微波萃取技術(shù):微波

微波是一種電磁波，以直線方式傳播，并具有反射、折射、衍射等光學(xué)特性。微波遇到金屬物質(zhì)會(huì)被反射，但遇到非金屬物質(zhì)則能穿透或被吸收。微波的波長(zhǎng)在1米-1毫米之間，電場(chǎng)頻率介于300MHz~300GHz之間，常用的微波頻率為2450MHZ。

微波

微波是一種非電離的電磁輻射(所產(chǎn)生的光能不足以使物質(zhì)分子離析),被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場(chǎng)中可快速轉(zhuǎn)向并定向排列,由此產(chǎn)生的撕裂和相互摩擦將引起物質(zhì)發(fā)熱,即將電能轉(zhuǎn)化為熱能,從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的熱效應(yīng)。因此，微波加熱過(guò)程實(shí)質(zhì)上是介質(zhì)分子獲得微波能并轉(zhuǎn)化為熱能的過(guò)程。

微波爐微波爐的工作原理1-攪拌器；2-磁控管；3-反射板；4-腔體；5-塑料盤

微波爐1946年，斯潘瑟還是美國(guó)雷聲公司的研究員。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，他發(fā)現(xiàn)微波溶化了糖果。事實(shí)證明，微波輻射能引起食物內(nèi)部的分子振動(dòng)，從而產(chǎn)生熱量。1947年，第一臺(tái)微波爐問(wèn)世?，F(xiàn)在在已開(kāi)始進(jìn)入了百姓的家庭。用微波爐來(lái)燒菜做飯，看不到明亮的火光，也不是從食物容器的下面加熱，食物卻很快就熟了。那么微波爐是如何給食物加熱的呢？

微波爐微波加熱的基本原理:介質(zhì)材料在電磁場(chǎng)作用下，極性分子從原來(lái)的隨機(jī)分布狀態(tài)轉(zhuǎn)向按照電場(chǎng)的極性排列取向。在高頻電磁作用下，這些取向按交變電磁場(chǎng)的變化而變化，這一過(guò)程致使分子的運(yùn)動(dòng)和相互磨擦從而產(chǎn)生熱量。此時(shí)交變電磁場(chǎng)的場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱動(dòng)能，使介質(zhì)溫度不斷升高。微波爐正是利用微波的這些特性制作的?微波爐的外殼用不銹鋼等金屬材料制成,可以阻擋微波從爐內(nèi)逃出,以免影響人們的身體健康?裝食物的容器則用絕緣材料制成?微波爐而微波爐由于烹飪的時(shí)間很短,能很好地保持食物中的維生素和天然風(fēng)味?比如,用微波爐煮青豌豆,幾乎可以使維生素C一點(diǎn)都不損失?另外,微波還可以消毒殺菌?

使用微波爐時(shí),應(yīng)注意不要空"燒",因?yàn)榭?燒"時(shí),微波的能量無(wú)法被吸收,這樣很容易損壞磁控管?另外,人體組織是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工作后,再打開(kāi)爐門,提取食物?微波爐微波爐的基本外形和構(gòu)造①門安全聯(lián)鎖開(kāi)關(guān)--確保爐門打開(kāi),微波爐不能工作,爐門關(guān)上,微波爐才能工作;②視屏窗--有金屬屏蔽層,可透過(guò)網(wǎng)孔觀察食物的烹飪情況;③通風(fēng)口--確保烹飪時(shí)通風(fēng)良好;④轉(zhuǎn)盤支承--帶動(dòng)玻璃轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng);⑤玻璃轉(zhuǎn)盤--裝好食物的容器放在轉(zhuǎn)盤上,加熱時(shí)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng),使食物烹飪均勻;⑥控制板--控制各檔烹飪;⑦爐門開(kāi)關(guān)--按此開(kāi)關(guān),爐門打開(kāi)?微波爐(1)爐腔?爐腔是一個(gè)微波諧振腔,是把微波能變?yōu)闊崮軐?duì)食品進(jìn)行加熱的空間?為了使?fàn)t腔內(nèi)的食物均勻加熱,微波爐爐腔內(nèi)設(shè)有專門的裝置?最初生產(chǎn)的微波爐是在爐腔頂部裝有金屬扇頁(yè),即微波攪拌器,以干擾微波在爐腔中的傳播,從而使食物加熱更加均勻?目前,則是在微波爐的爐腔底部裝一只由微型電機(jī)帶動(dòng)的玻璃轉(zhuǎn)盤,把被加熱食品放在轉(zhuǎn)盤上與轉(zhuǎn)盤一起繞電機(jī)軸旋轉(zhuǎn),使其與爐內(nèi)的高頻電磁場(chǎng)作相對(duì)運(yùn)動(dòng),來(lái)達(dá)到爐內(nèi)食品均勻加熱的目的?國(guó)內(nèi)獨(dú)創(chuàng)的自動(dòng)升降型轉(zhuǎn)盤,使得加熱更均勻,烹飪效果更理想?微波爐(2)爐門:爐門是食品的進(jìn)出口,也是微波爐爐腔的重要組成部分?對(duì)它要求很高,即要求從門外可以觀察到爐腔內(nèi)食品加熱的情況,又不能讓微波泄漏出來(lái)?爐門由金屬框架和玻璃觀察窗組成?觀察窗的玻璃夾層中有一層金屬微孔網(wǎng),既可透過(guò)它看到食品,又可防止微波泄漏?由于玻璃夾層中的金屬網(wǎng)的網(wǎng)孔大小是經(jīng)過(guò)精密計(jì)算的,所以完全可以阻擋微波的穿透?

