超聲波提取技術(shù)
超聲波是指頻率為20千赫～50兆赫左右的電磁波,它是一種機(jī)械波,需要能量載體—介質(zhì)—來(lái)進(jìn)行傳播.超聲波在傳遞過(guò)程中存在著的正負(fù)壓強(qiáng)交變周期,在正相位時(shí),對(duì)介質(zhì)分子產(chǎn)生擠壓,增加介質(zhì)原來(lái)的密度；負(fù)相位時(shí),介質(zhì)分子稀疏、離散,介質(zhì)密度減小.也就是說(shuō),超聲波并不能使樣品內(nèi)的分子產(chǎn)生極化,而是在溶劑和樣品之間產(chǎn)生聲波空化作用,導(dǎo)致溶液內(nèi)氣泡的形成、增長(zhǎng)和爆破壓縮,從而使固體樣品分散,增大樣品與萃取溶劑之間的接觸面積,提高目標(biāo)物從固相轉(zhuǎn)移到液相的傳質(zhì)速率.在工業(yè)應(yīng)用方面,利用超聲波進(jìn)行清洗、干燥、殺菌、霧化及無(wú)損檢測(cè)等,是一種非常成熟且有廣泛應(yīng)用的技術(shù).
超聲波萃取的原理
超聲波萃取中藥材的優(yōu)越性,是基于超聲波的特殊物理性質(zhì).主要是主要通過(guò)壓電換能器產(chǎn)生的快速機(jī)械振動(dòng)波來(lái)減少目標(biāo)萃取物與樣品基體之間的作用力從而實(shí)現(xiàn)固--液萃取分離.（1）加速介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng).高于20 KHz聲波頻率的超聲波的連續(xù)介質(zhì)（例如水）中傳播時(shí),根據(jù)惠更斯波動(dòng)原理,在其傳播的波陣面上將引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)（包括藥材重要效成分的質(zhì)點(diǎn)）的運(yùn)動(dòng),使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)獲行巨大的加速度和動(dòng)能.質(zhì)點(diǎn)的加速度經(jīng)計(jì)算一般可達(dá)重力加速度的二千倍以上.由于介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)將超聲波能量作用于藥材中藥效成分質(zhì)點(diǎn)上而使之獲得巨大的加速度和動(dòng)能,迅速逸出藥材基體而游離于水中.（2）空化作用.超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應(yīng)”,“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生無(wú)數(shù)內(nèi)部壓力達(dá)到上千個(gè)大氣壓的微氣穴并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強(qiáng)大沖擊波作用在中藥材上,使其中藥材成分物質(zhì)被“轟擊”逸出,并使得藥材基體被不斷剝蝕,其中不屬于植物結(jié)構(gòu)的藥效成分不斷被分離出來(lái).加速植物有效成份的浸出提取.（3）超聲波的振動(dòng)勻化（Sonication）使樣品介質(zhì)內(nèi)各點(diǎn)受到的作用一致,使整個(gè)樣品萃取更均勻.
綜上所述,中藥材中的藥效物質(zhì)在超聲波場(chǎng)作用下不但作為介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)獲得自身的巨大加速度和動(dòng)能,而且通過(guò)“空化效應(yīng)”獲得強(qiáng)大的外力沖擊,所以能高效率并充分分離出來(lái).
超聲波萃取的特點(diǎn)
適用于中藥材有效成份的萃取,是中藥制藥徹底改變傳統(tǒng)的水煮醇沉萃取方法的新方法、新工藝.與水煮、醇沉工藝相比,超聲波萃取具有如下突出特點(diǎn)：
（1）無(wú)需高溫.在40℃－50℃水溫F超聲波強(qiáng)化萃取,無(wú)水煮高溫,不破壞中藥材中某些具有熱不穩(wěn)定,易水解或氧化特性的藥效成份.超聲波能促使植物細(xì)胞地破壁,提高中藥的療效.（2）常壓萃取,安全性好,操作簡(jiǎn)單易行,維護(hù)保養(yǎng)方便.（3）萃取效率高.超聲波強(qiáng)化萃取20～40分鐘即可獲最佳提取率,萃取時(shí)間僅為水煮、醇沉法的三分之一或更少.萃取充分,萃取量是傳統(tǒng)方法的二倍以上.據(jù)統(tǒng)計(jì),超聲波在65～70ºC工作效率非常高.而溫度在65ºC度內(nèi)中草藥植物的有效成份基本沒(méi)有受到破壞.加入超聲波后（在65度條件下）,植物有效成份提取時(shí)間約40分鐘.而蒸煮法的蒸煮時(shí) 間往往需要兩到三小時(shí),是超聲波提取時(shí)間的3倍以上時(shí)間.每罐提取3次,基本上可提取有效成份的90%以上.（4）具有廣譜性.適用性廣,絕大多數(shù)的中藥材各類成份均可超聲萃取.（5）超聲波萃取對(duì)溶劑和目標(biāo)萃取物的性質(zhì)（如極性）關(guān)系不大.因此,可供選擇的萃取溶劑種類多、目標(biāo)萃取物范圍廣泛.（6）減少能耗.由于超聲萃取無(wú)需加熱或加熱溫度低,萃取時(shí)間短,因此大大降低能耗.（7）藥材原料處理量大,成倍或數(shù)倍提高,且雜質(zhì)少,有效成分易于分離、凈化.（8）萃取工藝成本低,綜合經(jīng)濟(jì)效益顯著.
在中藥提取中有熱回流提取!提取加熱時(shí),下層料液通過(guò)輸料泵循環(huán)打入料液上層,保證料液成分均勻,提高提取時(shí)得率.這個(gè)為熱回流提取