[科普中国]-微波辅助提取

微波萃取的特点快速高效

样品及溶剂中的偶极分子在高频微波能的作用下，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，待萃取成分很快溶剂化，使微波萃取时间显著缩短。

加热均匀微波加热是通过体加热进行的．形成独特的物料受热方式，使整个样品被加热，无温度梯度，具有加热均匀的优点。由于消除了物料内的热梯度，从而使提取质量大大提高，有效地保护食品、药品及其他化工物料中的功能成分。

选择性由于不同化合物具有不同的介电常数，所以微波萃取具有选择性加热的特点。溶质和溶剂的极性越大，对微波能的吸收越大，升温越快，萃取速度增大；而对于非极性溶剂，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。

生物效应(非热特性)由于大多数生物体含有极性水分子，所以在微波场的作用下引起强烈的极性振荡，容易导致细胞分子间氢键断裂，细胞膜结构被电击穿、破裂，进而促进基体的渗透和待提取成分的溶剂化。此外，微波萃取还可实现时间、温度、压力控制，保证在萃取过程中有机物不发生分解。因此，利用微波辅助提取从生物基体萃取待萃取的成分时，在热与非热效应的协同作用下，更能提高萃取效率。

节省溶剂与其他萃取方法相比，微波萃取能减少萃取试剂的消耗，微波萃取可以多种样品在相同条件下同时萃取。用于生产过程时，溶剂用量较常规方法可减少50%～90%。

工艺简单、节省投资由于微波设备是用电的设备，不需配备锅炉；微波属体加热，提取时同样的原料、同样的效率下，用常规方法需两三次提取的，微波一次提取即可。提取的时间大大节省、工艺流程大大简化。微波提取没有热惯性，易控制，所有参数均可数据化，并和制药现代化接轨。

应用面广由于提取温度低，不易糊化．分离容易，后处理方便。2

微波辅助提取过程工艺流程微波辅助提取主要经过选料、清洗、粉碎、微波萃取、分离、浓缩、干燥等步骤获得产品。

影响因素**（1）溶剂的选择**

由于不同物质具有不同的介电常数．所以萃取溶剂的选择非常重要。必须考虑以下几个方面：①溶剂必须对微波透明或半透明，而且具有一定的极性；②溶剂对待分离成分有较强的溶解能力，而对萃取成分的后续工干扰较少；③萃取溶剂的沸点应高一些。一般常用的萃取溶剂有正己烷、二氯甲烷、甲醇、乙醇等。

萃取溶剂具有一定的极性，这是微波萃取必需的条件。但是如果萃取溶剂为甲苯、正己烷等非极性溶剂时，必须加入一种极性溶剂，以增加萃取溶剂体系的介电常数．目前已报道的溶剂有丙酮、水。因此，萃取溶剂可以为一元体系、二元体系．也可以是多元体系，对于某一具体样品的萃取体系而言，要根据样品的性质、萃取目标物的性质和预实验决定。

（2）液固比

液固比是提取过程中的一个重要因素．主要表现在影响固相和液相问的浓度差，即传质推动力。液固比的提高必然会在较大程度上提高传质推动力，但萃取液体积过大，会增加后续处理的负担。

（3）微波辐射时间

微波萃取时间与被萃取样品量、溶剂体积和加热功率有关。与传统萃取方法相比，微波萃取的时间较短，一般情况10～15min已经足够，有时甚至更短，如从食品中萃取氨基酸成分时，萃取效率并没有随萃取时间的延长而提高，尽管连续的辐照并不会引起氨基酸的降解或成分破坏。

（4）微波辐射功率

微波辐射条件包括微波辐射频率、功率和辐射时间．它们对萃取效率具有一定的影响。不同的萃取目的采用不同微波辐射条件。

（5）破碎度

和传统提取一样，被提取物经过适当破碎后可以增大接触面积．有利于提取的进行。但通常情况下传统提取不把物料破碎得太小，一方面会使杂质增加溶出．另一方面会给后续过滤带来困难。同时，将近100℃的提取温度会使物料中的淀粉成分糊化，提取液变得黏稠，增加了后续分离的难度和溶剂的黏附耗损。

（6）物料中的水分或湿度的影响

因为水分能有效吸收微波能而产生温度差，所以待处理物料中含水量的高低对萃取收率的影响很大。对于不含水分的物料，可采取增湿的方法，使其具有适当的水分，以吸收微波能。

（7）影响微波萃取(强化)的其他因素

从固体或半固体样品中进行萃取是一个复杂的过程，该过程可简化为五步：①目标物从物料基体的活性点解吸；②目标物扩散到整个物料基体；③目标物在萃取溶剂中的溶解；④目标物在溶剂中扩散；⑤目标物的收集。因此，目标物有效的萃取不仅与溶剂有关，而且与物料基体的性质有关。2

微波辅助提取应用有机污染物的提取应用微波可以从污染土壤中提取有机化合物。

天然化合物及生物活性成分的提取应用微波可辅助从植物原料、食物等中提取多种类型的化合物。3