《超聲波提取技術(shù)應(yīng)用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、超聲波輔助提取技術(shù)的應(yīng)用摘要：綜述了超聲波提取技術(shù)的原理、特點，全面總結(jié)了有關(guān)超聲波技術(shù)在活性成分提取中的應(yīng)用，為進(jìn)一步研究超聲波提取技術(shù)提供參考。關(guān)鍵詞：超聲波提取技術(shù)；活性成分超聲波是一種在水等介質(zhì)和人體中具有良好穿透性的、以震動波的形式傳播的一種機(jī)械能量。超聲波輔助提取技術(shù)主要是依據(jù)物質(zhì)中有效成分的存在狀態(tài)、極性、溶解性等在超聲波作用下快速地進(jìn)入溶劑中，得到多成分混合的提取液，再將提取液以適當(dāng)方法分開、精制、純化處理，最后得到所需單體化學(xué)成分的一項新技術(shù)。超聲輔助提取技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于天然藥物中各種有效成分的提取分離，并取得了很好的效果。本文就超聲波提取技

2、術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行綜述。1超聲提取的原理1.1空化效應(yīng)　空化效應(yīng)是超聲提取的主要動力。液體中往往存在一些真空或含有少量氣體或蒸汽的小泡，當(dāng)一定頻率的大量超聲波作用在液體時，尺寸適宜的小泡能產(chǎn)生共振現(xiàn)象，它們在聲波的稀疏階段迅速脹大，在聲波的壓縮階段又被絕熱壓縮，直至湮滅。小泡在湮滅過程中，能夠產(chǎn)生幾千攝氏度的高溫和幾千個大氣壓的高壓沖擊波，這就是空化現(xiàn)象。這種強(qiáng)烈的沖擊作用能使物料破碎，也能造成生物細(xì)胞壁及整個生物體破裂從而加速細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的釋放、擴(kuò)散及溶解。1.2機(jī)械效應(yīng)　超聲在傳播過程中，會引起介質(zhì)質(zhì)點交替的壓縮與伸張，構(gòu)成了壓力的變化，這種壓力的變化將引起機(jī)械效

3、應(yīng)。對于中藥提取過程，這種機(jī)械效應(yīng)包括簡單的騷動效應(yīng)和溶劑與藥材組織之間的摩擦。這種騷動效應(yīng)可使蛋白質(zhì)變性，細(xì)胞組織變形；而超聲波引起的介質(zhì)質(zhì)點的加速度與超聲波振動頻率的平方成正比，有時超過重力加速度的數(shù)萬倍，由于溶劑和藥材組織獲得的加速度不同，即溶劑分子的速度遠(yuǎn)大于藥材組織的速度，從而使它們之間產(chǎn)生摩擦，這種力量足以斷開兩碳原子之鍵，使生物分子解聚，使中藥材中的有效成分溶解于溶劑之中。1.3熱效應(yīng)　由于介質(zhì)吸收超聲波以及介質(zhì)內(nèi)摩擦的消耗，分子產(chǎn)生劇烈振動，超聲能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)的內(nèi)能，引起溶劑和藥物組織溫度升高，超聲波在穿透溶劑和藥物組織分界面時，溫度上升更快，這是

4、因為分界面上特性阻抗不同，產(chǎn)生反射形成駐波，引起分子間的相對摩擦而發(fā)熱，因此，控制超聲強(qiáng)度，可使藥物組織內(nèi)部溫度瞬間升高，加速有效成分溶出。除了以上效應(yīng)外，超聲波還有許多次級效應(yīng)，如擊碎、乳化、擴(kuò)散等效應(yīng)，也都有利于植物中有效成分的轉(zhuǎn)移。此外MaricelaToma等[1]人通過對50多種中藥有效成分的超聲提取研究發(fā)現(xiàn)，超聲波在促進(jìn)傳質(zhì)的同時還能促進(jìn)水合，這也有助于中藥有效成分的提取。2超聲波提取的特點2.1速度快超聲波強(qiáng)化提取較傳統(tǒng)提取方法時間大大縮短，通常在24～40min即可獲得用傳統(tǒng)提取方法提取數(shù)小時才能獲得的產(chǎn)率。黃東亮等[2]分別采用超聲波技術(shù)和傳統(tǒng)

5、滲漉法提取顛茄草中有效成分莨菪堿，比較兩種方法的莨菪堿得率及提取時間，結(jié)果當(dāng)兩種方法得率相當(dāng)時超聲波法提取時間僅為20min，比滲漉法的提取時間10h大大縮短。江發(fā)壽等[3]研究了超聲法提取沙棗多糖的工藝，將經(jīng)烘干處理的沙棗用80%的乙醇液處理后，以水為溶劑于45kHz超聲提取2次共40min，得率為6.81%，比相同得率下的常規(guī)提取方法時間大大縮短。2.2提取率高超聲波所具有的空化效應(yīng)、機(jī)械振動作用、熱效應(yīng)等使天然物質(zhì)中的有效成分提取更為充分，提取率比傳統(tǒng)工藝顯著提高。李大婧等[4]用超聲波輔助提取萬壽菊中的葉黃素，結(jié)果提取率可達(dá)97%以上。謝明杰等[5]在提

6、取脫脂豆粕中的大豆異黃酮時發(fā)現(xiàn)，用20kHz的超聲波提取30min得率即可達(dá)到0.452，比用傳統(tǒng)加熱回流法提取120min才能獲得的得率0.310還要高，說明超聲波提取法是名副其實的高效率提取方法2.3節(jié)約溶劑超聲波提取技術(shù)與一般的提取方法相比，可以減少溶劑的使用量，節(jié)約溶劑。謝明杰等[5]對比研究了乙醇加熱回流法與超聲波輔助提取法在大豆異黃酮提取中的應(yīng)用，研究發(fā)現(xiàn)運用傳統(tǒng)加熱回流法提取時，溶劑乙醇的用量總共為200mL，而運用超聲波法提取僅需100mL即可達(dá)到相同的效果。2.4低溫超聲提取的最佳溫度一般在40～60℃，對熱不穩(wěn)定、易水解或氧化的有效成分具有保

7、護(hù)作用，同時也大大減少了能耗。AthanasiosCKimbaris等[6]同時用水蒸餾提取法、微波輔助水蒸餾提取法和超聲提取法提取大蒜中的揮發(fā)油，發(fā)現(xiàn)3種方法所得揮發(fā)油的得率和性質(zhì)不盡相同，但超聲提取法提取溫度低，減少了對熱敏性化合物的破壞，能源消耗少。2.5應(yīng)用廣泛超聲提取法不受成分極性、分子量大小的限制，適用于絕大多數(shù)有效成分的提取。當(dāng)然，超聲提取除了以上五項特點之外，還有操作簡單易行、綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著、提取料液雜質(zhì)少、有效成分易于分離純化等特點。超聲波提取是一種替代傳統(tǒng)浸取，實現(xiàn)高效、快速、環(huán)保、節(jié)能的現(xiàn)代高新技術(shù)之一。3超聲波提取技術(shù)的應(yīng)用目前，超聲波

8、提取法在提取生物有效成分