微波萃取技术

1、微波萃取技术微波萃取技术: 微波 微波是一种微波是一种电磁波电磁波，以直线方式传播，以直线方式传播，并具有反射、折射、衍射等光学特性并具有反射、折射、衍射等光学特性。微微波遇到金属物质会被反射，但遇到非金属波遇到金属物质会被反射，但遇到非金属物质则能穿透或被吸收物质则能穿透或被吸收。微波的波长在微波的波长在1 1米米- 1- 1 毫 米 之 间 ，毫 米 之 间 ， 电 场 频 率 介 于电 场 频 率 介 于300MHz300GHz之间，常用的微波频率为之间，常用的微波频率为2450 MHZ。 微波 微波是一种微波是一种非电离的电磁辐射非电离的电磁辐射( (所产生的光所产生的光能不足以使物质

2、分子离析能不足以使物质分子离析),),被辐射物质的被辐射物质的极极性分子性分子在微波电磁场中可在微波电磁场中可快速转向并定向排快速转向并定向排列列, ,由此产生的撕裂和相互摩擦将引起物质发由此产生的撕裂和相互摩擦将引起物质发热热, ,即将电能转化为热能即将电能转化为热能, ,从而产生强烈的热从而产生强烈的热效应。因此，微波加热过程实质上是效应。因此，微波加热过程实质上是介质分介质分子获得微波能并转化为热能的过程子获得微波能并转化为热能的过程。 微波炉微波炉微波炉的工作原理微波炉的工作原理1-搅拌器；搅拌器；2-磁控管；磁控管；3-反射板；反射板；4-腔体；腔体；5-塑料盘塑料盘 12345湿物

3、料微波炉微波炉v1946年，斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员。一个年，斯潘瑟还是美国雷声公司的研究员。一个偶然的机会，他发现微波溶化了糖果。事实证明，偶然的机会，他发现微波溶化了糖果。事实证明，微波辐射能引起食物内部的分子振动，从而产生热微波辐射能引起食物内部的分子振动，从而产生热量。量。v1947年，第一台微波炉问世。现在在已开始进入了年，第一台微波炉问世。现在在已开始进入了百姓的家庭。用微波炉来烧菜做饭，看不到明亮的百姓的家庭。用微波炉来烧菜做饭，看不到明亮的火光，也不是从食物容器的下面加热，食物却很快火光，也不是从食物容器的下面加热，食物却很快就熟了。那么微波炉是如何给食物加热的呢？就熟了

4、。那么微波炉是如何给食物加热的呢？ 微波炉微波炉v微波加热的基本原理微波加热的基本原理: 介质材料在电磁场作用下，极介质材料在电磁场作用下，极性分子从原来的随机分布状态转向按照电场的极性性分子从原来的随机分布状态转向按照电场的极性排列取向。在高频电磁作用下，这些取向按交变电排列取向。在高频电磁作用下，这些取向按交变电磁场的变化而变化，这一过程致使分子的运动和相磁场的变化而变化，这一过程致使分子的运动和相互磨擦从而产生热量。此时交变电磁场的场能转化互磨擦从而产生热量。此时交变电磁场的场能转化为介质内的热动能，使介质温度不断升高。为介质内的热动能，使介质温度不断升高。v微波炉正是利用微波的这些特性

5、制作的微波炉正是利用微波的这些特性制作的 微波炉的微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内可以阻挡微波从炉内逃出逃出,以免影响人们的身体健康以免影响人们的身体健康 装食物的容器则用装食物的容器则用绝缘材料制成绝缘材料制成 微波炉微波炉v而微波炉由于烹饪的时间很短而微波炉由于烹饪的时间很短,能很好地保持食物中能很好地保持食物中的维生素和天然风味的维生素和天然风味 比如比如,用微波炉煮青豌豆用微波炉煮青豌豆,几乎几乎可以使维生素可以使维生素C一点都不损失一点都不损失 另外另外,微波还可以消微波还可以消毒杀菌毒杀菌 v 使用微波炉时使用微波炉时,应注意不要空应

6、注意不要空烧烧,因为空因为空烧烧时时,微微波的能量无法被吸收波的能量无法被吸收,这样很容易损坏磁控管这样很容易损坏磁控管 另外另外,人体组织是含有大量水分的人体组织是含有大量水分的,一定要在磁控管停止工一定要在磁控管停止工作后作后,再打开炉门再打开炉门,提取食物提取食物 微波炉微波炉微波炉的基本外形和构造微波炉的基本外形和构造 门安全联锁开关门安全联锁开关-确保炉门打开确保炉门打开,微波炉不能工作微波炉不能工作,炉门关上炉门关上,微波炉才能工作微波炉才能工作; 视屏窗视屏窗-有金属屏蔽层有金属屏蔽层,可透过网孔观察食物的烹饪情况可透过网孔观察食物的烹饪情况; 通风口通风口-确保烹饪时通风良好确

7、保烹饪时通风良好; 转盘支承转盘支承-带动玻璃转盘转动带动玻璃转盘转动; 玻璃转盘玻璃转盘-装好食物的容器放在转盘上装好食物的容器放在转盘上,加热时转盘转动加热时转盘转动,使食使食物烹饪均匀物烹饪均匀; 控制板控制板-控制各档烹饪控制各档烹饪; 炉门开关炉门开关-按此开关按此开关,炉门打开炉门打开 微波炉微波炉(1)炉腔炉腔 炉腔是一个微波炉腔是一个微波谐振腔谐振腔,是把微波能变为热能是把微波能变为热能对食品进行加热的空间对食品进行加热的空间 为了使炉腔内的食物均匀为了使炉腔内的食物均匀加热加热,微波炉炉腔内设有专门的装置微波炉炉腔内设有专门的装置 最初生产的微最初生产的微波炉是在炉腔顶部装有

