微波萃取技术概述
摘要：微波萃取技术是一种新型高效的萃取技术，本文对微波萃取技术的原理、特点进行综述，并且简单的介绍了微波萃取技术的发展以及其研究方向。
关键词：微波萃取技术;特点;发展
1. 微波萃取的基本原理
微波是一种在1 mm～1 m(其相应的频率为300～30万MHz)的电磁波。常用的微波频率为2450MHz的波长。它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。
微波萃取的基本原理是微波直接与被分离物作用，即微波能直接作用于样品基体内。当它作用于分子时，促进了分子的转动运动，分子若此时具有一定的极性，便在微波作用下瞬时极化，当频率为2450 MHz时，分子就以24．5亿次／s的速度做极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子之间的相互摩擦、碰撞，促进分子活性部分(极性部分)更好地接触和反应，时而迅速生成大量的热能，引起温度升高。由于不同物质的介电常数不同，从而吸收微波能的程度也各不相同，产生的热能及传递到周围环境的热能也是各不相同的，在微波场作用下，基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分由于吸收微波能力的不同差异被选择性地加热，这样可以从基体或体系中分离出被萃物。
2.微波萃取的特点
2.1 高选择性
因为微波只对极性分子进行选择性加热，整个萃取过程由微波辐射能穿透介质，到达物料的内部，使基质内部温度迅速上升，增大萃取成分在介质中的溶解度，然后微波在产生的电磁场加速了目标物向溶剂的扩散，因此，对天然产物活性成分有很强的选择性溶出，活性成分分子极性越强，选择性越高。微波萃取过程的核心是一个解吸和扩散的串联控制过程，解吸和扩散的快慢决定了萃取过程的速率。很多人把微波辅助强化萃取过程归结为微波导致细胞破裂，实际上，细胞破裂主要是强化了有效成分的扩散。，在其他量不变的情况下，随着萃取时间和微波功率的增大，萃取浓度增大，即解吸量增大，并且开始时解吸量随时间的增大迅速增大，随后随时间的增大趋于不变；解吸量随着微波功率的增大而增大。另外，在微波场中，如果位移极化相同或位移极化相对转向极化忽略不计，则极性分子物质比非极性分子物质获得更多的能量，微波对极性分子物质的萃取更有效。焦淑清提到与传统溶剂浸取法相比，微波技术萃取红花羊蹄甲花中色素．具有省时、操作方便色素提取率高等特点；刘传斌等用微波破细胞与溶剂提
取相结合的方法提取高山红景天愈伤组织中红景天苷，将药材经1分钟微波处理后，室温下水提取10分，可将红景天苷充分提取出来，与传统提取方法相比，前者具有时间短、不需加热、提取液中杂质少等优点；王
绢
[6]
等应用微波萃取葛根中的总黄酮、葛根
素，结果表明提取效率明显提高，提取时间明显缩短，有效成分的得率显著提高；刘红等利用微波萃取技术提取山楂多糖，结果表明提取率可由传统提取法的10．05％提高至16．07％ ，而提取时间则由3h缩短至20min；付志红
[8]
等利用微波萃取技术提取车前子
多糖，并与水提法和超声提取法进行了对比，结果表明提取时间分别为65s、l h和30min，而提取率则分别为1．867％ 、1．243％ 、1．764％ ，可见微波萃取法的提取时间最短，对目标物的选择性即提取率最高。刘俊以乙醇为溶剂提取土茯苓总黄酮，考察了提取时间、微波功率、乙醇浓度、固液比和提取温度对土茯苓总黄酮提取率的影响，结果表明微波辅助提取土茯苓总黄酮的提取率为93．2％ ，比传统加热提取法高17．4％。 2.2 高效性
在同一对象提取中，采用传统方法需要几小时至十几小时，超声提取法也需半小时到一小时，而微波提取只需几秒到几分钟即可完成，并且目标成分提取率更高，可见，微波提取速率提高了几十至几百倍，甚至几