為了防止微波的泄漏,微波爐的開(kāi)關(guān)系統(tǒng)由多重安全聯(lián)鎖微動(dòng)開(kāi)關(guān)裝置組成?爐門沒(méi)有關(guān)好,就不能使微波爐工作,微波爐不工作,也就談不上有微波泄漏的問(wèn)題了?微波爐微波爐要放置位置：在通風(fēng)的地方，附近不要有磁性物質(zhì)，以免干擾爐腔內(nèi)磁場(chǎng)的均勻狀態(tài)，使工作效率下降?還要和電視機(jī)?收音機(jī)離開(kāi)一定的距離，否則會(huì)影響視?聽(tīng)效果?忌將微爐置于臥室，同時(shí)應(yīng)注意不要用物品覆蓋微波爐上的散熱窗柵?開(kāi)啟微爐后，人應(yīng)遠(yuǎn)離微波爐或人距離微波爐至少在1米之外?微波爐微波爐運(yùn)行：①爐內(nèi)未放烹飪食品時(shí)，不要通電工作，否則會(huì)損壞磁控管，為防止一時(shí)疏忽而造成空載運(yùn)行，可在爐腔內(nèi)置一盛水的玻璃杯?②一定要關(guān)好爐門，確保連鎖開(kāi)關(guān)和安全開(kāi)關(guān)的閉合?③微波爐關(guān)掉后，不宜立即取出食物，因此時(shí)爐內(nèi)尚有余熱，食物還可繼續(xù)烹調(diào)，應(yīng)過(guò)1分鐘后再取出為好?微波爐使用的容器要求：凡金屬的餐具，竹器?塑料?漆器等不耐熱的容器，有凹凸?fàn)畹牟Ａе破罚灰嗽谖⒉t中使用?瓷制碗碟不能鑲有金?銀花邊?忌用普通塑料容器:一是熱的食物會(huì)使塑料容器變形，二是普通塑料會(huì)放出有毒物質(zhì)，污染食物，危害人體健康?使用專門的微波爐器皿盛裝食物放入微波爐中加熱，忌用金屬器皿:因?yàn)榉湃霠t內(nèi)的鐵?鋁?不銹鋼?搪瓷等器皿，微波爐在加熱時(shí)會(huì)與之產(chǎn)生電火花并反射微波，既損傷爐體又加熱不熟食物?忌使用封閉容器:加熱液體時(shí)應(yīng)使用廣口容器，因?yàn)樵诜忾]容器內(nèi)食物加熱產(chǎn)生的熱量不容易散發(fā)，使容器內(nèi)壓力過(guò)高，易引起爆破事故?即使在煎煮帶殼食物時(shí)，也要事先用針或筷子將殼刺破，以免加熱后引起爆裂?飛濺弄臟爐壁，或者濺出傷人?微波爐微波爐的加熱時(shí)間：要視材料及用量而定，還和食物新鮮程度?含水量有關(guān)?由于各種食物加熱時(shí)間不一，故在不能肯定食物所需加熱時(shí)間時(shí)，應(yīng)以較短時(shí)間為宜，加熱后可視食物的生熟程度再追加加熱時(shí)間?否則，如時(shí)間太長(zhǎng)，會(huì)使食物變得發(fā)硬，失去香?色?味?按照食物的種類和烹飪要求，調(diào)節(jié)定時(shí)及功率(溫度)旋鈕，可以仔細(xì)閱讀說(shuō)明書(shū)，加以了解?食品放入微波爐解凍或加熱，若忘記取出，如果時(shí)間超過(guò)2小時(shí)，則應(yīng)丟掉不要，以免引起食物中毒?微波爐加熱的食品類型帶殼的雞蛋?帶密封包裝的食品不能直接烹調(diào)?以免爆炸?忌將肉類加熱至半熟后再用微波爐加熱:因?yàn)樵诎胧斓氖称分屑?xì)菌仍會(huì)生長(zhǎng)，第二次再用微波爐加熱時(shí)，由于時(shí)間短，不可能將細(xì)菌全殺死?冰凍肉類食品須先在微波爐中解凍，然后再加熱為熟食?忌再冷凍經(jīng)微波爐解凍過(guò)的肉類:因?yàn)槿忸愒谖⒉t中解凍后，實(shí)際上已將外面一層低溫加熱了，在此溫度下細(xì)菌是可以繁殖的，雖再冷凍可使其繁殖停止，卻不能將活菌殺死?已用微波爐解凍的肉類，如果再放入冰箱冷凍，必須加熱至全熟?忌油炸食品:因高溫油會(huì)發(fā)生飛濺導(dǎo)致火災(zāi)?如萬(wàn)一不慎引起爐內(nèi)起火時(shí)，切忌開(kāi)門，而應(yīng)先關(guān)閉電源，待火熄滅后再開(kāi)門降溫?微波爐微波爐維護(hù)保養(yǎng)：爐內(nèi)應(yīng)經(jīng)常保持清潔?在斷開(kāi)電源后，使用濕布與中性洗滌劑擦拭，不要沖洗，勿讓水流入爐內(nèi)電器中?定期檢查爐門四周和門鎖，如有損壞?閉合不良，應(yīng)停止使用，以防微波泄漏?不宜把臉貼近微波爐觀察窗，防止眼睛因微波輻射而受損傷?不宜長(zhǎng)時(shí)間受到微波照射，以防引起頭暈?目眩?乏力?消瘦?脫發(fā)等癥狀，使人體受損?一、微波萃取原理

