专题二 超声、微波提取技术

一、超声提取技术 （一）概述 1、什么是超声波？ 指频率高于20kHz、人的听觉阈以外的声波。 2、历史和现状 1830年，Savart首次用大齿轮产生了超声波。 目前超声提取在中药制剂质量检测中已广泛使用。 在中药材有效成分的提取工艺中的应用，日益受到关注。

3、超声提取概念 超声提取是利用超声波具有的机械效应、空化效 应及热效应，通过增大介质分子的运动速度，增 大介质的穿透力以提取中药有效成分的方法。 4、提取原理 1）机械效应：超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产振动，从而强化介质的扩散、传质。

2）空化效应：介质内都或多或少地溶解了一些微气泡，气泡在超声波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气泡由于定向扩散而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。增大的气泡在闭合时会在其周围产生高达几千个大气压的压力，形成微激波，它可造成植物细胞壁及整个生物体的破裂，而且整个破裂过程在瞬间完成，有利于有效成分的溶出。

3)热效应：超声波在介质中传播过程是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质传播过程中，其声能可以不断被介质的质点吸收，介质将所吸收能量的全部或大部分转变成热能，从而使介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解度。（瞬时性） 5、提取特点 1）提取不需加热； 2）提高了药物有效成分提取率； 3）溶剂用量少；

4）超声提取是物理过程，不影响大多数药物有效成分的生理活性 （二）在中药提取方面的应用 1、植物中苷类成分 2、生物碱类成分 3、蒽醌类成分（大黄） 4、多糖类成分（金针菇多糖） 5、皂苷类成分（西洋参总皂苷） 6、有机酸提取 7、其他物质（如 海藻类成分提取）

（三）影响因素 1、时间对提取效果的影响（10－100min）快，但不单调 2、超声频率对提取效果的影响不单调 3、温度对提取效果的影响不单调 4、药材组织结构对提取效果的影响 5、超声波的凝聚机制对提取效果的影响 （四）超声提取对中药有效成分性质的影响

型号 HF-500B 提取方式 超声动态外循环提取 有效容积（L） 500 搅拌电机功率（W） 超声频率 20KHz频率自动跟踪 超声功率（W） 4800 最大加热功率（W） 5000 外循环搅拌速度（rpm） 0--1500 集成数显无级调速 可控温度℃ 室温--60 材质 SUS304不锈钢+A3钢（喷塑防锈处理） 适用介质 挥发性或非挥发性 用途 中试或小批量生产 处理能力（kg/hr） 70.0--150.0 主体外形尺寸（L*W*H） 1200*960*2200 控制外形尺寸（L*W*H） 750*500*1400

（五）超声提取存在的问题 超声主要应用在单味药的提取上，但中药的一大特点就是复方的配伍使用。对于一个含有多种成分的中药复方来说，应用单一频率可能达不到很好的提取效率。 可调频超声技术在中药复方的提取中将有一定的潜力。

二、微波提取技术 （一）概述 1、什么是微波（microwave,MW）？ 微波又称超高频率电磁波，是波长在1－0.001m、 频率在300MHz-300GHz的电磁波。 2、历史回顾 20世纪30年代，微波仅用于防空雷达；1947年美 国雷声公司制出第一台微波炉，称为雷达炉。

3、与其他波段相比，微波具有下列独特的性质 1）似光特性 2）穿透特性（反射性、穿透性、吸收性） 3）热特性（加热方式无温度梯度，加热均匀，热转换效率高） 4）非热特性（生物效应） 微生物体内的水分在微波交变电磁场的作用下引起强烈的极性振荡，导致电容性细胞膜结构破裂、或者分子间氢键松弛等，使得组成生物体的最基本单元——细胞的生存环境遭到严重破坏，以致细胞死亡。（改变了医药食品等领域传统的高温消毒、灭菌方式，实现了低温灭菌）。

（二）微波技术在中药提取工艺中的应用 1、微波提取的原理及其特点 微波提取（Microwave-Assisted Extraction, MAE) 原理：“介电加热”，“离子传导” 特点：简便、快速、高效、加热均匀的优点。但不使用于热敏性成分的提取。 2、微波提取设备 工业微波设备应具备的条件： 微波发射功率足够大，具有温控附件；结构合理；微波 泄漏符合要求（距离5cm处，漏场强度小于5mW/m2）

MAP（Microwave-Assisted Extraction Process)基本流程 溶剂 物料 混合器 回收溶剂 MAP 处理釜 微波 发生器 离心 蒸馏 目标物 延伸产品 MAP（Microwave-Assisted Extraction Process)基本流程

WT3-10升微波动态提取设备主机 应用在微波萃取和微波化学液态实验过程中，实验者可以方便地、直接地、毫无障碍地观察物料变化，添加物料或溶剂，并随机提取样品，测量温度，搅拌物料，适用于各种物料的实验。

由投料斗、旋转式提取筒、出渣螺旋输送器组成 微波逆流提取器 由投料斗、旋转式提取筒、出渣螺旋输送器组成 用于天然中草药的有效成分和色素等提取

微波动态提取设备主机

微波多功能提取罐

3、微波提取技术在中药生产中的应用 1）挥发油的提取 2）多糖的提取（例：板蓝根多糖提取率由0.81%提高到3.47%，反应时间缩短了12倍） 3）生物碱的提取 4）萃取辣椒中的辣椒素 ……

4、微波技术用于中药有效成分提取研究的评价及存在的问题 1）微波对不同植物细胞或组织有不同的作用，细胞内产物的释放也有一定的选择性； 2）仅适用于热稳定的产物； 3）被处理的物料须具有良好的吸水性； 4）有效成分提高，但对药物疗效有无影响，尚需进一步研究 5）该技术在中药中的应用，大多还是在实验室中进行。