微波提取技術(shù) - 微波萃取機(jī)理
由于吸收微波能，細(xì)胞內(nèi)部溫度迅速上升，使其細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁膨脹承受能力，細(xì)胞破裂。細(xì)胞內(nèi)有效成分自由流出，在較低的溫度條件下萃取介質(zhì)捕獲并溶解。通過進(jìn)一步過濾和分離，便獲得萃取物料。另一方面，微波所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴(kuò)散速率，用水作溶劑時(shí)，在微波場(chǎng)下，水分子高速轉(zhuǎn)動(dòng)成為激發(fā)態(tài)，這是一種高能量不穩(wěn)定狀態(tài)，或者水分子汽化，加強(qiáng)萃取組分的驅(qū)動(dòng)力；或者水分子本身釋放能量回到基態(tài)，所釋放的能量傳遞給其他物質(zhì)分子，加速其熱運(yùn)動(dòng)，縮短萃取組分的分子由物料內(nèi)部擴(kuò)散到萃取溶劑界面的時(shí)間，從而使萃取速率提高數(shù)倍，同時(shí)還降低了萃取溫度，大限度保證萃取的質(zhì)量。 還有的文獻(xiàn)是這樣描述的：由于微波的頻率與分子轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率相關(guān)連，所以微波能是一種由離子遷移和偶子轉(zhuǎn)動(dòng)引起分子運(yùn)動(dòng)的非離子化輻射能。當(dāng)它作用于分子上時(shí)，促進(jìn)了分子的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，分子若此時(shí)具有一定的性，便在微波電磁場(chǎng)作用下產(chǎn)生瞬時(shí)化，并以2.45億次/秒的速度做性變換運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生鍵的振動(dòng)、撕裂和粒子之間的相互摩擦、碰撞，促進(jìn)分子活性部分（性部分）更好地接觸和反應(yīng)，同時(shí)迅速生成大量的熱能，促使細(xì)胞破裂，使細(xì)胞液溢出來并擴(kuò)散到溶劑中。
微波提取技術(shù) - 微波萃取優(yōu)點(diǎn)
傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導(dǎo)、熱輻射等方式由外向里進(jìn)行，而微波萃取是通過偶子旋轉(zhuǎn)和離子傳導(dǎo)兩種方式里外同時(shí)加熱。傳統(tǒng)熱萃取和傳統(tǒng)熱萃取相比，微波萃取具有以下特點(diǎn)： ａ、質(zhì)量高，可有效地保護(hù)食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分； ｂ、產(chǎn)量大； ｃ、對(duì)萃取物具有高選擇性； ｄ、省時(shí)，可節(jié)省50％～90％的時(shí)間； ｅ、溶劑用量少（可較常規(guī)方法少50％～90％）； ｆ、低耗能。 微波輻射技術(shù)在食品萃取工業(yè)和化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用研究雖然起步只有短短幾年的時(shí)間，但已有的研究成果和應(yīng)用成果已足以顯示其以下優(yōu)越性： ａ、反應(yīng)或萃取快； ｂ、產(chǎn)率高，產(chǎn)品質(zhì)量好； ｃ、后處理方便； ｄ、安全； ｅ、無污染，屬于綠色工程； f 、生產(chǎn)線組成簡單，節(jié)省投資； 微波萃取技術(shù)是食品和中藥有效成分提取的一項(xiàng)新技術(shù)。據(jù)報(bào)道微波萃取較超臨界萃取起步晚，微波技術(shù)應(yīng)用于有機(jī)化合物萃取的篇文獻(xiàn)發(fā)表于1986年，r.ngedye 等人將樣品放置于普通家用微波爐里通過選擇功率檔、作用時(shí)間和溶劑類型，只需短短的幾分鐘就可萃取傳統(tǒng)加熱需要幾個(gè)小時(shí)甚至十幾個(gè)小時(shí)的目標(biāo)物質(zhì)。1987年gangler曾從棉籽中提取棉實(shí)糖，從豆類中提取豆堿。九十年代初，由加拿大環(huán)境保護(hù)部和加拿大cwt-tran 公司攜手開發(fā)了微波萃取系統(tǒng) microwave assisted process 簡稱map ）現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到香料、調(diào)味品、天然色素、中草藥、化妝品和土壤分析等領(lǐng)域，并且于1992年開始陸續(xù)取得了美國、墨西哥、日本、西歐、韓國的許可。