微波最早應(yīng)用于通訊和軍事，是一種波長(zhǎng)為1mm~1m的非電離的電磁波，被輻射物質(zhì)的極性分子在微波電磁場(chǎng)中快速轉(zhuǎn)向,并定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦而引起發(fā)熱，同時(shí)可保證能量的快速傳遞和充分利用。

一、微波萃取原理

1986年，匈牙利學(xué)者GanzlerK首先提出利用微波進(jìn)行萃取的方法。在微波萃取過(guò)程中，高頻電磁波穿透萃取介質(zhì)，到達(dá)被萃取物料的內(nèi)部，微波能迅速轉(zhuǎn)化為熱能而使細(xì)胞內(nèi)部的溫度快速上升。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)部的壓力超過(guò)細(xì)胞的承受能力時(shí),細(xì)胞就會(huì)破裂,有效成分即從胞內(nèi)流出，并在較低的溫度下溶解于萃取介質(zhì)，再通過(guò)進(jìn)一步過(guò)濾分離，即可獲得被萃取組分。

一、微波萃取原理

微波萃取指在天然藥物有效成分的提取過(guò)程中(或提取的前處理)加入微波場(chǎng)，利用微波場(chǎng)的特點(diǎn)來(lái)強(qiáng)化有效成分浸出的新型提取技術(shù)。利用吸收微波能力的差異可使基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離出來(lái)，進(jìn)入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對(duì)較差的萃取劑中。

一、微波萃取原理

微波萃取主要是利用微波強(qiáng)烈的熱效應(yīng)，但微波加熱方式不同于傳統(tǒng)的加熱方式。在傳統(tǒng)的加熱方式中，容器壁大多由熱的不良導(dǎo)體制成，熱由器壁傳導(dǎo)至溶液內(nèi)部需要一定的時(shí)間；此外，液體表面氣化而引起的對(duì)流傳熱將形成自內(nèi)而外的溫度梯度，因而僅一小部分液體與外界溫度相當(dāng)。

一、微波萃取原理

普通的外加熱方式將熱量由外向內(nèi)傳遞，而微波加熱是一個(gè)內(nèi)部加熱過(guò)程，微波直接作用于內(nèi)部和外部的介質(zhì)分子，使整個(gè)物料被同時(shí)加熱，即為“體加熱”過(guò)程，從而可克服傳統(tǒng)的傳導(dǎo)式加熱方式所存在的溫度上升較慢的缺陷。

一、微波萃取原理

一、微波萃取原理

微波萃取離不開(kāi)合適的溶劑，因此微波萃取可作為溶劑提取的輔助措施。溶劑提取法是根據(jù)中草藥中各種成分在溶劑中的溶解性能差異，選用對(duì)有效成分溶解度大，而對(duì)無(wú)效成分溶解度小的溶劑，將有效成分從藥材組織內(nèi)提取出來(lái)。采用微波協(xié)助提取，可使溶劑提取過(guò)程更為有效。

一、微波萃取原理

當(dāng)被提取物和溶劑共處于快速振動(dòng)的微波電磁場(chǎng)中時(shí)，目標(biāo)組分的分子在高頻電磁波的作用下，以每秒數(shù)十億次的高速振動(dòng)產(chǎn)生熱能，使分子本身獲得巨大的能量而得以掙脫周圍環(huán)境的束縛。當(dāng)環(huán)境存在一定的濃度差時(shí)，即可在非常短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)分子自內(nèi)向外的遷移，這就是微波可在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到提取目的的原因。

