超声波萃取
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超声波萃取操作步骤少，萃取过程简单，不易 对萃取物造成污染。
四、超声波萃取的装置
超声波辅助萃取的装置有两种，即浴槽式和探针式，两 者区别如下：
项目
探针式
浴槽式
处理时间/min 恒温箱 能量/(W/cm2) 振幅 固-液萃取产率 对有机金属化合物的 破坏程度
样品处理量
<5 无 50～100 可变 高 高
图1 浴槽式超声波萃取装置
五、超声波萃取的应用
早在2 0 世纪5 0年代，人们就把超声波用 于提取花生油和啤酒花中的苦味素、 鱼组织 中的鱼油等。目前，超声波萃取技术已广泛用 于食品、 药物、 工业原材料、 农业环境等样 品中有机组分或无机组分的分离和提取。
5.1 在食品工业中的应用
超声波萃取在食品中的应用主要是油脂浸取、蛋白质提取以 及多糖提取的应用。
二、超声波萃取原理
超声波是指频率为20KHz-50MHz的电磁波， 它 是一种机械波， 需要能量载体-介质来进行传播。其 穿过介质时，会产生膨胀和压缩两个过程。超声波能 产生并传递强大的能量，给予介质极大的加速度。这 种能量作用于液体时，膨胀过程会形成负压。如果超 声波能量足够强， 膨胀过程就会在液体中生成气泡或 将液体撕裂成很小的空穴。这些空穴瞬间即闭合， 闭 合时产生高达 3000MPa的瞬间压力，称为空化作用。
（2）蛋白质提取
超声波提取蛋白质方面也有显著效果． 袁道强等 人研究发现 ， 与普通的碱溶酸沉法相比，超声波法 提取小麦胚芽蛋白的提取率提高了26.99% ， 超声处 理没有改变蛋白质的一级结构。崔志芹等考察了超声 波对棉籽蛋 白萃取的强化作用。发现超声 波对棉籽 蛋白进行萃取时，蛋白质萃取率可提高10～20%，且 萃取时间大为缩短。随着超声波强度的提高，蛋 白质 萃取率增大， 当声 强超过 3 w/cm2时，声强的作用不 明显， 萃取率趋于稳定． 超声波的影响程度与棉籽 粕 的粒径有关，随着粒径的减小， 超声波的影响随 之减弱。
（1）油脂浸取
Gorodenrd等用超声波萃取技术提取葵花籽中油脂， 使产量 提高27~28％。在棉籽量相同时， 用乙醇提取棉籽油， 若使用 强度为 1.39W/cm2超声波处理,1h内提取的油量， 比 不用超声波 时提高了8.3倍。目前鱼肝油的提取,主要采用溶出法， 出油率低, 且高温使维生素遭到破坏。超声波也可用于动物油的加工提取， 如鳕鱼肝油的提取等。苏联学者分别用 300、600、800、 1500kHz的超声波提取鳕鱼肝油， 在2～5min内能使组织内油脂 几乎全部提取出来， 所含维生素未遭破坏，且油脂品质优于传 统方法。
（1）超声对萃取的强化作用最主要的原因是空化效应。 即存在于液体中的微小气泡， 在超声场的作用下被激 活， 表现为泡核的形成、 振荡、 生长 、 收缩乃至崩 溃等系列动力学过程，及其引发的物理和化学效应。 气泡在几微秒之内突然崩溃，可形成高达 5000 K以上 的局部热点，压力可达数十乃至上百个兆帕，随着高 压的释放，在液体中形成强大的冲击波 ( 均相) 或高速 射流( 非均相)，其速度可以达 100m/s.
