專利名稱：：利用微波輻射提高根莖類藥材有效成分提取的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于天然產(chǎn)物功能成分提取，具體涉及一種利用微波輻射改善植物性材料滲流途徑的方法。
背景技術(shù)：
：微波在天然產(chǎn)物功能成分的提取、干燥以及食品加工、植物材料改性等相關(guān)領(lǐng)域均有研究，如中草藥有效成分的提取，人工林木材的干燥及功能性改良，如增硬、阻燃、防腐等處理木材等。中草藥有效成分提取的方法主要有浸提法、索氏提取法和回流法等，均存在提取時間長、雜質(zhì)溶出率高、所用溶劑用量大等問題。新進(jìn)發(fā)展的超聲提取法和C02超臨界提取法的提取效果均顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法，但均存在設(shè)備投資大，運(yùn)行成本高等問題。然而對于植物材料天然功能性成分的提取，設(shè)法保持材料內(nèi)部輸導(dǎo)組織的通透性，促進(jìn)材料內(nèi)部有效成分的快速溶出。微波作為一種綠色生產(chǎn)技術(shù)，其提取中的作用機(jī)理不同上述方法，可以較大程度地提高提取速率，達(dá)到強(qiáng)化傳質(zhì)和縮短操作時間的目的。文獻(xiàn)報導(dǎo)，微波作用于植物性材料，能夠在一定程度上改變植物材料的組織結(jié)構(gòu)。如微波對新鮮桔皮產(chǎn)生破壞作用，使得果膠產(chǎn)量大幅度提高。本發(fā)明針利用微波技術(shù)可以改善植物性基質(zhì)材料內(nèi)部物質(zhì)的滲流途徑的特性，改進(jìn)傳統(tǒng)工藝，通過強(qiáng)化和優(yōu)化植物性材料內(nèi)部的傳質(zhì)過程，使天然藥物的有效成分快速被提取出。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用微波輻射技術(shù)強(qiáng)化和優(yōu)化根莖類材料內(nèi)部的傳熱傳質(zhì)，改善根莖類材料有效成分滲流途徑的方法。本發(fā)明的技術(shù)原理為微波輻射對于具有極性分子的材料具有加熱時間短傳熱速率高的特點(diǎn)，可以保持和改善植物材料內(nèi)部有效成分的滲流途徑，減小物質(zhì)擴(kuò)散過程中的阻力，使得植物性材料內(nèi)部的目標(biāo)成分迅速從基質(zhì)材料中擴(kuò)散出來。利用微波輻射提高根莖類材料有效成分提取的方法，控制微波頻率為2450MHz，微波輻照處理均在常壓下進(jìn)行。采用的具體方法是將根莖類藥材干飲片加水浸泡，然后對飲片和浸泡液采用微波輻照。控制微波輻照功率密度15100W/g干飲片，微波輻照時間320min。為了提高根莖類藥材有效成分的提取速率和質(zhì)量，達(dá)到強(qiáng)化傳質(zhì)和縮短操作時間的目的。可通過不同浸泡時間、不同輻照功率、以及對浸泡液總量不同的百分比進(jìn)行微波處理方式的組合來處理。例如倒出浸泡液總量的50%70%，然后對剩余50%30%的浸泡液和飲片采用微波輻照?？刂莆⒉ㄝ椪展β拭芏?090W/g干飲片，微波輻照時間310min。最后再將倒出的50%70%的浸泡液與微波輻照過的50%30%浸泡液混合。這樣可增加藥材有效成分的提取。具體實(shí)施例方式以下通過7個實(shí)施例對本方法的效果做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例選用的根莖類藥材飲片為黃芪飲片，即將黃芪藥材切成片狀，作為中藥配伍或中成藥配伍中的藥材使用。實(shí)施例l:稱量10g黃芪飲片，浸泡于100ml蒸餾水中2小時，倒出浸泡液總量的60%，僅對剩余的40%浸泡液和飲片采用微波輻照。控制微波輻照功率60W/g干飲片微波輻照時間3min。然后再將原來倒出的60%浸泡液與微波輻照過的浸泡液混合。畢后將所有浸泡液(不包括飲片)進(jìn)行過濾，靜置30min，得黃芪藥材水提液濾液。將水提液濾液置于6(TC烘箱中干燥至恒重，得黃芪藥材浸膏。實(shí)施例2:工藝條件等同于實(shí)施例l，控制微波輻照功率密度90W/g千飲片。實(shí)施例3:工藝條件等同于實(shí)施例l，區(qū)別在于控制微波輻照時間10min。實(shí)施例4:工藝條件等同于實(shí)施例l，控制微波輻照功率密度90W/g干飲片，微波輻照時間10min。實(shí)施例5:工藝條件等同于實(shí)施例l,控制微波輻照時間20min。實(shí)施例6:工藝條件等同于實(shí)施例l，控制微波輻照功率密度90W/g干飲片，微波輻照時間3min。