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詳細介紹
一、微波萃取的原理
微波是頻率在300MHZ至300GHZ之間的電磁波，它具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。常用的微波頻率為2450MHZ。微波加熱是利用被加熱物質的極性分子（如H2O、CH2Cl2等）在微波電磁場中快速轉向及定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦而發(fā)熱。傳統(tǒng)加熱法的熱傳遞公式為：熱源→器皿→樣品，因而能量傳遞效率受到了制約。微波加熱則是能量直接作用于被加熱物質，其模式為：熱源→樣品→器皿。空氣及容器對微波基本上不吸收和反射，從根本上保證了能量的快速傳導和充分利用。
微波可選擇性加熱不同極性分子和不同分子的極性部分，從而使其從中分離，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對較差的溶劑中，從而有效成分被提取。
二、 微波萃取的特點
微波具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大特點，這決定了微波萃取具有以下特點。
1. 試劑用量少，節(jié)能，污染小。
2.加熱均勻，且熱效率較高。微波萃取時沒有高溫熱源，因而可消除溫度梯度，且加熱速度快，物料的受熱時間短，因而有利于熱敏性物質的萃取。
3. 微波萃取不存在熱慣性，因而過程易于控制。
4. 微波萃取無需干燥等預處理，簡化了工藝，減少了投資。
5. 微波萃取的處理批量較大，萃取效率高，省時。與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比，可節(jié)省50％~90％的時間。
6. 微波萃取的選擇性較好。由于微波可對萃取物質中的不同組分進行選擇性加熱，因而可使目標組分與基體直接分離開來，從而可提高萃取效率和產(chǎn)品純度。
7. 微波萃取的結果不受物質含水量的影響，回收率較高。
三、微波萃取的主要影響參數(shù)
1.破碎度 與傳統(tǒng)提取方法一樣，被提取物經(jīng)過適當破碎，可以增大接觸面積，有利于萃取過程的進行。
2.分子極性 在微波場中，極性分子受微波的作用較強。若目標組分為極性分子，則比較容易擴散。在天然產(chǎn)物中，*非極性的分子是比較少的，物質的分子或多或少會存在一定的極性，絕大多數(shù)天然產(chǎn)物的分子都會受到微波電磁場的作用，因而均可用微波來協(xié)助提取。
3.溶劑 溶劑的選用十分重要，適宜的溶劑可提取出所需要的組分，若溶劑選用不當，則不一定能獲得理想的提取效果。
4.濃度差 濃度差是被提取組分擴散與傳質的前提，沒有濃度差或濃度差很小，提取過程就不能進行。傳統(tǒng)提取工藝中設法提高濃度差的種種工藝手段同樣適用于微波提取過程。
5.溫度 在微波提取過程中，由于存在微波作用下的分子運動，因而溫度不需要與傳統(tǒng)提取工藝過程中的一樣高。此外，微波提取的時間很短，因而可降低被提取成分因受熱而發(fā)生破壞的危險，并可降低能耗。
6.攪拌 在微波萃取過程中,攪拌同樣可提高溶質組分由固體表面向溶劑主體擴散的速率,且微波可加快溶質組分在固體內(nèi)部的遷移速度,即可提高固體內(nèi)部的傳質速率，因而提取速度更快，提取效率更高。
綜上所述，微波提取的要點：①被提取物需經(jīng)適當粉碎；②必須存在一定的濃度差；③選用適當?shù)娜軇?；④保持一定的溫度；⑤給予提取過程一定的時間；⑥適當?shù)臄嚢琛?
