一、微波萃取的特點(diǎn)
微波萃取技術(shù)作為一種新型的萃取技術(shù),有其獨(dú)特的特點(diǎn)。
首先體現(xiàn)在微波的選擇性,因其對(duì)極性分子的選擇性加熱從而對(duì)其選擇性的溶出。其次MAE大大降低了萃取時(shí)間,提高了萃取速度,傳統(tǒng)方法需要幾小時(shí)至十幾小時(shí),超聲提取法也需半小時(shí)到一小時(shí),微波提取只需幾秒到幾分鐘,提取速率提高了幾十至幾百倍,甚至幾千倍。最后,微波萃取由于受溶劑親和力的限制較小,可供選擇的溶劑較多,同時(shí)減少了溶劑的用量。
另外,微波提取如果用于大生產(chǎn),則安全可靠,無(wú)污染,屬于綠色工程,生產(chǎn)線組成簡(jiǎn)單,并可節(jié)省投資?! ?/p>
二、微波萃取的應(yīng)用
鑒于以上優(yōu)點(diǎn),微波萃取技術(shù)越來(lái)越受到科技工作者的重視。采用該技術(shù)提取的成分已涉及生物堿類(lèi)、蒽醌類(lèi)、黃酮類(lèi)、皂苷類(lèi)、多糖、揮發(fā)油、色素等,下面就各成分的提取逐一介紹?! ?/p>
1、生物堿類(lèi)
Ganzler等從羽扇豆種子中提取金雀花堿(斯巴?。?,與傳統(tǒng)的振搖提取法比較,微波法提取物中斯巴丁含量比振搖法高20%,而且速度快,溶劑消耗量也大大減少。Brachet A等從可可葉中提取可卡因和苯甲酰芽子堿,考察了提取溶劑、粒徑、樣品濕度、微波功率及照射時(shí)間等參數(shù)。所得提取物與傳統(tǒng)方法相當(dāng),但只用時(shí)30秒?! ?/p>
有學(xué)者研究微波技術(shù)對(duì)麻黃中麻黃堿浸出量的影響,比較了微波提取與常規(guī)煎煮方法的優(yōu)劣,結(jié)果微波法對(duì)麻黃堿的浸出量明顯優(yōu)于煎煮法,并且半量麻黃粗粉浸出量明顯優(yōu)于全量麻黃飲片,與中醫(yī)藥理論“煮散減半”相符。另有學(xué)者用微波法提取黃連中的小檗堿,以干固物和小檗堿含量測(cè)定結(jié)果為指標(biāo),比較微波和回流兩種方法。干固物測(cè)定結(jié)果顯示,在單位時(shí)間內(nèi)微波處理較回流提取具有明顯優(yōu)勢(shì);以小檗堿含量為指標(biāo),結(jié)果顯示回流提取小檗堿含量高于微波提取?!?/p>
2、蒽醌類(lèi)
有學(xué)者研究了微波技術(shù)對(duì)大黃游離蒽醌浸出量的影響,采用正交實(shí)驗(yàn)考察了微波輸出功率、物料粒徑、浸出時(shí)間三個(gè)因素對(duì)提取率的影響,優(yōu)選最佳浸出方案。以?xún)?yōu)選出的微波浸提方案和常規(guī)煎煮法及乙醇回流法比較,結(jié)果物料粒徑對(duì)蒽醌成分浸出影響極顯著,功率對(duì)浸出影響顯著,時(shí)間對(duì)浸出有一定影響。微波提取法對(duì)大黃游離蒽醌的提取率明顯優(yōu)于常規(guī)煎煮法,同乙醇回流法相當(dāng)。
另外有一組學(xué)者以大黃、決明子中不同極性的蒽醌類(lèi)成指標(biāo)成分,采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)分別考察提取率,結(jié)果顯示微波萃取法對(duì)大黃、決明子中不同極性成分提取選擇性并不明顯,而同一溫度條件下,根莖類(lèi)中藥大黃中大黃素、大黃酚、大黃素甲醚的提取率明顯高于種子類(lèi)中藥決明子中相同成分的提取率?! ?/p>
3、黃酮類(lèi)
黃酮類(lèi)成分在植物中分布較廣,幾乎大部分中草藥中都含有此類(lèi)成分。近年來(lái),已有較多文獻(xiàn)報(bào)道微波法用于中草藥中黃酮類(lèi)成分的提取。
