微波萃取技術(shù)及其應(yīng)用

微波萃取技術(shù)及其應(yīng)用第一頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波微波是指頻率為300MHz-300GHz的電磁波是無線電波中一個有限頻帶的簡稱，即波長在1米（不含1米）到1毫米之間的電磁波是分米波、厘米波、毫米波的統(tǒng)稱。第二頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波的性質(zhì)一、穿透性

微波比其它用于輻射加熱的電磁波，如紅外線、遠紅外線等波長更長，因此具有更好的穿透性。微波透入介質(zhì)時，由于介質(zhì)損耗引起的介質(zhì)溫度的升高，使介質(zhì)材料內(nèi)部、外部幾乎同時加熱升溫，形成體熱源狀態(tài)，大大縮短了常規(guī)加熱中的熱傳導(dǎo)時間，且在條件為介質(zhì)損耗因數(shù)與介質(zhì)溫度呈負相關(guān)關(guān)系時，物料內(nèi)外加熱均勻一致。

第三頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波的性質(zhì)二、選擇性加熱

物質(zhì)吸收微波的能力，主要由其介質(zhì)損耗因數(shù)來決定。介質(zhì)損耗因數(shù)大的物質(zhì)對微波的吸收能力就強，相反，介質(zhì)損耗因數(shù)小的物質(zhì)吸收微波的能力也弱。物質(zhì)不同，產(chǎn)生的熱效果也不同。水分子屬極性分子，介電常數(shù)較大，其介質(zhì)損耗因數(shù)也很大，對微波具有強吸收能力。而蛋白質(zhì)、碳水化合物等的介電常數(shù)相對較小，其對微波的吸收能力比水小得多。因此，對于食品來說，含水量的多少對微波加熱效果影響很大。第四頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波的性質(zhì)

三、熱慣性小

微波對介質(zhì)材料是瞬時加熱升溫，不存在“余熱”現(xiàn)象，極有利于自動控制和連續(xù)化生產(chǎn)的需要。第五頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取技術(shù)簡介

微波萃取（

microwave-assistedextraction,MAE）是微波技術(shù)與萃取技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的新技術(shù)，在萃取過程中用微波來提高萃取效率。

1986年，Ganzler等人用家用微波爐對土壤，種子中的有機物進行了萃取。

90年代初，專用微波制備系統(tǒng)的出現(xiàn)，促進了微波萃取技術(shù)的快速發(fā)展和應(yīng)用。第六頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取原理

它的原理是在微波場中，吸收微波能力的差異使得基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱，從而使得被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離，進入到介電常數(shù)較小、微波吸收能力相對差的萃取劑中。第七頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取原理利用微波能作為熱源。不同物質(zhì)的介電常數(shù)不同，吸收微波能的能力不同，在微波場中，這種差異使萃取體系中的某些組分被選擇性的加熱，從體系中分離出來。

Pare等提出了微波破壁的理論。第八頁，共二十八頁，2022年，8月28日吸收微波→細胞內(nèi)部溫度↑，→細胞內(nèi)部壓力超過細胞壁膨脹承受能力→細胞破裂→有效成分自由流出。微波破壁理論第九頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取與傳統(tǒng)熱萃取的區(qū)別

傳統(tǒng)的熱萃取方式

熱傳導(dǎo)，熱輻射方式由外向內(nèi)進行。熱源→容器→樣品微波萃取方式分子極化，離子導(dǎo)電方式直接對樣品加熱。熱源→樣品→容器

第十頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取與其它萃取技術(shù)的比較

優(yōu)點溶劑用量少，快速，可同時測多個樣品，設(shè)備簡單等。缺點

被萃取物質(zhì)必須對微波有吸收；萃取容器需要冷卻。

第十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取特點升溫速度快加熱均勻選擇性好萃取效率高第十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日影響微波萃取的因素

