謝林

（邵陽學(xué)院生化系 湖南邵陽 422000）

試論微波細(xì)胞破碎提取植物中的有效成分

謝林

（邵陽學(xué)院生化系 湖南邵陽 422000）

植物提取物是植物藥制劑的一個最主要的原料，近些年來，因為植物藥的市場更加廣闊，所以使得植物提取技術(shù)得到了更好的發(fā)展。當(dāng)前，利用植物提取物制成的制劑被廣泛地用于營養(yǎng)補(bǔ)充劑、保健食品等，而且由于植物提取物基本沒有化學(xué)添加，所以人們在選擇保健品及藥物時，往往也更加青睞含有植物提取物的保健品或者藥物。而隨著植物提取物的應(yīng)用越來越廣泛，相應(yīng)的提取技術(shù)也受到了重視，微波提取技術(shù)就是當(dāng)前應(yīng)用得較為廣泛的提取方式，它有著諸多的優(yōu)勢，所以也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本文就微波細(xì)胞破碎提取技術(shù)進(jìn)行了一定的研究。

微波細(xì)胞破碎 成分提取 植物藥制劑 提取技術(shù)

1　引言

自從生命在這個世界上誕生以來，植物就與生命息息相關(guān)，在原始社會，植物是人類和其它許多動物的食物，而在人類文明產(chǎn)生之后，人們又發(fā)現(xiàn)了植物的藥用價值，所以植物在古代又為人們的健康做出了巨大的貢獻(xiàn)，而在今天，植物又提供給了人們以舒適的生活環(huán)境，同時，當(dāng)前許多藥物的制造也離不開植物，所以即使是在現(xiàn)代，植物的藥用價值仍然得到了很好的體現(xiàn)。但是現(xiàn)代利用植物來進(jìn)行藥物的生產(chǎn)往往只需要植物中有藥用價值的部分，因此對于植物中有效成分的提取就顯得尤為重要，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，植物提取技術(shù)也取得了很大進(jìn)步，當(dāng)前廣泛使用的微波細(xì)胞破碎提取技術(shù)有著十分廣闊的應(yīng)用前景，所以對其進(jìn)行深入的研究是非常有必要的。

2　微波細(xì)胞破碎技術(shù)簡析

2.1微波細(xì)胞破碎技術(shù)的概念及特點

所謂的微波，其實是電磁波的一種，它同無線電波、紅外線等一樣，只是因為每一種波的頻率不同，所以它們的用途和名字也都有所不同。微波指的是頻率在300MHz—300KMHz的電磁波，微波的波長一般在一毫米到一米之間［1］。利用微波可以對食物等進(jìn)行加熱，微波之所以能夠加熱，主要就是因為分子極化原理和離子導(dǎo)電效應(yīng)，而且利用微波來進(jìn)行加熱，其加熱的速度往往也更快，在加熱過程中，熱量的損失也會更小。正是因為微波有著如此多的優(yōu)勢，才使得微波被應(yīng)用于植物提取之中，因為微波加熱的速度快、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。之所以能夠利用微波來進(jìn)行植物提取，主要就是因為植物的物料不同，吸收微波的能力也是不相同的，一些物料吸收微波的能力較強(qiáng)，所以它們的加熱速度往往就較快，而一些物料吸收微波的能力較弱，加熱速度就較慢，甚至是不能對其進(jìn)行加熱，這樣就可以實現(xiàn)選擇性加熱［2］，由于部分物質(zhì)被加熱，而另外的未被加熱，使得這些物質(zhì)之間存在了能量差，能量較高的物質(zhì)就會從基體或者系統(tǒng)中自動分離出來，從而達(dá)到萃取的效果。但是利用微波加熱的方式往往選擇性較差，在分離出來的物質(zhì)中可能仍然存在有一些雜質(zhì)。

