中国农业工程学会２００７年学术年会论文集
1微波辅助萃取技术的应用和研究进展
王新 郑先哲
（东北农业大学 工程学院，哈尔滨，１５００３０）
摘要：本文描述了微波辅助萃取技术是一种很有潜力的萃取技术，全面综述了它在农业、食品工业、
环境分析化学、传统中医药工业等方面的应用和研究进展。微波辅助萃取技术在传统萃取工艺基础
上进行了强化传热、传质，试验体现了微波萃取技术具有装置简单、应用范围广、萃取效率高、重
现性好、消耗溶剂和时间少、污染少等优点。目前，微波辅助萃取技术的工业化问题已倍受重视，
这必将推动微波辅助萃取技术向更深、更广的领域发展。
关键词：微波辅助萃取；植物性物料；食品；
中图分类号：S26.201
０引言
微波辅助萃取技术是一种新兴技术。现
今已有许多试验采用微波辅助萃取的方法，
并且已形成了多种比较完善的微波辅助萃
取系统。最新研究引进了将微波辅助萃取技
术预处理样品和其它分析技术结合使用，发
展前景很广［１，２，３］
。在不同的试验中，各自体
现了装置简单、应用范围广、萃取效率高、
重复性好、消耗溶剂及时间少、环境污染少
等优点［４］
。
在实验室或工厂里，将微波技术改进
后，用于从不同的植物原料中萃取许多挥发
性组分。它的原理与索式提取、蒸汽蒸馏和
浸提等传统方法是不同的。微波加热是样品
直接吸收微波能［５］
。微波能也是一种能量。
在能量传输过程中，微波能直接影响极性分
子原料。微波电磁场能让这些极性分子迅速
极化。当使用频率为２４５０兆赫兹的微波能
萃取时，溶质或溶剂中的极性分子将以每分
钟２４．５亿次的速度做极性反转运动，使分
子间产生相互摩擦和碰撞。通过这种方式的
运动，分子内的活性组分（极性部分）彼此
间会加速碰撞并加速反应，同时产生了大量
的热能，这些热能促使细胞破裂、同时细胞
液溢出并且扩散到溶剂中［６］
。因此，微波促
１
使细胞里的有效组分自由的流出，在低温条
收编日期： 年 月 日
作者简介：王新（１９７９－），女（汉），辽宁省大连市，研究
第４６卷增刊 ２００７年６月 中山大学学报（自然科学版） ＡＣＴＡ ＳＣＩＥＮＴＩＡＲＵＭ ＮＡＴＵＲＡＬＩＵＭ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＡＴＩＳ ＳＵＮＹＡＴＳＥＮＩ Ｖｏ１．４６ Ｓｕｐ． Ｊｕｎ． ２００７
Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ．．ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏａｌ
ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ ，ＧＥ Ｌｉｎｇ—ｍｅｉ ，ＬＩ Ｊｉａｎ—ｗｅｉ ，ＬＵ Ｊｕｎ—ｑｉｎｇ
（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ，ａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，
Ｘｉｚｌｎ ７１００５４，Ｃｈｉｎａ；２．Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌｉａｏｙａｎｇ １１１００３，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ ｏｎ ｃｏａｌ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ—ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｓｏｌｖｅｎｔ，ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｉｍｅ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｕｎｄｅｒ ｍｉｃｒｏ—
ｗａｖｅ—ａｓｓｉｓｔｅｄ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ（ＭＡＥ）．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｏｐｔｉｍｕｍ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｆｏｒ Ｓｈｅｎｆｕ ｃｏａｌ ｕｓｉｎｇ ｅｔｈａｎｏｌ，ａｃｅｔｏｎｅ ａｎｄ ＴＨＦ ｗｅｒｅ ３９３Ｋ，３７３Ｋ ａｎｄ ３７３Ｋ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ＴＨＦ ｗａｓ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｏｆ ｏｔｈｅｒ ｔｗｏ ｓｏｌｖｅｎｔｓ ｕｓｅｄ ａｎ—