四、微波萃取的應用
采用該技術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進行介紹。
1、生物堿類
Ganzler等從羽扇豆種子中提取金雀花堿（斯巴?。c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、微波功率及照射時間等參數(shù)。所得提取物與傳統(tǒng)方法相當，但只用時30秒。
2、蒽醌類
郝守祝等研究了微波技術對大黃游離蒽醌浸出量的影響，采用正交實驗考察了微波輸出功率、物料粒徑、浸出時間三個因素對提取率的影響，優(yōu)選浸出方案。以優(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，結果物料粒徑對蒽醌成分浸出影響極顯著，功率對浸出影響顯著，時間對浸出有一定影響。微波提取法對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。
3、黃酮類
劉傳斌等把微波破細胞與溶劑提取相結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，室溫下水提取10分鐘，可將紅景天苷充分提取出來，與傳統(tǒng)提取方法相比，前者具有時間短、不需加熱、提取液中雜質少等優(yōu)點。段蕊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，得到提取物中黃酮類物質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，黃酮類物質性質不發(fā)生改變。李嶸等也用該法研究了銀杏黃酮苷的提取工藝，同樣得到較理想的結果。此外，閻欲曉等從生姜中提取抗氧化物質，結果發(fā)現(xiàn)先用微波處理5分鐘，黃酮的提取率明顯提高。
4、有機酸
郭振庫等應用自行設計的具較高壓力控制精度的專用微波制樣系統(tǒng)，對金銀花中有效成分綠原酸和異綠原酸類化合物的提取條件進行了考察，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、*及節(jié)省時間、溶劑和能源等優(yōu)點，是一種適于甘草中快速提取甘草酸的新方法。
5、多糖類
新疆石河子大學藥學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。他們在MCL-3微波反應器中，用一定量石油醚、和80%乙醇回流提取20分鐘，殘渣再放入微波爐中，用水提取20分鐘后測定多糖含量，結果提取率均高于傳統(tǒng)方法，提取時間縮短了約12倍。
8、其他
目前，微波萃取技術除應用于以上主要成分之外，對另外一些成分，如甾體、萜類化合物、植物油、香料、色素等的提取也有報道?！×硗猓€有人用微波法萃取丹參酮、辣椒素、、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。
五、微波設備分類
1為微波提取罐；
2為連續(xù)微波萃取設備。
微波是頻率在300MHZ至300GHZ之間的電磁波，它具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大基本特性。常用的微波頻率為2450MHZ。微波加熱是利用被加熱物質的極性分子（如H2O、CH2Cl2等）在微波電磁場中快速轉向及定向排列，從而產(chǎn)生撕裂和相互摩擦而發(fā)熱。傳統(tǒng)加熱法的熱傳遞公式為：熱源→器皿→樣品，因而能量傳遞效率受到了制約。微波加熱則是能量直接作用于被加熱物質，其模式為：熱源→樣品→器皿。空氣及容器對微波基本上不吸收和反射，從根本上保證了能量的快速傳導和充分利用。
微波可選擇性加熱不同極性分子和不同分子的極性部分，從而使其從中分離，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對較差的溶劑中，從而有效成分被提取。
二、 微波萃取的特點
微波具有波動性、高頻性、熱特性和非熱特性四大特點，這決定了微波萃取具有以下特點。
1. 試劑用量少，節(jié)能，污染小。
2.加熱均勻，且熱效率較高。微波萃取時沒有高溫熱源，因而可消除溫度梯度，且加熱速度快，物料的受熱時間短，因而有利于熱敏性物質的萃取。
3. 微波萃取不存在熱慣性，因而過程易于控制。
4. 微波萃取無需干燥等預處理，簡化了工藝，減少了投資。
5. 微波萃取的處理批量較大，萃取效率高，省時。與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比，可節(jié)省50％~90％的時間。
6. 微波萃取的選擇性較好。由于微波可對萃取物質中的不同組分進行選擇性加熱，因而可使目標組分與基體直接分離開來，從而可提高萃取效率和產(chǎn)品純度。
