及乙醇回流法比較，結(jié)果物料粒徑對蒽醌成分浸出影響極顯著，功率對浸出影響顯著，時間對性成分提取選擇性并不明顯，而同一溫度條件下，根莖類中藥大黃中大黃素、大黃酚、大黃素甲醚的提取率明顯高于種子類中藥決明子中相同成分的提取率。黃酮類0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /劉傳斌等把微波破細胞與溶劑提取相結(jié)合的方法提取高山紅

5、景天愈傷組織中紅景天苷。將藥材經(jīng) 1 分鐘微波處理后，室溫下水提取 10 分鐘，可將紅景天苷充分提取出來，與傳統(tǒng)提取方法相比，前者具有時間短、不需加熱、提取液中雜質(zhì)少等優(yōu)點。段蕊等也用此方法提取銀杏葉中的黃酮成分。0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /現(xiàn)先用微波處理 5 分鐘，黃酮的提取率明顯提高。郭振庫等對黃芩中黃芩苷微波提取作了研究，用正交設(shè)計優(yōu)選了最佳工藝為 70%微波功率(最大功率 850 瓦)下，以 35%乙醇作溶劑，溶劑 30 倍量，壓力 0.15Mpa，恒壓時間 30 秒即可獲得較好的得率，比超聲法高出近 10%。張夢軍等用均勻設(shè)計法考察了微波提取甘草黃酮的最佳條件為：固液比1/8，

6、乙醇濃度 78%，微波功率 388 瓦，提取時間 1分鐘。微波法提取率(24.6mg/ml)明顯優(yōu)于水提法(11.4mg/ml)。0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /陳斌等研究微波萃取葛根異總黃酮的工藝，用77%乙醇，固液比 1/14，在低于 60條件下，微波間歇處理 3 次，總黃酮浸出率達 95%以上，與傳統(tǒng)的熱浸提相比，不僅產(chǎn)率高，而且速度快，節(jié)能。王絹等應(yīng)用微波萃取葛根中的總黃酮、葛根素，結(jié)果表明提取效率明顯提高，提取時間明顯縮短，有效成分的得率顯著提高。皂苷類有研究發(fā)現(xiàn)，用微波法提取重樓皂苷，結(jié)果微波處理5分鐘的效果即基本達到 2小時常規(guī)加熱的0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /效果，而且

7、雜質(zhì)少，微波提取 10 分鐘即可認(rèn)為皂苷已提取完畢。有機酸郭振庫等應(yīng)用自行設(shè)計的具較高壓力控制精度的專用微波制樣系統(tǒng)，對金銀花中有效成分綠原酸和異綠原酸類化合物的提取條件進行了考察，并與超聲波提取比較，提取率比超聲波高近 2 成。郭錦堂等應(yīng)用微波提取甘草酸，8 分鐘可得到與連續(xù)回流提取 3 小時相當(dāng)?shù)慕Y(jié)果。多糖類高于傳統(tǒng)方法，提取時間縮短了約 12 倍。唐克華等用微波提取天仙果多糖，初步確認(rèn)微波提取天仙果多糖宜在 80的堿性介質(zhì)中結(jié)合微波前處理可獲得較高提取率。劉依等用微波處理板藍根，然后用水煎煮提取板藍根多糖，含量測定結(jié)0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /果表明粗多糖得率達到 33.062%，

8、質(zhì)量分?jǐn)?shù)達75.211%，優(yōu)于單獨使用水煎法。也有人用微波提取茶葉多糖，結(jié)合醇沉法制備茶多糖得率為 2.52%，紫外和紅外光譜分析證實，該工藝對茶多糖制品化學(xué)結(jié)構(gòu)無影響。0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /揮發(fā)油。加拿大環(huán)境署 Pare 于 1991 年申請了美國專利，對天然產(chǎn)物包括薄荷、歐芹、雪松葉和大蒜等，采用對微波透明(己烷等)或部分透明(甲醇、二氯甲烷等)的溶劑。專利中所闡述的萃取過程及要求為：材料是粉碎的，被提取成分應(yīng)能吸收微波射線；材料放入對微波透明或部分透明的提取劑中；用一定頻率的微波輻射提?。环蛛x提取物；回收提取物，或者直接使用(如果不需要分離)。提取物分析結(jié)果表明，微波法在以下方面優(yōu)于傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法：提取率、提取物質(zhì)量、提取時間、0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /所需費用以及操作步驟。另有國外文獻報道，用微波技術(shù)萃取香薄荷、茴香、牛膝草葉、百里香葉及鼠尾草屬植物中的精油。國內(nèi)學(xué)者也較多用微波萃取揮發(fā)油，新疆石河子大學(xué)藥學(xué)院魯建江等人從藿香、魁蒿葉、新疆參、新疆孜然果實、紅花、紅景天根莖葉中用微波提得揮發(fā)油，結(jié)果均比水蒸氣蒸餾提取率高且用時短。另外尚有香葉天竺葵和山蒼子揮發(fā)油微波萃取的報道。其他0c59f8ea 工業(yè)微波設(shè)備 /目前，微波萃取技術(shù)除應(yīng)用于以上主要成分之外，對另外一些成分，