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1、工业微波知识普及系列之药物关于微波萃取设备在中药、天然产物提取中的使用地点地点: :微朗科技微波实验室微朗科技微波实验室单位单位: :株洲市微朗科技有限公司株洲市微朗科技有限公司时间时间:2013-04-11:2013-04-11声明声明: :本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有本研究成果归株洲市微朗科技有限公司所有, ,仿冒必究仿冒必究. .微波萃取，即微波辅助萃取(MAE)，是根据不同物质吸收微波能力的差异使得基体 物质的某些区域或萃取体 系中的某些组分被选择性加热，从而使得被萃取物质从基体或体系中分离 ，进入到介 电常数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中，达到提取的目的。 1、微波萃取
2、的机理微波是一种频率在 300MHZ 至 300GHZ 之间的电磁波，它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。常用的微频率为 2450MHZ。 微波加热是利用被加热物质的极性分子(如 H2O、CH2Cl2 等)在微波电磁场中快速转向及定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而发热。传统加热法的 热传递公式为：热源器皿样品，因而能量传递效 率受到了制约。微波加热则是能 量直接作用于被加热物质，其模式为：热源样品器皿。空气及容器对微波基 本上不吸收和反射，这从根本上保证了能量的快速传导和充分利用。2、微波萃取的特点:体现在微波的选择性，因其对极性分子的选择性加热从而对其选择性的溶出。工业微波知
3、识普及系列之药物MAE 大大降低了萃取时间，提高了萃取速度，传统方法需要几小时至十几小时，超声提取法也需半小时到一小时，微波提取只需几秒到几分钟，提取速率提高了几十至几百倍，甚至几千倍。微波萃取由于受溶剂亲和力的限制较小，可供选择的溶剂较多，同时减少了溶剂的用量。另外，微波提取如果用于大生产，则安全可靠，无污染， 属于绿色工程，生产线组成简单，并可节省投资。微波萃取一般适用于热稳定性的物质，对热敏性物质，微波加热易导致它们变性或失活；要求物料有良好的吸水性，否则细胞难以吸收足够的微波能将自身击破，产物也就难以释放出来；微波提取对组分的选择性差。3、微波萃取的应用微波萃取广泛用于苷类、黄酮类、帖
4、类、多糖、生物碱等成分的提取。 生物碱类Ganzler 等从羽扇豆种子中提取金雀花碱(斯巴丁)，与传统的振摇提取法比较，微波法提取物中斯巴丁含量比振摇法高 20%，而且速度快，溶剂消耗量也大大减少。Brachet A 等从可可叶中提取可卡因和苯甲酰芽子碱，考察了提取溶剂、粒径、样品湿度、微波功率及照射时间等参数。所得提取物与传统方法相当，但只用时 30 秒。有学者研究微波技术对麻黄中麻黄碱浸出量的影响，比较了微波提取与常规煎煮方法的优劣，结果微波法对麻黄碱的浸出量明显优于煎煮法，并且半量麻黄粗粉浸出量明显优于全量麻黄饮片，与中医药理论“煮散减半”相符。另有学者用微波法提取黄连中的小檗碱，以干固
5、物和小檗碱含量测定结果为指标，比较微波和回流两种方法。工业微波知识普及系列之药物干固物测定结果显示，在单位时间内微波处理较回流提取具有明显优势；以小檗碱含量为指标，结果显示回流提取小檗碱含量高于微波提取。蒽醌类郝守祝等研究了微波技术对大黄游离蒽醌浸出量的影响，采用正交实验考察了微波输出功率、物料粒径、浸出时间三个因素对提取率的影响，优选最佳浸出方案。以优选出的微波浸提方案和常规煎煮法及乙醇回流法比较，结果物料粒径对蒽醌成分浸出影响极显著，功率对浸出影响显著，时间对浸出有一定影响。微波提取法对大黄游离蒽醌的提取率明显优于常规煎煮法，同乙醇回流法相当。沈岚等以大黄、决明子中不同极性的蒽醌类成分为指
6、标成分，采用正交试验设计分别考察提取率，结果显示微波萃取法对大黄、决明子中不同极性成分提取选择性并不明显，而同一温度条件下，根茎类中药大黄中大黄素、大黄酚、大黄素甲醚的提取率明显高于种子类中药决明子中相同成分的提取率。 黄酮类刘传斌等把微波破细胞与溶剂提取相结合的方法提取高山红景天愈伤组织中红景天苷。将药材经 1 分钟微波处理后，室温下水提取 10 分钟，可将红景天苷充分提取出来，与传统提取方法相比，前者具有时间短、不需加热、提取液中杂质少等优点。段蕊等也用此方法提取银杏叶中的黄酮成分。用微波处理 5 分钟后，以 70%乙醇回流提取 1 小时，得到提取物中黄酮类物质的量比未用微波处理的高出 1