一、微波萃取原理

微波萃取的機(jī)理可從三個(gè)方面來(lái)分析。①微波輻射過(guò)程是高頻電磁波穿透萃取介質(zhì)到達(dá)物料內(nèi)部的維管束和細(xì)胞系統(tǒng)的過(guò)程。由于吸收了微波能,細(xì)胞內(nèi)部的溫度將迅速上升,從而使細(xì)胞內(nèi)部的壓力超過(guò)細(xì)胞壁膨脹所能承受的能力,結(jié)果細(xì)胞破裂,其內(nèi)的有效成分自由流出,并在較低的溫度下溶解于萃取介質(zhì)中。通過(guò)進(jìn)一步的過(guò)濾和分離，即可獲得所需的萃取物。

②微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，可加速被萃取組分的分子由固體內(nèi)部向固液界面擴(kuò)散的速率。例如，以水作溶劑時(shí)，在微波場(chǎng)的作用下，水分子由高速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，這是一種高能量的不穩(wěn)定狀態(tài)。一、微波萃取原理

一、微波萃取原理

此時(shí)水分子或者汽化，以加強(qiáng)萃取組分的驅(qū)動(dòng)力；或者釋放出自身多余的能量回到基態(tài)，所釋放出的能量將傳遞給其他物質(zhì)的分子，以加速其熱運(yùn)動(dòng)，從而縮短萃取組分的分子由固體內(nèi)部擴(kuò)散至固液界面的時(shí)間，結(jié)果使萃取速率提高數(shù)倍，并能降低萃取溫度，最大限度地保證萃取物的質(zhì)量。

一、微波萃取原理

③由于微波頻率與分子轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相關(guān)連，因此微波能是一種由離子遷移和偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)而引起分子運(yùn)動(dòng)的非離子化輻射能。當(dāng)它作用于分子時(shí)，可促進(jìn)分子的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng),若分子具有一定的極性，即可在微波場(chǎng)的作用下產(chǎn)生瞬時(shí)極化，并以24.5億次/秒的速度作極性變換運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生鍵的振動(dòng)、撕裂和粒子間的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的熱能，促使細(xì)胞破裂,使細(xì)胞液溢出并擴(kuò)散至溶劑中。

一、微波萃取原理

在微波萃取中，吸收微波能力的差異可使基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離，進(jìn)入到具有較小介電常數(shù)、微波吸收能力相對(duì)較差的萃取溶劑中。

一、微波萃取原理

綜上所述,微波能是一種能量形式,它在傳輸過(guò)程中可對(duì)許多由極性分子組成的物質(zhì)產(chǎn)生作用,并使其中的極性分子產(chǎn)生瞬時(shí)極化,并迅速生成大量的熱能,導(dǎo)致細(xì)胞破裂,其中的細(xì)胞液溢出并擴(kuò)散至溶劑中。從原理上說(shuō),傳統(tǒng)的溶劑提取法,如浸漬法、滲漉法、回流提取法、連續(xù)回流提取法等,均可加入微波進(jìn)行輔助提取,從而成為高效提取方法。

二、微波萃取的選擇性

微波萃取的選擇性主要取決于目標(biāo)物質(zhì)和溶劑性質(zhì)的相似性,必須根據(jù)被提取物的性質(zhì)選擇極性或非極性溶劑。極性溶劑可用水、醇等，非極性溶劑可用正己烷等。但由于非極性溶劑不能吸收微波,為加速萃取過(guò)程,可在非極性溶劑中加入極性溶劑。若樣品和溶劑均不吸收微波,則微波萃取過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。

二、微波萃取的選擇性

介質(zhì)吸收微波的能力主要取決于其介電常數(shù)、比熱和形狀等。極性較大的溶劑或目標(biāo)組分，吸收微波的能力較強(qiáng)，在微波照射下能迅速升溫，沸點(diǎn)低的溶劑甚至出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象,極性較低者吸收微波的能力較差,而非極性的氯仿等則幾乎不吸收微波。因此,利用不同物質(zhì)在介電性質(zhì)上的差異也可達(dá)到選擇性萃取的目的。

二、微波萃取的選擇性

一般來(lái)說(shuō),微波萃取首先要求溶劑必須具有一定的極性,以利于吸收微波能,進(jìn)行內(nèi)部加熱，其次所選溶劑對(duì)被萃取組分必須具有較強(qiáng)的溶解能力,溶劑的沸點(diǎn)及對(duì)后續(xù)測(cè)定的干擾也必須考慮。而控制萃取功率和萃取時(shí)間則是為了在選定萃取溶劑的前提下，選擇最佳萃取溫度。適宜的萃取溫度既能使被萃取組分保持原有的化合物形態(tài)，又能獲得最大的萃取效率。

