基本介紹
- 中文名：微波輔助提取
- 外文名：microwave-assistedextraction
- 別名：微波輔助萃取
- 英文縮寫：MAE
- 特點：快速、節省溶劑
- 套用領域：環境、生物、製藥、食品、農藥等
微波萃取特點,過程,工藝流程,影響因素,套用,
微波萃取特點
快速高效
樣品及溶劑中的偶極分子在高頻微波能的作用下，產生偶極渦流、離子傳導和高頻率摩擦，從而在短時間內產生大量的熱量。偶極分子旋轉導致的弱氫鍵破裂、離子遷移等加速了溶劑分子對樣品基體的滲透，待萃取成分很快溶劑化，使微波萃取時間顯著縮短。
加熱均勻
微波加熱是通過體加熱進行的．形成獨特的物料受熱方式，使整個樣品被加熱，無溫度梯度，具有加熱均勻的優點。由於消除了物料內的熱梯度，從而使提取質量大大提高，有效地保護食品、藥品及其他化工物料中的功能成分。
選擇性
由於不同化合物具有不同的介電常數，所以微波萃取具有選擇性加熱的特點。溶質和溶劑的極性越大，對微波能的吸收越大，升溫越快，萃取速度增大；而對於非極性溶劑，微波幾乎不起加熱作用。所以，在選擇萃取劑時一定要考慮到溶劑的極性，以達到最佳效果。
生物效應(非熱特性)
由於大多數生物體含有極性水分子，所以在微波場的作用下引起強烈的極性振盪，容易導致細胞分子間氫鍵斷裂，細胞膜結構被電擊穿、破裂，進而促進基體的滲透和待提取成分的溶劑化。此外，微波萃取還可實現時間、溫度、壓力控制，保證在萃取過程中有機物不發生分解。因此，利用微波輔助提取從生物基體萃取待萃取的成分時，在熱與非熱效應的協同作用下，更能提高萃取效率。
節省溶劑
與其他萃取方法相比，微波萃取能減少萃取試劑的消耗，微波萃取可以多種樣品在相同條件下同時萃取。用於生產過程時，溶劑用量較常規方法可減少50%～90%。
工藝簡單、節省投資
由於微波設備是用電的設備，不需配備鍋爐；微波屬體加熱，提取時同樣的原料、同樣的效率下，用常規方法需兩三次提取的，微波一次提取即可。提取的時間大大節省、工藝流程大大簡化。微波提取沒有熱慣性，易控制，所有參數均可數據化，並和製藥現代化接軌。
套用面廣
由於提取溫度低，不易糊化．分離容易，後處理方便。
過程
工藝流程
微波輔助提取主要經過選料、清洗、粉碎、微波萃取、分離、濃縮、乾燥等步驟獲得產品。
影響因素
（1）溶劑的選擇
由於不同物質具有不同的介電常數．所以萃取溶劑的選擇非常重要。必須考慮以下幾個方面：①溶劑必須對微波透明或半透明，而且具有一定的極性；②溶劑對待分離成分有較強的溶解能力，而對萃取成分的後續工干擾較少；③萃取溶劑的沸點應高一些。一般常用的萃取溶劑有正己烷、二氯甲烷、甲醇、乙醇等。
萃取溶劑具有一定的極性，這是微波萃取必需的條件。但是如果萃取溶劑為甲苯、正己烷等非極性溶劑時，必須加入一種極性溶劑，以增加萃取溶劑體系的介電常數．目前已報導的溶劑有丙酮、水。因此，萃取溶劑可以為一元體系、二元體系．也可以是多元體系，對於某一具體樣品的萃取體系而言，要根據樣品的性質、萃取目標物的性質和預實驗決定。
（2）液固比
液固比是提取過程中的一個重要因素．主要表現在影響固相和液相問的濃度差，即傳質推動力。液固比的提高必然會在較大程度上提高傳質推動力，但萃取液體積過大，會增加後續處理的負擔。
（3）微波輻射時間
微波萃取時間與被萃取樣品量、溶劑體積和加熱功率有關。與傳統萃取方法相比，微波萃取的時間較短，一般情況10～15min已經足夠，有時甚至更短，如從食品中萃取胺基酸成分時，萃取效率並沒有隨萃取時間的延長而提高，儘管連續的輻照並不會引起胺基酸的降解或成分破壞。
（4）微波輻射功率
微波輻射條件包括微波輻射頻率、功率和輻射時間．它們對萃取效率具有一定的影響。不同的萃取目的採用不同微波輻射條件。
（5）破碎度
和傳統提取一樣，被提取物經過適當破碎後可以增大接觸面積．有利於提取的進行。但通常情況下傳統提取不把物料破碎得太小，一方面會使雜質增加溶出．另一方面會給後續過濾帶來困難。同時，將近100℃的提取溫度會使物料中的澱粉成分糊化，提取液變得黏稠，增加了後續分離的難度和溶劑的黏附耗損。
（6）物料中的水分或濕度的影響
因為水分能有效吸收微波能而產生溫度差，所以待處理物料中含水量的高低對萃取收率的影響很大。對於不含水分的物料，可採取增濕的方法，使其具有適當的水分，以吸收微波能。
（7）影響微波萃取(強化)的其他因素
從固體或半固體樣品中進行萃取是一個複雜的過程，該過程可簡化為五步：①目標物從物料基體的活性點解吸；②目標物擴散到整個物料基體；③目標物在萃取溶劑中的溶解；④目標物在溶劑中擴散；⑤目標物的收集。因此，目標物有效的萃取不僅與溶劑有關，而且與物料基體的性質有關。
套用
有機污染物的提取
套用微波可以從污染土壤中提取有機化合物。
天然化合物及生物活性成分的提取
套用微波可輔助從植物原料、食物等中提取多種類型的化合物。
