一、 微波提取機理

　　溶劑提取法是根據(jù)天然植物中各種成分在溶劑中的溶解性質(zhì)，選用對活性成分溶解度大，對不需要溶出成分溶解度小的溶劑，而將有效成分從物料組織內(nèi)溶解出來的方法。當溶劑加到原料(需適當粉碎)中時，溶劑由于擴散、滲透作用逐漸通過細胞壁透入到細胞內(nèi)，溶解了可溶性物質(zhì)，而造成細胞內(nèi)外的濃度差，于是細胞內(nèi)的濃溶液不斷向外擴散，溶劑又不斷進入藥材組織細胞中，如此多次往返，直至細胞內(nèi)外溶液濃度達到動態(tài)平衡時，將此飽和溶液濾出，繼續(xù)多次加入新溶劑，就可以把所需要的成分近于溶出或大部溶出。

　　微波輻射過程是高頻電磁波穿透萃取介質(zhì)，到達物料的內(nèi)部維管束和腺胞系統(tǒng)。由于吸收微波能，細胞內(nèi)部溫度迅速上升，使其細胞內(nèi)部壓力超過細胞壁膨脹承受能力，細胞破裂。細胞內(nèi)有效成分自由流出，在較低的溫度條件下提取介質(zhì)捕獲并溶解。通過進一步過濾和分離，便獲得提取物料。

　　微波能是一種能量形式，它在傳輸過程中能對許多由極性分子組成的物質(zhì)產(chǎn)生作用，微波電磁場使物質(zhì)的分子產(chǎn)生瞬時極化。當我們用頻率為2450MHz的微波能作萃取時，溶質(zhì)或溶劑的分子并以24.5億次/秒的速度做極性變換運動，從而產(chǎn)生分子之間的相互摩擦、碰撞，促進分子活性部分(極性部分)更好地接觸和反應(yīng)，同時迅速生成大量的熱能，促使細胞破裂，使細胞液溢出來并擴散到溶劑中。用溶劑提取天然植物有效成分常用浸漬法、滲漉法、回流提取法及連續(xù)回流提取法等、從原理上來講均可以加入微波進行輔助提取，使之成為高效提取設(shè)備。

　　二、 微波提取在食品行業(yè)的應(yīng)用范圍

　　1、微波提取工藝流程大致如下：原料清洗-切片或粉碎-溶劑與物料混合-微波提取-過濾-濃縮-分離-得到提取組分

　　2、微波提取香精油—應(yīng)用微波提取法可以從茄茴香、薄荷、丁香、玫瑰、大蔥、百里草等中提取香精油，提取率普遍高于常規(guī)提取法。

　　3、微波提取營養(yǎng)成分—微波提取法提取油脂比傳統(tǒng)法出油率提高近兩成。而且可以抑止酶的活力，利于儲存。此外還可以從天然物中提取氨基酸、維生素和其他營養(yǎng)成分等。

　　4、微波提取法還可以提取色素、果膠、殼聚糖、大豆蛋白和各種天然食品添加劑。

　　下面是我公司自行開發(fā)的微波專用提取設(shè)備所作的試驗,用含醇10%的水為溶媒，從甘草中提取甘草酸的檢測結(jié)果。

　　微波提取技術(shù)在食品工業(yè)、制藥工業(yè)和化學(xué)工業(yè)上的應(yīng)用研究雖然起步只有短短幾年的時間，但已有的研究成果和應(yīng)用成果已足以顯示其性：在實驗室中已經(jīng)完成香料、調(diào)味品、天然色素、中草藥、化妝品、保健食品、飲料制劑等產(chǎn)品微波萃取工藝的研究。目前微波萃取已經(jīng)用于多項天然物的侵取生產(chǎn)線之中，如大蒜、茶葉、銀杏、和甘草等。微波輔助提取已列為我國二十一世紀食品加工和中藥制藥現(xiàn)代化推廣技術(shù)之一。研究機構(gòu)用微波提取方法處理了上百種天然植物。無論是提取速度、提取效率還是提取品質(zhì)均取比常規(guī)工藝優(yōu)秀得多的結(jié)果。

　　二、微波輔助提取優(yōu)點

　　1、傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導(dǎo)、熱輻射等方式由外向里進行，而微波輔助提取是里外同時加熱。沒有高溫熱源，消除了熱梯度，從而使提取質(zhì)量大大提高，有效地保護食品、藥品以及其他化工物料中的功能成分;

　　2、由于微波可以穿透式加熱，提取的時間大大節(jié)省。根據(jù)大量的現(xiàn)場數(shù)據(jù)統(tǒng)計，常規(guī)的多功能萃取罐8小時完成的工作，用同樣大小的微波動態(tài)提取設(shè)備只需幾十分鐘便可完成。

　　3、微波能有超常的提取能力，同樣的原料用常規(guī)方法需兩、三次提凈，在微波場下可一次提凈。大大簡化工藝流程。

　　5、微波提取沒有熱慣性，易控制，所有參數(shù)可數(shù)據(jù)化，使食品加工技術(shù)與現(xiàn)代化接軌。

　　6、微波提取物純度高，可水提、醇提。適用廣泛。

　　7、提取溫度低，不易糊化，分離容易，后處理方便。節(jié)省能源.