二、微波萃取的選擇性

由于微波對(duì)不同的植物細(xì)胞或組織有不同的作用，胞內(nèi)產(chǎn)物的釋放也存在一定的選擇性，因此在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)產(chǎn)物的特性及其在細(xì)胞內(nèi)所處位置的不同選擇適宜的萃取條件。

三、微波萃取的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的溶劑提取存在能耗大、耗材多、耗時(shí)長(zhǎng)、效率低、污染大等缺點(diǎn)。超臨界流體萃取的提取效率較高，但難以萃取極性較強(qiáng)的物質(zhì)，且為了獲得超臨界條件，所需裝置比較復(fù)雜，設(shè)備的投資較大，建立大規(guī)模提取生產(chǎn)線存在一定的工程難度。

三、微波萃取的特點(diǎn)

微波具有波動(dòng)性、高頻性、熱特性和非熱特性四大特點(diǎn)，這決定了微波萃取具有以下特點(diǎn)。

1.試劑用量少，節(jié)能，污染小。

三、微波萃取的特點(diǎn)2.加熱均勻，且熱效率較高。傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導(dǎo)、熱輻射等方式自外向內(nèi)傳遞熱量，而微波萃取是一種“體加熱”過(guò)程，即內(nèi)外同時(shí)加熱，因而加熱均勻，熱效率較高。微波萃取時(shí)沒(méi)有高溫?zé)嵩?，因而可消除溫度梯度，且加熱速度快，物料的受熱時(shí)間短，因而有利于熱敏性物質(zhì)的萃取。

三、微波萃取的特點(diǎn)

3.微波萃取不存在熱慣性，因而過(guò)程易于控制。

4.微波萃取無(wú)需干燥等預(yù)處理，簡(jiǎn)化了工藝，減少了投資。

5.微波萃取的處理批量較大，萃取效率高，省時(shí)。與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比，可節(jié)省50％~90％的時(shí)間。

三、微波萃取的特點(diǎn)

6.微波萃取的選擇性較好。由于微波可對(duì)萃取物質(zhì)中的不同組分進(jìn)行選擇性加熱，因而可使目標(biāo)組分與基體直接分離開(kāi)來(lái)，從而可提高萃取效率和產(chǎn)品純度。

7.微波萃取的結(jié)果不受物質(zhì)含水量的影響，回收率較高。

基于以上特點(diǎn)，微波萃取常被譽(yù)為“綠色提取工藝”。

三、微波萃取的特點(diǎn)

微波萃取也存在一定的局限性。例如，微波萃取僅適用于熱穩(wěn)定性物質(zhì)的提取，對(duì)于熱敏性物質(zhì)，微波加熱可能使其變性或失活。又如，微波萃取要求藥材具有良好的吸水性，否則細(xì)胞難以吸收足夠的微波能而將自身?yè)羝?，產(chǎn)物也就難以釋放出來(lái)。再如，微波萃取過(guò)程中細(xì)胞因受熱而破裂，一些不希望得到的組分也會(huì)溶解于溶劑中，從而使微波萃取的選擇性差顯著降低。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

1.破碎度與傳統(tǒng)提取方法一樣，被提取物經(jīng)過(guò)適當(dāng)破碎，可以增大接觸面積，有利于萃取過(guò)程的進(jìn)行。采用傳統(tǒng)方法提取時(shí)，通常不將物料破碎得很細(xì)，否則可能會(huì)增加提取物中的雜質(zhì)及無(wú)效成分的含量，并增大后道過(guò)濾工序的難度；同時(shí)接近100℃的提取溫度，會(huì)使物料中的淀粉成分糊化，使提取液變得粘稠，使后道過(guò)濾工序的難度明顯增大。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

微波萃取時(shí)，常根據(jù)物料的特性將其破碎成2~10mm的顆粒，粒徑相對(duì)而言不是太細(xì)小，因而不會(huì)增大后道過(guò)濾工序的難度。同時(shí)提取溫度較低，達(dá)不到淀粉的糊化溫度，不會(huì)給過(guò)濾帶來(lái)困難。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

2.分子極性在微波場(chǎng)中，極性分子受微波的作用較強(qiáng)。若目標(biāo)組分為極性分子，則比較容易擴(kuò)散。在天然產(chǎn)物中，完全非極性的分子是比較少的，物質(zhì)的分子或多或少會(huì)存在一定的極性，絕大多數(shù)天然產(chǎn)物的分子都會(huì)受到微波電磁場(chǎng)的作用，因而均可用微波來(lái)協(xié)助提取。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

3.溶劑溶劑的選用十分重要，適宜的溶劑可提取出所需要的組分，因此中藥行業(yè)中多采用適合于提取物的溶劑或溶劑組合進(jìn)行提取，完成后合并提取液，以達(dá)到充分提取的目的。在微波萃取中，這一點(diǎn)同樣重要。若溶劑選用不當(dāng)，則不一定能獲得理想的提取效果。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