8、金属扇页波炉是在炉腔顶部装有金属扇页,即微波搅拌器即微波搅拌器,以干以干扰微波在炉腔中的传播扰微波在炉腔中的传播,从而使食物加热更加均匀从而使食物加热更加均匀 目前目前,则是在微波炉的炉腔底部装一只由微型电机带则是在微波炉的炉腔底部装一只由微型电机带动的玻璃转盘动的玻璃转盘,把被加热食品放在转盘上与转盘一起把被加热食品放在转盘上与转盘一起绕电机轴旋转绕电机轴旋转,使其与炉内的高频电磁场作相对运动使其与炉内的高频电磁场作相对运动,来达到炉内食品均匀加热的目的来达到炉内食品均匀加热的目的 国内独创的自动国内独创的自动升降型转盘升降型转盘,使得加热更均匀使得加热更均匀,烹饪效果更理想烹饪效果更理想

9、微波炉微波炉v(2) 炉门炉门:炉门是食品的进出口炉门是食品的进出口,也是微波炉炉腔的重也是微波炉炉腔的重要组成部分要组成部分 对它要求很高对它要求很高,即要求从门外可以观察即要求从门外可以观察到炉腔内食品加热的情况到炉腔内食品加热的情况,又不能让微波泄漏出来又不能让微波泄漏出来 炉门由金属框架和玻璃观察窗组成炉门由金属框架和玻璃观察窗组成 观察窗的玻璃观察窗的玻璃夹层中有一层金属微孔网夹层中有一层金属微孔网,既可透过它看到食品既可透过它看到食品,又可又可防止微波泄漏防止微波泄漏 由于玻璃夹层中的金属网的网孔大由于玻璃夹层中的金属网的网孔大小是经过精密计算的小是经过精密计算的,所以完全可以阻挡

10、微波的穿透所以完全可以阻挡微波的穿透 v 为了防止微波的泄漏为了防止微波的泄漏,微波炉的开关系统由多重安全微波炉的开关系统由多重安全联锁微动开关装置组成联锁微动开关装置组成 炉门没有关好炉门没有关好,就不能使微就不能使微波炉工作波炉工作,微波炉不工作微波炉不工作,也就谈不上有微波泄漏的问也就谈不上有微波泄漏的问题了题了 微波炉微波炉v微波炉要放置位置微波炉要放置位置：在通风的地方，附近不要有磁：在通风的地方，附近不要有磁性物质，以免干扰炉腔内磁场的均匀状态，使工作性物质，以免干扰炉腔内磁场的均匀状态，使工作效率下降效率下降 还要和电视机还要和电视机 收音机离开一定的距离，收音机离开一定的距离，

11、否则会影响视否则会影响视 听效果听效果 忌将微炉置于卧室，同时忌将微炉置于卧室，同时应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅 v开启微炉后，人应远离微波炉或人距离微波炉至少开启微炉后，人应远离微波炉或人距离微波炉至少在在1米之外米之外 微波炉微波炉微波炉运行微波炉运行：炉内未放烹饪食品时，不要通电工作，否则会损坏炉内未放烹饪食品时，不要通电工作，否则会损坏磁控管，为防止一时疏忽而造成空载运行，可在炉磁控管，为防止一时疏忽而造成空载运行，可在炉腔内置一盛水的玻璃杯腔内置一盛水的玻璃杯 一定要关好炉门，确保连锁开关和安全开关的闭合一定要关好炉门，确保连锁开关和安

12、全开关的闭合 微波炉关掉后，不宜立即取出食物，因此时炉内尚微波炉关掉后，不宜立即取出食物，因此时炉内尚有余热，食物还可继续烹调，应过有余热，食物还可继续烹调，应过1分钟后再取出为分钟后再取出为好好 微波炉微波炉v使用的容器要求：使用的容器要求：v凡金属的餐具，竹器凡金属的餐具，竹器 塑料塑料 漆器等不耐热的容器，有凹凸漆器等不耐热的容器，有凹凸状的玻璃制品，均不宜在微波炉中使用状的玻璃制品，均不宜在微波炉中使用 瓷制碗碟不能镶有瓷制碗碟不能镶有金金 银花边银花边 v忌用普通塑料容器忌用普通塑料容器:一是热的食物会使塑料容器变形，二是普一是热的食物会使塑料容器变形，二是普通塑料会放出有毒物质，污

13、染食物，危害人体健康通塑料会放出有毒物质，污染食物，危害人体健康 使用专使用专门的微波炉器皿盛装食物放入微波炉中加热，门的微波炉器皿盛装食物放入微波炉中加热，v忌用金属器皿忌用金属器皿:因为放入炉内的铁因为放入炉内的铁 铝铝 不锈钢不锈钢 搪瓷等器皿，搪瓷等器皿，微波炉在加热时会与之产生电火花并反射微波，既损伤炉体微波炉在加热时会与之产生电火花并反射微波，既损伤炉体又加热不熟食物又加热不熟食物 v忌使用封闭容器忌使用封闭容器:加热液体时应使用广口容器，因为在封闭容加热液体时应使用广口容器，因为在封闭容器内食物加热产生的热量不容易散发，使容器内压力过高，器内食物加热产生的热量不容易散发，使容器内

14、压力过高，易引起爆破事故易引起爆破事故 即使在煎煮带壳食物时，也要事先用针或即使在煎煮带壳食物时，也要事先用针或筷子将壳刺破，以免加热后引起爆裂筷子将壳刺破，以免加热后引起爆裂 飞溅弄脏炉壁，或者飞溅弄脏炉壁，或者溅出伤人溅出伤人 微波炉微波炉v微波炉的加热时间：微波炉的加热时间：v要视材料及用量而定，还和食物新鲜程度要视材料及用量而定，还和食物新鲜程度 含水量含水量有关有关 由于各种食物加热时间不一，故在不能肯定由于各种食物加热时间不一，故在不能肯定食物所需加热时间时，应以较短时间为宜，加热后食物所需加热时间时，应以较短时间为宜，加热后可视食物的生熟程度再追加加热时间可视食物的生熟程度再追加

15、加热时间 否则，如时否则，如时间太长，会使食物变得发硬，失去香间太长，会使食物变得发硬，失去香 色色 味味 按按照食物的种类和烹饪要求，调节定时及功率照食物的种类和烹饪要求，调节定时及功率(温度温度)旋旋钮，可以仔细阅读说明书，加以了解钮，可以仔细阅读说明书，加以了解 v食品放入微波炉解冻或加热，若忘记取出，如果时食品放入微波炉解冻或加热，若忘记取出，如果时间超过间超过2小时，则应丢掉不要，以免引起食物中毒小时，则应丢掉不要，以免引起食物中毒 微波炉微波炉v加热的食品类型加热的食品类型v带壳的鸡蛋带壳的鸡蛋 带密封包装的食品不能直接烹调带密封包装的食品不能直接烹调 以免爆炸以免爆炸 v忌将肉类

