微波辅助萃取在天然植物有效成分提取的应用进展

萃取法萃取效率都高于 回流提取法， 而敞 口微波 萃取效果则更好一些 。吴雪辉等［］ Ｈ通过微 波萃 取、 超声波提取和常规加热提取等几种方法 ， 对板 栗花 中黄 酮 类 物 质提 取效 果 的 比较 ， 结果 表 明微 波萃 取 显示 出 明显 的优 势 ， 取率 达 到 ７ ． ， 提 １９ 而且 具 有操 作 方便 、 取 时 间短 、 取 效 率高 、 提 提 节 省能源 等 的特点 。
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多糖是天然有机化合物中最大族之一的大分 子物 质 。 许多 多糖 具有 抗肿 瘤 、 强免 疫 、 衰老 、 增 抗 抗病毒等作用， 因此得到国内外科学工作者的高 度重视 。微波萃取在用于某些生物材料的多糖提 取中被证实可明显提高提取率［ 。王 自军 ， １ 杨红 兵［］ １采用微波技术提取淡竹叶总黄酮和多糖 ， ８ 并 用比色法测定对总黄酮和多糖进行含量测定 。张 建新［ 以角腥草干粉为原料 ， １ ９ 经微波萃取、 脱色、 脱 蛋 白等 工艺 得 到 角腥 草 水 溶性 粗 多 糖 ， 多糖 提 取率为 ７２ ； ．８ 并用甲基紫褪色光度法和邻苯三 酚 自氧化法 测定 粗多 糖对 羟基 自由基 · ＯＨ 和 超 氧 自由基的清除效果。吴琼等［］ ２则以美 国 Ｃ Ｍ ０ Ｅ ＭＡ Ｓ Ｒ 一５微波萃取 系统为萃取仪 ， 对银耳 中的 多糖进行萃取 。通过响应 曲面分析法得出最优萃 取条件， 银耳多糖的提取率为 ２． ５ 。 ０ １ ３ ６ 挥发 油 ． 已有很 多 国外学 者利 用微波 萃取挥 发 油， Ｌ ｃｈｓ等利用微波照射干馏（ ｕｃｅｉ 无溶剂微波萃取 ） 法从罗勒、 薄荷花、 百里香 中提取香精油 ， 实验结 果 表 明 ， 溶 剂 微 波 萃 取 法 适 宜 于 香 精 油 的 提 无 取 ［ 。 内黄桂 萍等 ［］ 用微 波辐射 法提 取柚 树 国 川 采 叶中的香精油 ， 通过正交实验 比较 ， 香精油在最 佳的提取条件 下提取率为 １０ 。 ．３ 通过紫外光 谱 图分 析 ， 其主要 成分 为 ： 一莘 烯 （ 主要 成 ｄ 为
３ ５ 多糖 类 ．
胡 秀丽等［ 加利用微波辅助流动萃取法提取 大黄中的蒽醌类化合物 ， 考察了微波提取条件（ 包 括溶剂浓度、 微波辐射功率 、 溶剂提升量） 对大黄 中蒽醌提取率 的影响， 采用分光光度法测定提取 液中蒽醌的含量。 与郝守祝等人［］ ｎ研究微波技术 对大黄游离蒽醌浸出量的影响结果一样 ， 采用微 波技术都使大黄中的蒽醌类化合物提取率得到了 明显提高 。 ３３ 黄酮类 ． 目前 ， 微波在黄酮类物质的提取上也取得 了 良好 的效果 。在提取 过程 中具有 反应高 效性 和强 选择性等特点 ， 而且操作简单 、 副产物少 、 产率高、 产物易提纯 。近期 ， 陈菁菁等［］ １采用正交试验设 计优选 出微波萃取桑叶和桑 白皮的黄酮类成分的 最佳工艺条件 ， 并与传统醇提法相 比较 ， 同时 比较 桑的不同部位药材的黄酮含量。结果表 明微波萃 取黄酮类成分在 ６ 萃取 ２ ｉ ， ０Ｉ Ｃ ０ ｎ 料液 比 １： ２ ｍ １ 时， 桑叶中的黄酮含量约为桑白皮中的 ９ ， 倍 且比 传统 醇 提法分 别高 ５ 和 ３ 。 ５ ２ 孟辉 坞采用 ］
两种微波萃取装置即 敞口和密闭萃取装置 ， 对满 山红叶中有效成分总黄酮进行了比较研究 。经过 分） ａ 、 一派烯、 柠檬醛、 芳樟醛、 葵醛 、 辛醛 、 辛醇、 实验表明， 与传统的回流提取法相比较 ， 两种微波 壬醇等。 与传统方法所提取的香精油成分相一致。
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要： 对微 波萃取 的原理 、 设备和近年 来微波萃取在 天然植 物有效成分提 取方 面的应用研 究作 了综