千倍，大大缩短了萃取时间。焦淑清
[4]
对比
试验结果表明，与溶剂浸提法相比，微波法萃取红花羊蹄甲花中色素的提取时间由20 h减少到30 s，色素含量接近，提取率有所提高；孟庆廷
[9]
中提到该法与传统浸取法相
比，具有很大的优越性，主要表现在节省提取时间、产品叶绿素提取率较传统的提取方法提高20％左右。
2.3 节物、节能、环保的优越性
微波萃取由于微波功率较小且辐射时间短，是传统方法能耗的几十分之一，甚至几百乃至几千分之几。这是因为，微波浸取可以使固液浸取过程得到明显的强化，它的浸取效率要比传统方法的浸取效率高得多。另一方面它又由于受溶剂亲和力的限制较小，可供选择的溶剂较多，在选择无毒或低毒溶剂的同时还可减少其用量。由此可见，该技术暨节约物耗、能耗，又做到绿色环保。曾小明利用微波技术萃取熊果酸，大大缩短了萃取时间，节省溶剂，并且获得较高的萃取得率；许玲玲，李群力，麻佳蕾
[11]
中得
到结论：微波萃取法和回流提取法提取鲜姜，提取得到的6-姜酚的含量是相近的，但是用微波萃取法得到的生姜提取物中6-姜酚的纯度很高，而采用回流提取法提取所用的时间长、效率低、操作麻烦，得到的生姜提取物中6-姜酚的纯度很低，杂质多。说明微波萃取法在提取效率和节能方面优于回流提取法。
2.4 加热均匀
常规加热，为提高加热速度，就需要升高加热温度，容易产生外焦内生现象。微波加热的物体各部位通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。
3.微波萃取的展望及研究方向
尽管微波萃取技术取得了很大发展，并日趋完善，但在实际应用中 仍存在一些不足之处。如微波泄漏是微波装置普遍存在的问题而且大部分的装置还处在实验室研究阶段或是小试或是中试。再次，由于微波萃取法是利用物质在外加电场的作用下分子发生极化，快速定向转动而发生剧烈碰撞和相互摩擦引起发热，短时间内产生很大的能量，从而促使有效成分的快速溶出和释放，因此它对提取设备要求较高。这在一定程度上阻碍微波萃取技术的发展，所以对于微波装置的研究是其方向之一。此外，可以将微波技术与其他技术如超声技术有效的结合起来以进一步提高微波萃取设备的功能，也是今后的一个重点研究方向。
微波萃取技术作为一种新发展的样品前处理手段不仅具有快速，试剂用量少，制样精度好，回收率高等优点，而且在实现实验室环境保护和自动化控制方面具有非常吸引人的发展前景。微波萃取效率高纯度高、能耗小、产生废物少、操作费用少、符合环境保护要求。可广泛用于 中草药、香料、保健食品、化妆食品、化妆品、茶饮料、调味料、果胶 、高粘度壳聚糖等行业，目前在我国微波萃取已经用于多项 中草药的浸取生产线之中，如葛根、茶叶、银杏等。微波萃取已列为我国二十一世纪食品加工
和中药制药现代化推广技术之一。 参考文献：
[1] 韩宇萍，宓穗卿. 微波萃取技术在中药成分提
取中的应用[J].中国新药与临理,2003,14(06):430-433
[2] 刘传斌,王威,白凤武等. 高山红景天愈伤组织中红景天甙的微波破细胞提取，过程工程学报.2001(04):56-58
[3] 刘红,薛梅,李炳奇等．山楂多糖的微波提取和含量测定．石河子大学学报，2007 (2) [4] 许玲玲,李群力,麻佳蕾. 微波萃取法萃取鲜姜有效成分6-姜酚的工艺研究[J].现代食品科技,2009,25(06):620-621
[5] 王明芝,于丽梅,高春梅等. 微波萃取技术在
中药及天然产物提取中的应用[J].人参研究,2009(02):29-33
[6] 马梅芳,高宇源,吕伟. 微波萃取在中药成分
提取中的应用研究进展[J].江西中医学院学报,2005,17(05):74-77