16、加热至半熟后再用微波炉加热忌将肉类加热至半熟后再用微波炉加热:因为在半熟的食品中因为在半熟的食品中细菌仍会生长，第二次再用微波炉加热时，由于时间短，不细菌仍会生长，第二次再用微波炉加热时，由于时间短，不可能将细菌全杀死可能将细菌全杀死 冰冻肉类食品须先在微波炉中解冻，然冰冻肉类食品须先在微波炉中解冻，然后再加热为熟食后再加热为熟食 v忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类:因为肉类在微波炉中解冻后，因为肉类在微波炉中解冻后，实际上已将外面一层低温加热了，在此温度下细菌是可以繁实际上已将外面一层低温加热了，在此温度下细菌是可以繁殖的，虽再冷冻可使其繁殖停止，却不能将活菌杀死殖的

17、，虽再冷冻可使其繁殖停止，却不能将活菌杀死 已用已用微波炉解冻的肉类，如果再放入冰箱冷冻，必须加热至全熟微波炉解冻的肉类，如果再放入冰箱冷冻，必须加热至全熟 v忌油炸食品忌油炸食品:因高温油会发生飞溅导致火灾因高温油会发生飞溅导致火灾 如万一不慎引起如万一不慎引起炉内起火时，切忌开门，而应先关闭电源，待火熄灭后再开炉内起火时，切忌开门，而应先关闭电源，待火熄灭后再开门降温门降温 微波炉微波炉v微波炉维护保养：微波炉维护保养：v炉内应经常保持清洁炉内应经常保持清洁 在断开电源后，使用湿布与在断开电源后，使用湿布与中性洗涤剂擦拭，不要冲洗，勿让水流入炉内电器中性洗涤剂擦拭，不要冲洗，勿让水流入炉内

18、电器中中 v定期检查炉门四周和门锁，如有损坏定期检查炉门四周和门锁，如有损坏 闭合不良，闭合不良，应停止使用，以防微波泄漏应停止使用，以防微波泄漏 v不宜把脸贴近微波炉观察窗，防止眼睛因微波辐射不宜把脸贴近微波炉观察窗，防止眼睛因微波辐射而受损伤而受损伤 v不宜长时间受到微波照射，以防引起头晕不宜长时间受到微波照射，以防引起头晕 目眩目眩 乏力乏力 消瘦消瘦 脱发等症状，使人体受损脱发等症状，使人体受损 一、微波萃取原理 微波最早应用于通讯和军事，是一种波微波最早应用于通讯和军事，是一种波长为长为1mm1m的非电离的电磁波，被辐射的非电离的电磁波，被辐射物质的极性分子在微波电磁场中快速转向物质

19、的极性分子在微波电磁场中快速转向,并定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而并定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而引起发热，同时可保证能量的快速传递和引起发热，同时可保证能量的快速传递和充分利用。充分利用。 一、微波萃取原理 1986年，匈牙利学者年，匈牙利学者Ganzler K首先提出利首先提出利用微波进行萃取的方法。在微波萃取过程中，用微波进行萃取的方法。在微波萃取过程中，高频电磁波穿透萃取介质，到达被萃取物料的高频电磁波穿透萃取介质，到达被萃取物料的内部，微波能迅速转化为热能而使细胞内部的内部，微波能迅速转化为热能而使细胞内部的温度快速上升。当细胞内部的压力超过细胞的温度快速上升。当细胞内部的压

20、力超过细胞的承受能力时承受能力时, ,细胞就会破裂细胞就会破裂, ,有效成分即从胞内有效成分即从胞内流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质，再流出，并在较低的温度下溶解于萃取介质，再通过进一步过滤分离，即可获得被萃取组分。通过进一步过滤分离，即可获得被萃取组分。 一、微波萃取原理 微波萃取指微波萃取指在天然药物有效成分的提取过在天然药物有效成分的提取过程中程中( (或提取的前处理或提取的前处理) )加入微波场加入微波场，利用微波利用微波场的特点来强化有效成分浸出的新型提取技术场的特点来强化有效成分浸出的新型提取技术。利用吸收微波能力的差异可使基体物质的某些利用吸收微波能力的差异可使基体物质的某些

21、区域或萃取体系中的区域或萃取体系中的某些组分被选择性加热某些组分被选择性加热，从而使被萃取物质从基体或体系中分离出来，从而使被萃取物质从基体或体系中分离出来，进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差进入到介电常数较小、微波吸收能力相对较差的萃取剂中。的萃取剂中。 一、微波萃取原理 微波萃取主要是利用微波强烈的微波萃取主要是利用微波强烈的热效应热效应，但微波加热方式不同于传统的加热方式但微波加热方式不同于传统的加热方式。在在传统的加热方式中，容器壁大多由热的不良传统的加热方式中，容器壁大多由热的不良导体制成，热由器壁传导至溶液内部需要一导体制成，热由器壁传导至溶液内部需要一定的时间；此外，液体表

22、面气化而引起的对定的时间；此外，液体表面气化而引起的对流传热将形成自内而外的温度梯度，因而仅流传热将形成自内而外的温度梯度，因而仅一小部分液体与外界温度相当。一小部分液体与外界温度相当。 一、微波萃取原理 普通的外加热方式将热量由外向内传递普通的外加热方式将热量由外向内传递，而微波加热是一个而微波加热是一个内部加热过程内部加热过程，微波直接微波直接作用于内部和外部的介质分子作用于内部和外部的介质分子，使整个物料，使整个物料被同时加热，即被同时加热，即为为“体加热体加热”过程过程，从而可，从而可克服传统的传导式加热方式所存在的温度上克服传统的传导式加热方式所存在的温度上升较慢的缺陷。升较慢的缺陷

