微波辅助萃取ppt课件
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4.温度差: 是被提取组分扩散与传质的前提，没有浓度差或 浓度差很小，提取过程就不能进行
5.温度: 由于存在微波下的分子运动，因而温度不需要与传 统提取工艺过程中的一样高；也可能导致体系温度过度上 升，为减小温度的影响，可将微波提取过程分次进行 微波萃取在不同温度下的提取效果是不同的，当其他条件 一样时，热态比冷态的提取效果要好
微波辅助萃取 （Microwave Aided Extraction，MAE)
• 微波辅助萃取又称微波萃取(MAE)，是微波和传统的溶剂 萃取法相结合后形成的一种新的萃取方法，因其具有快速 、高效、省溶剂、环境友好等优点，微波萃取是在有机分 析中得到了广泛的应用。
微波萃取机理
• 微波萃取技术是将微波技术和萃取技术相结合，利用极性 分子可以迅速吸收微波能量来加热一些具有极性的溶剂， 达到萃取样品中目标化合物、分离杂质的目的。微波加热 不同于一般的常规加热方式，常规加热是由外部热源通过 热辐射由表及里的传导方式加热。微波加热是材料在电磁 场中由介质吸收引起的内部整体加热。微波加热意味着将 微波电磁能转变成热能，其能量是通过空间或介质以电磁 波的形式来传递的，对物质的加热过程与物质内部分子的 极化有着密切的关系。
中
中
的
的
应
应
中 的 应
用
用
用
食品分析
食 旧方法 用 色 素 的 提 取
新方法
天然食用色素制备方法大致可分为溶剂提取法、组织 培养法、粉碎法，压榨法、酶反应法、微生物，发酵 法和人工化学合成天然色素法等。其中最常用的方法 是溶剂提取法即浸取法, 但传统的浸取方法存在着浸 取时间长、劳动强度大、原料预处理能耗大、热敏性 组分易破坏等缺点
1. 微波革取用于天然产物提取的应用前景 2. 进一步缩短样品处理的时间 3. 进一步探讨萃取机理 4. 开发微波萃取新技术和其他技术联用 5. 开发微波萃取在线检测新技术 6. 将微波萃取的实验室研究扩大为工业化研究
微波辅助萃取
[4]]张嘉颖 ,农绍庄 , 侯英雪,等 .微波辅助萃取花生油的工 艺研究[J].技术 ·油脂工程，2009,7
[5]李安平 ,谢碧霞.桔黄色素微波萃取的研究 [J].中国食品添 加剂 ,2004,1
[6]杨晓萍 ,倪德江.微波萃取茶叶有效成分的研究[J].华 中 农 业 大 学 学 报,2003,22(5)
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优化研究
从表 1可以看出，与传统的萃取方法相比，微 波萃取明显节约了提取时间及溶剂消耗量 ，该 技术高效 、低耗 、无污染 ，是“绿色”的萃 取技术 ，而在充分优化的试验条件下，萃取率 较高、稳定，克服了传统萃取技术的弊端 。
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优 化研究
微波提取工艺流程： 原料粉碎后，精确称取粉碎度为 20目的花生粉，每份 20g
，放人圆底烧瓶中，加溶剂，微波萃取一定时 间，冷却后真空 抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂，得粗品，称重 ，计算得率 。 脂肪含量的测定 抗氧化稳定性研究
1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
表 1 微波提取与传统方法提取花生油的 比较
4.溶剂PH
➢溶液的PH 值也会对微波萃取的效率产生一 定的影响 ，针对不同的萃取样品 ，溶液有 一个最佳的用于萃取的酸碱度。
5.浓度差
➢ 浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有 浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。 传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手 段同样适用于微波提取过程。
6.温度
微波辅助萃取-MAE
➢
一 • 原理简介 二 • 实验基本步骤 三 • 微波辅助萃取应用实例 四 • 结论与展望 五 • 参考文献
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间 的电磁波, 它介于红外线和无线 电波之间。
[5]李安平 ,谢碧霞.桔黄色素微波萃取的研究 [J].中国食品添 加剂 ,2004,1
[6]杨晓萍 ,倪德江.微波萃取茶叶有效成分的研究[J].华 中 农 业 大 学 学 报,2003,22(5)
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优化研究
从表 1可以看出，与传统的萃取方法相比，微 波萃取明显节约了提取时间及溶剂消耗量 ，该 技术高效 、低耗 、无污染 ，是“绿色”的萃 取技术 ，而在充分优化的试验条件下，萃取率 较高、稳定，克服了传统萃取技术的弊端 。
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优 化研究
微波提取工艺流程： 原料粉碎后，精确称取粉碎度为 20目的花生粉，每份 20g
，放人圆底烧瓶中，加溶剂，微波萃取一定时 间，冷却后真空 抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂，得粗品，称重 ，计算得率 。 脂肪含量的测定 抗氧化稳定性研究
1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
表 1 微波提取与传统方法提取花生油的 比较