述 ，同时对微 波萃取 方式及微 波萃取 的前景进行 了展望。 关键词 ： 波萃取 ； 微 天然植物 ； 有效成分
我国拥有丰富的中草药和天然植物资源 ， 传 统提取分离方法 （ 冷浸渍法 、 如： 渗漉法、 煎煮法 、 索 氏提取法、 水蒸气 蒸馏法［等 ）尽管各有其适 １ ， 用， 但都 有一 定 的局 限 性 ， 如提 取 时 间长 ， 效率 或 低， 或溶剂用量大， 或操作繁琐 ， 或不利于热不稳 定成分的提取等。 随着科学技术的发展， 一些新技 术应运而生 ， 如超声波萃取 （Ｅ 、 Ｓ ）超临界流体萃 取（Ｆ ） Ｓ Ｅ 和微波萃取等 。微波萃取便是其中一种 非常具有发展潜力的新技术 ， 在萃取和分离天然 植物中的应用非常广泛 ， 笔者就微波萃取技术的 原理、 特点及近年来最新应用作以综述并对这种 技术的未来作了展望。
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微波辅助萃取在天然植物有效成分提取的应用进展
卢 樱 。 （．陕西师范大学 药用植物资源与天然药物化学教育部重点实验 室， １ 陕西 西安 ７ ０６ ； １０２
２ ．陕西师范大学 化学与材料科学学院， 陕西 西安
提
收稿 日期 ：Ｏ ７ ４ ９ ２ Ｏ —Ｏ 一Ｏ
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卢
樱 ： 波辅助萃取在天然植物有效成分提 取的应用进 展 微
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３ 微波萃取技术在天然植物有效成 分提 取 中的应用
由于微波萃取不仅提取效率高 、 产品纯度高 、 能 耗 小 、 作费 用少 ， 操 且符 合 环境保 护要 求 ， ９６ １ ８ 年 Ｇ ｎｉｒ ［最 早利 用微 波 萃取法 从 羽 扇豆 中 ａｚ 等 ｓ ｅ ］ 提取了鹰爪豆生物碱 ，自此微波萃取技术广泛用 ． 于 中草药、 香料、 食品和化妆品等各个领域 ， 并迅 ３ ４ 有机酸 花生 四烯 酸 是 一种 重 要 的 人体 必 需 脂 肪酸 ， 速成为可以在某些方面替代传统提取天然植物有 是人体中含量最高 、 分布最广的一种多不饱和脂 效成分的有力工具 。目前利用微波辅助提取天然 具有多种生物活性。符常娥 坫采用 ２ ０ ］ ０ 植 物 有效 成 分 涉及 生物碱 类 、 醌类 、 酮类 、 蒽 黄 皂 肪 酸， ｍｌ 乙醇一正 已烷（ ２ 为溶剂 ， １： ） 微波功率为 ７ ０ ５ 苷类 、 多糖、 挥发油 、 色素等。 ｗ， 辐射 ８ 提取绿藻 中的花生四烯酸， ０ Ｓ 最高提 ３ １ 生物碱 类 ． 取率为 ８． 。 ８ １ 提取液经浓缩后可得含多不饱和 生物碱 （ｌａ ｉ） ａ ｌ ｄ 是指 中药中一类含氮杂环 ｋｏ ７６ ／ ６ 的有机 物， 具有碱性和显著的生理活性［。Ｂ ａ ６ ｒ— 脂肪酸 ２ ．８９的粗产物。另外国外研究用微波 ］ ｌ： 微波提取甘草中的甘草 ６ ｃｅ Ａ等［从可可叶中提取可卡因和苯 甲酰芽子 辅助萃取有机酸的有＿］ ｈｔ ７ ］ 酸， 与热 回流 、 氏提取 法 、 索 室温提 取法 、 声提取 超 碱， 考察 了提 取溶剂 、 径 、 品湿 度 、 波功率及 粒 样 微 只要 ４ ｎ就 可 以达 到 传 ～５ｍｉ 照射时间等参数 。 所得提取物与传统方法相当， 但 法 等 传统方 法相 比， 具有提取高效、 快速、 完全及 只用 ３ 。郭锦 棠等 ［对微 波与 索 氏 回流方 法提 统萃取法的回收率， ０Ｓ ８ ］ 节省时间、 溶剂和能源等优点 ， 是一种适于从甘草 取生物碱进行 了研究 ， 发现联合微波与索氏提取 法对黄连中盐酸小檗碱的提取效果优于单独索 氏 中快速 提取 甘草酸 的 新方法 。