研究表明，與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比，在微波萃取中，一次提取所需的溶劑用量可減少30%~60%。溶劑用量較大反而不利于提取，因?yàn)槲⒉ㄔ诖┩溉軇┑倪^(guò)程中會(huì)發(fā)生衰減，溶劑越多，使得到達(dá)基體物質(zhì)的微波能越少，提取效果就越差。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

微波萃取所選用的溶劑必須對(duì)微波透明或半透明，介電常數(shù)應(yīng)在8~28的范圍內(nèi)。物料的含水量對(duì)微波能的吸收影響很大。若物料不含水分，則可選用部分吸收微波能的溶劑，由于溶劑浸漬物料，置于微波場(chǎng)進(jìn)行輻射時(shí)即可同時(shí)發(fā)生提取作用。當(dāng)然也可先使物料潤(rùn)濕，使其具有足夠的水分，以便能有效地吸收所需的微波能。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

提取物料中若含不穩(wěn)定或揮發(fā)性成分，則宜選用對(duì)微波高度透明的溶劑如正己烷等作為提取介質(zhì)。將藥材浸沒(méi)于溶劑中，在微波場(chǎng)的作用下，藥材中的揮發(fā)性成分因顯著自熱而急速氣化，并漲破細(xì)胞壁，沖破植物組織，從藥材中逸出。此時(shí)，包圍于藥材周圍的溶劑因沒(méi)有自熱，可捕獲、冷卻并溶解逸出的揮發(fā)性成分。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

由于非極性溶劑不能吸收微波能，因而可加入一定比例的極性溶劑，以加快提取速率。若不需要此類不穩(wěn)定或揮發(fā)性成分，則可選用對(duì)微波部分透明的萃取劑，此類萃取劑吸收部分微波能后將其轉(zhuǎn)化為熱能，可除去不需要的不穩(wěn)定或揮發(fā)性成分。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

對(duì)于水溶性成分或極性較大的成分，可用含水溶劑進(jìn)行提取。用含水溶劑提取極性化合物時(shí)，微波萃取的效果比索氏提取的效果要好。而用非極性溶劑萃取非極性化合物時(shí),微波萃取的效果要稍低于索氏提取的效果。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

用水作溶劑時(shí),細(xì)胞內(nèi)外同時(shí)加熱,破壁的效果不會(huì)太理想,且大部分微波被溶劑所消耗,此時(shí)可先用微波處理經(jīng)浸潤(rùn)后的干藥材,然后再加水或有機(jī)溶劑來(lái)提取有效成分，這樣既可節(jié)省能源，又可簡(jiǎn)化微波提取裝置。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

4.濃度差濃度差是被提取組分?jǐn)U散與傳質(zhì)的前提，沒(méi)有濃度差或濃度差很小，提取過(guò)程就不能進(jìn)行。傳統(tǒng)提取工藝中設(shè)法提高濃度差的種種工藝手段同樣適用于微波提取過(guò)程。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

5.溫度

在微波提取過(guò)程中，由于存在微波作用下的分子運(yùn)動(dòng)，因而溫度不需要與傳統(tǒng)提取工藝過(guò)程中的一樣高。此外，微波提取的時(shí)間很短，因而可降低被提取成分因受熱而發(fā)生破壞的危險(xiǎn)，并可降低能耗。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

微波提取有可能導(dǎo)致體系的溫度過(guò)度上升，為減小高溫的影響，可將微波提取過(guò)程分次進(jìn)行，即先對(duì)藥材進(jìn)行一段時(shí)間的微波提取，然后將體系的溫度冷卻至室溫再進(jìn)行第二次微波提取，從而可最大限度地降低被提取成分因受熱而發(fā)生破壞的危險(xiǎn)。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

應(yīng)當(dāng)指出的是，微波萃取在不同溫度下的提取效果是不同的。研究表明，當(dāng)微波功率、溶劑、溶質(zhì)及提取量均相同時(shí)，熱態(tài)比冷態(tài)的提取效果要好,這在小型提取裝置中還不太明顯,但對(duì)于工業(yè)規(guī)模的提取過(guò)程就顯得尤為突出。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

6.攪拌在傳統(tǒng)的溶劑提取過(guò)程中,動(dòng)態(tài)提取的效果要優(yōu)于靜態(tài)提取的效果,這是因?yàn)閯?dòng)態(tài)過(guò)程可提高溶質(zhì)組分由固體表面向溶劑主體擴(kuò)散的速率,這一經(jīng)驗(yàn)同樣適用于微波萃取。在微波萃取過(guò)程中,攪拌同樣可提高溶質(zhì)組分由固體表面向溶劑主體擴(kuò)散的速率,且微波可加快溶質(zhì)組分在固體內(nèi)部的遷移速度,即可提高固體內(nèi)部的傳質(zhì)速率，因而提取速度更快，提取效率更高。四、微波萃取的主要影響參數(shù)

