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超声波提取的原理和特点

[导读]介绍超声波提取技术的原理、特点和应用,综述近几年超声波提取分离技术在天然药物提取中的应用,展望超声波提取分离技术的应用前景和发展方向。

超声波辅助提取技术主要是依据物质中有效成分的存在状态、极性、溶解性等在超声波作用下快速地进入溶剂中,得到多成分混合的提取液,再将提取液以适当方法分开、精制、纯化处理,最后得到所需单体化学成分的一项新技术。超声辅助提取技术已经广泛应用于天然药物中各种有效成分的提取分离,并取得了很好的效果。本文对超声技术的特点、应用及最新的研究方向进行综述。

超声波是一种机械波,有效频率一般在 20 ~ 50kHz 范围。超声波提取是将超声波产生的空化、振动、粉碎、搅拌等综合效应应用到天然产物成分提取工艺中,通过破坏细胞壁,增加溶剂穿透力,从而提高提取率和缩短提取时间,达到高效、快速提取细胞内容物的过程。超声波提取不对提取物的结构、活性产生影。超声波提取较传统提取方法具有速度快、提取率高、温度低、节约溶剂等特点,应用广泛,不受成分极性、分子质量大小的限制,适用于绝大多数有效成分的提取。此外,还具操作简单易行、提取料液杂质少、有效成分易于分离、纯化等特点,综合经济效益显著,是一种辅助传统浸取,实现高效、快速、节能的现代高新技术之一。



超声波提取技术最早应用于生物碱类成分的提取。比较超声辅助和单一溶剂浸提两种方法从罗芙木属植物的根中提取生物碱,几乎相等的提取率,超声波提取法只需 15 min,而溶剂浸提法则需要 8 h。Dem 等利用超声波提取技术从曼陀罗叶中提取曼陀罗碱,用超声波提取 30 min 比用常规煎煮法提取 3 h 的样品含碱量高 9%。用超声波从黄连中提取小檗碱,所得到的小檗碱提取率比碱性浸泡 24 h 高 50% 以上。应用超声波技术辅助提取药材生物碱,可以缩短提取时间及有效提高生物碱含量,但因植物类药材中生物碱的成分各不相同,所应用的超声波技术提取工艺各有不同。采用星点设计-效应面法优化超声波法提取荷叶总生物碱的工艺条件,提取率为 0. 496%,与预测值 0. 498% 吻合度良好。超声波星点设计-效应面法采用非线性模型,精准度高,拟合预测能力优异可靠,可广泛应用于中药生物碱有效成分的提取分离,有较好的应用前景。







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