微波萃取技术概述
摘要：微波萃取技术是一种新型高效的萃取技术，本文对微波萃取技术的原理、特点进行综述，并且简单的介绍了微波萃取技术的发展以及其研究方向。
关键词：微波萃取技术;特点;发展
1. 微波萃取的基本原理
微波是一种在1 mm～1 m(其相应的频率为300～30万MHz)的电磁波。常用的微波频率为2450MHz的波长。它具有波动性、高频性、热特性和非热特性四大基本特性。
微波萃取的基本原理是微波直接与被分离物作用，即微波能直接作用于样品基体内。当它作用于分子时，促进了分子的转动运动，分子若此时具有一定的极性，便在微波作用下瞬时极化，当频率为2450 MHz时，分子就以24．5亿次／s的速度做极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒子之间的相互摩擦、碰撞，促进分子活性部分(极性部分)更好地接触和反应，时而迅速生成大量的热能，引起温度升高。由于不同物质的介电常数不同，从而吸收微波能的程度也各不相同，产生的热能及传递到周围环境的热能也是各不相同的，在微波场作用下，基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分由于吸收微波能力的不同差异被选择性地加热，这样可以从基体或体系中分离出被萃物。
2.微波萃取的特点
2.1 高选择性
因为微波只对极性分子进行选择性加热，整个萃取过程由微波辐射能穿透介质，到达物料的内部，使基质内部温度迅速上升，增大萃取成分在介质中的溶解度，然后微波在产生的电磁场加速了目标物向溶剂的扩散，因此，对天然产物活性成分有很强的选择性溶出，活性成分分子极性越强，选择性越高。微波萃取过程的核心是一个解吸和扩散的串联控制过程，解吸和扩散的快慢决定了萃取过程的速率。很多人把微波辅助强化萃取过程归结为微波导致细胞破裂，实际上，细胞破裂主要是强化了有效成分的扩散。，在其他量不变的情况下，随着萃取时间和微波功率的增大，萃取浓度增大，即解吸量增大，并且开始时解吸量随时间的增大迅速增大，随后随时间的增大趋于不变；解吸量随着微波功率的增大而增大。另外，在微波场中，如果位移极化相同或位移极化相对转向极化忽略不计，则极性分子物质比非极性分子物质获得更多的能量，微波对极性分子物质的萃取更有效。焦淑清提到与传统溶剂浸取法相比，微波技术萃取红花羊蹄甲花中色素．具有省时、操作方便色素提取率高等特点；刘传斌等用微波破细胞与溶剂提
取相结合的方法提取高山红景天愈伤组织中红景天苷，将药材经1分钟微波处理后，室温下水提取10分，可将红景天苷充分提取出来，与传统提取方法相比，前者具有时间短、不需加热、提取液中杂质少等优点；王
绢
[6]
等应用微波萃取葛根中的总黄酮、葛根
素，结果表明提取效率明显提高，提取时间明显缩短，有效成分的得率显著提高；刘红等利用微波萃取技术提取山楂多糖，结果表明提取率可由传统提取法的10．05％提高至16．07％ ，而提取时间则由3h缩短至20min；付志红
[8]
等利用微波萃取技术提取车前子
多糖，并与水提法和超声提取法进行了对比，结果表明提取时间分别为65s、l h和30min，而提取率则分别为1．867％ 、1．243％ 、1．764％ ，可见微波萃取法的提取时间最短，对目标物的选择性即提取率最高。刘俊以乙醇为溶剂提取土茯苓总黄酮，考察了提取时间、微波功率、乙醇浓度、固液比和提取温度对土茯苓总黄酮提取率的影响，结果表明微波辅助提取土茯苓总黄酮的提取率为93．2％ ，比传统加热提取法高17．4％。 2.2 高效性
在同一对象提取中，采用传统方法需要几小时至十几小时，超声提取法也需半小时到一小时，而微波提取只需几秒到几分钟即可完成，并且目标成分提取率更高，可见，微波提取速率提高了几十至几百倍，甚至几