實(shí)施例7:工藝條件等同于實(shí)施例l，控制微波輻照功率密度20W/g干飲片，微波輻照時間20min。實(shí)施例與比較例實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1和表2。通過對提取黃芪藥材有效成分后殘留的黃芪(固體)飲片用掃描電子顯微鏡進(jìn)行微觀檢測，可以從飲片內(nèi)部薄壁組織的情況以及導(dǎo)管紋孔(疏水通道)的閉合情況，來確認(rèn)利用微波輻射可以提高根莖類藥材有效成分的提取。合適的微波功率改善了有效成分的滲流途徑，促進(jìn)藥用植物飲片內(nèi)部有效成分快速溶出，有利于多孔介質(zhì)內(nèi)部的物質(zhì)傳遞過程。表1列出了實(shí)施例與比較例的孔徑分布測試結(jié)果對比。表中所示的比較例是指中藥材采用傳統(tǒng)回流的提取方法。表2是7個實(shí)施例與比較例提取黃芪飲片效果實(shí)驗(yàn)結(jié)果。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1和表2明顯看出采用微波輻射方法可以將提取時間大為縮短，而且還通過不同的實(shí)施例(微波輻照功率密度和輻照時間的組合)，可以得到理想的工藝參數(shù)。微波輻射為900W時，作為溶質(zhì)主要傳遞途徑的紋孔在接受輻射3min內(nèi)己基本閉合，即使處理時間延長，紋孔狀態(tài)基本不改變，濾液中溶質(zhì)質(zhì)量基本不變；而微波輻射為600W，接受輻射3min時，飲片的孔體積高于900W時的工藝條件。而且隨著輻照時間的延長，有效成分大量浸出。本發(fā)明的有益效果及優(yōu)點(diǎn)是利用微波技術(shù)的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，可以改善植物性材料內(nèi)部有效成分的滲流途徑，從而顯著提高提取效率，克服傳統(tǒng)回流提取工藝的時間長、溶劑用量大等問題。本發(fā)明方便快捷，清潔環(huán)保，以應(yīng)用微波技術(shù)改造傳統(tǒng)工藝為出發(fā)點(diǎn)，而且對現(xiàn)有的微波設(shè)備沒有特殊的要求，流程簡單可靠，適用于工業(yè)量產(chǎn)。權(quán)利要求1.利用微波輻射提高根莖類藥材有效成分提取的方法，控制微波頻率為2450MHz，其特征在于根莖類藥材干飲片加水浸泡，然后對飲片和浸泡液采用微波輻照，控制微波輻照功率密度15～100W/g干飲片，微波輻照時間3～20min。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用微波輻射提高根莖類藥材有效成分提取的方法，其特征在于所述根莖類藥材干飲片加水量為藥材質(zhì)量的812倍，浸泡時間1.52.5小時，倒出浸泡液總量的50%70%，然后對剩余50%30%的浸泡液加飲片采用微波輻照，控制所述微波輻照功率密度5070W/g干飲片，所述微波輻照時間310min，最后將倒出的50%70%的浸泡液與微波輻照過的浸泡液混合。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的利用微波輻射提高根莖類藥材有效成分提取的方法，其特征在于微波輻照處理均在常壓下進(jìn)行。全文摘要本發(fā)明公開了一種利用微波輻射提高根莖類藥材有效成分提取的方法。根莖類藥材飲片加水量為藥材質(zhì)量的8～12倍浸泡，然后對飲片和浸泡液采用微波輻照，控制微波輻照功率密度15～100W/g干飲片，微波輻照時間3～20min。微波輻照處理均在常壓下進(jìn)行。為提高有效成分提取率，可倒出部分浸泡液，對剩余的浸泡液加飲片采用微波輻照，最后再將倒出的浸泡液與微波輻照過的浸泡液混合。利用微波技術(shù)的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)的特點(diǎn)，可以顯著改善植物性材料內(nèi)部水分及有效成分的滲流途徑，強(qiáng)化基質(zhì)材料內(nèi)部的傳質(zhì)過程，從而顯著提高提取效率，克服傳統(tǒng)回流提取工藝的時間長、溶劑用量大等問題。本發(fā)明對現(xiàn)有的微波設(shè)備沒有特殊的要求。文檔編號A61K36/00GK101361761SQ20081015147公開日2009年2月11日申請日期2008年9月19日優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日發(fā)明者孫明迪,楊俊紅,邸倩倩申請人:天津大學(xué)