4.溶剂PH
➢溶液的PH 值也会对微波萃取的效率产生一 定的影响 ，针对不同的萃取样品 ，溶液有 一个最佳的用于萃取的酸碱度。
5.浓度差
➢ 浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有 浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。 传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手 段同样适用于微波提取过程。
6.温度
微波辅助萃取-MAE
➢
一 • 原理简介 二 • 实验基本步骤 三 • 微波辅助萃取应用实例 四 • 结论与展望 五 • 参考文献
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间 的电磁波, 它介于红外线和无线 电波之间。
微波辅助萃取
生热能，其加热迅速、均匀。
2、选择性加热：微波加热具有选择性，可通过选择 适当的溶剂来提高萃取效率，以达最佳萃取效果。
3、体积加热：微波加热是一个内部整体加热过程， 他将热量直接作用于介质分子使整个物料同时被加热 。
4、高效节能：由于微波独特的加热机理，除少量传 输损失外，无其它损耗，故热效率高。
3、微波萃取茶叶有效成分的研究
➢ 综合考虑料液比、时间、次数对各指标的影 响，以及经济效益，最终的优化组合为：料 液 比 1：20，时间 3min，次数 2次。微波萃 取茶叶有效成分具有萃取时间短，溶剂用量 少 ，产品提取率高的优点，为一种值得大力 推广的有效方法。
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优化研究[7]
微波辅助萃取-MAE
➢
一 • 原理简介 二 • 实验基本步骤 三 • 微波辅助萃取应用实例 四 • 结论与展望 五 • 参考文献
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间 的电磁波, 它介于红外线和无线 电波之间。
一、原理简介
原理：
➢ 根据不同物质吸收微波能力的差异使
➢ 样品前处理步骤： ➢ 土样制备：（干燥） ➢ 微波萃取 ：
称取 5 g土样置于微波仪专用的制 样杯内， 根据萃取物情况加入 30 mL的萃取溶剂正 己 烷 ：丙酮(1：1)。按微波制样要求 ，把装有样品的 制样杯放到密封罐 中，然后把密封罐放到微波仪 中，设置 5min内萃取温度达到 110℃，萃取时间 10 min，萃取结束 ，把制样罐冷却至室温。 ➢ 净化和浓缩
4.溶剂PH
➢溶液的PH 值也会对微波萃取的效率产生一 定的影响 ，针对不同的萃取样品 ，溶液有 一个最佳的用于萃取的酸碱度。
2、选择性加热：微波加热具有选择性，可通过选择 适当的溶剂来提高萃取效率，以达最佳萃取效果。
3、体积加热：微波加热是一个内部整体加热过程， 他将热量直接作用于介质分子使整个物料同时被加热 。
4、高效节能：由于微波独特的加热机理，除少量传 输损失外，无其它损耗，故热效率高。
3、微波萃取茶叶有效成分的研究
➢ 综合考虑料液比、时间、次数对各指标的影 响，以及经济效益，最终的优化组合为：料 液 比 1：20，时间 3min，次数 2次。微波萃 取茶叶有效成分具有萃取时间短，溶剂用量 少 ，产品提取率高的优点，为一种值得大力 推广的有效方法。
4、微波萃取土壤中有机氯农药条件优化研究[7]
微波辅助萃取-MAE
➢
一 • 原理简介 二 • 实验基本步骤 三 • 微波辅助萃取应用实例 四 • 结论与展望 五 • 参考文献
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间 的电磁波, 它介于红外线和无线 电波之间。
一、原理简介
原理：
➢ 根据不同物质吸收微波能力的差异使
➢ 样品前处理步骤： ➢ 土样制备：（干燥） ➢ 微波萃取 ：
称取 5 g土样置于微波仪专用的制 样杯内， 根据萃取物情况加入 30 mL的萃取溶剂正 己 烷 ：丙酮(1：1)。按微波制样要求 ，把装有样品的 制样杯放到密封罐 中，然后把密封罐放到微波仪 中，设置 5min内萃取温度达到 110℃，萃取时间 10 min，萃取结束 ，把制样罐冷却至室温。 ➢ 净化和浓缩
4.溶剂PH
➢溶液的PH 值也会对微波萃取的效率产生一 定的影响 ，针对不同的萃取样品 ，溶液有 一个最佳的用于萃取的酸碱度。
微波萃取
四、微波萃取的主要影响参数
• 1.破碎度 与传统提取方法一样，被提取物经过适 当破碎，可以增大接触面积，有利于萃取过程的 进行。 • 2.分子极性 在微波场中，极性分子受微波的作用 较强。若目标组分为极性分子，则比较容易扩散。 在天然产物中，完全非极性的分子是比较少的， 物质的分子或多或少会存在一定的极性，绝大多 数天然产物的分子都会受到微波电磁场的作用， 因而均可用微波来协助提取。 • 3.溶剂 溶剂的选用十分重要，适宜的溶剂可提取 出所需要的组分，若溶剂选用不当，则不一定能 获得理想的提取效果。
新型的萃取分离技术
微波萃取
一、什么是微波萃取
• 微波萃取，即微波辅助萃取（Mi acrowaveassisted extraction，MAE），是用微波能 加热与样品相接触的溶剂，将所需化合物 从样品基体中分离，进入溶剂中的一过程。
二、微波萃取的原理
• 普通的外加热方式将热量由外向内传递， 而微波加热是一个内部加热过程，微波直 接作用于内部和外部的介质分子，使整个 物料被同时加热，即为“体加热”过程， 从而可克服传统的传导பைடு நூலகம்加热方式所存在 的温度上升较慢的缺陷。
