機理
微波萃取的機理可從以下3個方面來分析:
①微波輻射過程是頻電磁波穿透萃取介質(zhì)到達物料內(nèi)的微管束和腺胞系統(tǒng)的過程。由于吸收了微波能,,細胞內(nèi)的溫度將迅速上升,,從而使細胞內(nèi)的壓力過細胞壁膨脹所能承受的能力,結(jié)果細胞破裂,,其內(nèi)的有效成分自由出,,并在較低的溫度下溶解于萃取介質(zhì)中。通過步的過濾和分離,,即可獲得所需的萃取物,。
②微波所產(chǎn)生的電磁場可加速被萃取組分的分子由固體內(nèi)向固液界面擴散的速率。例如,,以水作溶劑時,,在微波場的作用下,水分子由速轉(zhuǎn)動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài),,這是種能量的不穩(wěn)定狀態(tài),。此時水分子或者汽化以加強萃取組分的驅(qū)動力,或者釋放出自身多余的能量回到基態(tài),,所釋放出的能量將傳遞給其他物質(zhì)的分子,,以加速其熱運動,從而縮短萃取組分的分子由固體內(nèi)擴散至固液界面的時間,,結(jié)果使萃取速率提數(shù)倍,,并能降低萃取溫度,zui大限度地保證萃取物的質(zhì)量,。
③由于微波的頻率與分子轉(zhuǎn)動的頻率相關連,,因此微波能是種由離子遷移和偶子轉(zhuǎn)動而引起分子運動的非離子化輻射能,當它作用于分子時,,可促分子的轉(zhuǎn)動運動,,若分子具有定的性,即可在微波場的作用下產(chǎn)生瞬時化,,并以24.5億次/s的速度作性變換運動,,從而產(chǎn)生鍵的振動、撕裂和粒子間的摩擦和碰撞,,并迅速生成大量的熱能,,促使細胞破裂,使細胞液溢出并擴散至溶劑中,。在微波萃取中,,吸收微波能力的差異可使基體物質(zhì)的某些區(qū)域或萃取體系中的某些組分被選擇性加熱,從而使被萃取物質(zhì)從基體或體系中分離,,入到具有較小介電常數(shù),、微波吸收能力相對較差的萃取溶劑中,。
點
微波具有波動性、頻性,、熱性和非熱性四大點,,這決定了微波萃取具有以下點:
1 試劑用量少,節(jié)能,,污染小,。
2 加熱均勻,且熱效率較,。傳統(tǒng)熱萃取是以熱傳導,、熱輻射等方式自外向內(nèi)傳遞熱量,而微波萃取是種"體加熱"過程,,即內(nèi)外同時加熱,,因而加熱均勻,熱效率較,。微波萃取時沒有溫熱源,,因而可消除溫度梯度,且加熱速度快,,物料的受熱時間短,,因而有利于熱敏性物質(zhì)的萃取。
3 微波萃取不存在熱慣性,,因而過程易于控制,。
4 微波萃取干燥等預處理,簡化了,,減少了投資,。
5 微波萃取的處理批量較大,,萃取效率,,省時。與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比,,可節(jié)省50%~90%的時間,。
6微波萃取的選擇性較好。由于微波可對萃取物質(zhì)中的不同組分行選擇性加熱,,因而可使目標組分與基體直接分離開來,,從而可提萃取效率和產(chǎn)品純度。
7微波萃取的結(jié)果不受物質(zhì)含水量的影響,,回收率較,。
基于以上點,微波萃取常被譽為"綠色提取",。