1微波辅助萃取的基础原理eskilsson等根据微波的频率与分子转动频率的关联性阐述了mae机理认为物质的介电常数比热形状及含水量的不同各物质吸收微波能的能力不同其产生的热能及传递给周围环境的热能也不同这种差异使萃取体系中的某些组分或基体物质的某些区域被选择性加热从而使被萃取物质从基体或体系中分离出来进入介电常数小微波吸收能力差的萃取剂中
❖ 4、生物碱类成分 ❖ 生物碱是一类来源于植物的碱性含氮有机物，它通
常是具有复杂结构的杂环化合物，是中草药中重要的有效 成分之一。常规的提取方法时间长，效率低。 ❖ Yuegang Zuo等 提取药物配方中的烟碱，发现用超声 提取法提取不到20min就可获得常规冷浸法24h的提取效 率，并且溶剂用量只有常规方法的1／6。
❖ (1)微波辅助萃取的基础原理 ❖ (2)微波辅助萃取的特点 ❖ (3)微波辅助萃取的操作及步骤 ❖ (4)影响微波辅助萃取分离的因素
❖ 1.1 原理 ❖ 微波是波长1mm-1m、频率MHz的电磁波。 ❖ MAE的原理涉及两方面： ❖ 一是微波辐射能穿透提取介质，到达物料内部，使基质内部
❖ 6、有机酸类成分 ❖ 有机酸是一类含羧基的化合物(不包括氨基酸)，广泛分布
在中草药中，是很多中药的活性成分 。 ❖ Hui Li等用超声提取法提取新鲜杜仲叶中的绿原酸，发现
最佳条件为体积分数7O％ 的甲醇溶液，料液比1:2O，提取 时间30min，提取3次，用该条件提取新鲜的杜仲叶、新鲜 的杜仲皮、杜仲皮饮片和其它4种中药中的绿原酸，得率均 高于传统提取方法。
❖ (1)超声辅助萃取的基础原理 ❖ (2)超声提取的特点 ❖ (3)超声辅助分离工程的分类 ❖ (4)超声分离过程的设备及操作 ❖ (5)影响超声提取分离的因素
❖ (1) 空化效应 ❖ 超声提取最主要的机理是超声波产生的空化效应。超声空
化是指液体中的微小泡核在超声波的作用下被激活, 表现为 泡核振荡、生长、收缩乃至崩毁等一系列动力学过程。泡核 在瞬间空化崩毁时可形成高达5000K以上的局部热点, 压力 可达数十乃至上百兆帕, 随着高压的释放, 将在液体中形成强 大的冲击波( 均相) 或高速射流( 非均相)。在提取过程中, 这 种强大的冲击波可以有明显效果地地减少、消除溶剂与水相之间的阻 滞层, 从而加大传质效率。同时, 冲击波和高速射流对动植物 细胞组织产生一种强大的物理剪切力, 使之变形、破裂, 并释 放出内含物, 这大大加速了提取过程。
❖ 目前超声提取实验设备都是通过水将超声波间接作用于样 品，为提高超声波作用效率，可进一步开发能满足复频、占 空比等研究需要的实验设备。今后还应逐步加强对超声提 取工业化设备的研究，解决相关的工程技术问题，以促进超 声提取技术在制药工业中的应用。
超声波是指频率为2O千赫-5O兆赫的电磁波，它是一种机械波，需要能 量载体(介质)来进行传播。超声波在工业应用方面，能够直接进行清洗、干燥、 杀菌、雾化及无损检测等，是一种非常成熟且大范围的应用的技术。
超声提取技术是近年来应用在中草药有效成分提取分离方面的一种最新的 较为成熟的手段。 研究表明，利用超声波产生的强烈振动、高加速度、强烈 空化效应、热效应、搅拌作用等，都能加速药物有效成分进入溶剂，从而 提高提取效率，缩短提取时间，节约溶剂，并且免去了高温对提取成分的破 坏。
❖ 黄酮类化合物具有降压、降血脂和抑制血小板聚集等功效， 广泛存在于天然产物中。黄酮类化合物的传统提取方法主要 有水煎煮法、浸渍法和碱提酸沉法，缺点是费时、费工，且 收率较低。
❖ Mauricio A Rostagno等用超声法提取大豆异黄酮，发 现用体积分数50%的乙醇做溶剂，在60℃下提取20 min便 可获得最佳的提取效率，且高于常规的提取方法。
重力加速度的巨大加速度和每秒钟28000次获得最大速度l17mm／s的巨大速度
❖ 1.1 原理 ❖ (3)热效应 ❖ 超声波在传播过程中, 其声能可以不断地被溶剂的质点吸
收, 溶剂将所吸收的能量全部或大部分转变热能, 因此导致溶 剂本身和中草药组织的温度上升, 增大中草药有效成分的溶 解度, 加快有效成分的溶解速度。
起源于波源的振动)在连续介质中传播时，在其波阵面上将引起介质质点的运动，
波前在介质中达到的每一点都将引起相邻质点的震动和成为新的波源。简而言之，
f=28kHz时 ， 经计算在水中 超声波可使水 的质点运动加 速度达重力加 速 度
❖ 介质质点动能E=1/2mv2，换言之，水介质质点在超声波作用下，将把二千倍于
❖ 传统的碱提法提取蛋白质和酶效率低、纯度低，而且耗时， 生产所带来的成本高；而酶法虽能提高提取效率，但是酶易失活， 价格昂贵，故生产过程难以控制，生产成本高。
