试论微波细胞破碎提取植物中的有效成分

谢林

（邵阳学院生化系 湖南邵阳 422000）

试论微波细胞破碎提取植物中的有效成分

谢林

（邵阳学院生化系 湖南邵阳 422000）

植物提取物是植物药制剂的一个最主要的原料，近些年来，因为植物药的市场更加广阔，所以使得植物提取技术得到了更好的发展。当前，利用植物提取物制成的制剂被广泛地用于营养补充剂、保健食品等，而且由于植物提取物基本没有化学添加，所以人们在选择保健品及药物时，往往也更加青睐含有植物提取物的保健品或者药物。而随着植物提取物的应用越来越广泛，相应的提取技术也受到了重视，微波提取技术就是当前应用得较为广泛的提取方式，它有着诸多的优势，所以也得到了越来越广泛的应用。本文就微波细胞破碎提取技术进行了一定的研究。

微波细胞破碎 成分提取 植物药制剂 提取技术

1　引言

自从生命在这个世界上诞生以来，植物就与生命息息相关，在原始社会，植物是人类和其它许多动物的食物，而在人类文明产生之后，人们又发现了植物的药用价值，所以植物在古代又为人们的健康做出了巨大的贡献，而在今天，植物又提供给了人们以舒适的生活环境，同时，当前许多药物的制造也离不开植物，所以即使是在现代，植物的药用价值仍然得到了很好的体现。但是现代利用植物来进行药物的生产往往只需要植物中有药用价值的部分，因此对于植物中有效成分的提取就显得尤为重要，随着科学技术的不断发展，植物提取技术也取得了很大进步，当前广泛使用的微波细胞破碎提取技术有着十分广阔的应用前景，所以对其进行深入的研究是非常有必要的。

2　微波细胞破碎技术简析

2.1微波细胞破碎技术的概念及特点

所谓的微波，其实是电磁波的一种，它同无线电波、红外线等一样，只是因为每一种波的频率不同，所以它们的用途和名字也都有所不同。微波指的是频率在300MHz—300KMHz的电磁波，微波的波长一般在一毫米到一米之间［1］。利用微波可以对食物等进行加热，微波之所以能够加热，主要就是因为分子极化原理和离子导电效应，而且利用微波来进行加热，其加热的速度往往也更快，在加热过程中，热量的损失也会更小。正是因为微波有着如此多的优势，才使得微波被应用于植物提取之中，因为微波加热的速度快、效率高，所以利用微波可以使得植物萃取效率得到大大的提升。之所以能够利用微波来进行植物提取，主要就是因为植物的物料不同，吸收微波的能力也是不相同的，一些物料吸收微波的能力较强，所以它们的加热速度往往就较快，而一些物料吸收微波的能力较弱，加热速度就较慢，甚至是不能对其进行加热，这样就可以实现选择性加热［2］，由于部分物质被加热，而另外的未被加热，使得这些物质之间存在了能量差，能量较高的物质就会从基体或者系统中自动分离出来，从而达到萃取的效果。但是利用微波加热的方式往往选择性较差，在分离出来的物质中可能仍然存在有一些杂质。

2.2微波细胞破碎技术的发展与应用现状

细胞破碎是进行植物细胞内产物提取的重要环节。只有将封存有所需产物的细胞膜和细胞壁进行破碎或者溶解处理，才能取得其中所需要的产物。随着我国科技水平的提高和生物技术的进步，细胞破碎技术受到了越来越多的关注和应用。在天然植物当中，其有效成分通常会在表皮层内的薄壁细胞或液泡当中，其表皮较为坚韧，因而进行天然植物的细胞破碎具有一定的难度。较为幸运的是，很多中草药的有效成分都具有比较稳定的化学性质和耐热性［3］，因而可以直接进行水煮或利用合适的化学溶剂进行浸泡，实现对其中有效成分的提取和分离。微波细胞破碎技术的应用是在具有高效率、易选泽的微波加热的短时间内，通过对微波条件的控制和把握来完成细胞破碎工作。在植物细胞里面，不同地方的物质在微波能的吸收水平方面也有明显的区别，从而致使在微波加热的实际过程当中，出现细胞的局部受热现象。液态水较多的地方会在微波加热过程当中很快上升上较高的温度，液态水变为蒸汽水，使得细胞内部的压力增大，当细胞壁和细胞膜承受不住压力的时候就会发生破碎。微波细胞破碎技术是通过微波的作用机制进行辐射来导致植物细胞的破碎，紧接着用合适的化学溶剂进行提取出的有效成分的提炼和分离。近些年来，已经有很多学者开始研究将微波细胞破碎技术应用到天然植物有效成分的提取当中，并取得了较好的成果，促进我国生物技术的发展。例如国内研究学者曾试验利用微波细胞破碎技术进行酵母细胞中海藻糖的提取，就取得了不错的效果。

3　微波细胞破碎提取植物中的有效成分的应用分析

3.1微波细胞破碎提取植物中的有效成分的过程

植物有效成分的提取工艺，从本质上来说，是进行萃取的传质工艺，为了进一步提高植物有效成分提取的效率，需要努力增加浸液和物料相互影响的作用面，与此同时，还要增加浓度。大多数情况下，中药中的有效成分都在药材细胞中的液泡里面，如果细胞内部的浓度比周围环境的浓度更大，在浓度存在差异的情况下就会带动传质从颗粒的表层进行移动，直到内部形成扩散。因为颗粒表层的成分需要经过滞留层进入到提取液当中。因此，需要加强提取液的流动，除去颗粒表层浓度较高的液体，换为浓度更低的液体，同时减少颗粒的滞留层，提高传质的速度，实现提取效率的提高。

3.2微波细胞破碎提取植物有效成分的关键技术

植物有效成分大多在细胞当中，过去的提取技术效率较低，想要在短时间内实现有效成分的提取具有一定的难度。而微波细胞破碎技术能够大大提高提取效率，因为微波加热具有高效、灵活、节约时间的优势，从而能够实现植物有效成分的快速高效提取。

［1］邓雪，黄惠华.微波辅助萃取中茶多酚的传质机理和非热效应的初步研究［J］.现代食品科技，2011，27（6）：626-629.

［2］牟莉，张龙，谭克等.微波条件下植物纤维素降解工艺条件的优化［J］.化学与生物工程，2011，28（3）：32-35.

［3］李丽，李羚，李德光等.离子液体微波辅助在天然植物成分提取中的应用［J］.云南化工，2013，40（4）：46-51.

R91

A

1674-2060（2016）05-0333-01

谢林（1994—），男，四川简阳，邵阳学院，学士学位，生物工程。