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郑福平等［ 使用 Ｄ ｓ ｖｒ ２ ３ ］ ｉ ｏ ｅ 微波反应器作 为微波 ｃ 源， 以微波加热吹气吸附法提取了孜然芹精油， 萃 取率为 ４ ４ 经气质联机分析 ， ．５ 孜然精油中鉴 定出枯茗醛 、 枯茗醇 、一水芹烯 、一松油烯、 ｐ 对伞 花烃等 ３ ４种 挥 发 性 成 分 ， 相 对 含 量 为 总
身释放能量 回到基态， 所释放 的能量传递给其他 物质分子 ， 加速其热运动， 缩短萃取组分的分子 由 物料 内部扩散到萃取溶剂界面的时间， 从而使萃 取速率提高数倍 ， 同时还降低了萃取温度 ， 最大限 度保证萃取的质量。因此 ， 应用微波加热提取手 段， 能够显著缩短萃取时间， 较大程度地提高天然 植物萃取效率［ 。 ４ ］
提取 。Ｆ ｉ ｈｎ ｅＺ ａ ｇ等［对 比不同方法提取博落 回 。 ］ （ ｃｅｙ ｏｄ ｔ （ ｌ ） ．Ｂ ． 中 的 血 根 碱 Ｍａｌ ａｃｒａａ Ｗｉｄ Ｒ ｒ） ａ ｌ 和 白屈莱赤碱 ， 结果表明微波萃取 比浸渍 、 超声辅 助 提取 等更为 有效 。
３ ２ 蒽醌类 ．
２ 微 波萃取技术 的特 点及 微 波萃 取 设 备
微波萃取技术 的特点： 由于微波萃取一般 ① 只是物理过程， 并不破坏样品基体 ； ②微波加热是 内加热 ， 样品容器因能被微波穿透所以不导热 ， 微 微 波萃取 技术 的机理 波直接加热样品， 所以具有体系升温速度快 、 无热 微 波 萃 取 （ ｃｏ ｖ ｓｉ ａｔｅｔａｔ ｎ 梯度 、 ｍｉｒｗａｅａｓｓ ｎ ｘｒｃｉ ， ｔ ｏ 无滞后效应等特点， 萃取时间短 ， 萃取效率 简称 ＭＡＥ或 ＭＥ 又叫微波辅助萃取 ， ） 是利用微 高； 另外萃取时的温度 、 ③ 压力 、 时间可进行有效 故可保证萃取过程中欲分析组分不会分 波能作为一种辅助手段 ， 选择性地使样品中欲分 的控制， 析组分从样品基体中渗 出， 达到实现与基体 的分 解； ④微波萃取受溶剂亲和力的影响小， 可供选择 离。 的溶剂种类多， 故微波的选择性要好于传统萃取 ， 天然植物中有效成分往往在有表皮保护的内 还可萃取一些极性物质； 另外微波萃取还具有 ⑤ 部薄壁细胞或液泡内， 破壁非常困难 。 ａｅ ］ Ｐ ｒ［等提 设备简单、 。 适用范围广、 重现性好 、 节省时间、 节省 污染轻等特点。 出假设 ， 微波穿透萃取介质 ， 到达植物内部维管束 试剂、 和腺细胞内， 导致细胞内的极性物质， 尤其是水分 早 先用于微波萃取 的装置是普通家用微 波 子吸收微波能， 产生大量的热量， 使细胞内温度迅 炉， 已有作为分析样品前处理的商品化设备。 现 目 速升高 ， 使液态水汽化产生压力， 当此压力超过细 前实验室应用最多的微波萃取装置有多模腔体式 胞空间膨胀的能力， 细胞膜和细胞壁将被冲破 ， 形 和单模聚焦式两种 ， 工作频率均为 ２ ５ ０ ４ ＭＨｚ 多 。 成微小的孔洞 ， 表面出现裂纹 。 因此细胞内的物质 模腔体式微波萃取系统的优点是一次可制备多个 自由流出， 传递到周围被溶解［。 ３ 萃取介质就能在 样品， ］ 易于控制萃取条件 ， 萃取快速 ， 由于具有 但 较低的温度条件下捕获并溶解 ， 通过进一步过滤 控压、 控温和使用挥发性溶剂监测的附件 ， 从而价 格较高 。单模聚焦式微波萃取装置优点是可不用 和分离 ， 便获得萃取物料 ； 同时， 微波所产生的电 磁场， 加速被萃取部分 向萃取溶剂界面扩散的速 控压和控温 ， 而且制样量大 ， 但相 比前者前者一次 且萃取时间较长 。 其他特殊的 率， 用水作溶剂时 ， 在微波场下， 水分子高速转动 仅可制备一个样品， 微波提取设备则根据不同的应用对象选择不同的 成为激发态， 这是一种高能量不稳定状态， 或者水 分子汽化， 加强萃取组分的驱动力 ； 或者水分子本 萃取仪 器 。