23、。 一、微波萃取原理 传 导 加 热对 流 加 热微 波 加 热传 统 加 热 示 意 图微 波 加 热 示 意 图图 1两 种 加 热 方 式 的 比 较 一、微波萃取原理 微波萃取离不开合适的溶剂，因此微波萃取离不开合适的溶剂，因此微波微波萃取可作为溶剂提取的辅助措施萃取可作为溶剂提取的辅助措施。溶剂提取。溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性能差异，选用对有效成分溶解度大，而对性能差异，选用对有效成分溶解度大，而对无效成分溶解度小的溶剂，将有效成分从药无效成分溶解度小的溶剂，将有效成分从药材组织内提取出来。采用微波协助提取，可材组织内提取出

24、来。采用微波协助提取，可使溶剂提取过程更为有效。使溶剂提取过程更为有效。 一、微波萃取原理 当被提取物和溶剂共处于快速振动的微当被提取物和溶剂共处于快速振动的微波电磁场中时，目标组分的分子在高频电磁波电磁场中时，目标组分的分子在高频电磁波的作用下，以每秒数十亿次的波的作用下，以每秒数十亿次的高速振动产高速振动产生热能生热能，使分子本身获得巨大的能量而得以使分子本身获得巨大的能量而得以挣脱周围环境的束缚挣脱周围环境的束缚。当环境存在一定的浓。当环境存在一定的浓度差时，即度差时，即可在非常短的时间内实现分子自可在非常短的时间内实现分子自内向外的迁移内向外的迁移，这就是微波可在短时间内达，这就是微波

25、可在短时间内达到提取目的的原因。到提取目的的原因。 一、微波萃取原理 微波萃取的机理可从三个方面来分析。微波萃取的机理可从三个方面来分析。微微波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物波辐射过程是高频电磁波穿透萃取介质到达物料内部的维管束和细胞系统的过程料内部的维管束和细胞系统的过程。由于吸收。由于吸收了微波能了微波能, ,细胞内部的温度将迅速上升细胞内部的温度将迅速上升, ,从而使从而使细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能细胞内部的压力超过细胞壁膨胀所能承受的能力力, ,结果结果细胞破裂细胞破裂, ,其内的其内的有效成分自由流出有效成分自由流出, ,并并在较低的温度下在较低的温度下溶解于萃

26、取介质溶解于萃取介质中。通过进一中。通过进一步的过滤和分离，即可获得所需的萃取物。步的过滤和分离，即可获得所需的萃取物。 微波所产生的电磁场，可微波所产生的电磁场，可加速被萃取加速被萃取组分的分子由固体内部向固液界面扩散的组分的分子由固体内部向固液界面扩散的速率速率。例如，以水作溶剂时，在微波场的。例如，以水作溶剂时，在微波场的作用下，水分子由高速转动状态转变为激作用下，水分子由高速转动状态转变为激发态，这是一种发态，这是一种高能量的不稳定状态高能量的不稳定状态。一、微波萃取原理 一、微波萃取原理 此时水分子此时水分子或者汽化或者汽化，以加强萃取组分的驱，以加强萃取组分的驱动力；动力；或者释放

27、出自身多余的能量回到基态或者释放出自身多余的能量回到基态，所释放出的能量将传递给其他物质的分子，所释放出的能量将传递给其他物质的分子，以加速其热运动，从而缩短萃取组分的分子以加速其热运动，从而缩短萃取组分的分子由固体内部扩散至固液界面的时间，结果使由固体内部扩散至固液界面的时间，结果使萃取速率提高数倍，并能降低萃取温度，最萃取速率提高数倍，并能降低萃取温度，最大限度地保证萃取物的质量。大限度地保证萃取物的质量。 一、微波萃取原理 由于微波频率与分子转动频率相关连，因此由于微波频率与分子转动频率相关连，因此微波微波能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分子运动能是一种由离子迁移和偶极子转动而引起分

28、子运动的非离子化辐射能的非离子化辐射能。当它作用于分子时，可促进分。当它作用于分子时，可促进分子的转动运动子的转动运动, ,若分子具有一定的极性，即可在微若分子具有一定的极性，即可在微波场的作用下产生瞬时极化，并以波场的作用下产生瞬时极化，并以24.5亿次亿次/秒的速秒的速度作极性变换运动，从而产生度作极性变换运动，从而产生键的振动、撕裂和粒键的振动、撕裂和粒子间的摩擦和碰撞子间的摩擦和碰撞，并迅速生成大量的热能，促使，并迅速生成大量的热能，促使细胞破裂细胞破裂, ,使细胞液溢出并扩散至溶剂中。使细胞液溢出并扩散至溶剂中。 一、微波萃取原理 在微波萃取中，在微波萃取中，吸收微波能力的差异吸收微

29、波能力的差异可可使使基体物质的某些区域基体物质的某些区域或萃取体系中的或萃取体系中的某某些组分被选择性加热些组分被选择性加热，从而使被萃取物质，从而使被萃取物质从基体或体系中分离，进入到具有较小介从基体或体系中分离，进入到具有较小介电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶电常数、微波吸收能力相对较差的萃取溶剂中。剂中。 一、微波萃取原理 综上所述综上所述, ,微波能是一种能量形式微波能是一种能量形式, ,它在传输过程它在传输过程中可对许多由极性分子组成的物质产生作用中可对许多由极性分子组成的物质产生作用, ,并使并使其中的极性分子产生瞬时极化其中的极性分子产生瞬时极化, ,并迅速生成大量的并迅速生

30、成大量的热能热能, ,导致细胞破裂导致细胞破裂, ,其中的细胞液溢出并扩散至溶其中的细胞液溢出并扩散至溶剂中。剂中。从原理上说从原理上说, ,传统的溶剂提取法传统的溶剂提取法, ,如浸渍法、如浸渍法、渗漉法、回流提取法、连续回流提取法等渗漉法、回流提取法、连续回流提取法等, ,均可加均可加入微波进行辅助提取入微波进行辅助提取, ,从而成为高效提取方法。从而成为高效提取方法。 二、微波萃取的选择性二、微波萃取的选择性 微波萃取的选择性主要取决于目标物质和微波萃取的选择性主要取决于目标物质和溶剂性质的相似性溶剂性质的相似性, ,必须根据被提取物的性质必须根据被提取物的性质选择极性或非极性溶剂。选择