7、8.8%，纸层析表明在使用的微波温度下，黄酮类物质性质不发生改变。李嵘等也用该法研究了银杏黄酮苷的提取工艺，同样得到较理想的结果。此外，阎欲晓等从生姜中提取抗氧化物质，结果发现先用微波处理 5 分钟，黄酮的提取率明显提高。郭振库等对黄芩中黄芩苷微波提取作了研究，用正交设计优选了最佳工艺为工业微波知识普及系列之药物70%微波功率(最大功率 850 瓦)下，以 35%乙醇作溶剂，溶剂 30 倍量，压力 0.15Mpa，恒压时间 30 秒即可获得较好的得率，比超声法高出近 10%。张梦军等用均匀设计法考察了微波提取甘草黄酮的最佳条件为：固液比 1/8，乙醇浓度 78%，微波功率 388 瓦，提取时间
8、 1 分钟。微波法提取率(24.6mg/ml)明显优于水提法(11.4mg/ml)。陈斌等研究微波萃取葛根异总黄酮的工艺，用 77%乙醇，固液比 1/14，在低于 60条件下，微波间歇处理 3 次，总黄酮浸出率达 95%以上，与传统的热浸提相比，不仅产率高，而且速度快，节能。王绢等应用微波萃取葛根中的总黄酮、葛根素，结果表明提取效率明显提高，提取时间明显缩短，有效成分的得率显著提高。 皂苷类有研究发现，用微波法提取重楼皂苷，结果微波处理 5 分钟的效果即基本达到2 小时常规加热的效果，而且杂质少，微波提取 10 分钟即可认为皂苷已提取完毕。 有机酸郭振库等应用自行设计的具较高压力控制精度的专用
9、微波制样系统，对金银花中有效成分绿原酸和异绿原酸类化合物的提取条件进行了考察，并与超声波提取比较，提取率比超声波高近 2 成。郭锦堂等应用微波提取甘草酸，8 分钟可得到与连续回流提取 3 小时相当的结果。 多糖类新疆石河子大学药学院的工作者在用微波萃取多糖的研究上作了大量工作，提取的植物包括甘草、商陆、肉苁蓉、红景天根、红景天叶、黄芪、党参等。他们在工业微波知识普及系列之药物MCL-3 微波反应器中，用一定量石油醚、乙醚和 80%乙醇回流提取 20 分钟，残渣再放入微波炉中，用水提取 20 分钟后测定多糖含量，结果提取率均高于传统方法，提取时间缩短了约 12 倍。唐克华等用微波提取天仙果多糖，
10、初步确认微波提取天仙果多糖宜在 80的碱性介质中结合微波前处理可获得较高提取率。刘依等用微波处理板蓝根，然后用水煎煮提取板蓝根多糖，含量测定结果表明粗多糖得率达到 33.062%，质量分数达75.211%，优于单独使用水煎法。也有人用微波提取茶叶多糖，结合醇沉法制备茶多糖得率为 2.52%，紫外和红外光谱分析证实，该工艺对茶多糖制品化学结构无影响。另外还有人用微波法提取大豆中低聚糖，得率比非微波条件有明显提高，溶出时间大为缩短，只需 6 分钟。 挥发油当前，已有很多国外学者开始利用微波法萃取挥发油。加拿大环境署 Pare于 1991 年申请了美国专利，对天然产物包括薄荷、欧芹、雪松叶和大蒜等，
11、采用对微波透明(己烷等)或部分透明(甲醇、二氯甲烷等)的溶剂。专利中所阐述的萃取过程及要求为：材料是粉碎的，被提取成分应能吸收微波射线；材料放入对微波透明或部分透明的提取剂中；用一定频率的微波辐射提取；分离提取物；回收提取物，或者直接使用(如果不需要分离)。提取物分析结果表明，微波法在以下方面优于传统水蒸气蒸馏法：提取率、提取物质量、提取时间、所需费用以及操作步骤。另有国外文献报道，用微波技术萃取香薄荷、茴香、牛膝草叶、百里香叶及鼠尾草属植物中的精油。国内学者也较多用微波萃取挥发油，新疆石河子大学药学院鲁建江等人从藿香工业微波知识普及系列之药物、魁蒿叶、新疆党参、新疆孜然果实、红花、红景天根茎叶中用微波提得挥发油，结果均比水蒸气蒸馏提取率高且用时短。另外尚有香叶天竺葵和山苍子挥发油微波萃取的报道。其他目前，微波萃取技术除应用于以上主要成分之外，对另外一些成分，如甾体、萜类化合物、植物油、香料、色素等的提取也有报道。如：用此法从棉籽中提取棉酚、从豆类中提取蚕豆嘧啶葡萄糖苷、金雀花碱等天然化合物,提取效率大大高于索氏提取法和超声法,而且消耗溶剂少、时间短。韩伟等用微波辅助萃取法,研究提取青蒿素与传统提取法相比,提取率有明显地提高。