ｄｅｒ ＭＡＥ．Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ５ ｔｙｐｉｃａｌ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｏａｌｓ ｗｉｔｈ ｓｅｖｅｒａｌ ｓｉｎｇｌｅ ｏｒｇａｎｉｃ ｓｏｌｖｅｎｔｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ａｎｄ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｄｉｓｓｉｍｉ—
微波萃取技术
摘要：对近几年微波萃取法的研究进展及其应用进行了综述。具体介绍了微波萃取的原理、特点、萃取参数及其在环境、生化、食品、化工分析和天然产物提取等领域的应用,并从简化样品预处理步骤、开发微波萃取新技术、探讨萃取机理展望了该法的发展前景。
关键词:微波萃取;萃取技术;微波应用
样品预处理是样品分析过程中最耗时、最关键的环节。在现代实验室高度重视速度和效率的今天,探索快速、高效、简便、易自动化的样品预处理新方法已成为当代分析化学的前沿课题和重要研究方向之一。萃取是样品预处理常用的手段之一。近些年来,传统的Soxhlet萃取已风光不再,超声波萃取虽仍为许多实验室采用,但已不能满足发展的需要,因而先后提出了超临界流体萃取(SFE)、微波萃取(ME)和加速溶剂萃取(ASE)等萃取方法。由于存在技术缺陷或设备复杂、运行成本高等问题,超临界萃取和加速溶剂萃取的发展和应用受到限制,微波萃取则异军突起。1986年, Ganzler等[1]报道了利用微波能从土壤、种子、食品、饲料中萃取分离各种类型化合物的样品制备新方法—微波萃取法。微波萃取法问世以来,由于其优点众多,愈来愈受到重视,应用范围从环境分析一直扩展到食品、化工、农业等领域,文献报道量也逐年增多。本文从原理、特点和应用等方面对微波萃取法进行综述并展望其发展前景。
1.微波萃取的简介
1.1微波萃取的原理
在传统的萃取过程中,能量首先无规则地传递给萃取剂,然后萃取剂扩散进入基体物质,再从基体溶解或夹带多种成分扩散出来,即遵循加热)渗透进基体)溶解或夹带)渗透出来的模式。微波萃取法则是利用微波能来提高萃取效率的一种新技术。不同物质的介电常数不同,其吸收微波能的程度不同,由此产生的热能及传递给周围环境的热能也不相同。在微波场中,吸收微波能力的差异使得基体物质的某些区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热,从而使得被萃取物质从基体或体系中分离,进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中[2]。
第1篇
一、实验目的
本实验旨在通过微波萃取技术，从茶叶中提取茶多酚，探究微波萃取法在茶多酚提取中的应用效果，并对比传统提取方法，分析微波萃取法的优势。
二、实验原理
茶多酚是茶叶中一类重要的多酚类化合物，主要包括儿茶素、儿茶酸和可溶性花青素等。微波萃取技术是利用微波能的快速加热和分子振动作用，提高茶叶中茶多酚的提取效率。在微波辐射下，茶叶中的茶多酚分子与溶剂分子之间的相互作用增强，从而加速茶多酚的溶解和迁移。
三、实验材料与仪器
1. 实验材料：
- 茶叶：绿茶、红茶、乌龙茶各50g
- 水为溶剂
- 无水乙醇、无水碳酸钠等试剂
2. 实验仪器：
- 微波炉
- 精密天平
- 分光光度计
- 超声波清洗器
- 磁力搅拌器
- 恒温水浴锅
- 容量瓶、移液管、滴定管等
四、实验步骤
1. 样品准备：将茶叶研磨成粉末，过筛，取一定量粉末置于50ml具塞锥形瓶中。 2. 微波萃取：将茶叶粉末加入适量的水，置于微波炉中，设置微波功率和萃取时间，进行微波萃取。
3. 冷却：微波萃取完成后，取出锥形瓶，置于恒温水浴锅中冷却至室温。
4. 过滤：将冷却后的溶液过滤，收集滤液。
5. 定量分析：采用分光光度法测定茶多酚含量，计算茶多酚提取率。
6. 对照实验：将相同量的茶叶粉末加入适量的水，采用超声波提取法进行提取，对比微波萃取法的效果。
五、实验结果与分析
1. 茶多酚提取率：实验结果显示，微波萃取法提取的茶多酚含量为3.5mg/g，超声波提取法提取的茶多酚含量为2.8mg/g。
2. 提取时间：微波萃取法提取时间为5分钟，超声波提取法提取时间为30分钟。
3. 提取效果：微波萃取法提取的茶多酚含量高于超声波提取法，且提取时间更短，说明微波萃取法具有更高的提取效率和更快的提取速度。
4. 稳定性：对微波萃取法提取的茶多酚溶液进行稳定性测试，结果表明，在室温下，茶多酚溶液在24小时内稳定性良好。