• 4. 微波萃取无需干燥等预处理，简化了工艺，减 少了投资。 • 5. 微波萃取的处理批量较大，萃取效率高，省时。 与传统的溶剂提取法相比，可节省50％~90％的 时间。 • 6. 微波萃取的选择性较好。由于微波可对萃取物 质中的不同组分进行选择性加热，因而可使目标 组分与基体直接分离开来，从而可提高萃取效率 和产品纯度。 • 7. 微波萃取的结果不受物质含水量的影响，回收 率较高。
• 微波加热过程中，目标组分的分子在高频 电磁波的作用下，以每秒数十亿次的高速 振动产生热能，使分子本身获得巨大的能 量而得以挣脱周围环境的束缚。当环境存 在一定的浓度差时，即可在非常短的时间 内实现分子自内向外的迁移，在短时间内 达到提取目的。常用的微波频率为2450M HZ。
微波辅助萃取
微波辅佑襄助萃取微波特点MAE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（重要是有机化合物）的萃取过程。
微波具有波动性、高频特性以及热特性或非热特性（生物效应）等特点。
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，高速速度变换其正、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分裂、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。
加热均匀微波加热是透入物料内部的能量被物料汲取转换成热能对物料加热，形成的物料受热方式，整个物料被加热，无温度梯度，即微波加热具有均匀性的优点。
微波加热具有选择性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"透亮"的。
溶质和溶剂的极性越大，对微波能的汲取越大，升温越快，促进了萃取速度。
而对于不汲取微波的非极性溶剂，微波几乎不起加热作用。
所以，在选择萃取剂时肯定要考虑到溶剂的极性，以达到最佳效果。
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猛烈的极性震荡，从而导致细胞分子间氢键松弛，细胞膜结构电击穿分裂，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时，能提高萃取效率。
MAE技术与其它技术的比较任何一种萃取技术都是为了从基体中快速、高效地分别出待分析成分，但是由于基体的多而杂性及萃取技术的不同特点，常常在选取萃取方法的时候必需考虑到分析的目的和分析方法的费用、操作的繁简、时间的多寡等因素。
与传统的萃取技术相比，MAE技术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，操作简单。
机理特点微波萃取的机理微波是指波长在1mm至1m之间、频率在300MHz至30000MHz之间的电磁波，它介于红外线和无线电波之间。
微波辅助提取
微波辅助 现防爆；可常压或加压操作。 5.提高效率，降低成本。物料经微波 提取器的时间仅10~30秒/次，批时间 缩短20~50Min，极大提高了系统处理 能力，降低运行成本。 6.易于扩展。并列管式结构；系统可 模块式扩展。 7.便于清洁 。
微波辅助萃取法
固相萃取—微波萃取联用技术
用微波萃取代替固液萃 取中的溶剂洗脱。
其他技术联用
波炉改装成的微波萃取设备，通过调节脉冲
间断时间的长短来调节微波输出能量，目前
国内外大部分的研究都采用这种设备。
实验室用微波炉改装
在常压下提取，只能实 现温度控制。不足之处， 一次处理的样品不能太多。
中小型开罐式微波提取器
•
优点：
模仿微波炉结构，加热腔 内配一塑料容器。 将物料和溶媒混合后，边 搅拌边用微波处理。
3. 连续流动法
连续流动法是指萃取溶剂连续流动 而样品随之流动或固定不动的一种微 波萃取体系。目前国内外有关连续流 动法的报道很少，国外学者这方面的 研究较多。
今后的主要研究方向
今后的主要研究方向
今后的主要研究方向
• 三、开发微波萃取新技术或其他技术联用
有文献报道用微波萃取代替固液萃取中的溶剂洗脱的研究， 提出固相萃取—微波萃取联用技术。该研究有助于综合利用 各种技术的优点,提高处理效果,扩大样品适用范围。
研究所研制的 WK2000 微波快速反应系统和
MK Ⅲ型光纤自动控压微波制样系统属于该
类产品的仿制国产产品。
微波辅助萃取装置
2. 高压法 高压法是使用密闭萃取罐的微波萃取法，
其优点是萃取时间短，试剂消耗少，这种方
法是目前报道最多的一种方法。
微波辅助萃取装置
用于微波协助萃取的设备有两类 : 一类是微波 萃取罐;另一类为连续微波萃取器。两者的主要区 别是:一个是分批处理物料，类似于多功能提取罐; 另一个是以连续方式工作的萃取设备,具体参数一 般由生产厂家根据使用厂家要求设定。使用的微 波频率一般为2450MHz或915MHz。
超声及微波辅助萃取PPT课件
助萃取技术。
2000年代至今
该技术不断优化和完善，广泛 应用于食品、医药、环保等领
域。
技术应用领域
食品工业
用于提取食品中的活性 成分，如植物精油、色
素、多酚等。
医药行业
用于从中药材中提取有 效成分，以及从生物样 品中分离蛋白质、核酸
等生物分子。
环境科学
化学工业
用于处理环境污染问题， 如土壤、水体中有机污
生物技术与生命科学
将超声及微波辅助萃取技术应用于生物样品和生物活性物 质的提取，为生物技术与生命科学研究提供新的工具和方 法。
环境科学与工程
应用于环境样品中目标污染物的提取和富集，为环境监测 和治理提供技术支持。
绿色化学与可持续发展
减少溶剂使用
通过优化超声及微波辅助萃取技术，减少有机溶剂的使用量，降 低对环境和人体的危害。
选择性加热
微波能量主要集中在目标 成分上，减少对其他物质 的热解和破坏。
需要特定条件