綜上所述，微波提取的要點(diǎn)：①被提取物需經(jīng)適當(dāng)粉碎；②必須存在一定的濃度差；③選用適當(dāng)?shù)娜軇虎鼙３忠欢ǖ臏囟?；⑤給予提取過(guò)程一定的時(shí)間；⑥適當(dāng)?shù)臄嚢琛?/p>

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

此外，微波功率和輻射時(shí)間對(duì)提取效率具有明顯的影響，功率越高，提取的效率越高。但如果超過(guò)一定的限度，則會(huì)使提取體系壓力升高到開(kāi)容器安全閥的程度，溶液濺出，導(dǎo)致誤差，提取時(shí)間則與被測(cè)物樣品量、物料中含水量、溶劑體積和加熱功率有關(guān)。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

由于水可有效地吸收微波能，較干的物料需較長(zhǎng)的輻射時(shí)間。此外，為減少高溫的影響,可分次進(jìn)行微波輻射,冷卻至室溫后再進(jìn)行第二次微波提取，以便在保持最高得率的前提下提取出所需的活性化合物。經(jīng)過(guò)提取的物料,可用另一種提取劑,在微波輻照下進(jìn)行第二次提取，從而取得第二種提取物。

四、微波萃取的主要影響參數(shù)

目前已見(jiàn)報(bào)道的微波協(xié)助萃取劑有：甲醇、丙酮、乙酸、二氯甲烷、正己烷、苯等有機(jī)溶劑和硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無(wú)機(jī)溶劑以及己烷－丙酮、二氯甲烷－甲醇、水－甲苯等混合溶劑。其中在提取小分子量低聚物時(shí)，用二氯甲烷做萃取劑的萃取效果最好；有人認(rèn)為水溶性緩沖劑也可用做萃取劑。

五、微波萃取的操作流程

微波萃取一般按以下幾個(gè)步驟進(jìn)行：

(1)挑選物料，然后進(jìn)行預(yù)處理：清洗、切片或混合，以便充分的吸收微波能；

(2)將物料和合適的萃取劑混合，放置于微波設(shè)備中，接受微波輻射；

(3)從萃取相中分離濾去殘?jiān)?/p>

(4)獲得目標(biāo)產(chǎn)物。

五、微波萃取的操作流程

微波萃取工藝流程圖

六、微波萃取的方法與設(shè)備

目前報(bào)道的微波萃取方法一般有三種：常壓法、高壓法、連續(xù)流動(dòng)法。而微波加熱體系有密閉式和敞開(kāi)式兩類。

六、微波萃取的方法與設(shè)備

1.常壓法常壓法一般是指在敞開(kāi)容器中進(jìn)行微波萃取的一種方法，其設(shè)備主要有三種。第一種是直接使用普通家用微波爐或用微波爐改裝成的微波萃取設(shè)備，通過(guò)調(diào)節(jié)脈沖間斷時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)調(diào)節(jié)微波輸出能量，目前國(guó)內(nèi)外大部分的研究都采用這種設(shè)備。

六、微波萃取的方法與設(shè)備

第二種是美國(guó)CEM公司和意大利的Milestone公司生產(chǎn)的適用于溶解、萃取和有機(jī)合成的微波實(shí)驗(yàn)設(shè)備產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)中科院深圳南方大恒公司和上海新科微波技術(shù)應(yīng)用研究所研制的WK2000微波快速反應(yīng)系統(tǒng)和MKⅢ型光纖自動(dòng)控壓微波制樣系統(tǒng)屬于該類產(chǎn)品的仿制國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品。

六、微波萃取的方法與設(shè)備

第三種是上海三元生物應(yīng)用技術(shù)有限公司的MEI3L和MEI10L型實(shí)驗(yàn)微波萃取器。四川大學(xué)五線電系也開(kāi)發(fā)了MCL系列的微波功率連續(xù)可調(diào)型微波爐，常壓微波回流裝置如圖所示。

六、微波萃取的方法與設(shè)備

常壓微波回流裝置示意圖1.微波爐2.瓶架3.蒸餾瓶4.攪拌器5.銅管6.冷凝管7.開(kāi)關(guān)8.控制面板

六、微波萃取的方法與設(shè)備

2.高壓法高壓法是使用密閉萃取罐的微波萃取法，其優(yōu)點(diǎn)是萃取時(shí)間短，試劑消耗少，這種方法是目前報(bào)道最多的一種方法。高壓法的裝置一般要求為帶有功率選擇，有控制溫度、壓力和時(shí)間附件的微波制樣設(shè)備。一般由聚四氟乙烯材料制成專用密閉容器作為萃取罐,它能允許微波自由通過(guò)、耐高溫高壓且不與溶劑反應(yīng)。