超声波萃取
一、概述
超声波萃取（Ultrasound extraction,UE）， 亦称为超声波辅助萃取、超声波提取，是利用 超声波辐射压强产生的强烈空化效应、 扰动 效应、 高加速度、 击碎和搅拌作用等多级效 应增大物质分子运动频率和速度， 增加溶剂 穿透力， 从而加速目标成分进入溶剂，促进 提取的进行。
三、超声波萃取的特点
同常规方法比，萃取效率高、萃取时间短， 主要是由于空穴作用, 可以增强系统的极性；
超声波萃取允许添加共萃取剂，以进一步增 大液相的极性，提高了萃取效率；
萃取温度较低，适合热敏目标成分的萃取； 与超临界萃取和超高压萃取相比，超声波萃
取设备简单，萃取成本低得多；
超声波萃取，不用考虑萃取物的极性， 因为 超声波萃取可用任何一种溶剂，而 SFE一般 只采用CO2作萃取剂，因此仅适合非极性物质 的萃取；
低
>30 有 1～5 恒定 低 低
高Leabharlann Baidu
虽然超声波浴槽（如图1所示）应用较广， 但存在两个缺点，即超声波能量分布不均匀 （只有紧靠超声波源附近的一小部分液体有空 穴作用发生）以及随时间变化超声波能量要衰 减。这实质上降低了实验的重现性和再现性。
而超声波探针可将能量集中在样品某一范 围，因而在液体中能提供有效的空穴作用。
伴随超声空化产生的微射流、冲击波等机 械效应加剧了体系的湍动程度，加快相相间的 传质速度。同时，冲击流对动植物细胞组织产 生一种物理剪切力，使之变形 、 破裂 、 并释 放出内含物，从而促进细胞内有效成分的溶出。
（2）超声波的热作用和机械作用也能促进超声波强化萃 取。
超声波在媒质质点传播过程中其能量不断被媒质 质点吸收变成热能，导致媒质质点温度升高， 加速有 效成分的溶解。超声波的机械作用主要是超声波在介 质中传播时，在其传播的波阵面上将引起介质质点的 交替压缩和伸长，使介质质点运动，从而获得巨大的 加速度和动能。巨大的加速度能促进溶剂进入提取物 细胞，加强传质过程，使有效成分迅速逸出。
（3）多糖提取
张桂等人研究了利用超声波萃取枸杞多糖的提取 工艺，实验证明，超声波萃取枸杞多糖是可行的。 最 佳萃取条件为 5 0℃， 1：60的料水比，超声波前浸 泡 2.5h，超声波萃取 5min 。影响萃取率首要的因素 是料水比，其次是浸泡时问和浸泡温度，最高提取率 为 50.36% ，比传统法的结果要高30%左右。 靳胜英 等利用超声波热水浸提银耳多糖， 提取率比酶法高出 5 % ，且浸提时间大大缩短。超声可能会导致可溶性 多糖发生降解，并溶解在乙醇溶液中，但超声并不影 响水溶性多糖的生物性能 。
5.2 在天然植物和药物活性成分提取 中的应用
由于天然产物和活性成分常用的提取方法存在有 效成分损失大、周期长、提取率不高等缺点，而超声 波提取可缩短提取时间， 提高有效成分的提出率和药 材的利用率，并且可以避免高温对提取成分的影响。
印度、美国等已对植物胡椒叶、金鸡纳等药用植物 进行了超声波提取的研究，并取得了良好效果。近年 来， 国内在这方面的工作取得显著的进展。郭孝武和 王昌利等分别概述了超声波萃取技术在中草药有效成 分提取、 工艺选定、 含量控制方面的应用。
四、超声波萃取的装置
超声波辅助萃取的装置有两种，即浴槽式和探针式，两 者区别如下：
项目
探针式
浴槽式
处理时间/min 恒温箱 能量/(W/cm2) 振幅 固-液萃取产率 对有机金属化合物的 破坏程度
样品处理量
<5 无 50～100 可变 高 高
图1 浴槽式超声波萃取装置
五、超声波萃取的应用
早在2 0 世纪5 0年代，人们就把超声波用 于提取花生油和啤酒花中的苦味素、 鱼组织 中的鱼油等。目前，超声波萃取技术已广泛用 于食品、 药物、 工业原材料、 农业环境等样 品中有机组分或无机组分的分离和提取。
5.1 在食品工业中的应用
超声波萃取在食品中的应用主要是油脂浸取、蛋白质提取以 及多糖提取的应用。
二、超声波萃取原理
超声波是指频率为20KHz-50MHz的电磁波， 它 是一种机械波， 需要能量载体-介质来进行传播。其 穿过介质时，会产生膨胀和压缩两个过程。超声波能 产生并传递强大的能量，给予介质极大的加速度。这 种能量作用于液体时，膨胀过程会形成负压。如果超 声波能量足够强， 膨胀过程就会在液体中生成气泡或 将液体撕裂成很小的空穴。这些空穴瞬间即闭合， 闭 合时产生高达 3000MPa的瞬间压力，称为空化作用。
（2）蛋白质提取
超声波提取蛋白质方面也有显著效果． 袁道强等 人研究发现 ， 与普通的碱溶酸沉法相比，超声波法 提取小麦胚芽蛋白的提取率提高了26.99% ， 超声处 理没有改变蛋白质的一级结构。崔志芹等考察了超声 波对棉籽蛋 白萃取的强化作用。发现超声 波对棉籽 蛋白进行萃取时，蛋白质萃取率可提高10～20%，且 萃取时间大为缩短。随着超声波强度的提高，蛋 白质 萃取率增大， 当声 强超过 3 w/cm2时，声强的作用不 明显， 萃取率趋于稳定． 超声波的影响程度与棉籽 粕 的粒径有关，随着粒径的减小， 超声波的影响随 之减弱。
（1）油脂浸取
Gorodenrd等用超声波萃取技术提取葵花籽中油脂， 使产量 提高27~28％。在棉籽量相同时， 用乙醇提取棉籽油， 若使用 强度为 1.39W/cm2超声波处理,1h内提取的油量， 比 不用超声波 时提高了8.3倍。目前鱼肝油的提取,主要采用溶出法， 出油率低, 且高温使维生素遭到破坏。超声波也可用于动物油的加工提取， 如鳕鱼肝油的提取等。苏联学者分别用 300、600、800、 1500kHz的超声波提取鳕鱼肝油， 在2～5min内能使组织内油脂 几乎全部提取出来， 所含维生素未遭破坏，且油脂品质优于传 统方法。
（1）超声对萃取的强化作用最主要的原因是空化效应。 即存在于液体中的微小气泡， 在超声场的作用下被激 活， 表现为泡核的形成、 振荡、 生长 、 收缩乃至崩 溃等系列动力学过程，及其引发的物理和化学效应。 气泡在几微秒之内突然崩溃，可形成高达 5000 K以上 的局部热点，压力可达数十乃至上百个兆帕，随着高 压的释放，在液体中形成强大的冲击波 ( 均相) 或高速 射流( 非均相)，其速度可以达 100m/s.