7. 微波萃取的結果不受物質含水量的影響，回收率較高。
三、微波萃取的主要影響參數(shù)
1.破碎度 與傳統(tǒng)提取方法一樣，被提取物經(jīng)過適當破碎，可以增大接觸面積，有利于萃取過程的進行。
2.分子極性 在微波場中，極性分子受微波的作用較強。若目標組分為極性分子，則比較容易擴散。在天然產(chǎn)物中，*非極性的分子是比較少的，物質的分子或多或少會存在一定的極性，絕大多數(shù)天然產(chǎn)物的分子都會受到微波電磁場的作用，因而均可用微波來協(xié)助提取。
3.溶劑 溶劑的選用十分重要，適宜的溶劑可提取出所需要的組分，若溶劑選用不當，則不一定能獲得理想的提取效果。
4.濃度差 濃度差是被提取組分擴散與傳質的前提，沒有濃度差或濃度差很小，提取過程就不能進行。傳統(tǒng)提取工藝中設法提高濃度差的種種工藝手段同樣適用于微波提取過程。
5.溫度 在微波提取過程中，由于存在微波作用下的分子運動，因而溫度不需要與傳統(tǒng)提取工藝過程中的一樣高。此外，微波提取的時間很短，因而可降低被提取成分因受熱而發(fā)生破壞的危險，并可降低能耗。
6.攪拌 在微波萃取過程中,攪拌同樣可提高溶質組分由固體表面向溶劑主體擴散的速率,且微波可加快溶質組分在固體內(nèi)部的遷移速度,即可提高固體內(nèi)部的傳質速率，因而提取速度更快，提取效率更高。
綜上所述，微波提取的要點：①被提取物需經(jīng)適當粉碎；②必須存在一定的濃度差；③選用適當?shù)娜軇?；④保持一定的溫度；⑤給予提取過程一定的時間；⑥適當?shù)臄嚢琛?
四、微波萃取的應用
采用該技術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進行介紹。
1、生物堿類
Ganzler等從羽扇豆種子中提取金雀花堿（斯巴?。c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、微波功率及照射時間等參數(shù)。所得提取物與傳統(tǒng)方法相當，但只用時30秒。
2、蒽醌類
郝守祝等研究了微波技術對大黃游離蒽醌浸出量的影響，采用正交實驗考察了微波輸出功率、物料粒徑、浸出時間三個因素對提取率的影響，優(yōu)選浸出方案。以優(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，結果物料粒徑對蒽醌成分浸出影響極顯著，功率對浸出影響顯著，時間對浸出有一定影響。微波提取法對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。
3、黃酮類
劉傳斌等把微波破細胞與溶劑提取相結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，室溫下水提取10分鐘，可將紅景天苷充分提取出來，與傳統(tǒng)提取方法相比，前者具有時間短、不需加熱、提取液中雜質少等優(yōu)點。段蕊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，得到提取物中黃酮類物質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，黃酮類物質性質不發(fā)生改變。李嶸等也用該法研究了銀杏黃酮苷的提取工藝，同樣得到較理想的結果。此外，閻欲曉等從生姜中提取抗氧化物質，結果發(fā)現(xiàn)先用微波處理5分鐘，黃酮的提取率明顯提高。
4、有機酸
郭振庫等應用自行設計的具較高壓力控制精度的專用微波制樣系統(tǒng)，對金銀花中有效成分綠原酸和異綠原酸類化合物的提取條件進行了考察，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、*及節(jié)省時間、溶劑和能源等優(yōu)點，是一種適于甘草中快速提取甘草酸的新方法。
5、多糖類
新疆石河子大學藥學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。他們在MCL-3微波反應器中，用一定量石油醚、和80%乙醇回流提取20分鐘，殘渣再放入微波爐中，用水提取20分鐘后測定多糖含量，結果提取率均高于傳統(tǒng)方法，提取時間縮短了約12倍。
8、其他
目前，微波萃取技術除應用于以上主要成分之外，對另外一些成分，如甾體、萜類化合物、植物油、香料、色素等的提取也有報道?！×硗猓€有人用微波法萃取丹參酮、辣椒素、、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。
五、微波設備分類
1為微波提取罐；
2為連續(xù)微波萃取設備。
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