　　8、溶劑用量少(可較常規(guī)方法少50%～90%);

　　9、微波設(shè)備是用電設(shè)備，不需配備鍋爐，無污染、安全、屬于綠色工程;

　　10、生產(chǎn)線組成簡單，節(jié)省投資;目前已經(jīng)開發(fā)出來的微波提取設(shè)備適應(yīng)于我國各類

　　大、中、小企業(yè)的食品和制藥工程。

　　(微波法與烘箱法)所需時間的比較

1立方微波提取罐與常規(guī)1立方提取罐提取運行成本比較：

　　三、微波萃取設(shè)備概況

　　目前我公司通過廣泛的國際學(xué)術(shù)交流，根據(jù)國內(nèi)外萃取市場需求，吸取、引進國外微波應(yīng)用專業(yè)的，已開發(fā)出5種不同類型微波輔助萃取的設(shè)備，現(xiàn)簡單介紹如下：

　　1、小型微波萃取實驗設(shè)備

　　擁有獨立知識產(chǎn)權(quán)，自行開發(fā)的產(chǎn)品，面向大專院校、科研單位和各類企事業(yè)單位實驗室。此設(shè)備為開放型微波加熱裝置，物料不需向常規(guī)微波爐那樣被放置在微波加熱腔體內(nèi)。如同將一只鍋放在電爐上，在微波萃取過程中，操作者可以方便的、直接的、毫無障礙的觀察物料變化、添加物料或溶劑、隨機提取樣品，測量溫度、攪拌物料。而微波泄漏量低于家用微波爐泄漏量。它另一特點是可安全的用于醇類物料處理，這是常規(guī)微波爐所不能比擬的。

　　2、微波低溫萃取中試設(shè)備

　　這是一款兩用機型，既可以作為實驗設(shè)備，供大專學(xué)校、科研單位和各類食品、制藥、化工開展微波萃取實驗工作之用，又可以作微波萃取中試設(shè)備，為大型微波萃取生產(chǎn)線摸索準確的工藝數(shù)據(jù)。此設(shè)備又四個鮮明特點：

　　l 作為中試設(shè)備，用它作出的萃取工藝參數(shù)實用價值高，可準確的用于大型微波萃取設(shè)備的設(shè)計。

　　l 采用處理技術(shù)，將低了萃取過程的物料溫度、增強了微波對物料作用，其萃取效果遠遠超出常規(guī)微波爐所作的實驗結(jié)果，屬于微波萃取設(shè)備。

　　l 可直接作為小規(guī)?；蛐∨课⒉ㄝ腿∩a(chǎn)設(shè)備過使用。

　　l 可的用于水、醇類物料處理。

　　3、微波真空萃取設(shè)備：

　　根據(jù)不同氣壓下液體沸點不同的原理，將微波萃取真空和真空技術(shù)結(jié)合起來，可在20～30℃室溫條件下進行微波萃取，設(shè)備規(guī)格較全，從10公升到3立方米。小型設(shè)備供院校、科研所和各類實驗室作試驗，大型設(shè)備供生產(chǎn) 單位使用。

　　設(shè)備特點：

　　l 實現(xiàn)低溫萃取。有利于提高提取純度。

　　l 避免物料在萃取過程中的氧化反映。

　　l 增加相應(yīng)的附件，可對物料進行真空濃縮、蒸餾、分離等。

　　l 可用于水、醇類溶媒的物料處理。

　　4、微波動態(tài)萃取設(shè)備

　　這是一款根據(jù)我國國情設(shè)計的微波設(shè)備，可以替換現(xiàn)在廣泛使用的各類多功能提取罐，是技術(shù)更新?lián)Q代產(chǎn)品。各類食品、制藥、化工企業(yè)均可使用?，F(xiàn)已經(jīng)配備多種規(guī)格，滿足各種物料提取需求?？稍诔合逻M行水提、醇提處理。微波萃取罐和常規(guī)提取罐相比，能提高近十倍的效率。

　　5、連續(xù)式微波萃取設(shè)備

　　我公司從國外引進技術(shù)，自行研發(fā)的一種新型微波萃取設(shè)備，可處理顆粒狀、粉狀物料，特點是實現(xiàn)了連續(xù)萃取，適用連續(xù)萃取工程的生產(chǎn)線，各類食品、制藥、化工企業(yè)均可使用。此設(shè)備采用進口微波S波段專用輸料軟管，可抗300℃高溫，理化參數(shù)非常穩(wěn)定，均超過F4材料，管徑大小是根據(jù)微波介質(zhì)特性確定。同時此設(shè)備還可以作為各種液體灌前滅菌使用。是食品和中藥制藥現(xiàn)代化技術(shù)更新優(yōu)選項目。

　　四、結(jié)束語

　　新型系列微波輔助萃取設(shè)備的微波功率從700W～100KW，容積從2升～3立方米，萃取溫度

　　可以從30～100℃任意設(shè)定。萃取溶劑可以是水、醇、脂。根據(jù)不同物料與工藝也可以使用弱極性溶劑?？筛鶕?jù)需要配備回流、冷凝裝置。經(jīng)多家食品、制藥廠家應(yīng)用效果良好。并有部分出口至日本、韓國、中國臺灣等地。該系列產(chǎn)品采用了多種現(xiàn)代化傳感器技術(shù)，自動化程度高，性能穩(wěn)定，環(huán)境適應(yīng)性強，操作與維護簡單，并符合GMP標準。微波泄漏指標與國際指標接軌。今年一月臺微波提取生產(chǎn)線通過了省級鑒定，來自清華、北大、中國農(nóng)大等單位的專家教授組成鑒定委員會對微波提取工藝給予高度評價。大家一致認為微波萃取技術(shù)是一個急需轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的，是食品、農(nóng)副產(chǎn)品深加工、制藥行業(yè)現(xiàn)代化值得大力推廣的項目。微波萃取設(shè)備工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)近兩年得到完善，目前已經(jīng)由前期開發(fā)階段轉(zhuǎn)為應(yīng)用推廣、普及階段。希望學(xué)術(shù)界、科技界有識之士給予關(guān)注、關(guān)心和支持。