对介电常数较高的介质效 果更佳，且对金属容器有 特殊要求。
选择依据与建议
根据目标成分的性质 选择
如果需要快速加热和 高效提取，微波辅助 萃取更具优势。
如果目标成分对热敏 感或易挥发，超声辅 助萃取更为合适。
选择依据与建议
选择微波功率和辐射时间
根据实验条件和目标物质的性质选择 合适的微波功率和辐射时间，以保证 最佳的萃取效果。
操作步骤
将物料与溶剂混合后放入微波萃取仪 中，设定微波功率和辐射时间，进行 萃取。
产物处理
萃取完成后，对产物进行分离、纯化、 浓缩等处理，以获得目标物质。
微波辅助萃取的优缺点
高效
微波能够快速地渗透到物料内部，提高萃取效率。
2000年代至今
该技术不断优化和完善，广泛 应用于食品、医药、环保等领
域。
技术应用领域
食品工业
用于提取食品中的活性 成分，如植物精油、色
素、多酚等。
医药行业
用于从中药材中提取有 效成分，以及从生物样 品中分离蛋白质、核酸
等生物分子。
环境科学
化学工业
用于处理环境污染问题， 如土壤、水体中有机污
生物技术与生命科学
将超声及微波辅助萃取技术应用于生物样品和生物活性物 质的提取，为生物技术与生命科学研究提供新的工具和方 法。
环境科学与工程
应用于环境样品中目标污染物的提取和富集，为环境监测 和治理提供技术支持。
绿色化学与可持续发展
减少溶剂使用
通过优化超声及微波辅助萃取技术，减少有机溶剂的使用量，降 低对环境和人体的危害。
选择性加热
微波能量主要集中在目标 成分上，减少对其他物质 的热解和破坏。
需要特定条件
对介电常数较高的介质效 果更佳，且对金属容器有 特殊要求。
选择依据与建议
根据目标成分的性质 选择
如果需要快速加热和 高效提取，微波辅助 萃取更具优势。
如果目标成分对热敏 感或易挥发，超声辅 助萃取更为合适。
选择依据与建议
选择微波功率和辐射时间
根据实验条件和目标物质的性质选择 合适的微波功率和辐射时间，以保证 最佳的萃取效果。
操作步骤
将物料与溶剂混合后放入微波萃取仪 中，设定微波功率和辐射时间，进行 萃取。
产物处理
萃取完成后，对产物进行分离、纯化、 浓缩等处理，以获得目标物质。
微波辅助萃取的优缺点
高效
微波能够快速地渗透到物料内部，提高萃取效率。
微波消解和微波辅助萃取技术
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
在微波萃取中，吸收微波能力的差异 可使基体物质的某些区域或萃取体系中 的某些组分被选择性加热，从而使被萃 取物质从基体或体系中分离，进入到具 有较小介电常数、微波吸收能力相对较 差的萃取溶剂中。
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
6. 微波萃取的选择性较好。由于微波可 对萃取物质中的不同组分进行选择性加热， 因而可使目标组分与基体直接分离开来，从 而可提高萃取效率和产品纯度。 7. 微波萃取的结果不受物质含水量的影 响，回收率较高。 基于以上特点，微波萃取常被誉为“ 绿色提取工艺”。
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的定义 及作用原理
当被提取物和溶剂共处于快速振动的微 波电磁场中时，目标组分的分子在高频电磁 波的作用下，以每秒数十亿次的高速振动产 生热能，使分子本身获得巨大的能量而得以 挣脱周围环境的束缚。当环境存在一定的浓 度差时，即可在非常短的时间内实现分子自 内向外的迁移，这就是微波可在短时间内达 到提取目的的原因。
•
第一节 微波消解和微波辅助萃取的 定义 及作用原理
一般来说,微波萃取首先要求溶剂必须具有 一定的极性,以利于吸收微波能,进行内部加热 ，其次所选溶剂对被萃取组分必须具有较强的 溶解能力,溶剂的沸点及对后续测定的干扰也必 须考虑。而控制萃取功率和萃取时间则是为了 在选定萃取溶剂的前提下，选择最佳萃取温度 。适宜的萃取温度既能使被萃取组分保持原有 的化合物形态，又能获得最大的萃取效率。
•
微波的能力主要取决于其介电常 数、比热和形状等。极性较大的溶剂或目标组 分，吸收微波的能力较强，在微波照射下能迅 速升温，沸点低的溶剂甚至出现过热现象,极性 较低者吸收微波的能力较差,而非极性的氯仿等 则几乎不吸收微波。因此,利用不同物质在介电 性质上的差异也可达到选择性萃取的目的。
第四章微波协助提取技术
取
体萃取
24-48h 30- 4-20min 30- 15min
60mห้องสมุดไป่ตู้n
60min
温压强度
低
低
低
高
高
预分离
不过滤
过滤和溶 洗脱／不
剂蒸发
过滤
不过滤
不过滤
溶剂用量
大
大
小
小
大
费用
低
低
高
高
高
工作强度
大
大
低
低
低
污染程度
大
大
小
小
小
MAE的萃取机理
微波产生的场加速萃取溶剂界面的扩散速率，使溶剂和被萃 取物质充分的接触 。
1、传统热萃取热传导公式： 多
热源→器皿→样品，因而能量传递效率受到 了制约。微波加热则是能量直接作用于被加 热物质，其模式为：热源→样品→器皿。空 气及容器对微波基本上不吸收和反射，从根 本上保证了能量的快速传导和充分利用。
消除了热梯度，从而使提取质量大大提高， 有效地药物功能成分。
2、由于微波可以穿透式加热，提取的时间 大大节省。根据大量的现场数据统计，常规 的多功能萃取罐8小时完成的工作，用同样 大小的微波动态提取设备只需几十分钟便可 完成。
3）热特性（加热方式由里向外无温度梯度，加热均 匀，热转换效率高）
4）非热特性（生物效应） 微生物体内的水分在微波交变电磁场的作用下
引起强烈的极性振荡，导致电容性细胞膜结构破裂、 或者分子间氢键松弛等，使得组成生物体的最基本 单元——细胞的生存环境遭到严重破坏，以致细胞 死亡。（改变了医药食品等领域传统的高温消毒、 灭菌方式，实现了低温灭菌）。
