微波輔助萃取中藥有效成分的研究進(jìn)展
前言
中藥提取技術(shù)作為中藥現(xiàn)代化的重要組成部分已日益受到重視。傳統(tǒng)的提取方法，如索氏提取、煎煮法、回流法、浸漬法、摻漉法、超聲波提取法等存在費(fèi)時(shí)、費(fèi)事、萃取效率達(dá)不到要求、萃取的選擇性差等缺點(diǎn)，己不能滿足中藥發(fā)展的需要，因而先后提出了超臨界流體萃取(SFE)、微波輔助萃取(MAE)和加速溶劑萃取(AE)等萃取新方法。
自1986年Ganzler等首次報(bào)道了利用微波從土壤、種子、食品、飼料中萃取分離各種類型化合物以來，由于其眾多優(yōu)點(diǎn)，而愈來愈受到重視，應(yīng)用范圍從環(huán)境分折一直擴(kuò)展到食品、化工、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域。
本文介紹了微波輔助萃取的機(jī)理、特點(diǎn)、設(shè)備和萃取參數(shù)，對(duì)微波輔助萃取精油、多糖、黃酮、生物堿、皂甙等中藥成分的研究介紹。
微波輔助萃取的機(jī)理
微波輔助萃取過程中，微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)共同發(fā)揮作用。至于哪一種效應(yīng)占優(yōu)勢(shì)，可能與多種因素有關(guān)，特別是與萃取劑的種類有很大關(guān)系。
一般來說，當(dāng)萃取劑為非極性物質(zhì)時(shí)，由于萃取劑對(duì)微波透明，絕大部分微波被物料吸收，細(xì)胞內(nèi)物料急劇發(fā)熱而破壁，此時(shí)有利于微波熱效應(yīng)的發(fā)揮。
相反，如果萃取劑為強(qiáng)極性物質(zhì)時(shí)，由于萃取劑強(qiáng)烈吸收微波，只有部分微波能到達(dá)物料，萃取劑和物料同時(shí)受熱，此時(shí)不利于微波破壁作用的發(fā)揮，非熱效應(yīng)可能占到主導(dǎo)地位。
微波輔助萃取的特點(diǎn)
與傳統(tǒng)萃取法相比，微波萃取具有如下特點(diǎn)：
(1)質(zhì)量高，可有效保護(hù)功能成分，有利于萃取熱不穩(wěn)定物質(zhì)；
(2)產(chǎn)量大；
(3)對(duì)萃取物具有高選擇性，從而提高產(chǎn)品純度，產(chǎn)品質(zhì)量得以改善；
(4)省時(shí)；
(5)溶劑用量少l可較常規(guī)方法少5O％～90％)，從而降低排污量，改善環(huán)境條件并減少投資；
(6)低耗能和人力消耗；
(7)微波輔助萃取可在同一裝置中采用兩種上萃取劑分別抽提或分離所需成分，從而降低工藝費(fèi)用；
(8)不必像其他方法那樣進(jìn)行干燥等預(yù)處理，簡(jiǎn)化工藝，減少了投資。
萃取溶劑的影響
萃取溶劑
微波萃取時(shí)，萃取溶劑的選擇對(duì)萃取結(jié)果的影響很大，這已被很多研究所證。
已報(bào)道的用于微波萃取的溶劑有：甲醇、乙醇、異丙醇、丙酮、乙酸、甲苯、二氯甲烷、四氯甲烷、己烷、異辛烷、2,2,4-三甲基戊烷、四甲基銨、石油醚、環(huán)己烷等有機(jī)溶劑和硝酸、鹽酸、氫氟酸、磷酸等無機(jī)試劑，以及己烷一丙酮、二氯甲烷一甲醇、水甲苯等混合溶劑。
選擇萃取劑時(shí)應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：
(1)根據(jù)“相似相容”原則選擇萃取劑，即受求萃取劑對(duì)日標(biāo)成分要有較強(qiáng)的溶解能力。所以，極性物質(zhì)的提取般選擇極性溶劑，而非極性物質(zhì)的提取一般選擇非極性溶劑，如提取精油等極性小的物質(zhì)一般選擇壞己烷等極性小的溶劑。
(2)應(yīng)盡量選擇對(duì)微波透明或部分透明的介質(zhì)作為萃取劑，也就是選擇介電常數(shù)較小的溶劑。這樣微波能自由透過溶劑，直接到達(dá)植物的維管束和腺細(xì)胞內(nèi)，而物料內(nèi)的水分人部分足在維管柬和腺細(xì)胞內(nèi)，因此細(xì)胞內(nèi)溫度升高很快。溶利網(wǎng)對(duì)微波透明或半透明，溫度較低，所以連續(xù)的高溫使細(xì)胞內(nèi)壓力超過細(xì)胞壁膨脹的能力，導(dǎo)致細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)自由流出，傳遞轉(zhuǎn)移至溶劑周圍被溶解。
(3)所選擇的萃取劑應(yīng)對(duì)萃取成分的后續(xù)操作干擾較少。
物料中水分或濕度的影響
水是介電常數(shù)較大的物質(zhì)，可以有效地吸收微波能轉(zhuǎn)化為熱能，所以植物物料中含水量的多少對(duì)萃取率的影響很大。另外，含水量的多少對(duì)萃取時(shí)間也有很大影響。網(wǎng)此，對(duì)于不含水分的干物料進(jìn)行微波萃取時(shí)應(yīng)采取再濕的方法，使其含有適宜的水分，以改變物料的介電性能。物料濕度對(duì)萃取效率有較大影響。
萃取時(shí)間和溫度的影響
微波萃取的時(shí)間一般在30s～2Omin內(nèi)，對(duì)于不同的物質(zhì)，最佳萃取時(shí)間也不同。但革取時(shí)微波連續(xù)輻照時(shí)問不可太長，否則容易引起溶劑沸騰，不僅造成溶劑的極大浪費(fèi)，還會(huì)帶走目標(biāo)產(chǎn)物，降低產(chǎn)率。
微波加熱非?？?，所以，微波萃取難以控制在固定的溫度下進(jìn)行，在實(shí)際中應(yīng)盡量控制在低于溶劑沸點(diǎn)下操作。
一般來說，萃取率隨萃取時(shí)問的延長有所增加，但當(dāng)萃取時(shí)問達(dá)到一定值后，再延長萃取時(shí)間，萃取率增長幅度已很小，可忽略不計(jì)。
萃取率隨溫度升高而增加的趨勢(shì)也僅表現(xiàn)在不太高的溫度范圍。所以，萃取過程中；必進(jìn)行延時(shí)萃取。
微波劑量的影響
在微波輔助萃取過程中，一般所選用的微波能功率在200--1000W之問，所需的微波劑量的確定應(yīng)以最有效地萃取出目標(biāo)成分為原則。功率過大不僅加大能耗，而且易引起溶劑沸騰等不利因素。
其他因素的影響
pH值、物料粒度等因素對(duì)萃取效率以及溶劑回收率也有不同程度的影響，最佳條件的選擇應(yīng)根據(jù)所處理的物料不同而異。
微波輔助萃取中藥有效成分的研究進(jìn)展
微波輔助萃取植物精油
微波輔助萃取多糖
微波輔助萃取黃酮
微波輔助萃取生物堿
微波輔助萃取皂甙
微波輔助萃取其他中藥成分
