天然产物微波萃取异军突起

从天然产物中提取化学成分是一项耗时、耗能且消耗溶剂的任务。传统提取方法存在提取成分损失大、周期长、工序多、提取率低等缺点。，满足不了时代的需求。一些新的技术和设备应运而生，如超声波提取(SE)、超临界流体提取(SFE)和微波提取(MAE)。硒在实验室中仍被广泛使用，而SFE由于设备复杂、运行成本高和提取范围有限，其应用受到限制。在这种形势下，微波萃取技术异军突起。
▲应用日益广泛
自1986年Ganzler等首次报道微波在天然产物提取中的应用以来，该技术已广泛应用于食品、生物样品和环境样品的分析提取，应用领域不断扩大，尤其是在天然产物的提取方面。
生物碱有学者研究了微波技术对麻黄中麻黄碱提取量的影响，比较了微波提取和常规煎煮方法的优缺点。结果表明，微波法提取麻黄碱的量明显优于煎煮法，半草麻黄粗粉的提取量明显优于全草麻黄饮片，符合中医“煮粉减半”的理论。另外，也有学者采用微波法从黄连中提取小檗碱，并以干固形物和小檗碱含量的测定结果为指标，对微波法和回流法进行了比较。固体测定结果表明，单位时间内微波处理比回流提取有明显优势。以小檗碱含量为指标，结果表明回流提取的小檗碱含量高于微波提取的小檗碱含量。
蒽醌类郝朱寿，中国科学院海洋研究所等。研究了微波技术对大黄游离蒽醌提取率的影响，并通过正交试验考察了微波输出功率、物料粒度和提取时间的影响，以优化提取方案。与常规煎煮法和乙醇回流法相比，优化后的微波提取方案表明，物料粒度对蒽醌提取有显著影响，功率对提取有显著影响，时间对提取有一定影响。微波提取大黄游离蒽醌的提取率明显优于常规煎煮法，与乙醇回流提取相当。【/br/】黄酮类黄酮类化合物在植物中分布广泛，几乎大部分中草药中都含有此类成分。近年来，许多文献报道了微波法在中草药黄酮类化合物提取中的应用。大连理工大学刘传斌采用微波细胞破碎和溶剂萃取法从高山红景天愈伤组织中提取红景天苷。微波处理1分钟后，在室温下用水提取10分钟，可以充分提取红景天苷。与传统提取方法相比，该方法具有时间短、无需加热、提取物中杂质少等优点。
对皂苷的研究发现，微波法提取重楼皂苷时，微波处理5分钟的效果基本达到常规加热2小时的效果，且杂质少。微波提取10分钟后可认为皂苷已被提取。
北京瑞丽有机酸分析仪器公司的郭振库等人对金银花中绿原酸和异绿原酸类化合物的提取条件进行了研究。采用自行设计的特殊微波制样系统，压力控制精度高。与超声波提取法相比，该方法的提取率比超声波提取法高近20%。也有学者利用微波从甘草中提取甘草酸。与热回流、索氏提取、室温提取等传统方法相比，微波提取具有高效、快速、完全、省时、省溶剂、节能等优点。这是一种适用于从甘草中快速提取甘草酸的新方法。
多糖许多多糖具有抗肿瘤、增强免疫力、抗衰老和抗病毒的作用。多糖提取分离的常规方法是水煎醇沉，微波提取已被证明能显著提高某些生物材料中多糖的提取率。
新疆石河子大学药学院的研究人员在微波提取多糖方面做了大量工作。提取的植物包括甘草、商陆、肉苁蓉、红景天、红景天叶、黄芪、党参等。在MCL-3微波反应器中，他们用一定量的石油醚、乙醚和80%的乙醇回流提取20分钟，然后将残渣放入微波炉中。用水提取20分钟后，测定多糖含量。结果表明，提取率高于传统方法，提取时间缩短约12倍。
挥发油目前国外已有不少学者开始采用微波法提取挥发油。加拿大环境部于1991年申请了美国专利。对于天然产品，如薄荷、欧芹、雪松叶和大蒜，可透过微波的溶剂(己烷等。)或部分透明(甲醇、二氯甲烷等。)被使用。
新疆石河子大学药学院卢剑江等用微波提取广藿香、艾叶、党参、孜然果、红花、红景天中的挥发油。结果表明，与水蒸气蒸馏法相比，提取率高，提取时间短。
其他目前除上述成分外，其他成分的提取也有报道，如甾体、萜类、植物油、香料、色素等。
在Ganzler等人发表的第一篇微波提取文献中，报道了用微波从玉米、大豆、棉籽、核桃中提取毛油，从蚕豆中提取蚕豆嘧啶核苷和蚕豆嘧啶核苷，从棉籽中提取棉酚等。同时，他们得出结论，微波Bissell萃取是用极性溶剂萃取极性物质的理想方法；而用非极性溶剂萃取非极性物质时，微波萃取并没有显示出优越性。可见微波提取对物质是有选择性的，需要一定的溶剂。
另外，也有人用微波法从新鲜山竹中提取丹参酮、辣椒素、青蒿素、鸢尾素、罗汉果苷。提取的色素成分包括栀子黄色素、仙人果色素、番茄红色素等。
▲应用研究有待深化
虽然微波提取天然产物的研究广泛开展，但其在实际生产中的应用研究仍有待突破。
微波萃取机理的进一步探讨。自从Pare在其专利申请中提出微波提取植物组织中天然产物的机理以来，国内外许多学者在这方面做了大量的工作，提出了一些关于微波提取的机理。然而，由于基质材料和提取材料的复杂性，在提取机理方面仍有大量工作要做。阐明其机理将进一步推动微波在天然产物提取中的应用。
扩展其在分析化学中的应用。微波萃取一出现，就首先受到分析化学的青睐。目前，微波萃取逐渐与一些分析仪器相结合，这些技术已经应用于生物和环境样品的分析。例如，有人利用微波萃取系统结合气相色谱和质谱分析土壤和沉积物中的多环芳烃和有机磷农药。Magnericsson等人利用自行设计的动态微波萃取系统分析了湖底沉积物中的PAH等物质。该系统集提取、分离和分析于一体，使分析简单、快速、准确。
如果用类似的组合仪器对天然植物中的化学成分和药物尤其是中成药中的有效成分进行分析，将大大简化样品成分提取的预处理过程，提高分析效率。因此，应加强研究，扩大该技术在分析化学中的应用。
值得注意的是，目前微波提取基本停留在实验室小样品的提取分析，使用的设备简陋。他们中的一些人甚至使用家用微波炉，工业微波提取器尚未见报道。近年来有一些微波萃取设备进行中试生产，主要分为两大类:一类是微波萃取罐；另一种是连续微波提取设备。但这些装置的实用性有待验证，实现微波提取的工业化生产仍需努力。