微波辅助萃取技术在天然产物活性成分提取中的研究

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1、微波辅助萃取技术在天然产物活性成分提取中的研究　　(无锡市产品质量监督检验所，江苏无锡214101) 　　摘要：文章综述了微波辅助萃取技术在天然产物活性成分提取中的应用，重点介绍了在天然产物中提取黄酮类、多糖、苷类三种活性成分，最后指出微波辅助萃取技术已成为当前和今后新型提取技术研究的热点之一。 　　关键词：微波辅助萃取；MAE；黄酮类；多糖；苷类 　　中图分类号：TS201文献标识码：A文章编号：1007—6921(XX)20—0090—02 　　微波辅助萃取源于分析样品的预处理，到目前为止，微波萃取仍主要应用于分析土壤、种子、食品、饲料中的各种化合物，由于其快速

2、高效分离及选择性加热的特点，逐渐由一种分析方法向生产制备手段发展，在天然产物活性成分的提取方面受到重点关注，并展开了广泛的研究，已涉及到的天然产物有黄酮类、苷类、多糖、萜类、挥发油、生物碱、单宁、甾体及有机酸等。 1MAE技术的应用现状 　　MAE技术是在传统有机溶剂萃取技术的基础上发展起来的一项新型萃取技术。自20世纪50年代在美国取得第一个利用微波加热食品的专利后，微波在各个领域的应用受到了人们的广泛关注，其中一个诱人的应用就是利用微波提取天然产物。MAE应用于天然产物提取的第一篇文献发表于1986年，Gendye等人最先用于试验的是普通的家用微波炉，通过选择功率档、作

3、用时间和溶剂类型，用短短几分钟的时间完成了传统萃取方法要几个小时才能完成的萃取工作［1］。现已经有了作为分析用、样品前处理(微波萃取)的商业化设备，世界两大微波设备公司，美国的CEM公司和意大利的Milestone公司均生产适用于消解、萃取和有机合成的系列微波产品。 2MAE原理 　　微波辅助萃取的基本原理：由于不同物质的结构不同，吸收微波能的能力各异，因此，在微波的作用下，某些待测组分被选择性地加热，从而与基体分离，进入到微波吸收能力较差的萃取剂中。萃取的温度、溶剂的极性对萃取效率有很大的影响。从细胞破碎的微观角度看，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

4、大量的热量，使胞内温度迅速上升，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；进一步加热又导致细胞内部和胞壁水分减少，细胞收缩，表面出现裂纹。孔洞或裂纹的存在使胞外溶剂容易进入细胞内，溶解并释放出胞内产物。 3MAE技术的特点 　　MAE是指利用微波能强化溶剂萃取效率，即利用微波加热来加速溶剂对固体样品中目标萃取物(主要是有机化合物)的萃取过程。MAE与现有其他萃取技术相比具有明显的优势。化学溶剂萃取耗能大，耗材多，耗时长，提取效率低，环境污染严重，超临界流体萃取在提取效率上得到大大提高，但其溶剂选择范围窄，要求的装备复杂，需高压容器和高压泵，投资成本较高，建立

5、大规模提取生产线有工程难度。由于MAE可以对体系中的一种或几种组分进行选择性加热，故可以使目标组分直接从基体分离，与传统的萃取方法相比具有以下特点： 3.1快速高效 　　样品及溶剂中的偶极分子在高频微波能的作用下，以109/s圈的速度变换其正、负极，产生偶极涡流、离子传导和高频率摩擦，从而在短时间内产生大量的热量。偶极分子旋转导致的弱氢键破裂、离子迁移等加速了溶剂分子对样品基体的渗透，待分析成分很快溶剂化，使微波萃取时间显著缩短。 3.2加热均匀 　　微波加热是透入物料内部的能量被物料吸收转换成热能对物料加热，形成独特的物料受热方式，整个物料被加热，无温度梯度，即微波加

6、热具有均匀性的优点。 3.3选择性好 　　微波对介电性质不同的物料呈现出选择性的加热特点，介电常数及介质损耗小的物料，对微波的入射可以说是“透明”的。溶质和溶剂的极性越大，对微波能的吸收越大，升温越快，促进了萃取速度。而对于不吸收微波的非极性溶剂，微波几乎不起加热作用。所以，在选择萃取剂时一定要考虑到溶剂的极性，以达到最佳效果。 3.4生物效应(非热效应) 　　由于大多数生物体内含有极性水分子，在微波场的作用下引起强烈的极性震荡，从而导致细胞分子问氢键松弛，细胞膜结构电击穿破裂，加速了溶剂分子对基体的渗透和待提取成分的溶剂化。因此，利用MAE从生物基体萃取待分析的成分

7、时，能提高萃取效率。 　　与传统的萃取技术相比，MAE技术最突出的优点在于溶剂用量少，快速，可同时测定多个样品；有利于萃取热不稳定的物质，萃取效率高，设备简单，操作容易。 　　4MAE技术在天然产物活性成分萃取中的应用 4.1黄酮类 　　张熊禄［2］研究了以柑桔皮为原料用微波法提取类黄酮方法，通过正交试验，并对该方法进行了最佳条件的探讨。得出最优化提取条件为：功率30％，提取时间3.0h，料液比1g∶8ml，提取次数为4次。在此条件下，类黄酮提取率为3．12％。