超音波提取

超音波提取分離主要是依據物質中有效成分和有效成分群體的存在狀態、極性、溶解性等設計的一項學科。

合理利用超音波振動的方法進行提取的新工藝，使溶劑快速地進入固體物質中，將其物質所含的有機成分儘可能完全地溶於溶劑之中，得到多成分混合提取液。

利用超音波技術來強化提取分離過程，可有效提高提取分離率，縮短提取時間、節約成本、甚至還可以提高產品的質量和產量。

基本介紹

• 中文名：超音波提取
• 外文名：Ultrasonic extraction
• 主要用途：中藥提取

簡介

超音波提取（也稱為超音波萃取）以其提取溫度低、提取率高、提取時間短的獨特優勢被具有創新意識者套用於中藥材和各種動、植物有效含量的提取，是替代傳統剪下工藝方法實現高效、節能、環保式提取的現代技術手段。

超音波提取有兩層含義：超聲技術的套用和藥物中化學成分的提取。即利用超音波所產生的的空化等特殊作用，將藥物中所含化學成分快速高效地提取出來的一項新的提取技術。

原理

超音波提取是利用超音波具有的機械效應，空化效應和熱效應，通過增大介質分子的運動速度、增大介質的穿透力以提取生物有效成分。

機械效應

超音波在介質中的傳播可以使介質質點在其傳播空間內產生振動，從而強化介質的擴散、傳播，這就是超音波的機械效應。超音波在傳播過程中產生一種輻射壓強，沿聲波方向傳播，對物料有很強的破壞作用，可使細胞組織變形，植物蛋白質變性；同時，它還可以給予介質和懸浮體以不同的加速度，且介質分子的運動速度遠大於懸浮體分子的運動速度。從而在兩者間產生摩擦，這種摩擦力可使生物分子解聚，使細胞壁上的有效成分更快地溶解於溶劑之中。

空化效應

通常情況下，介質內部或多或少地溶解了一些微氣泡，這些氣泡在超音波的作用下產生振動，當聲壓達到一定值時，氣泡由於定向擴散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然後突然閉合，這就是超音波的空化效應。這種氣泡在閉合時會在其周圍產生幾千個大氣壓的壓力，形成微激波，它可造成植物細胞壁及整個生物體破裂，而且整個破裂過程在瞬間完成，有利於有效成分的溶出。

熱效應

和其它物理波一樣，超音波在介質中的傳播過程也是一個能量的傳播和擴散過程，即超音波在介質的傳播過程中，其聲能不斷被介質的質點吸收，介質將所吸收的能量全部或大部分轉變成熱能，從而導致介質本身和藥材組織溫度的升高，增大了藥物有效成分的溶解速度。由於這種吸收聲能引起的藥物組織內部溫度的升高是瞬間的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不變。

優點

1.提取效率高：超音波獨具的物理特性能促使植物細胞組織破壁或變形，使中藥有效成分提取更充分，提取率比傳統工藝顯著提高達50—500%；

2.提取時間短：超音波強化中藥提取通常在24—40分鐘即可獲得最佳提取率，提取時間較傳統方法大大縮短2/3以上， 藥材原材料處理量大；

3.提取溫度低：超聲提取中藥材的最佳溫度在40—60℃，對遇熱不穩定、易水解或氧化的藥材中有效成分具有保護作用，同時大大節能能耗；

4.適應性廣：超聲提取中藥材不受成分極性、分子量大小的限制，適用於絕大多數種類中藥材和各類成分的提取；

5.提取藥液雜質少，有效成分易於分離、純化；

6.提取工藝運行成本低，綜合經濟效益顯著；

7.操作簡單易行，設備維護、保養方便。

用途

1.可作生物和植物細胞破碎；

2.可作生物和植物有效成份萃取；

3.可作中草藥有效成份的低溫提取；

4.可作BCR元素形態萃取；

5.低能量狀態可激活細菌；

6.高能量狀態可殺死活細菌；

7.可用於DNA提取和DNA剪下；

8.可用於基因導入；

9.可用於原酒的催陳處理；

10.可用於打破植物種子的休眠狀態，以提高出芽率和早熟期；

11.可用於兩項不同質的溶液聚合。

超音波提取中藥和天然藥物

在容器中加入提取溶媒（水、乙醇或其他有機溶劑等），將中藥材根據需要粉碎或切成顆粒狀，放入提取溶媒中；容器的外壁粘接換能器振子或將振子密封於不鏽鋼盒中投入容器中；開啟超音波發生器，振子向提取溶媒中發出超音波，超音波在提取溶媒中產生的‘空化效應’和機械作用一方面可有效地破碎藥材的細胞壁，使有效成分呈游離狀態並溶入提取溶媒中，另一方面可加速提取溶媒的分子運動，使得提取溶媒和藥材中的有效成分快速接觸，相互溶合、混合。