其它物质微波提取
超声及微波辅助萃取
0.07-0.14
1260×960×22 00
500×500×145 0
HF-100-500“隆达”循环超声提取
机
11
超声辅助萃取的设备简介
效率高 采用机械搅拌和超声循环强化提取,提取时间短（常规方法的几十分之
一）,工作效率高。以从青蒿（黄花蒿）提取青蒿素（一种特效的疟疾治疗 药物和抗肿瘤药物等）为例，常用的提取方法提取时间在24小时至48小时， 而在相同的条件下，采用循环超声提取机提取时间仅为0.5小时。 50升装 置的物料处理能力相当于2.4立方（2400升）常规提取罐。
重力加速度的巨大加速度和每秒钟28000次获得最大速度l17mm／s的巨大速度
和动能作用于中药材有效成分质点上，使之获得巨大的速度和动能，迅速逸出药
材基体而游离于水中。
5
超声辅助萃取的基本原理
❖ 1.1 原理 ❖ (3)热效应 ❖ 超声波在传播过程中, 其声能可以不断地被溶剂的质点吸
收, 溶剂将所吸收的能量全部或大部分转变热能, 从而导致溶 剂本身和中草药组织的温度升高, 增大中草药有效成分的溶 解度, 加快有效成分的溶解速度。
24
❖ 2、超声提取过程的强化研究 ❖ 由于超声提取的机理尚未完全解释清楚，一些未知的因
素也会影响超声提取的效率，如采用复频共振方式，比单 一频率提取效率大大提高，此外，占空比对超声提取效率 及提取物的纯度也有一定的影响。为进一步提高提取效率， 也可考虑将超声提取技术与微波提取技术联用。
25
❖ 3、超声提取实验设备的改进及工业化设备的研究与应用
微波萃取技术是利用微波的热效应对样品及其有机溶剂进行加热，从而 将目标组分从样品基体中分离出来的一种新型高效分离技术。与传统萃取技 术相比，微波萃取技术具有许多独特的优点，被誉为“绿色萃取技术”，并 已成为实现中药现代化的主要关键技术之一。
1260×960×22 00
500×500×145 0
HF-100-500“隆达”循环超声提取
机
11
超声辅助萃取的设备简介
效率高 采用机械搅拌和超声循环强化提取,提取时间短（常规方法的几十分之
一）,工作效率高。以从青蒿（黄花蒿）提取青蒿素（一种特效的疟疾治疗 药物和抗肿瘤药物等）为例，常用的提取方法提取时间在24小时至48小时， 而在相同的条件下，采用循环超声提取机提取时间仅为0.5小时。 50升装 置的物料处理能力相当于2.4立方（2400升）常规提取罐。
重力加速度的巨大加速度和每秒钟28000次获得最大速度l17mm／s的巨大速度
和动能作用于中药材有效成分质点上，使之获得巨大的速度和动能，迅速逸出药
材基体而游离于水中。
5
超声辅助萃取的基本原理
❖ 1.1 原理 ❖ (3)热效应 ❖ 超声波在传播过程中, 其声能可以不断地被溶剂的质点吸
收, 溶剂将所吸收的能量全部或大部分转变热能, 从而导致溶 剂本身和中草药组织的温度升高, 增大中草药有效成分的溶 解度, 加快有效成分的溶解速度。
24
❖ 2、超声提取过程的强化研究 ❖ 由于超声提取的机理尚未完全解释清楚，一些未知的因
素也会影响超声提取的效率，如采用复频共振方式，比单 一频率提取效率大大提高，此外，占空比对超声提取效率 及提取物的纯度也有一定的影响。为进一步提高提取效率， 也可考虑将超声提取技术与微波提取技术联用。
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❖ 3、超声提取实验设备的改进及工业化设备的研究与应用
微波萃取技术是利用微波的热效应对样品及其有机溶剂进行加热，从而 将目标组分从样品基体中分离出来的一种新型高效分离技术。与传统萃取技 术相比，微波萃取技术具有许多独特的优点，被誉为“绿色萃取技术”，并 已成为实现中药现代化的主要关键技术之一。
第9章 微波辅助提取技术
微波辅助提取技术一微波提取技术的基本原理微波是指频率在300兆赫至300千兆赫的电磁波，是无线电波中一个有限频带的简称。
微波作为一种电磁波也具有波粒二象性。
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。
微波提取全称应是微波辅助提取技术。
微波辅助提取又称微波萃取，是颇具发展潜力的一种新的萃取技术，是微波和传统的溶剂提取法相结合而成的一种提取方法。
依据溶剂极性不同，它可以透过溶剂，使物料直接被加热，其热量传递和质量传递是一致的。
微波萃取的机理可从以下3个方面来分析：①微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物料内部的微管束和腺胞系统的过程。
微波能使细胞破裂，其内的有效成分自由流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质中。
通过进一步的过滤和分离，即可获得所需的萃取物。
②微波所产生的电磁场可加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散的速率。
③由于微波的频率与分子转动的频率相关连，因此微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动的非离子化辐射能，当它作用于分子时，可促进分子的转动运动，若分子具有一定的极性，即可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以24．5亿次/s的速度作极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的热能，促使细胞破裂，使细胞液溢出并扩散至溶剂中。