萃取溶劑。

溫度和時間。樣品中水分或濕度的影響。溶液pH值的影響。

基體物質(zhì)的影響。第十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取系統(tǒng)密閉式微波萃取系統(tǒng)（PMAE)開罐式聚焦微波萃取系統(tǒng)(FMAE)萃取罐溶劑靜態(tài)微波萃取系統(tǒng)動態(tài)微波萃取系統(tǒng)（DMAE)第十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日密閉式微波萃取系統(tǒng)（PMAE)可自動調(diào)節(jié)溫度，壓力。待測組分不易損失。可同時處理多個樣品。第十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日密閉式微波萃取系統(tǒng)（PMAE)第十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日開罐式聚焦微波萃取系統(tǒng)(FMAE)只能實現(xiàn)溫度控制。一次處理的樣品數(shù)少。第十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日開罐式聚焦微波萃取系統(tǒng)(FMAE)第十八頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取技術(shù)與分析檢測儀器的在線聯(lián)用第十九頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波萃取技術(shù)的應(yīng)用

在環(huán)境分析中的應(yīng)用。在化工分析中的應(yīng)用。在食品分析中的應(yīng)用。在生化分析中的應(yīng)用。在藥物分析中的應(yīng)用。在天然產(chǎn)物成分提取中的應(yīng)用。第二十頁，共二十八頁，2022年，8月28日在環(huán)境分析中的應(yīng)用

對土壤，沉積物和水中各種污染物的萃取。萃取對象：有機污染物：多環(huán)芳烴(PAHs)，多氯聯(lián)苯(PCBs)，石油烴(PHs)，鄰苯二甲酸酯，酚類，苯等。重金屬，有毒元素及其化合物：錫，汞，砷，鉛。農(nóng)藥殘留：殺蟲劑，除草劑。

第二十一頁，共二十八頁，2022年，8月28日在化工分析中的應(yīng)用

在石油化工中，用于對聚合物及其添加物進行過程監(jiān)控和質(zhì)量控制。萃取對象：聚對苯二酸-乙二醇(PET)薄膜中的低聚物。聚烯烴中的添加劑。

第二十二頁，共二十八頁，2022年，8月28日在天然產(chǎn)物成分提取中的應(yīng)用生物堿類黃酮類蒽醌類皂苷類有機酸類多糖類揮發(fā)油第二十三頁，共二十八頁，2022年，8月28日MAE在植物提取中的應(yīng)用

最早的報道來自1986年，匈牙利學(xué)者GanzlerK用微波提取了羽扇豆、玉米等作物中的油脂、棉籽酚等有效成分。國內(nèi)外已有很多將MAE應(yīng)用于中藥中有效成分提取的文獻報道。第二十四頁，共二十八頁，2022年，8月28日微波輔助萃取—氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用

分析石蒜中的加蘭他敏

前蘇聯(lián)科學(xué)家首次分離出了加蘭他敏。加蘭他敏是一種具有可逆性和選擇性的乙酰膽堿酯酶抑制劑（AChE），可以作為治療AD的藥物。

第二十五頁，共二十八頁，2022年，8月28日

加蘭他敏的傳統(tǒng)提取方法概述

傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝：將石蒜通過乙醇熱提，洗滌，萃取，重結(jié)晶，得到氫溴酸加蘭他敏原料藥。缺點：能耗高、原輔料損耗大、生產(chǎn)周期長，而且加蘭他敏提取不完全。

第二十六頁，共二十八頁，2022年，8月28日3.1微波萃取溶劑的選擇MarsⅩ型微波爐（CEM，USA）正確選擇萃取溶劑是實現(xiàn)高效率萃取的關(guān)鍵步驟。

MAE中，所選的溶劑應(yīng)滿足以下條件：

1具有吸收微波及將微波轉(zhuǎn)化為熱能的能力；

2能夠選擇性的從樣品基體中將待測物分離萃取出來；

3方便于后續(xù)處理過程。

第二十七頁，共二十八頁，2022年，8月28日