并用大生產(chǎn)線在薄荷、海藻中提取有效物質(zhì)均獲得成功。 微波萃取效率高、純度高、能耗小、產(chǎn)生廢物少、操作費(fèi)用少、符合環(huán)境保護(hù)要求?？蓮V泛用于中草藥、香料、保健食品、化妝食品、化妝品、茶飲料、調(diào)味料、果膠、高粘度殼聚糖等行業(yè)，目前在我國微波萃取已經(jīng)用于多項(xiàng)中草藥的侵取生產(chǎn)線之中，如葛根、茶葉、銀杏等。微波萃取已列為我國二十一世紀(jì)食品加工和中藥制藥現(xiàn)代化推廣技術(shù)之一。某中藥研究機(jī)構(gòu)的科研工作者，已經(jīng)用微波萃取方法處理上百種中藥。無論是萃取速度、萃取效率還是萃取質(zhì)量均取比常規(guī)工藝優(yōu)秀得多的結(jié)果。
微波提取技術(shù) - 微波萃取與其它萃取方法的比較
微波萃取技術(shù)與現(xiàn)有其他的萃取技術(shù)相比有明顯的優(yōu)勢(shì)?；瘜W(xué)溶劑萃取法耗能大、耗材多，耗時(shí)長，提取效率低，工業(yè)污染量大。超臨界流體提取在提取效率上得到大大提高，但其方法要求的裝備復(fù)雜，溶劑選擇范圍窄，需高壓力容器和高壓泵，故投資成本較高，建立大規(guī)模提取生產(chǎn)線有工程難度。 國外有關(guān)科研人員研究了從植物樣品中微波輔助提取多種殺蟲劑的適用性。在10min微波照射，50%大功率的優(yōu)化條件下，微波萃取與傳統(tǒng)的超臨界萃取(sfe)殺蟲劑的回收率無多大差別，但明顯節(jié)省溶劑和時(shí)間，且可同時(shí)處理多個(gè)樣品。同時(shí)研究表明，微波提取的佳回收率與提取溫度，植物樣品的基體及殺蟲劑類型密切相關(guān)，針對(duì)不同的樣品，不同的殺蟲劑，采用相應(yīng)的提取溫度及時(shí)間，獲得比超臨界萃取高的回收率是完全可行的。 傳統(tǒng)方法與微波輔助提取的回收率和時(shí)間的比較 化合物 回收率/% 所需時(shí)間 傳統(tǒng) 微波 傳統(tǒng)微波 天然脂肪(食物) 100 98 ＞3h ＜5min antinutritives 40 100 ≥3h ＜5min 殺蟲劑(土壤) 90 100 ＜1.5h ＜1min
微波提取技術(shù) - 微波萃取粗略工藝流程
選料——清洗——粉碎——微波萃取——分離——濃縮——干燥——粉化——產(chǎn)品
微波提取技術(shù) - 微波萃取設(shè)備概況簡介
從用于微波萃取的設(shè)備分兩類：一類為微波萃取罐，另一類為連續(xù)微波萃取線。兩者主要區(qū)別一個(gè)是分批處理物料，類似多功能提取罐，另一個(gè)是以連續(xù)方式工作的萃取設(shè)備，具體參數(shù)一般由生產(chǎn)廠家根據(jù)使用廠家要求設(shè)計(jì)。使用的微波頻率一般有兩種：2450mhz 915mhz 。微波功率從1kw～100kw，容積從0.1立方到3立方。萃取溶劑可以是水等強(qiáng)性溶劑。根據(jù)不同物料與工藝也可以使用用弱性溶劑。該系列產(chǎn)品性能穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡單，并符合gmp標(biāo)準(zhǔn)。該系列設(shè)備微波泄漏指標(biāo)低于1mw/cm2,與歐美指標(biāo)接軌。 目前工業(yè)微波爐研制出的用于微波萃取的系列產(chǎn)品。微波功率從1KW～100KW，容積從0.1立方到3立方。萃取溶劑可以是水等強(qiáng)性溶劑。根據(jù)不同物料與工藝也可以使用用弱性溶劑。該類產(chǎn)品性能穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，操作簡單，并符合GMP標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備微波泄漏指標(biāo)低于1mw/cm2,與歐美指標(biāo)接軌。
微波提取技術(shù) - 微波萃取技術(shù)的應(yīng)用
微波萃取技術(shù)越來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、蒽醌類、黃酮類、皂苷類、多糖、揮發(fā)油、色素等，下面就各成分的提取逐一介紹。