在微波萃取中，吸收微波能力的差异可使基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热，从而使被萃取物质从基体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。
二微波萃取的工艺流程微波提取与常规提取工艺近似，仅在实施提取的关键点上有自身特点，其工艺流程：选料→清洗→粉碎→浸泡→微波提取→分离→浓缩→干燥→粉化→成品。
其操作一般包括以下几步：（1）将物料切碎，使之更充分地吸收微波能；（2）将物料与适宜的萃取剂混合，置于微波设备中，接受辐照（关键性的一步）；（3）从萃取相中分离除去残渣。
在实际操作中，将切碎的干药材在溶剂中浸泡适当时间（一般为0.5～1.5 h），再进入微波提取这一步非常重要。
微波萃取技术分析解析PPT文档92页
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微波萃取技术分析解析
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
Hale Waihona Puke 6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
微波萃取技术分析解析
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
Hale Waihona Puke 6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
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1．2 试验方法 1)微波萃取法：茶叶一粉碎一按一定料液比加水 微波
萃取一固液离心分离一检测提取率。 2)微波萃取条件的选择：本试验在微波解冻档，设置料
液比、萃取时间、萃取次数 3个因素进行单 因素单水 平试验。 1．3测定项 目与方法
茶多酚含量用酒石酸铁 比色法，咖啡碱含量 用紫外 分光光度法，氨基酸含量用茚三酮 比色法，可溶性糖 含量用蒽酮比色法，叶绿素含量用丙酮分光光度法。测 定结果 为百分含量 ，先进行 反正旋化后再作统计分 析。
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四、微波辅助萃取应用实例
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1、微波辅助萃取花生油的工艺. 研究[4]
• 步骤： 传统方法提取：
准确称取 20g花生粉 ，置于圆底烧瓶中，按 1：5的料 液比加入 6# 溶剂油，在 50～55℃水浴中加热 3h，冷却后真 空抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂 ，得毛油称重，计算得率。
微波提取工艺流程： 原料粉碎后，精确称取粉碎度为 20目的花生粉，每份
.
6
2.分子极性
在微波场中，极性分子受微波的作用较强。若 目标组分为极性分子，则比较容易扩散。在天 然产物中，完全非极性的分子是比较少的，物 质的分子或多或少会存在一定的极性，绝大多 数天然产物的分子都会受到微波电磁场的作用， 因而均可用微波来协助提取。
.
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3.溶剂
溶剂的选用十分重要，适宜的溶剂可提取 出所需要的组分，若溶剂选用不当，则不 一定能获得理想的提取效果。
20g，放人圆底烧瓶中，加溶剂，微波萃取一定时 间，冷却后 真空抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂，得粗品，称重 ，计算 得率。 脂肪含量的测定 抗氧化稳定性研究
1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
表 1 微波提取与传统方法提取花生油的 比较
由表 1可知 ，用微波提取花生油 ，效率高，时间
短．感官品质与传统方法相同，而油的抗氧化性 微波提取法明显优于传统方法。
②按微波制样要求, 把装有样品的制样杯放到密封罐中, 然 后把密封罐放到微波制样炉里。设置目标温度和萃取时间, 加热萃取直至加热结束。
③把制样罐冷却至室温, 取出制样杯, 过滤或离心分离, 制 成可进行下一步测定的溶液。
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微波辅助萃取一般工艺流程[2]：
步骤：选料 、清洗 、粉碎 、微波萃取 、分离、 浓缩、 干燥、粉化、产品
数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中，
达到提取的目的。
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4
微波萃取的影响因素
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1.破碎度
与传统提取方法一样，被提取物经过适当破碎， 可以增大接触面积，有利于萃取过程的进行。 但通常情况下传统提取不把物料破碎得太小 ， 因为这样可能使杂质增加即增加提取物中的无 效成分也给后续过滤带来困难。在微波提取 中 ，通常根据物料的特性将其破碎为2-10mm 的颗粒粒径相对不是太细小后面可以方便地过 滤。
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6.温度
在微波提取过程中，由于存在微波作用下的分 子运动，因而温度不需要与传统提取工艺过程 中的一样高。此外，微波提取的时间很短，因 而可降低被提取成分因受热而发生破坏的危险， 并可降低能耗。
.