31、极性或非极性溶剂。极性溶剂极性溶剂可用水、醇可用水、醇等，等，非极性溶剂非极性溶剂可用正己烷等。但由于非极性可用正己烷等。但由于非极性溶剂不能吸收微波溶剂不能吸收微波, ,为加速萃取过程为加速萃取过程, ,可在非极可在非极性溶剂中加入极性溶剂性溶剂中加入极性溶剂。若样品和溶剂均不吸。若样品和溶剂均不吸收微波收微波, ,则微波萃取过程无法进行。则微波萃取过程无法进行。 二、微波萃取的选择性二、微波萃取的选择性 介质吸收微波的能力主要取决于其介电常数、介质吸收微波的能力主要取决于其介电常数、比热和形状等比热和形状等。极性较大的溶剂或目标组分，。极性较大的溶剂或目标组分，吸收微波的能力较强，在微波照

32、射下能迅速升吸收微波的能力较强，在微波照射下能迅速升温，沸点低的溶剂甚至出现过热现象温，沸点低的溶剂甚至出现过热现象, ,极性较低极性较低者吸收微波的能力较差者吸收微波的能力较差, ,而非极性的氯仿等则几而非极性的氯仿等则几乎不吸收微波。因此乎不吸收微波。因此, ,利用不同物质在介电性质利用不同物质在介电性质上的差异也可达到选择性萃取的目的上的差异也可达到选择性萃取的目的。 二、微波萃取的选择性二、微波萃取的选择性 一般来说一般来说, ,微波萃取微波萃取首先要求溶剂必须具有一首先要求溶剂必须具有一定的极性定的极性, ,以利于吸收微波能以利于吸收微波能, ,进行内部加热，进行内部加热，其次其次所

33、选溶剂对被萃取组分所选溶剂对被萃取组分必须具有较强的溶必须具有较强的溶解能力解能力, ,溶剂的沸点及对后续测定的干扰也必须溶剂的沸点及对后续测定的干扰也必须考虑考虑。而。而控制萃取功率和萃取时间控制萃取功率和萃取时间则是为了在则是为了在选定萃取溶剂的前提下，选定萃取溶剂的前提下，选择最佳萃取温度选择最佳萃取温度。适宜的萃取温度既能使被萃取组分保持原有的适宜的萃取温度既能使被萃取组分保持原有的化合物形态，又能获得最大的萃取效率。化合物形态，又能获得最大的萃取效率。 二、微波萃取的选择性二、微波萃取的选择性 由于微波对不同的植物细胞或组织由于微波对不同的植物细胞或组织有不同的作用，胞内产物的释放也

34、存有不同的作用，胞内产物的释放也存在一定的选择性，因此在实际应用中在一定的选择性，因此在实际应用中应根据产物的特性及其在细胞内所处应根据产物的特性及其在细胞内所处位置的不同选择适宜的萃取条件位置的不同选择适宜的萃取条件。 三、微波萃取的特点三、微波萃取的特点 传统的溶剂提取传统的溶剂提取存在能耗大、耗材多、耗存在能耗大、耗材多、耗时长、效率低、污染大等缺点。时长、效率低、污染大等缺点。超临界流体超临界流体萃取萃取的提取效率较高，但难以萃取极性较强的提取效率较高，但难以萃取极性较强的物质，且为了获得超临界条件，所需装置的物质，且为了获得超临界条件，所需装置比较复杂，设备的投资较大，建立大规模提比

35、较复杂，设备的投资较大，建立大规模提取生产线存在一定的工程难度。取生产线存在一定的工程难度。 三、微波萃取的特点三、微波萃取的特点 微波具有微波具有波动性波动性、高频性高频性、热特性热特性和和非热特性非热特性四大特点，这决定了微波四大特点，这决定了微波萃取具有以下特点。萃取具有以下特点。 1. 1. 试剂用量少，节能，污染小试剂用量少，节能，污染小。 三、微波萃取的特点三、微波萃取的特点 2.加热均匀加热均匀，且热效率较高。传统热萃取是，且热效率较高。传统热萃取是以热传导、热辐射等方式自外向内传递热量，以热传导、热辐射等方式自外向内传递热量，而微波萃取是一种而微波萃取是一种“体加热体加热”过程

36、，即内外过程，即内外同时加热，因而加热均匀，热效率较高。微同时加热，因而加热均匀，热效率较高。微波萃取时没有高温热源，因而可消除温度梯波萃取时没有高温热源，因而可消除温度梯度，且加热速度快，物料的受热时间短，因度，且加热速度快，物料的受热时间短，因而有利于热敏性物质的萃取。而有利于热敏性物质的萃取。 三、微波萃取的特点三、微波萃取的特点 3. 微波萃取微波萃取不存在热惯性不存在热惯性，因而过程易于，因而过程易于控制。控制。 4. 微波萃取微波萃取无需干燥等预处理无需干燥等预处理，简化了工艺，简化了工艺，减少了投资。减少了投资。 5. 微波萃取的微波萃取的处理批量较大，萃取效率高，处理批量较大，

37、萃取效率高，省时省时。与传统的溶剂提取法相比，可节省。与传统的溶剂提取法相比，可节省5090的时间。的时间。 三、微波萃取的特点三、微波萃取的特点 6. 6. 微波萃取的微波萃取的选择性较好选择性较好。由于微波可对。由于微波可对萃取物质中的不同组分进行选择性加热，因萃取物质中的不同组分进行选择性加热，因而可使目标组分与基体直接分离开来，从而而可使目标组分与基体直接分离开来，从而可提高萃取效率和产品纯度。可提高萃取效率和产品纯度。 7. 7. 微波萃取的微波萃取的结果不受物质含水量的影响结果不受物质含水量的影响，回收率较高回收率较高。 基于以上特点，微波萃取常被誉为基于以上特点，微波萃取常被誉为

