趙漢民(廣西民族師范學院化學化工學院,廣西 崇左 532200)
微波技術在提取天然產(chǎn)物化學成分中的運用
趙漢民(廣西民族師范學院化學化工學院,廣西 崇左 532200)
科學技術的進步為人類的生產(chǎn)與生活帶來了巨大的改變,微波技術就是其中的一個典型代表。近年來隨著該技術的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,其是運用領域也變得更加廣泛。尤其是微波技術在化工行業(yè)中天然產(chǎn)物化學成分提取方面的應用,不僅提升了化工企業(yè)的產(chǎn)能更提升了產(chǎn)品品質(zhì)。本文中筆者通過分析微波技術的相關提取原理、微波技術在提取天然產(chǎn)物化學成分中的運用,來進一步探究微波技術在化工生產(chǎn)領域的運用水平。
微波技術;提取;天然產(chǎn)物;化學成分;運用
一直以來化工行業(yè)的田產(chǎn)產(chǎn)物化學成分提取領域的產(chǎn)品廣受市場歡迎,但隨著需求的不斷加大化工企業(yè)面臨著越來越大的生產(chǎn)壓力。傳統(tǒng)的溶劑和水蒸氣提取方法不僅生產(chǎn)效率低下而且產(chǎn)品品質(zhì)不理想,基本上很難滿足市場需求。而近年來逐漸在該領域受到青睞的微波技術以其獨特的成本不高、效率快而且產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)勢正在被越來越廣泛地運用。接下來筆者就從以下幾個方面來論述如何提升微波技術在天然產(chǎn)物化學成分中的運用。
從理論角度來講,微波是波段在0.001-lm之間的一種電磁波。由于微波的頻率和分子運動的頻率具有極高的相似度,因此通過一系列的操作之后,能夠作用于物質(zhì)的分子組織,并加快分子的運動,進而發(fā)生撕裂、摩擦發(fā)熱等反應,最終使物質(zhì)細胞破裂,為目標物質(zhì)成分的提取提供了便利條件。但與此同時,由于不同物質(zhì)之間存在著差異,其內(nèi)在分子成分對微波的反應強度也有所不同,因此在運用微波技術進行提取天然產(chǎn)物化學成分時,需要對不同物質(zhì)的特性進行剖析,進而為提取目標成分提供條件與支持。
從微波提取技術的發(fā)展歷程來講,它屬于一門新式的萃取技術,在運用微波提取技術提取天然產(chǎn)物化學成分時,能夠影響技術操作的因素有溶劑、溫度、時間及基體物質(zhì)等。歸納起來講,微波提取技術的優(yōu)勢主要有以下幾點:第一、高效性。相比較傳統(tǒng)的溶劑和水蒸氣提取方法,微波萃取技術中的微波能夠快速滲透物質(zhì)的內(nèi)在分子成分,刺激物質(zhì)內(nèi)部溫度迅速增高,進一步提高目標物質(zhì)的提取速度。微波萃取技術的這一優(yōu)勢對于提高化工企業(yè)的生產(chǎn)效率、降低成產(chǎn)總成本具有重要的影響。
第二、穩(wěn)定性。微波技術能夠在極短的時間內(nèi)刺激物質(zhì)內(nèi)在分子溫度上升,因此該技術在低溫情況下同樣能夠?qū)崿F(xiàn)提取目標物質(zhì)的效果。換言之,微波技術可保障物質(zhì)的穩(wěn)定性。第三、節(jié)能性。節(jié)能性是微波提取技術的重要特點之一。由于微波本身的功率較小,而且輻射效率高,同時對溶劑的選擇適應面較廣,因此微波提取技術的節(jié)能環(huán)保特點較為突出。
微波技術提取天然產(chǎn)物化學成分比較廣泛,基于生產(chǎn)實踐,微波技術提取天然產(chǎn)物化學成分主要有黃酮類成分、生物堿成分、苷類成分、揮發(fā)油類成分和多糖類成分。
微波技術在黃酮類物質(zhì)成分的提取方面運用得十分成熟而且取得了顯著效果。微波提取黃酮類物質(zhì)成分時主要借助于正交實驗的方式來開展。介于植物不同部位的成分具有獨特性,特別是對于植物的根莖部位,宜將其置于密閉的環(huán)境中來進行微波提取。這種方法提取耗時少且提取效率高,所消耗的溶劑少,是化工企業(yè)提取黃酮類物質(zhì)成分的極佳方法。
隨著技術的不斷創(chuàng)新與發(fā)展,微波技術在生物堿成分的提取操作中的運用已經(jīng)相當普遍。在使用微波技術提取生物堿物質(zhì)成分時,需要根據(jù)提取對象的特性來進行具體的分析與選擇。
比如對于喜樹堿提取,在微波技術和傳統(tǒng)的生物堿成分提取方法有序結合,耗時僅需要3分鐘。在運用微波技術進行生物堿成分的提取時,需要注意的細節(jié)是由于溶劑、時間的差異,選擇的參數(shù)不同,運用微波技術所得到的效果也迥異。
苷類成分的市場需求逐年攀升,因此如何提高苷類物質(zhì)成分成為化工企業(yè)的主要研究課題。傳統(tǒng)的苷類成分提取工藝中主要以超聲波技術為主。而隨著微波提取技術的出現(xiàn),它所具備的效率高、穩(wěn)定性強、成本低等優(yōu)勢極大地提升了苷類物質(zhì)成分的產(chǎn)值。
揮發(fā)油類的物質(zhì)成分在傳統(tǒng)的提取技術中一直是提取難點,這主要是因為揮發(fā)油類化合物的沸點低,傳統(tǒng)的提取工藝很難把控好溫度,進而導致提取失敗。而微波提取技術不僅不需要高溫,而且大大縮短了提取時間,因此該項技術在揮發(fā)油類成分的提取方面得到了快速的推廣和運用。但關于微波技術提取揮發(fā)油類成分時,有一個細節(jié)需要注意,那就是在揮發(fā)油成分提取過程中,微波功率切忌過高,否則會降低揮發(fā)油類成分的產(chǎn)量。
多糖類成分的用途十分廣泛,因此提升多糖類成分的產(chǎn)量是十分重要的任務。傳統(tǒng)的多糖類成分提取方法以水煎醇沉法最為典型,提取時間大約在8小時左右。而微波技術的引進使用極大地縮短了多糖類成分的提取時間,對于提高多糖類成分的投入產(chǎn)出比具有重要的促進作用。
綜上所述,微波提取技術對提取天然產(chǎn)物化學成分具有重要的促進作用,因此我們在生產(chǎn)實踐中,一定要積極探究微波技術,將微波技術與化工成產(chǎn)中天然產(chǎn)物化學成分的提取相結合,以此來成分發(fā)揮微波技術的優(yōu)勢,促進天然產(chǎn)物化學成分的提取效率與質(zhì)量。上述文中筆者分享了自己對于微波提取技術提取天然產(chǎn)物化學成分的一些研究成果,希望對廣大業(yè)界同行有所啟發(fā)和幫助。
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趙漢民(1972-),性別:男,籍貫:廣西隆安縣,民族:壯族,學位:理學學士,職稱:副教授,研究方向:天然產(chǎn)物的分離與分析等。