千倍，大大缩短了萃取时间。焦淑清
[4]
对比
试验结果表明，与溶剂浸提法相比，微波法萃取红花羊蹄甲花中色素的提取时间由20 h减少到30 s，色素含量接近，提取率有所提高；孟庆廷
[9]
中提到该法与传统浸取法相
比，具有很大的优越性，主要表现在节省提取时间、产品叶绿素提取率较传统的提取方法提高20％左右。
2.3 节物、节能、环保的优越性
微波萃取由于微波功率较小且辐射时间短，是传统方法能耗的几十分之一，甚至几百乃至几千分之几。这是因为，微波浸取可以使固液浸取过程得到明显的强化，它的浸取效率要比传统方法的浸取效率高得多。另一方面它又由于受溶剂亲和力的限制较小，可供选择的溶剂较多，在选择无毒或低毒溶剂的同时还可减少其用量。由此可见，该技术暨节约物耗、能耗，又做到绿色环保。曾小明利用微波技术萃取熊果酸，大大缩短了萃取时间，节省溶剂，并且获得较高的萃取得率；许玲玲，李群力，麻佳蕾
[11]
中得
到结论：微波萃取法和回流提取法提取鲜姜，提取得到的6-姜酚的含量是相近的，但是用微波萃取法得到的生姜提取物中6-姜酚的纯度很高，而采用回流提取法提取所用的时间长、效率低、操作麻烦，得到的生姜提取物中6-姜酚的纯度很低，杂质多。说明微波萃取法在提取效率和节能方面优于回流提取法。
2.4 加热均匀
常规加热，为提高加热速度，就需要升高加热温度，容易产生外焦内生现象。微波加热的物体各部位通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，因此均匀性大大改善。
3.微波萃取的展望及研究方向
尽管微波萃取技术取得了很大发展，并日趋完善，但在实际应用中 仍存在一些不足之处。如微波泄漏是微波装置普遍存在的问题而且大部分的装置还处在实验室研究阶段或是小试或是中试。再次，由于微波萃取法是利用物质在外加电场的作用下分子发生极化，快速定向转动而发生剧烈碰撞和相互摩擦引起发热，短时间内产生很大的能量，从而促使有效成分的快速溶出和释放，因此它对提取设备要求较高。这在一定程度上阻碍微波萃取技术的发展，所以对于微波装置的研究是其方向之一。此外，可以将微波技术与其他技术如超声技术有效的结合起来以进一步提高微波萃取设备的功能，也是今后的一个重点研究方向。
微波萃取技术作为一种新发展的样品前处理手段不仅具有快速，试剂用量少，制样精度好，回收率高等优点，而且在实现实验室环境保护和自动化控制方面具有非常吸引人的发展前景。微波萃取效率高纯度高、能耗小、产生废物少、操作费用少、符合环境保护要求。可广泛用于 中草药、香料、保健食品、化妆食品、化妆品、茶饮料、调味料、果胶 、高粘度壳聚糖等行业，目前在我国微波萃取已经用于多项 中草药的浸取生产线之中，如葛根、茶叶、银杏等。微波萃取已列为我国二十一世纪食品加工
和中药制药现代化推广技术之一。 参考文献：
[1] 韩宇萍，宓穗卿. 微波萃取技术在中药成分提
取中的应用[J].中国新药与临理,2003,14(06):430-433
[2] 刘传斌,王威,白凤武等. 高山红景天愈伤组织中红景天甙的微波破细胞提取，过程工程学报.2001(04):56-58
[3] 刘红,薛梅,李炳奇等．山楂多糖的微波提取和含量测定．石河子大学学报，2007 (2) [4] 许玲玲,李群力,麻佳蕾. 微波萃取法萃取鲜姜有效成分6-姜酚的工艺研究[J].现代食品科技,2009,25(06):620-621
[5] 王明芝,于丽梅,高春梅等. 微波萃取技术在
中药及天然产物提取中的应用[J].人参研究,2009(02):29-33
[6] 马梅芳,高宇源,吕伟. 微波萃取在中药成分
提取中的应用研究进展[J].江西中医学院学报,2005,17(05):74-77