2.2微波細(xì)胞破碎技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀

細(xì)胞破碎是進(jìn)行植物細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)物提取的重要環(huán)節(jié)。只有將封存有所需產(chǎn)物的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁進(jìn)行破碎或者溶解處理，才能取得其中所需要的產(chǎn)物。隨著我國科技水平的提高和生物技術(shù)的進(jìn)步，細(xì)胞破碎技術(shù)受到了越來越多的關(guān)注和應(yīng)用。在天然植物當(dāng)中，其有效成分通常會在表皮層內(nèi)的薄壁細(xì)胞或液泡當(dāng)中，其表皮較為堅韌，因而進(jìn)行天然植物的細(xì)胞破碎具有一定的難度。較為幸運的是，很多中草藥的有效成分都具有比較穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)和耐熱性［3］，因而可以直接進(jìn)行水煮或利用合適的化學(xué)溶劑進(jìn)行浸泡，實現(xiàn)對其中有效成分的提取和分離。微波細(xì)胞破碎技術(shù)的應(yīng)用是在具有高效率、易選澤的微波加熱的短時間內(nèi)，通過對微波條件的控制和把握來完成細(xì)胞破碎工作。在植物細(xì)胞里面，不同地方的物質(zhì)在微波能的吸收水平方面也有明顯的區(qū)別，從而致使在微波加熱的實際過程當(dāng)中，出現(xiàn)細(xì)胞的局部受熱現(xiàn)象。液態(tài)水較多的地方會在微波加熱過程當(dāng)中很快上升上較高的溫度，液態(tài)水變?yōu)檎羝?，使得?xì)胞內(nèi)部的壓力增大，當(dāng)細(xì)胞壁和細(xì)胞膜承受不住壓力的時候就會發(fā)生破碎。微波細(xì)胞破碎技術(shù)是通過微波的作用機(jī)制進(jìn)行輻射來導(dǎo)致植物細(xì)胞的破碎，緊接著用合適的化學(xué)溶劑進(jìn)行提取出的有效成分的提煉和分離。近些年來，已經(jīng)有很多學(xué)者開始研究將微波細(xì)胞破碎技術(shù)應(yīng)用到天然植物有效成分的提取當(dāng)中，并取得了較好的成果，促進(jìn)我國生物技術(shù)的發(fā)展。例如國內(nèi)研究學(xué)者曾試驗利用微波細(xì)胞破碎技術(shù)進(jìn)行酵母細(xì)胞中海藻糖的提取，就取得了不錯的效果。

3　微波細(xì)胞破碎提取植物中的有效成分的應(yīng)用分析

3.1微波細(xì)胞破碎提取植物中的有效成分的過程

植物有效成分的提取工藝，從本質(zhì)上來說，是進(jìn)行萃取的傳質(zhì)工藝，為了進(jìn)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響的作用面，與此同時，還要增加濃度。大多數(shù)情況下，中藥中的有效成分都在藥材細(xì)胞中的液泡里面，如果細(xì)胞內(nèi)部的濃度比周圍環(huán)境的濃度更大，在濃度存在差異的情況下就會帶動傳質(zhì)從顆粒的表層進(jìn)行移動，直到內(nèi)部形成擴(kuò)散。因為顆粒表層的成分需要經(jīng)過滯留層進(jìn)入到提取液當(dāng)中。因此，需要加強(qiáng)提取液的流動，除去顆粒表層濃度較高的液體，換為濃度更低的液體，同時減少顆粒的滯留層，提高傳質(zhì)的速度，實現(xiàn)提取效率的提高。

3.2微波細(xì)胞破碎提取植物有效成分的關(guān)鍵技術(shù)

植物有效成分大多在細(xì)胞當(dāng)中，過去的提取技術(shù)效率較低，想要在短時間內(nèi)實現(xiàn)有效成分的提取具有一定的難度。而微波細(xì)胞破碎技術(shù)能夠大大提高提取效率，因為微波加熱具有高效、靈活、節(jié)約時間的優(yōu)勢，從而能夠?qū)崿F(xiàn)植物有效成分的快速高效提取。

［1］鄧雪，黃惠華.微波輔助萃取中茶多酚的傳質(zhì)機(jī)理和非熱效應(yīng)的初步研究［J］.現(xiàn)代食品科技，2011，27（6）：626-629.

［2］牟莉，張龍，譚克等.微波條件下植物纖維素降解工藝條件的優(yōu)化［J］.化學(xué)與生物工程，2011，28（3）：32-35.

［3］李麗，李羚，李德光等.離子液體微波輔助在天然植物成分提取中的應(yīng)用［J］.云南化工，2013，40（4）：46-51.

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1674-2060（2016）05-0333-01

謝林（1994—），男，四川簡陽，邵陽學(xué)院，學(xué)士學(xué)位，生物工程。