六、微波萃取的方法與設(shè)備

圖4萃取罐結(jié)構(gòu)圖

六、微波萃取的方法與設(shè)備

微波萃取罐結(jié)構(gòu)組成：內(nèi)萃取腔、進(jìn)液口、回流口、攪拌裝置、微波加熱腔、排料裝置、微波源、微波抑制器。

表1微波萃取罐主要技術(shù)參數(shù)名稱參數(shù)ABABABAB罐體容量0.1m30.5m31m33m3使用容量0.05～0.08m30.3～0.4m30.5～0.8m31.5～2.5m3微波功率2～4KW10～20KW30～40KW50～80KW溫度范圍20～70℃20～70℃20～70℃20～70℃萃取時(shí)間10～180min10～150min10～150min10～180min溶液性質(zhì)水任意水任意水任意水任意六、微波萃取的方法與設(shè)備

六、微波萃取的方法與設(shè)備

3.連續(xù)流動(dòng)法連續(xù)流動(dòng)法是指萃取溶劑連續(xù)流動(dòng)而樣品隨之流動(dòng)或固定不動(dòng)的一種微波萃取體系。目前國(guó)內(nèi)外有關(guān)連續(xù)流動(dòng)法的報(bào)道很少，下面主要介紹國(guó)外學(xué)者應(yīng)用的流動(dòng)萃取裝置。六、微波萃取的方法與設(shè)備

六、微波萃取的方法與設(shè)備

六、微波萃取的方法與設(shè)備

七、微波萃取在中藥有效成分

提取中的應(yīng)用

中藥有效成分的提取是中藥制備的首要環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的提取方法會(huì)使有效成分在提取過(guò)程中造成損失，而微波萃取在中草藥有效成分的提取和濃縮方面具有可以避免長(zhǎng)時(shí)間的高溫引起物質(zhì)的分解以及對(duì)萃取過(guò)程中的傳質(zhì)傳熱促進(jìn)作用等特點(diǎn)，尤其適用于處理熱敏性組分或從天然產(chǎn)物中提取有效成分，是一種具有良好發(fā)展前景的萃取分離方法。

七、微波萃取應(yīng)用

目前，微波技術(shù)應(yīng)用于中藥與天然產(chǎn)物活性成分提取的報(bào)道不斷出現(xiàn)，已涉及到的天然產(chǎn)物主要有黃酮類、苷類、多糖、萜類、揮發(fā)油、生物堿、單寧、甾體及有機(jī)酸等。

七、微波萃取應(yīng)用

4.1黃酮類

黃酮類成分是植物中分布較廣,幾乎大部分中草藥中都含有。近年來(lái),微波在黃酮類物質(zhì)的提取上取得了良好的效果。在提取過(guò)程中具有高效性和強(qiáng)選擇性等特點(diǎn)。

七、微波萃取應(yīng)用

孫萍等人采用微波萃取技術(shù)提取覆盆子果總黃酮，大大縮短了提取時(shí)間，提高了提取效率。周謹(jǐn)?shù)纫运疄槿軇﹣?lái)提取銀杏黃酮，考察了微波功率、微波作用時(shí)間、溶劑用量及水浴浸提時(shí)間等因素對(duì)黃酮提取率的影響，結(jié)果表明：微波水提法的黃酮平均提取率要比常規(guī)法高出40％，而時(shí)間縮短了一半。

七、微波萃取應(yīng)用

4.2生物堿類

范志剛等人利用微波技術(shù)萃取麻黃中的麻黃堿，用紫外分光光度法測(cè)定麻黃浸出液中麻黃堿含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)微波萃取方法的浸出量明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮法。

七、微波萃取應(yīng)用

GanzlerK等采用微波技術(shù)從不同物質(zhì)中提取生物活性成分，如從羽扇豆中微波提取鷹爪豆堿，在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，可將產(chǎn)率由傳統(tǒng)的52％±3％提高到80％±3％，且省時(shí)、省溶劑。七、微波萃取應(yīng)用

4.3苷類微波對(duì)某些化合物有一定降解作用，且在短時(shí)間內(nèi)可使藥材中的酶滅活，因此在提取苷類等成分時(shí)具有更突出的優(yōu)點(diǎn)。

七、微波萃取應(yīng)用

范志剛等人通過(guò)與超聲技術(shù)對(duì)于槐花中蕓香苷的浸出效果的比較，得出MAE應(yīng)用于藥材的浸出是一種省時(shí)便捷的方法。王威等人采用微波破細(xì)胞與溶劑提取相結(jié)合的方法提取高山紅景天苷，發(fā)現(xiàn)無(wú)論是從提取時(shí)間，提取效率還是萃取后雜質(zhì)分