超声波萃取
一、概述
超声波萃取（Ultrasound extraction,UE）， 亦称为超声波辅助萃取、超声波提取，是利用 超声波辐射压强产生的强烈空化效应、 扰动 效应、 高加速度、 击碎和搅拌作用等多级效 应增大物质分子运动频率和速度， 增加溶剂 穿透力， 从而加速目标成分进入溶剂，促进 提取的进行。
三、超声波萃取的特点
同常规方法比，萃取效率高、萃取时间短， 主要是由于空穴作用, 可以增强系统的极性；
超声波萃取允许添加共萃取剂，以进一步增 大液相的极性，提高了萃取效率；
萃取温度较低，适合热敏目标成分的萃取； 与超临界萃取和超高压萃取相比，超声波萃
取设备简单，萃取成本低得多；
超声波萃取，不用考虑萃取物的极性， 因为 超声波萃取可用任何一种溶剂，而 SFE一般 只采用CO2作萃取剂，因此仅适合非极性物质 的萃取；
低
>30 有 1～5 恒定 低 低
高Leabharlann Baidu
虽然超声波浴槽（如图1所示）应用较广， 但存在两个缺点，即超声波能量分布不均匀 （只有紧靠超声波源附近的一小部分液体有空 穴作用发生）以及随时间变化超声波能量要衰 减。这实质上降低了实验的重现性和再现性。
而超声波探针可将能量集中在样品某一范 围，因而在液体中能提供有效的空穴作用。
伴随超声空化产生的微射流、冲击波等机 械效应加剧了体系的湍动程度，加快相相间的 传质速度。同时，冲击流对动植物细胞组织产 生一种物理剪切力，使之变形 、 破裂 、 并释 放出内含物，从而促进细胞内有效成分的溶出。
（2）超声波的热作用和机械作用也能促进超声波强化萃 取。
超声波在媒质质点传播过程中其能量不断被媒质 质点吸收变成热能，导致媒质质点温度升高， 加速有 效成分的溶解。超声波的机械作用主要是超声波在介 质中传播时，在其传播的波阵面上将引起介质质点的 交替压缩和伸长，使介质质点运动，从而获得巨大的 加速度和动能。巨大的加速度能促进溶剂进入提取物 细胞，加强传质过程，使有效成分迅速逸出。
（3）多糖提取
张桂等人研究了利用超声波萃取枸杞多糖的提取 工艺，实验证明，超声波萃取枸杞多糖是可行的。 最 佳萃取条件为 5 0℃， 1：60的料水比，超声波前浸 泡 2.5h，超声波萃取 5min 。影响萃取率首要的因素 是料水比，其次是浸泡时问和浸泡温度，最高提取率 为 50.36% ，比传统法的结果要高30%左右。 靳胜英 等利用超声波热水浸提银耳多糖， 提取率比酶法高出 5 % ，且浸提时间大大缩短。超声可能会导致可溶性 多糖发生降解，并溶解在乙醇溶液中，但超声并不影 响水溶性多糖的生物性能 。
5.2 在天然植物和药物活性成分提取 中的应用
由于天然产物和活性成分常用的提取方法存在有 效成分损失大、周期长、提取率不高等缺点，而超声 波提取可缩短提取时间， 提高有效成分的提出率和药 材的利用率，并且可以避免高温对提取成分的影响。
印度、美国等已对植物胡椒叶、金鸡纳等药用植物 进行了超声波提取的研究，并取得了良好效果。近年 来， 国内在这方面的工作取得显著的进展。郭孝武和 王昌利等分别概述了超声波萃取技术在中草药有效成 分提取、 工艺选定、 含量控制方面的应用。