超声波提取技术广泛应用于制药工业,是利用超声波辅助溶剂进行提取。声波所产生的高速、强烈的空化效应和搅拌效应可以破坏药用植物的细胞,使溶剂渗透到药用植物的细胞内。
与传统提取技术相比,超声提取技术具有以下特点。超声波提取技术可以提高提取成分的得率,缩短提取时间。笔者了解到,超声波提取技术几乎可以提取出所需成分,且提取液中有效成分含量较高,有利于进一步制备和分离。
其次,超声波萃取技术在萃取过程中不需要加热,可应用于低温组分的萃取。这样不仅可以节约资源,还可以避免加热时间过长,会损坏材料中的热敏性成分,从而影响提取出的成分质量。
第三,超声波提取技术操作简单,工艺不复杂。据专家介绍,该技术可以提高生产速度,降低生产成本,提高企业的经济效益,是一种萃取分离制备的新方法,改进了繁琐的传统萃取工艺。
由于上述特点,超声波提取技术在制药工业中得到了广泛的应用。以中药提取为例,据专家介绍,超声波提取中药的优势在于超声波特殊的物理性质。压电换能器产生的快速机械振动波主要用于减小目标萃取物与样品基体之间的力,从而实现固液分离。
主要介绍了介质粒子加速运动和空化两个方面。当介质颗粒运动加速时,即超声波频率高于20KHz的超声波在连续介质中传播时,根据惠更斯波理论,其传播的波前会引起介质颗粒(包括药材的重要有效成分)的运动,使介质颗粒的运动获得巨大的加速度和动能。
利用空化作用,超声波在液体介质中传播时会产生一种特殊的“空化效应”。这种作用会不断产生大量的微气孔,内部压力高达数千个大气压,不断“爆炸”产生强大的微冲击波,作用于中药材。这时,中药材的成分会被轰击而逃,药材的基部会不断被剥蚀,不属于植物结构的药材成分会不断被隔离。
事实证明,在超声场的作用下,中药材中的药效物质不仅可以作为介质颗粒获得自身巨大的加速度和动能,还可以通过“空化效应”获得强大的外力冲击,因此超声提取技术可以在短时间内有效、充分提取。
此外,超声波提取技术还可以与气相色谱仪、液相色谱仪等分析仪器相结合,主要用于食品质量分析,能客观反映有效成分的真实含量。不仅如此,超声波提取分离技术在提取分离后,还会在一定的作用下,出现新的物质,这将有助于研究人员发现药物的新成分。
其实超声波萃取技术的应用有很多,不仅仅局限于上述。BCR元素的形态提取;低能态激活细菌;高能态杀死活菌;DNA提取和DNA切割;基因导入;打破植物种子休眠状态,提高发芽率和早熟。随着这些应用的扩大,超声提取技术将有新的发展。