❖ Furuki Takao等 人利用超声波对细胞壁的破碎能力提取 大肠杆菌中的苹果酸酶，发现对于100 mL 的大肠杆菌样品， 超声处理20 min就可获得最高的提取效率，优于常规方法。
❖ 1.1 原理 ❖ (4)其他效应 ❖ 另外, 超声波的许多次级效应, 如溶化、扩散、击碎、化
学效应、生物效应、凝聚效应等, 也能加速中草药有效成分 在溶剂中的扩散释放, 促进中草药有效成分与溶剂混合, 有利 于提取。
❖ 固-液萃取 ❖ 液-液萃取 ❖ 超声强化结晶 ❖ 超声凝聚 ❖ 超声强化过滤和脱水 ❖ 声强强化吸附与解析
一）,工作效率高。以从青蒿（黄花蒿）提取青蒿素（一种特效的疟疾治疗 药物和抗肿瘤药物等）为例，常用的提取方法提取时间在24小时至48小时， 而在相同的条件下，采用循环超声提取机提取时间仅为0.5小时。 50升装 置的物料处理能力相当于2.4立方（2400升）常规提取罐。
❖ 2、超声提取过程的强化研究 ❖ 由于超声提取的机理尚未完全解释清楚，一些未知的因
素也会影响超声提取的效率，如采用复频共振方式，比单 一频率提取效率大大提高，此外，占空比对超声提取效率 及提取物的纯度也有一定的影响。为进一步提高提取效率， 也可考虑将超声提取技术与微波提取技术联用。
❖ 目前，工业生产多采用浸渍法和冷榨法提取油脂，浸渍法 提取时间长，溶剂挥发损失较多，成本增加，且提取率低； 冷榨法产率低，精制工艺繁琐，油品色泽不理想。
❖ J L Leque-Garcia等用超声辅助索氏提取向日葵、油菜 和大豆等种子中的油脂，可以大大减少索氏提取的时问，提 取相同数量的油脂，用超声辅助索氏提取，可以节约一半以 上的时间，并且提取的油脂的性质与常规方法相同。
❖ 皂苷是存在于植物中的一类结构较复杂的苷类化合物， 常用水加热提取或用有机溶剂浸渍提取，耗时长，提取效率 低。
❖ Jianyong wu等用超声提取技术提取人参皂苷，比常规 提取方法快3倍，提取效率高，更易于纯化，并且由于其提 取温度低，所得的人参皂苷的活性也较常规方法高。
目标提取物提取得率高 由于采用超声破碎提取技术，使药材中的有效成分 得以充分释出，从而使目标提取物的提取率提高。以 从青蒿中提取青蒿素为例，能大大的提升25%以上。
连续化管道式超声波提取成套设 备，是一套先进的机电一体化成套设 备，其主体是管道式超声波提取机， 配备药材输送、温度调控、料液调控、 药渣处理、药液处理、WIP在线清洗、 集中电气操作控制等辅助系统构成。 超声提取管段解决了超声波提取工业 化应用的技术难题，
提取能耗低 小功率超声波即可破碎提取大量物料，一般均在室温下提取，无须大
功率搅拌和耗费大量加热能源。单位物料处理量能耗较常规提取方法降低 50%以上。
由于提取温度低，最大限度保持了物料中原有的各 种有效成份（特别是各种热敏性成份等），可达到提 高药效、减少用量的目的。同时，由于提取时间短使 提取产品中其它无用的杂组份含量减少,提高了提取产 品品质，而且为后续分离纯化过程奠定了良好基础， 可显著降低单一组份等其它高端产品的生产所带来的成本。
❖ 1、超声参数的选择 ❖ 超声波频率 ❖ 超声波强度 ❖ 超声时间 ❖ 溶剂浸渍时间
❖ 最近的研究表明，多糖具有抗肿瘤、抗病毒和降血糖等功效。 植物多糖一般会用热水回流或浸提方法提取，要比较长时间和 较多的能耗。Zdena Hromddkovd等比较了用传统方法和超 声提取法提取玉米芯中的水溶性木聚糖，发现用NaOH溶液作 为提取溶剂，用超声提取法可在较短时间内、较低的碱质量浓 度和提取温度下获得较高的提取效率，并且超声法获得的木聚 糖的生物活性要高于常规方法。
❖ 目前 ， 虽然国内外工作者在这方面做了不少工作 ， 并提出 了一些超声提取的机理 ， 但是超声提取是多种效应共同作用 的结果 ， 再加上目标提取物和提取溶剂结构的影响，在提取 机理方面还有很多工作要做，以期建立完善的超声提取过程 的动力学模型，从而为超声提取过程的设计和优化提供理论 依据。
❖ 萜类化合物是一类具有广泛生物活性的天然药物有效成分， 而植物中的挥发油大多富含萜和倍半萜类化合物。挥发油的 沸点较低，其传统提取工艺是水蒸气蒸馏法，但该法存在提 取温度高、提取时间长、易破坏有效成分的缺陷，导致提取 收率较低。
❖ Athanasios C Kimbaris等同时用水蒸馏提取法、微波 辅助水蒸馏提取法和超声提取法提取大蒜中的挥发油，比较 发现3种方法所得的挥发油的得率和性质不完全一样，但超声 提取法可减少对热敏性化合物的破坏，并且实验简单易操作， 具有工业化生产的价值。