微波提取技術(shù)

微波萃取是利用微波能進(jìn)行物質(zhì)萃取的一種新技術(shù)。自從1986年 Ganzler 等用微波從土壤、種子、食品和飼料中萃取各種類型化合物以來，微波萃取技術(shù)由于具有萃取速度、效率及產(chǎn)品品質(zhì)均優(yōu)于傳統(tǒng)工藝，并且設(shè)備簡(jiǎn)單、適用范圍廣、選擇性高、重現(xiàn)性好、節(jié)能省時(shí)、污染小等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍已從最初的環(huán)境分析、樣品制備迅速擴(kuò)展到食品、化工和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。近年來，已將微波技術(shù)應(yīng)用于天然藥物活性成分的浸提過程，有效提高了回收率，取得了可喜的進(jìn)展。

微波提取的原理

微波的熱效應(yīng)

微波能是一種由離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)引起分子運(yùn)動(dòng)的非離子化輻射能。在微波場(chǎng)作用下，促進(jìn)了極性分子（如水及其他溶劑）的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這些極性分子在微波電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生瞬時(shí)極化，并以每秒9.15億次或每秒24.5億次的速度做極性變換運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生鍵的振動(dòng)，粒子之間的相互摩擦，這樣通過分子偶極高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生內(nèi)熱效應(yīng)，迅速生成大量的熱能。傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)加熱時(shí)，內(nèi)外溫差大，細(xì)胞內(nèi)溫度上升慢，目標(biāo)產(chǎn)物的溶解和擴(kuò)散速度慢，造成整個(gè)萃取過程速度較慢。而微波加熱過程對(duì)于被萃取物料的內(nèi)外是同時(shí)進(jìn)行的，即”體加熱”過程，保證了能量的快速傳導(dǎo)和充分利用，縮短萃取組分的分子由物料內(nèi)部擴(kuò)散到提取溶劑界面的時(shí)間，從而使萃取效率提高數(shù)倍，同時(shí)還可降低萃取溫度，最大限度地保證萃取目標(biāo)產(chǎn)物的生物活性和質(zhì)量。

微波對(duì)細(xì)胞膜的影響

微波射線有很強(qiáng)的穿透力，能穿透萃取介質(zhì)，到達(dá)物料內(nèi)部維管束和腺細(xì)胞系統(tǒng)。由于吸收微波能，細(xì)胞內(nèi)部溫度迅速上升，使細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁膨脹的能力，導(dǎo)致細(xì)胞破裂。因此，細(xì)胞內(nèi)的被萃取成分從基體中分離自由流出，傳遞至溶劑周圍被溶解。而傳統(tǒng)的浸提過程中，固液萃取植物細(xì)胞中的目標(biāo)產(chǎn)物、目標(biāo)分子將經(jīng)歷液泡和細(xì)胞器的膜透過、細(xì)胞漿中的擴(kuò)散、細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的透過等復(fù)雜的傳質(zhì)過程。若細(xì)胞壁沒有破裂，浸取是靠細(xì)胞壁的滲透作用來完成的，傳質(zhì)阻力大，浸取速率慢，目標(biāo)產(chǎn)物不容易進(jìn)人到萃取劑中。菲利特www.pglfwgs.com因此，微波輔助萃取技術(shù)優(yōu)越于傳統(tǒng)提取方法。

微波對(duì)液膜的影響

從固液浸取過程中，溶劑對(duì)目標(biāo)提取物的溶解過程看，固體表面由強(qiáng)極性分子溶劑形成的液膜，在微波輻射作用下，產(chǎn)生瞬時(shí)極化，并以每秒上億次的速度作極性變換運(yùn)動(dòng)，這對(duì)液膜層產(chǎn)生微觀”擾動(dòng)”影響，使液膜變薄，減小擴(kuò)散力，有利于固液浸取的擴(kuò)散過程，加速目標(biāo)產(chǎn)物的溶解和擴(kuò)散，利于萃取過程。