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7.搅拌
在微波萃取过程中,搅拌同样可提高溶质组分 由固体表面向溶剂主体扩散的速率,且微波可 加快溶质组分在固体内部的迁移速度,即可提 高固体内部的传质速率，因而提取速度更快， 提取效率更高。
滤渣一浓缩一真空干燥一桔 皮黄色素 试验方法 鲜桔皮洗净后，用约 60℃的低温干燥至一定的含水量，粉碎成
60目的细小颗粒，接着称取一定量的桔皮粉末于容器中，加入浸 提剂，用微波炉处理一定时间，冷却过滤，洗涤滤渣，定容，用 722型分光光度计在一定波长下测定其吸光度 A，重复三次。浸提 液经浓缩、真空干燥后 ，得橙黄色桔皮色素。 分析方法 色素含量：采用薄板层析——比色分析法 水分测定：水分测定仪
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微波萃取的影响因素
综上所述，微波提取的要点： ①被提取物需经适当粉碎； ②必须存在一定的浓度差； ③选用适当的溶剂并保持溶液最佳萃取PH; ④保持一定的温度； ⑤给予提取过程一定的时间； ⑥适当的搅拌。
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二、实验基本步骤[1]
①准确称取一定量的待测样品置于微波制样杯内, 根 据萃取物情况加入适量的萃取溶剂(不超过50mL )。
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2、桔黄色素微波萃取的研究
结论： 采用微波加热方法萃取桔黄色素速度快，效率高，
简便易行，而且用微波萃取的桔黄色素性能优良。 微波萃取桔黄色素最佳条件为：桔皮含水量为35
％，颗粒大小为 60目，溶剂为 4o倍桔皮的乙酸乙 酯，微波萃有效成分的研究[6]
微波辅助萃取-MAE
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2
一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间的 电磁波, 它介于红外线和无线电 波之间。
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3
一、原理简介
原理：
根据不同物质吸收微波能力的差异
使 得基体物质的某些区域或萃取体系中的
某些组分被选择性加热，从而使得被萃取
物质从基体或体系中分离，进入到介电常
.
22
3、微波萃取茶叶有效成分的研究
结论： 微波萃取法与常规提取法的比较 ：
本试验在其它条件相同情况下，分别采用沸水 提 取法提取 0．5 h和微波萃取法萃取 3 min。由表 2可知，微波萃取法在各项比较指标中均优于沸水 提取法，而用微波萃取所需时间明显少于沸水提取 所需时间，可有效避免茶叶有效成分的氧化。
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1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
结论： 微波辅助萃取法具有提取时间短 、
效率高等优点，适合花生等大宗油料 作物的提取。微波提取花生油的最佳 工艺条件为微波功率为 480W、萃取 时间为 150s、料液 比为 1：6、粒度为 20目。
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2、桔黄色素微波萃取的研究[5]
工艺流程 新鲜柑桔皮一洗净一干燥一捣碎一混合一微波一冷却过滤一洗涤
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4.溶剂PH
溶液的PH 值也会对微波萃取的效率产生一 定的影响 ，针对不同的萃取样品 ，溶液 有一个最佳的用于萃取的酸碱度。
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5.浓度差
浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有 浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。 传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手 段同样适用于微波提取过程。
萃取一固液离心分离一检测提取率。 2)微波萃取条件的选择：本试验在微波解冻档，设置料
液比、萃取时间、萃取次数 3个因素进行单 因素单水 平试验。 1．3测定项 目与方法
茶多酚含量用酒石酸铁 比色法，咖啡碱含量 用紫外 分光光度法，氨基酸含量用茚三酮 比色法，可溶性糖 含量用蒽酮比色法，叶绿素含量用丙酮分光光度法。测 定结果 为百分含量 ，先进行 反正旋化后再作统计分 析。
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四、微波辅助萃取应用实例
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1、微波辅助萃取花生油的工艺. 研究[4]
• 步骤： 传统方法提取：
准确称取 20g花生粉 ，置于圆底烧瓶中，按 1：5的料 液比加入 6# 溶剂油，在 50～55℃水浴中加热 3h，冷却后真 空抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂 ，得毛油称重，计算得率。
微波提取工艺流程： 原料粉碎后，精确称取粉碎度为 20目的花生粉，每份
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2.分子极性
在微波场中，极性分子受微波的作用较强。若 目标组分为极性分子，则比较容易扩散。在天 然产物中，完全非极性的分子是比较少的，物 质的分子或多或少会存在一定的极性，绝大多 数天然产物的分子都会受到微波电磁场的作用， 因而均可用微波来协助提取。
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3.溶剂
溶剂的选用十分重要，适宜的溶剂可提取 出所需要的组分，若溶剂选用不当，则不 一定能获得理想的提取效果。
20g，放人圆底烧瓶中，加溶剂，微波萃取一定时 间，冷却后 真空抽滤 ，所得滤液旋转蒸发除溶剂，得粗品，称重 ，计算 得率。 脂肪含量的测定 抗氧化稳定性研究
