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中药超声波提取介绍
发文时间:2008年5月27日题注:中药机械
    超声波是频率大于20KHz 以上,人的听觉以外的声波,具有频率高、波长短、功率大、穿透力强等特点。它在液体介质中传播时,能产生空化作用及一系列特殊效应(如机械效应、热效应、化学效应、生物效应等),具有搅拌、分散成雾、凝聚、冲击破碎和疲劳损坏、加热、促进氧化/ 还原、促进高分子物质的聚合或解聚等作用。
    超声波提取的概念:
    超声波提取是利用超声波具有的机械效应、空化效应及热效应,通过增大介质分子的运动速度,增强介质的穿透力以提取中药有效成分的方法。
    超声波提取的原理:
    天然植物有效成分大多存在于细胞壁内,细胞壁的结构和组成决定了其是植物细胞有效成分提取的主要障碍,现有的机械方法或化学方法有时难以取得理想的破碎效果。超声波提取的原理与其物理效应密切相关,下面从超声波的机械效应、空化效应和热效应来分析超声波提取中药有效成分的原理。
    ①空化效应,空化效应是超声波提取的主动力,是液体中气泡在超声波场作用下所发生的一系列动力学过程。当足够强度的超声波通过液体时,如果声波负压半周期的声压幅值超过液体内部的静压强,存在于液体中的微小气泡(称作空腔或空化核)就会迅速增大,而在相继而来的声波正压相中,气泡会突然绝热压缩,当压缩时,空腔的尺寸变小,同时它所产生的巨大压力可能使空腔完全消失,即可能使它们完全闭合。闭合之前的瞬间空腔及其周围微小的空间内出现热点,形成高温高压区(压力可达几百兆帕,温度超过5000℃),并伴有强大的冲击波和时速达400Km的射流。在空腔完全闭合的瞬间,由于出现这种极端的物理环境,致使植物(如中草药药材)的细胞在溶剂中瞬时产生的空化泡的崩溃而破裂,以便溶剂渗透到细胞内部,而使细胞中的化学成分溶于溶剂之中,加强了胞内物质的释放、扩散及溶解。而且,超声波破碎过程是一个物理过程,提取(浸提)过程中无化学反应发生,被提取(浸提)的化学成分的结构和性质不会发生变化,因而超声波的振动作用提高了破碎速度,缩短了破碎时间,促进了化学成分向溶剂中的溶解。所以用超声波提取化学成分可大大地缩短提取时间,提高提出率,得到的化学成分结构和性质也不会改变。
    ②机械效应,超声波在介质中的传播使介质质点在其传播空间内产生振动,从而强化介质的扩散、传质,这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生的辐射压强沿声波方向传播,对物料有很强的破坏作用,可使细胞组织变形、植物蛋白质变性;同时,它还可给予介质和悬浮体以不同的加速度,且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度,从而在两者之间产生摩擦,这种磨擦力可使生物分子解聚,使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。
    ③热效应,和其他物理波一样,超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程,即超声波在介质的传播过程中,其声能可以不断被介质的质点吸收,介质将所吸收能量的全部或大部分转变成热能(称为热效应),从而导致介质本身和药材组织温度的升高增大了药物有效成分的溶解度,加快了有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬时的,因此可以使被提取成分的结构和生物活性保持不变。此外,超声波还可以产生许多次级效应,如乳化、扩散、击碎、化学效应等,这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解,促使药物有效成分进入介质,并与介质充分混合,加快了提取过程的进行,并提高了药物有效成分的提取率。
    相关资料认为超声波提取有如下特点:请楼主细辩。
    与普通植物提取方法相比,超声波提取有如下特点:
    超声波提取节省时间,通常回流提取和煎煮耗时大于1小时,而超声波提取则可将提取时间缩短为20~30分钟。
    超声波提取时不需加热,避免了常规煎煮法、回流法等长时间加热对有效成分的破坏,适用于对热敏物质的提取。
    超声波提取能提高药物有效成分的提取率,节省原料药材,有利于植物(如中药材)资源的充分利用,提高经济效益。
    溶剂用量少,节约溶剂。
    超声波提取是一个物理过程,在整个浸提过程中无化学反应发生,不影响大多数药物有效成分的生理活性。
    提取物有效成分含量高,有利于进一步精制。
    节约能源,超声波提取的能耗较常规提取降低50%以上。
 
 
 
 
 
 
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