把微波破細(xì)胞與溶劑提取相結(jié)合的方法提取高山紅景天愈傷組織中紅景天苷。將藥材經(jīng)1分鐘微波處理后,室溫下水提?。保胺昼姡蓪⒓t景天苷充分提取出來(lái),與傳統(tǒng)提取方法相比,前者具有時(shí)間短、不需加熱、提取液中雜質(zhì)少等優(yōu)點(diǎn)。另外也有研究人員等也用此方法提取銀杏葉中的黃酮成分。用微波處理5分鐘后,以70%乙醇回流提取1小時(shí),得到提取物中黃酮類(lèi)物質(zhì)的量比未用微波處理的高出18.8%,紙層析表明在使用的微波溫度下,黃酮類(lèi)物質(zhì)性質(zhì)不發(fā)生改變。用該法研究銀杏黃酮苷的提取工藝,同樣得到較理想的結(jié)果。此外,從生姜中提取抗氧化物質(zhì),結(jié)果發(fā)現(xiàn)先用微波處理5分鐘,黃酮的提取率明顯提高。 對(duì)黃芩中黃芩苷微波提取作了研究,用正交設(shè)計(jì)優(yōu)選了最佳工藝為70%微波功率(最大功率850瓦)下,以35%乙醇作溶劑,溶劑30倍量,壓力0.15Mpa,恒壓時(shí)間30秒即可獲得較好的得率,比超聲法高出近10%。張夢(mèng)軍等用均勻設(shè)計(jì)法考察了微波提取甘草黃酮的最佳條件為:固液比1/8,乙醇濃度78%,微波功率388瓦,提取時(shí)間1分鐘。微波法提取率(24.6mg/ml)明顯優(yōu)于水提法(11.4mg/ml)?! £惐蟮妊芯课⒉ㄝ腿「鸶惪傸S酮的工藝,用77%乙醇,固液比1/14,在低于60℃條件下,微波間歇處理3次,總黃酮浸出率達(dá)95%以上,與傳統(tǒng)的熱浸提相比,不僅產(chǎn)率高,而且速度快,節(jié)能?!?/p>
?。础⒃碥疹?lèi)
有研究發(fā)現(xiàn),用微波法提取重樓皂苷,結(jié)果微波處理5分鐘的效果即基本達(dá)到2小時(shí)常規(guī)加熱的效果,而且雜質(zhì)少,微波提?。保胺昼娂纯烧J(rèn)為皂苷已提取完畢。
?。怠⒂袡C(jī)酸
郭振庫(kù)等應(yīng)用自行設(shè)計(jì)的具較高壓力控制精度的專(zhuān)用微波制樣系統(tǒng),對(duì)金銀花中有效成分綠原酸和異綠原酸類(lèi)化合物的提取條件進(jìn)行了考察,并與超聲波提取比較,提取率比超聲波高近2成。也有學(xué)者用微波提取甘草中的甘草酸,與熱回流、索氏提取法、室溫提取法等傳統(tǒng)方法相比,發(fā)現(xiàn)微波提取具有提取高效、快速、完全及節(jié)省時(shí)間、溶劑和能源等優(yōu)點(diǎn),是一種適于甘草中快速提取甘草酸的新方法。
6、多糖類(lèi)
多糖是天然有機(jī)化合物中最大族之一的大分子物質(zhì)。許多多糖具有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫、抗衰老、抗病毒等作用,因此,得到國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者的廣泛重視。關(guān)于多糖提取分離方法常規(guī)為水煎醇沉法,微波萃取在用于某些生物材料的多糖提取中被證實(shí)可明顯提高提取率。
新疆石河子大學(xué)藥學(xué)院的工作者在用微波萃取多糖的研究上作了大量工作,提取的植物包括甘草、商陸、肉蓯蓉、紅景天根、紅景天葉、黃芪、黨參等。他們?cè)冢停茫蹋澄⒉ǚ磻?yīng)器中,用一定量石油醚、乙醚和80%乙醇回流提取20分鐘,殘?jiān)俜湃胛⒉t中,用水提取20分鐘后測(cè)定多糖含量,結(jié)果提取率均高于傳統(tǒng)方法,提取時(shí)間縮短了約12倍?! ?/p>
