摘要:微波萃取技术是食品和中药有效成分提取的一项新技术。早在1986年以前,首篇关于微波萃取技术的文章已经被发布,Richard等用普通微波炉,只需几分钟就能够萃取传统加热需要几个小时的目标物质。至今,微波萃取技术越来越受到科技工作者的重视,采用该技术提取的成分已涉及生物碱类、蒽醌类、黄酮类、皂苷类、多糖、挥发油、色素等。本文简述了微波萃取技术的原理及应用。
一、微波萃取的原理
微波萃取是高频电磁波穿透萃取媒质,到达被萃取物料的内部,微波能迅速转化为热能使细胞内部温度快速上升,当细胞内部压力超过细胞壁承受能力,细胞破裂,细胞内有效成分自由流出,在较低的温度下溶解于萃取媒质再通过进一步过滤和分离,便获得萃取物料。在微波辐射作用下被萃取物料成分加速向萃取溶剂界面扩散,从而使萃取速率提高数倍,同时还降低了萃取温度,最大限度保证萃取的质量。
从原理上说,传统的溶剂提取法,如浸渍法、渗滤法、回流提取法、连续回流提取法等,均可加入微波进行辅助提取,从而成为高效提取方法。
二、微波萃取的特点
方法 | 溶剂及用量 | 萃取时间(min) | 溶剂回收率(%) | 物料(g) | 萃取率(%) |
---|---|---|---|---|---|
加热搅拌提取法 | 6#抽提溶剂油350ml | 120 | 75.00 | 30.01 | 52.68 |
索氏提取法 | 石油醚(30~60℃)350ml | 720 | 55.71 | 29.01 | 75.24 |
6#抽提溶剂油350ml | 360 | 70.85 | 30.43 | 60.35 | |
超临界CO2提取法 | CO2 | 150 | - | 100.10 | 30.80 |
120 | - | 100.11 | 33.21 | ||
微波辅助萃取法 | 6#抽提溶剂油150ml | 2 | 69.00 | 10.02 | 41.17 |
4 | 75.00 | 10.02 | 65.50 | ||
6 | 67.67 | 10.02 | 77.52 | ||
12 | 66.67 | 10.01 | 92.06 |
三、微波萃取的主要影响因素
综上所述,微波提取的要点:①被提取物需经适当粉碎;②必须存在一定的浓度差;③选用适当的溶剂;④保持一定的温度;⑤给予提取过程一定的时间;⑥适当的搅拌。
此外,微波功率和辐射时间对提取效率具有明显的影响,功率越高,提取的效率越高。
四、微波萃取的方法与操作流程
微波萃取一般按以下几个步骤进行:
工业微波流程图
目前报道的微波萃取方法一般有三种:常压法、高压法、连续流动法。而微波加热体系有密闭式和敞开式两类。
五、微波萃取的展望及研究方向
尽管微波萃取技术取得了很大发展,并日趋完善,但在实际应用中仍存在一些不足之处。如微波泄漏是微波装置普遍存在的问题而且大部分的装置还处在实验室研究阶段或是小试或是中试。再次,由于微波萃取法是利用物质在外加电场的作用下分子发生极化,快速定向转动而发生剧烈碰撞和相互摩擦引起发热,短时间内产生很大的能量,从而促使有效成分的快速溶出和释放,因此它对提取设备要求较高。这在一定程度上阻碍微波萃取技术的发展,所以对于微波装置的研究是其方向之一。此外,可以将微波技术与其他技术如超声技术有效的结合起来以进一步提高微波萃取设备的功能,也是今后的一个重点研究方向。
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