38、“绿绿色提取工艺色提取工艺”。 三、微波萃取的特点三、微波萃取的特点 微波萃取也微波萃取也存在一定的局限性存在一定的局限性。例如例如，微波，微波萃取仅适用于热稳定性物质的提取，对于热敏萃取仅适用于热稳定性物质的提取，对于热敏性物质，微波加热可能使其变性或失活。性物质，微波加热可能使其变性或失活。又如又如，微波萃取要求药材具有良好的吸水性，否则细微波萃取要求药材具有良好的吸水性，否则细胞难以吸收足够的微波能而将自身击破，产物胞难以吸收足够的微波能而将自身击破，产物也就难以释放出来。也就难以释放出来。再如再如，微波萃取过程中细，微波萃取过程中细胞因受热而破裂，一些不希望得到的组分也会胞因受热而破裂

39、，一些不希望得到的组分也会溶解于溶剂中，从而使微波萃取的选择性差显溶解于溶剂中，从而使微波萃取的选择性差显著降低。著降低。 四、微波萃取的主要影响参数 1.破碎度破碎度 与传统提取方法一样，与传统提取方法一样，被提取物经过被提取物经过适当破碎，可以增大接触面积，有利于萃取过适当破碎，可以增大接触面积，有利于萃取过程的进行程的进行。采用传统方法提取时，通常不将物。采用传统方法提取时，通常不将物料破碎得很细，否则可能会增加提取物中的杂料破碎得很细，否则可能会增加提取物中的杂质及无效成分的含量，并增大后道过滤工序的质及无效成分的含量，并增大后道过滤工序的难度；同时接近难度；同时接近100的提取温度，

40、会使物料中的提取温度，会使物料中的淀粉成分糊化，使提取液变得粘稠，使后道的淀粉成分糊化，使提取液变得粘稠，使后道过滤工序的难度明显增大。过滤工序的难度明显增大。 四、微波萃取的主要影响参数 微波萃取时，常根据物料的特性将其破微波萃取时，常根据物料的特性将其破碎成碎成210mm的颗粒，粒径相对而言不是的颗粒，粒径相对而言不是太细小，因而太细小，因而不会增大后道过滤工序的难不会增大后道过滤工序的难度度。同时提取温度较低，达不到淀粉的糊。同时提取温度较低，达不到淀粉的糊化温度，化温度，不会给过滤带来困难不会给过滤带来困难。 四、微波萃取的主要影响参数 2.分子极性分子极性 在微波场中，极性分子受微波

41、在微波场中，极性分子受微波的作用较强。若目标组分为极性分子，则比的作用较强。若目标组分为极性分子，则比较容易扩散。较容易扩散。在天然产物中在天然产物中，完全非极性的，完全非极性的分子是比较少的，分子是比较少的，物质的分子或多或少会存物质的分子或多或少会存在一定的极性在一定的极性，绝大多数天然产物的分子，绝大多数天然产物的分子都都会受到微波电磁场的作用，会受到微波电磁场的作用，因而因而均可用微波均可用微波来协助提取来协助提取。 四、微波萃取的主要影响参数 3.溶剂溶剂 溶剂的选用十分重要，适宜的溶剂溶剂的选用十分重要，适宜的溶剂可提取出所需要的组分，因此中药行业中多可提取出所需要的组分，因此中药

42、行业中多采用适合于提取物的溶剂或溶剂组合进行提采用适合于提取物的溶剂或溶剂组合进行提取，完成后合并提取液取，完成后合并提取液，以达到充分提取的，以达到充分提取的目的。在微波萃取中，这一点同样重要。若目的。在微波萃取中，这一点同样重要。若溶剂选用不当，则不一定能获得理想的提取溶剂选用不当，则不一定能获得理想的提取效果。效果。 四、微波萃取的主要影响参数 研究表明，与传统的溶剂提取法相比，在微研究表明，与传统的溶剂提取法相比，在微波萃取中，一次提取所需的波萃取中，一次提取所需的溶剂用量可减少溶剂用量可减少30%60%。溶剂用量较大反而不利于提取，。溶剂用量较大反而不利于提取，因为微波在穿透溶剂的过

43、程中会发生衰减，因为微波在穿透溶剂的过程中会发生衰减，溶剂越多，使得到达基体物质的微波能越少，溶剂越多，使得到达基体物质的微波能越少，提取效果就越差。提取效果就越差。 四、微波萃取的主要影响参数 微波萃取所选用的溶剂必须对微波透明或微波萃取所选用的溶剂必须对微波透明或半透明半透明，介电常数应在，介电常数应在828的范围内。物料的范围内。物料的含水量对微波能的吸收影响很大。若物料的含水量对微波能的吸收影响很大。若物料不含水分，则可选用部分吸收微波能的溶剂，不含水分，则可选用部分吸收微波能的溶剂，由于溶剂浸渍物料，置于微波场进行辐射时由于溶剂浸渍物料，置于微波场进行辐射时即可同时发生提取作用。当然

44、也可先使物料即可同时发生提取作用。当然也可先使物料润湿，使其具有足够的水分，以便能有效地润湿，使其具有足够的水分，以便能有效地吸收所需的微波能。吸收所需的微波能。 四、微波萃取的主要影响参数 提取物料中若含不稳定或挥发性成分，则提取物料中若含不稳定或挥发性成分，则宜选用宜选用对微波高度透明的溶剂对微波高度透明的溶剂如正己烷等作如正己烷等作为提取介质。将药材浸没于溶剂中，在微波为提取介质。将药材浸没于溶剂中，在微波场的作用下，药材中的挥发性成分因显著自场的作用下，药材中的挥发性成分因显著自热而急速气化，并涨破细胞壁，冲破植物组热而急速气化，并涨破细胞壁，冲破植物组织，从药材中逸出。此时，包围于药

45、材周围织，从药材中逸出。此时，包围于药材周围的溶剂因没有自热，可捕获、冷却并溶解逸的溶剂因没有自热，可捕获、冷却并溶解逸出的挥发性成分。出的挥发性成分。 四、微波萃取的主要影响参数 由于由于非极性溶剂不能吸收微波能非极性溶剂不能吸收微波能，因而，因而可可加入一定比例的极性溶剂加入一定比例的极性溶剂，以加快提取速率。，以加快提取速率。若不需要此类不稳定或挥发性成分，则可选若不需要此类不稳定或挥发性成分，则可选用对微波部分透明的萃取剂，此类萃取剂吸用对微波部分透明的萃取剂，此类萃取剂吸收部分微波能后将其转化为热能，可除去不收部分微波能后将其转化为热能，可除去不需要的不稳定或挥发性成分。需要的不稳定

