微波辅助萃取技术在天然产物活性成分提取中的应用.docx

微波辅助萃取技术在天然产物活性成分提取中的应用1.概述微波辅助萃取(microwave-assistedextraction，MAE)是在化学研究的基础上产生的，是制备分析样品的有效方法之一。采用微波辅助萃取法制备样品，具有时间短、节省试剂、制样精度高、回收率高等优点。微波辅助萃取技术是微波技术与萃取技术相结合产生的新技术。天然产药有效成分的提取是中草药分离、分析过程中最关键、耗时的环节。探索快速、高效、简便、自动化样品预处理新方法已成为当代化工生产的前沿课题和重要研究方向之一。微波萃取是分离和提纯物质的一种样品前处理的常用方法，表现出了巨大的应用潜力和良好的发展前景，被誉为“绿色”萃取技术。2.微波辅助萃取技术的原理微波辅助萃取是利用微波能来提高萃取率，是一种由离子迁移和偶极子转动引起分子运动的非离子化辐射能。它作用于极性分子，可促进分子的转动，也可诱导非极性分子产生瞬时极化，并以约2.45E8次／s的速度做极性变换运动，而产生键的振动和粒子之间的相互摩擦及碰撞，促进分子活性部分(极性部分)更好地接触和反应，同时迅速生成大量的热能，产生强烈的热效应。天然产物的有效成分往往包埋在有表皮保护的内部薄壁细胞或液泡内，破壁非常困难。微波加热导致细胞内的极性物质，尤其是水分子吸收微波能，产生大量的热量，使细胞内温度迅速升高，液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破，形成微小的孔洞，进一步加热，导致细胞内部和细胞壁水分减少，细胞收缩，表面出现裂纹，孔洞或裂纹的存在使胞外液容易进入细胞内，溶解并释放胞内产物，最后进入提取液中达到萃取的目的。3.微波辅助萃取技术工艺流程4.微波辅助萃取技术在天然产物提取中的应用4.1微波辅助萃取青蒿素微波辅助提取法适合于提取黄花蒿中的青蒿素。结果表明：采用6号抽提溶剂油微波辅助辐射8min的提取率为84.01%，而采用相同溶剂的索氏提取法提取6h的提取率为60.35%；此外，还发现青蒿素提取率随物料粉碎度的增加而提高，以120目黄花蒿粉末为原料，青蒿素提取率最高，提取率为90.11%。4.2微波辅助提取天然食用色素微波辅助萃取番茄红素时，微波辅助萃取与传统加热提取的比较：表1微波萃取番茄红素与传统加热萃取的比较项目微波（功率200W）萃取传统加热提取时间（1次）料液比浸提次数加热温度（℃）产率%80s1:22＜4098.563h1:325593.484.3微波辅助萃取多糖类物质中草药多糖是一类具有显著生物活性的生物大分子物质，在细胞信号识别、粘附以及维持生物大分子结构等诸多生命活动中具有不可替代的作用，部分中药的有效成分，采用微波辅助技术对多糖提取的研究较多。板蓝根多糖提取研究中，通过正交法获得板蓝根多糖提取物最佳条件为水浸泡1h后，在480W功率下微波辅助6min，多糖提取率最高，与未经微波辅助处理的提取结果比较，板蓝根粗多糖得率和多糖质量分数明显提高，粗多糖得率提高12.4％，多糖质量分数提高了5.8％。党参多糖的提取研究显示采用微波辅助技术可大大加快提取速度，使反应时间缩短l2倍，并且多糖含量也由传统提取方法的50.0％提高到53.9％。黄芪多糖的微波辅助提取进行研究发现微波辅助技术可使反应时间缩短12倍，提取的多糖含量为6.6％。采用微波辅助技术从甘草中提取多糖可使反应时间缩短14倍，多糖含量由传统的9.8％提高到13.9％，提高约43.2％。4.4微波辅助萃取黄酮类物质研究表明，甘草黄酮的最佳提取条件为：固:液=1:8，乙醇浓度38％，微波辅助功率288W，加热时间1min，提取率24.6mg/g，远高于水醇法11.4mg/g的提取率，而且提取时间由5h缩短为3min，效果十分显著。4.5微波辅助萃取挥发性物质采用微波辅助法对魁蒿叶、红花、藿香、佩兰、孜然以及党参的根茎叶和红景天根茎叶中的挥发油提取进行了研究，其提取时间均由传统方法的5h减少为15min，缩短15倍。魁蒿叶中总挥发油由原来的6.0mL/L原料提高至7.5mL/kg原料，提高25.0％；红花中挥发油含量由1.77％提高到4.20％；藿香中的挥发油含量由2.06％提高到4.21％；佩兰中的挥发油含量由1.83％提高到2.11％；显然，微波辅助技术有助于提高中药挥发油的提取效率。4.6微波辅助萃取异黄酮类物质微波辅助法从红车轴草中提取、纯化染料木素和刺芒柄花素的工艺以甲醇为溶剂,利用微波辅助回流、水解提取染料木素和刺芒柄花素。在微波辅助功率250～300W的条件下,红车轴草粉末(60目)，液料比V/W(5∶1)，回流提取时间(30min×2)，目标组分收率0.41%,含量分别为14.3、53.6。与传统的提取工艺对比，提取时间由90min缩短为30min；收率与含量两项指标的综合结果，即有效成分的提取率提高了14%。两组数据充分证明了微