1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
表 1 微波提取与传统方法提取花生油的 比较
由表 1可知 ，用微波提取花生油 ，效率高，时间
短．感官品质与传统方法相同，而油的抗氧化性 微波提取法明显优于传统方法。
②按微波制样要求, 把装有样品的制样杯放到密封罐中, 然 后把密封罐放到微波制样炉里。设置目标温度和萃取时间, 加热萃取直至加热结束。
③把制样罐冷却至室温, 取出制样杯, 过滤或离心分离, 制 成可进行下一步测定的溶液。
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微波辅助萃取一般工艺流程[2]：
步骤：选料 、清洗 、粉碎 、微波萃取 、分离、 浓缩、 干燥、粉化、产品
数较小、微波吸收能力相对差的萃取剂中，
达到提取的目的。
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微波萃取的影响因素
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1.破碎度
与传统提取方法一样，被提取物经过适当破碎， 可以增大接触面积，有利于萃取过程的进行。 但通常情况下传统提取不把物料破碎得太小 ， 因为这样可能使杂质增加即增加提取物中的无 效成分也给后续过滤带来困难。在微波提取 中 ，通常根据物料的特性将其破碎为2-10mm 的颗粒粒径相对不是太细小后面可以方便地过 滤。
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6.温度
在微波提取过程中，由于存在微波作用下的分 子运动，因而温度不需要与传统提取工艺过程 中的一样高。此外，微波提取的时间很短，因 而可降低被提取成分因受热而发生破坏的危险， 并可降低能耗。
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7.搅拌
在微波萃取过程中,搅拌同样可提高溶质组分 由固体表面向溶剂主体扩散的速率,且微波可 加快溶质组分在固体内部的迁移速度,即可提 高固体内部的传质速率，因而提取速度更快， 提取效率更高。
滤渣一浓缩一真空干燥一桔 皮黄色素 试验方法 鲜桔皮洗净后，用约 60℃的低温干燥至一定的含水量，粉碎成
60目的细小颗粒，接着称取一定量的桔皮粉末于容器中，加入浸 提剂，用微波炉处理一定时间，冷却过滤，洗涤滤渣，定容，用 722型分光光度计在一定波长下测定其吸光度 A，重复三次。浸提 液经浓缩、真空干燥后 ，得橙黄色桔皮色素。 分析方法 色素含量：采用薄板层析——比色分析法 水分测定：水分测定仪
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微波萃取的影响因素
综上所述，微波提取的要点： ①被提取物需经适当粉碎； ②必须存在一定的浓度差； ③选用适当的溶剂并保持溶液最佳萃取PH; ④保持一定的温度； ⑤给予提取过程一定的时间； ⑥适当的搅拌。
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二、实验基本步骤[1]
①准确称取一定量的待测样品置于微波制样杯内, 根 据萃取物情况加入适量的萃取溶剂(不超过50mL )。
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2、桔黄色素微波萃取的研究
结论： 采用微波加热方法萃取桔黄色素速度快，效率高，
简便易行，而且用微波萃取的桔黄色素性能优良。 微波萃取桔黄色素最佳条件为：桔皮含水量为35
％，颗粒大小为 60目，溶剂为 4o倍桔皮的乙酸乙 酯，微波萃有效成分的研究[6]
微波辅助萃取-MAE
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一、原理简介
微波：
是指波长在1mm至1m之间 、 频率在300MHz至300000MHz之间的 电磁波, 它介于红外线和无线电 波之间。
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一、原理简介
原理：
根据不同物质吸收微波能力的差异
使 得基体物质的某些区域或萃取体系中的
某些组分被选择性加热，从而使得被萃取
物质从基体或体系中分离，进入到介电常
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3、微波萃取茶叶有效成分的研究
结论： 微波萃取法与常规提取法的比较 ：
本试验在其它条件相同情况下，分别采用沸水 提 取法提取 0．5 h和微波萃取法萃取 3 min。由表 2可知，微波萃取法在各项比较指标中均优于沸水 提取法，而用微波萃取所需时间明显少于沸水提取 所需时间，可有效避免茶叶有效成分的氧化。
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1、微波辅助萃取花生油的工艺研究
结论： 微波辅助萃取法具有提取时间短 、
效率高等优点，适合花生等大宗油料 作物的提取。微波提取花生油的最佳 工艺条件为微波功率为 480W、萃取 时间为 150s、料液 比为 1：6、粒度为 20目。
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2、桔黄色素微波萃取的研究[5]
工艺流程 新鲜柑桔皮一洗净一干燥一捣碎一混合一微波一冷却过滤一洗涤
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4.溶剂PH
溶液的PH 值也会对微波萃取的效率产生一 定的影响 ，针对不同的萃取样品 ，溶液 有一个最佳的用于萃取的酸碱度。
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5.浓度差
浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有 浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。 传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手 段同样适用于微波提取过程。