46、或挥发性成分。 四、微波萃取的主要影响参数 对于水溶性成分或极性较大的成分，可用对于水溶性成分或极性较大的成分，可用含水溶剂进行提取。含水溶剂进行提取。用含水溶剂提取极性化用含水溶剂提取极性化合物时，微波萃取的效果比索氏提取的效果合物时，微波萃取的效果比索氏提取的效果要好要好。而。而用非极性溶剂萃取非极性化合物时用非极性溶剂萃取非极性化合物时, ,微波萃取的效果要稍低于索氏提取的效果微波萃取的效果要稍低于索氏提取的效果。 四、微波萃取的主要影响参数 用水作溶剂时用水作溶剂时, ,细胞内外同时加热细胞内外同时加热, ,破壁的破壁的效果不会太理想效果不会太理想, ,且大部分微波被溶剂所消耗且大部分

47、微波被溶剂所消耗, ,此时此时可先用微波处理经浸润后的干药材可先用微波处理经浸润后的干药材, ,然后然后再加水或有机溶剂来提取有效成分再加水或有机溶剂来提取有效成分，这样既，这样既可节省能源，又可简化微波提取装置。可节省能源，又可简化微波提取装置。 四、微波萃取的主要影响参数 4.浓度差浓度差 浓度差是被提取组分扩散与传质浓度差是被提取组分扩散与传质的前提，没有浓度差或浓度差很小，提取过的前提，没有浓度差或浓度差很小，提取过程就不能进行。程就不能进行。传统提取工艺中设法提高浓传统提取工艺中设法提高浓度差的种种工艺手段同样适用于微波提取过度差的种种工艺手段同样适用于微波提取过程程。 四、微波萃取

48、的主要影响参数 5.温度温度 在微波提取过程中，在微波提取过程中，由于存在微波由于存在微波作用下的分子运动，因而温度不需要与传统作用下的分子运动，因而温度不需要与传统提取工艺过程中的一样高提取工艺过程中的一样高。此外，微波提取。此外，微波提取的时间很短，因而可降低被提取成分因受热的时间很短，因而可降低被提取成分因受热而发生破坏的危险，并可降低能耗。而发生破坏的危险，并可降低能耗。 四、微波萃取的主要影响参数 微波提取有微波提取有可能导致体系的温度过度上升可能导致体系的温度过度上升，为减小高温的影响，为减小高温的影响，可将微波提取过程分次可将微波提取过程分次进行进行，即先对药材进行一段时间的微波

49、提取，即先对药材进行一段时间的微波提取，然后将体系的温度冷却至室温再进行第二次然后将体系的温度冷却至室温再进行第二次微波提取，从而可最大限度地降低被提取成微波提取，从而可最大限度地降低被提取成分因受热而发生破坏的危险。分因受热而发生破坏的危险。 四、微波萃取的主要影响参数 应当指出的是，微波萃取应当指出的是，微波萃取在不同温度下的提在不同温度下的提取效果是不同的取效果是不同的。研究表明，当微波功率、溶。研究表明，当微波功率、溶剂、溶质及提取量均相同时，热态比冷态的提剂、溶质及提取量均相同时，热态比冷态的提取效果要好取效果要好, ,这在小型提取装置中还不太明显这在小型提取装置中还不太明显, ,但

50、对于工业规模的提取过程就显得尤为突出。但对于工业规模的提取过程就显得尤为突出。 四、微波萃取的主要影响参数 6.搅拌搅拌 在传统的溶剂提取过程中在传统的溶剂提取过程中,动态提取的动态提取的效果要优于静态提取的效果效果要优于静态提取的效果,这是因为动态过程这是因为动态过程可提高溶质组分由固体表面向溶剂主体扩散的可提高溶质组分由固体表面向溶剂主体扩散的速率速率,这一经验同样适用于微波萃取。在微波萃这一经验同样适用于微波萃取。在微波萃取过程中取过程中,搅拌同样可提高溶质组分由固体表面搅拌同样可提高溶质组分由固体表面向溶剂主体扩散的速率向溶剂主体扩散的速率,且微波可加快溶质组分且微波可加快溶质组分在固

51、体内部的迁移速度在固体内部的迁移速度,即可提高固体内部的传即可提高固体内部的传质速率，因而提取速度更快，提取效率更高。质速率，因而提取速度更快，提取效率更高。 四、微波萃取的主要影响参数 综上所述，微波提取的要点：综上所述，微波提取的要点：被提取被提取物需经适当粉碎；物需经适当粉碎；必须存在一定的浓度必须存在一定的浓度差；差；选用适当的溶剂；选用适当的溶剂；保持一定的温保持一定的温度；度；给予提取过程一定的时间；给予提取过程一定的时间；适当适当的搅拌。的搅拌。 四、微波萃取的主要影响参数 此外，微波功率和辐射时间对提取效率此外，微波功率和辐射时间对提取效率具有明显的影响，功率越高，提取的效率具

52、有明显的影响，功率越高，提取的效率越高。但如果超过一定的限度，则会使提越高。但如果超过一定的限度，则会使提取体系压力升高到开容器安全阀的程度，取体系压力升高到开容器安全阀的程度，溶液溅出，导致误差，提取时间则与被测溶液溅出，导致误差，提取时间则与被测物样品量、物料中含水量、溶剂体积和加物样品量、物料中含水量、溶剂体积和加热功率有关。热功率有关。 四、微波萃取的主要影响参数 由于水可有效地吸收微波能，较干的物由于水可有效地吸收微波能，较干的物料需较长的辐射时间。此外，为减少高温的料需较长的辐射时间。此外，为减少高温的影响影响, ,可分次进行微波辐射可分次进行微波辐射, ,冷却至室温后再冷却至室温

