赵汉民(广西民族师范学院化学化工学院,广西 崇左 532200)
微波技术在提取天然产物化学成分中的运用
赵汉民(广西民族师范学院化学化工学院,广西 崇左 532200)
科学技术的进步为人类的生产与生活带来了巨大的改变,微波技术就是其中的一个典型代表。近年来随着该技术的不断创新与发展,其是运用领域也变得更加广泛。尤其是微波技术在化工行业中天然产物化学成分提取方面的应用,不仅提升了化工企业的产能更提升了产品品质。本文中笔者通过分析微波技术的相关提取原理、微波技术在提取天然产物化学成分中的运用,来进一步探究微波技术在化工生产领域的运用水平。
微波技术;提取;天然产物;化学成分;运用
一直以来化工行业的田产产物化学成分提取领域的产品广受市场欢迎,但随着需求的不断加大化工企业面临着越来越大的生产压力。传统的溶剂和水蒸气提取方法不仅生产效率低下而且产品品质不理想,基本上很难满足市场需求。而近年来逐渐在该领域受到青睐的微波技术以其独特的成本不高、效率快而且产品质量好等优势正在被越来越广泛地运用。接下来笔者就从以下几个方面来论述如何提升微波技术在天然产物化学成分中的运用。
从理论角度来讲,微波是波段在0.001-lm之间的一种电磁波。由于微波的频率和分子运动的频率具有极高的相似度,因此通过一系列的操作之后,能够作用于物质的分子组织,并加快分子的运动,进而发生撕裂、摩擦发热等反应,最终使物质细胞破裂,为目标物质成分的提取提供了便利条件。但与此同时,由于不同物质之间存在着差异,其内在分子成分对微波的反应强度也有所不同,因此在运用微波技术进行提取天然产物化学成分时,需要对不同物质的特性进行剖析,进而为提取目标成分提供条件与支持。
从微波提取技术的发展历程来讲,它属于一门新式的萃取技术,在运用微波提取技术提取天然产物化学成分时,能够影响技术操作的因素有溶剂、温度、时间及基体物质等。归纳起来讲,微波提取技术的优势主要有以下几点:第一、高效性。相比较传统的溶剂和水蒸气提取方法,微波萃取技术中的微波能够快速渗透物质的内在分子成分,刺激物质内部温度迅速增高,进一步提高目标物质的提取速度。微波萃取技术的这一优势对于提高化工企业的生产效率、降低成产总成本具有重要的影响。
第二、稳定性。微波技术能够在极短的时间内刺激物质内在分子温度上升,因此该技术在低温情况下同样能够实现提取目标物质的效果。换言之,微波技术可保障物质的稳定性。第三、节能性。节能性是微波提取技术的重要特点之一。由于微波本身的功率较小,而且辐射效率高,同时对溶剂的选择适应面较广,因此微波提取技术的节能环保特点较为突出。
微波技术提取天然产物化学成分比较广泛,基于生产实践,微波技术提取天然产物化学成分主要有黄酮类成分、生物碱成分、苷类成分、挥发油类成分和多糖类成分。
微波技术在黄酮类物质成分的提取方面运用得十分成熟而且取得了显著效果。微波提取黄酮类物质成分时主要借助于正交实验的方式来开展。介于植物不同部位的成分具有独特性,特别是对于植物的根茎部位,宜将其置于密闭的环境中来进行微波提取。这种方法提取耗时少且提取效率高,所消耗的溶剂少,是化工企业提取黄酮类物质成分的极佳方法。
随着技术的不断创新与发展,微波技术在生物碱成分的提取操作中的运用已经相当普遍。在使用微波技术提取生物碱物质成分时,需要根据提取对象的特性来进行具体的分析与选择。
比如对于喜树碱提取,在微波技术和传统的生物碱成分提取方法有序结合,耗时仅需要3分钟。在运用微波技术进行生物碱成分的提取时,需要注意的细节是由于溶剂、时间的差异,选择的参数不同,运用微波技术所得到的效果也迥异。
苷类成分的市场需求逐年攀升,因此如何提高苷类物质成分成为化工企业的主要研究课题。传统的苷类成分提取工艺中主要以超声波技术为主。而随着微波提取技术的出现,它所具备的效率高、稳定性强、成本低等优势极大地提升了苷类物质成分的产值。
挥发油类的物质成分在传统的提取技术中一直是提取难点,这主要是因为挥发油类化合物的沸点低,传统的提取工艺很难把控好温度,进而导致提取失败。而微波提取技术不仅不需要高温,而且大大缩短了提取时间,因此该项技术在挥发油类成分的提取方面得到了快速的推广和运用。但关于微波技术提取挥发油类成分时,有一个细节需要注意,那就是在挥发油成分提取过程中,微波功率切忌过高,否则会降低挥发油类成分的产量。
多糖类成分的用途十分广泛,因此提升多糖类成分的产量是十分重要的任务。传统的多糖类成分提取方法以水煎醇沉法最为典型,提取时间大约在8小时左右。而微波技术的引进使用极大地缩短了多糖类成分的提取时间,对于提高多糖类成分的投入产出比具有重要的促进作用。
综上所述,微波提取技术对提取天然产物化学成分具有重要的促进作用,因此我们在生产实践中,一定要积极探究微波技术,将微波技术与化工成产中天然产物化学成分的提取相结合,以此来成分发挥微波技术的优势,促进天然产物化学成分的提取效率与质量。上述文中笔者分享了自己对于微波提取技术提取天然产物化学成分的一些研究成果,希望对广大业界同行有所启发和帮助。
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赵汉民(1972-),性别:男,籍贯:广西隆安县,民族:壮族,学位:理学学士,职称:副教授,研究方向:天然产物的分离与分析等。