微波辅助提取石蒜和虎杖中有效成分的动力学机理
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摘要 以鳞茎药材石蒜(Lycoris radiata)和根茎药材虎杖(Rhizma Polygoni Cuspidati)作为研究对象，采用微波辅助提取(MAE)石蒜中的石蒜碱、力可拉敏和加兰他敏以及虎杖中的大黄素和白藜芦醇，研究了提取过程的动力学机理。分别对这5种组分在提取温度、提取时间、搅拌速度和颗粒度等因素影响下MAE过程的动力学行为和特征进行了探讨，并与常规的溶剂回流提取法(SRE)进行对比研究，采用扫描电镜观察了MAE和SRE提取后样品的表面细胞结构。结果表明，石蒜和虎杖的MAE提取过程具有明显不同的动力学特征，其机理分别基于内部扩散传质控制和细胞破壁引起的界面反应控制。与SRE相比，MAE能引起石蒜和虎杖的细胞结构发生显著变化，降低了表观活化能Ea，组分的表观速率常数明显增大。关键词 微波辅助提取，动力学，提取机理，石蒜，虎杖
1 引言
自Ganzle首次利用微波辅助提取(MAE)技术提取羽扇豆、玉米等中的油脂、棉籽酚等成分以来[1]，因其快速、高效、溶剂用量少、污染少，在天然产物成分提取的研究和应用越来越受到重视[2,3]，近年来在我国中药制药领域的发展非常迅速[4]。但关于MAE提取机理的研究较少。1991年Pare等对MAE的快速高效提出了细胞破壁假设进行解释[5,6]；LayKeow等也相继在烟草、姜黄和虎杖的化学成分提取中证实了细胞破壁使提取率提高[7,8]。但也有报道，透射电镜观察微波提取葛根和刺五加后的微观结构，发现细胞并未破壁[9]。由于涉及MAE提取的因素较为复杂，目前对MAE动力学机理的研究仅局限于实验因素的影响，对不同药材提取多种组分的动力学机理研究尚未见有报道。
中药提取动力学过程是基于组分在固液两相间的质量传递，其提取效率取决于提取过程的最慢过程的速率。提取过程分为相内反应控制过程、界面反应控制过程和扩散控制过程或包括扩散控制过程和化学反应控制的混合控制过程[10]。本实验以鳞茎药材石蒜(Lycoris radiata)和根茎药材虎杖(Rhizma polygoni cuspidati)为研究对象，采用MAE进行提取石蒜中石蒜碱、力可拉敏和加兰他敏以及虎杖中的大黄素和白藜芦醇等有效成分，考察两种药材的MAE提取的动力学过程，了解这些组分在提取过程中的动力学行为和特征，并与常规的溶剂回流提取法(SRE)进行对比研究，采用扫描电镜观察MAE和SRE提取前后样品细胞表面结构的变化，了解微波的作用和提取方式对石蒜和虎杖细胞结构的影响 ......
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