53、后再进行第二次微波提取，以便在保持最高得率进行第二次微波提取，以便在保持最高得率的前提下提取出所需的活性化合物。经过提的前提下提取出所需的活性化合物。经过提取的物料取的物料, ,可用另一种提取剂可用另一种提取剂, ,在微波辐照下在微波辐照下进行第二次提取，从而取得第二种提取物。进行第二次提取，从而取得第二种提取物。 四、微波萃取的主要影响参数 目前已见报道的微波协助萃取剂有：甲醇、目前已见报道的微波协助萃取剂有：甲醇、丙酮、乙酸、二氯甲烷、正己烷、苯等有机溶丙酮、乙酸、二氯甲烷、正己烷、苯等有机溶剂和硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸等无机溶剂以剂和硝酸、盐酸、氢氟酸、磷酸等无机溶剂以及己烷丙酮、二氯甲

54、烷甲醇、水甲苯等及己烷丙酮、二氯甲烷甲醇、水甲苯等混合溶剂。其中在提取小分子量低聚物时，用混合溶剂。其中在提取小分子量低聚物时，用二氯甲烷做萃取剂的萃取效果最好；有人认为二氯甲烷做萃取剂的萃取效果最好；有人认为水溶性缓冲剂也可用做萃取剂。水溶性缓冲剂也可用做萃取剂。 五、微波萃取的操作流程 微波萃取一般按以下几个步骤进行：微波萃取一般按以下几个步骤进行： (1) (1) 挑选物料，然后进行预处理：清洗、挑选物料，然后进行预处理：清洗、切片或混合，以便充分的吸收微波能；切片或混合，以便充分的吸收微波能； (2) (2) 将物料和合适的萃取剂混合，放置于将物料和合适的萃取剂混合，放置于微波设备中，

55、接受微波辐射；微波设备中，接受微波辐射； (3) (3) 从萃取相中分离滤去残渣；从萃取相中分离滤去残渣； (4) (4) 获得目标产物。获得目标产物。 五、微波萃取的操作流程 微波萃取工艺流程图微波萃取工艺流程图萃 取 组 分溶 剂 与 萃 取组 分 分 离原 料预 处 理溶 剂 与 物 料混 合冷 却微 波 萃 取过 滤滤 液溶 剂 六、微波萃取的方法与设备 目前报道的微波萃取方法一般目前报道的微波萃取方法一般有三种：常压法、高压法、连续流有三种：常压法、高压法、连续流动法。而微波加热体系有密闭式和动法。而微波加热体系有密闭式和敞开式两类。敞开式两类。 六、微波萃取的方法与设备 1.常压法

56、常压法 常压法一般是指在敞开容器中进行微波萃常压法一般是指在敞开容器中进行微波萃取的一种方法，其设备主要有三种。取的一种方法，其设备主要有三种。第一种第一种是直接使用普通家用微波炉或用微波炉改装是直接使用普通家用微波炉或用微波炉改装成的微波萃取设备成的微波萃取设备，通过调节脉冲间断时间，通过调节脉冲间断时间的长短来调节微波输出能量，目前国内外大的长短来调节微波输出能量，目前国内外大部分的研究都采用这种设备。部分的研究都采用这种设备。 六、微波萃取的方法与设备 第 二 种 是 美 国第 二 种 是 美 国 C E M 公 司 和 意 大 利 的公 司 和 意 大 利 的Milestone公司生产

57、的适用于溶解、萃取和有公司生产的适用于溶解、萃取和有机合成的微波实验设备产品。国内中科院深机合成的微波实验设备产品。国内中科院深圳南方大恒公司和上海新科微波技术应用研圳南方大恒公司和上海新科微波技术应用研究所研制的究所研制的WK2000微波快速反应系统和微波快速反应系统和MK型光纤自动控压微波制样系统属于该型光纤自动控压微波制样系统属于该类产品的仿制国产产品。类产品的仿制国产产品。 六、微波萃取的方法与设备 第三种是上海三元生物应用技术有限公第三种是上海三元生物应用技术有限公司的司的MEI 3L和和MEI 10L型实验微波萃取型实验微波萃取器。四川大学五线电系也开发了器。四川大学五线电系也开发

58、了MCL系系列的微波功率连续可调型微波炉，常压微列的微波功率连续可调型微波炉，常压微波回流装置如图所示。波回流装置如图所示。 六、微波萃取的方法与设备 16524378常压微波回流装置示意图常压微波回流装置示意图1.微波炉微波炉 2.瓶架瓶架 3.蒸馏瓶蒸馏瓶 4.搅拌器搅拌器 5. 铜管铜管6. 冷凝管冷凝管 7.开关开关 8.控制面板控制面板 六、微波萃取的方法与设备 2. 高压法高压法 高压法是高压法是使用密闭萃取罐使用密闭萃取罐的微波萃取法，其优点是萃的微波萃取法，其优点是萃取时间短，试剂消耗少，这种方法是目前报道最多的一取时间短，试剂消耗少，这种方法是目前报道最多的一种方法。高压法的

59、装置一般要求为带有功率选择，有控种方法。高压法的装置一般要求为带有功率选择，有控制温度、压力和时间附件的微波制样设备。一般由制温度、压力和时间附件的微波制样设备。一般由聚四聚四氟乙烯材料氟乙烯材料制成专用密闭容器作为萃取罐制成专用密闭容器作为萃取罐,它能允许微它能允许微波自由通过、耐高温高压且不与溶剂反应。波自由通过、耐高温高压且不与溶剂反应。 六、微波萃取的方法与设备 微波源萃 取 腔微 波 谐 振 腔出 料 系 统微波源控 制 系 统进 料 系 统图图4 4 萃取罐结构图萃取罐结构图 六、微波萃取的方法与设备 微波萃取罐结构组成：内萃取微波萃取罐结构组成：内萃取腔、进液口、回流口、搅拌装置

60、腔、进液口、回流口、搅拌装置、微波加热腔、排料装置、微波、微波加热腔、排料装置、微波源、微波抑制器。源、微波抑制器。 表表1 1微波萃取罐主要技术参数微波萃取罐主要技术参数名称参数参数ABABABAB罐体容量0.1m30.5m31m33m3使用容量0.050.08m30.30.4m30.50.8m31.52.5m3微波功率24KW1020KW3040KW5080KW温度范围2070207020702070萃取时间10180min10150min10150min10180min溶液性质水 任意水 任意水 任意水 任意六、微波萃取的方法与设备 六、微波萃取的方法与设备 3. 连续流动法连续流动法