唐克華等用微波提取天仙果多糖,初步確認(rèn)微波提取天仙果多糖宜在80℃的堿性介質(zhì)中結(jié)合微波前處理可獲得較高提取率。劉依等用微波處理板藍(lán)根,然后用水煎煮提取板藍(lán)根多糖,含量測(cè)定結(jié)果表明粗多糖得率達(dá)到33.062%,質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)75.211%,優(yōu)于單獨(dú)使用水煎法。也有人用微波提取茶葉多糖,結(jié)合醇沉法制備茶多糖得率為2.52%,紫外和紅外光譜分析證實(shí),該工藝對(duì)茶多糖制品化學(xué)結(jié)構(gòu)無(wú)影響?! ?/p>
另外還有人用微波法提取大豆中低聚糖,得率比非微波條件有明顯提高,溶出時(shí)間大為縮短,只需6分鐘?!?/p>
?。?、揮發(fā)油
當(dāng)前,已有很多國(guó)外學(xué)者開(kāi)始利用微波法萃取揮發(fā)油。加拿大環(huán)境署Pare于1991年申請(qǐng)了美國(guó)專(zhuān)li,對(duì)天然產(chǎn)物包括薄荷、歐芹、雪松葉和大蒜等,采用對(duì)微波透明(己烷等)或部分透明(甲醇、二氯甲烷等)的溶劑。專(zhuān)li中所闡述的萃取過(guò)程及要求為:①材料是粉碎的,被提取成分應(yīng)能吸收微波射線;②材料放入對(duì)微波透明或部分透明的提取劑中;③用一定頻率的微波輻射提取;④分離提取物;⑤回收提取物,或者直接使用(如果不需要分離)。提取物分析結(jié)果表明,微波法在以下方面優(yōu)于傳統(tǒng)水蒸氣蒸餾法:提取率、提取物質(zhì)量、提取時(shí)間、所需費(fèi)用以及操作步驟。另有國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道,用微波技術(shù)萃取香薄荷、茴香、牛膝草葉、百里香葉及鼠尾草屬植物中的精油?! ?/p>
國(guó)內(nèi)學(xué)者也較多用微波萃取揮發(fā)油,新疆石河子大學(xué)藥學(xué)院魯建江等人從藿香、魁蒿葉、新疆黨參、新疆孜然果實(shí)、紅花、紅景天根莖葉中用微波提得揮發(fā)油,結(jié)果均比水蒸氣蒸餾取率高且用時(shí)短。另外尚有香葉天竺葵和山蒼子揮發(fā)油微波萃取的報(bào)道。
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目前,微波萃取技術(shù)除應(yīng)用于以上主要成分之外,對(duì)另外一些成分,如甾體、萜類(lèi)化合物、植物油、香料、色素等的提取也有報(bào)道。1986年,在Ganzler等發(fā)表的關(guān)于微波萃取的第一篇文獻(xiàn)中報(bào)道了用微波從玉米、大豆、棉籽、胡桃中提取原油,從蠶豆中提取蠶豆嘧啶核苷和伴蠶豆嘧啶核苷,從棉籽中提取棉酚等。同時(shí),他們得出結(jié)論:用極性溶劑萃取極性物質(zhì),微波法比索氏提取法理想;但用非極性溶劑提取非極性物質(zhì)則微波萃取并未顯示優(yōu)越性。由此可見(jiàn),微波萃取對(duì)物質(zhì)具選擇性,對(duì)溶劑也有一定要求。同樣,Hong?。蔚仍谟梦⒉ㄌ崛∑咸炎阎械牧u基類(lèi)化合物時(shí)發(fā)現(xiàn),隨著提取溶劑極性增大提取率也隨之增大,而微波功率及時(shí)間對(duì)其影響不大。
另外,還有人用微波法萃取丹參酮、辣椒素、青蒿素、鳶尾香料及從鮮羅漢果中提得羅漢果甜苷。提取的色素成分有梔子黃色素、天仙果色素、番茄紅色素等。
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