超聲波(bo)(bo)提取技(ji)術是從植物中分離(li)生物活(huo)性(xing)(xing)化合(he)物的優選(xuan)技(ji)術。超聲波(bo)(bo)是指頻(pin)率高于20 kHz但小于10 MHz的那些機械聲波(bo)(bo)。超聲波(bo)(bo)提取通常(chang)使用較小的頻(pin)率范(fan)圍（16 kHz-100 kHz），因為較高的頻(pin)率會導(dao)致過多的能量(liang)，從而(er)可能導(dao)致植物結構中活(huo)性(xing)(xing)成(cheng)分的降解。

超聲(sheng)處理可實現(xian)全部提(ti)(ti)取，從而(er)在(zai)極(ji)短的(de)(de)提(ti)(ti)取時間內即可獲得較高的(de)(de)提(ti)(ti)取率。作為一種有效(xiao)的(de)(de)提(ti)(ti)取方法，超聲(sheng)波(bo)提(ti)(ti)取既節省成本又節省時間，同時又可以得到用于食品(pin)，補品(pin)和藥品(pin)的(de)(de)高質量提(ti)(ti)取物(wu)。

工作原理

超聲提取基于超聲波空化的工作原理，并且是純機械處理。類似于高剪切混合器，超聲波發生器僅在過程介質中產生機械剪切力。超聲波提取本身是一種非熱，無化學物質的提取技術。
超(chao)聲波空化是高(gao)(gao)功率(lv)時會發生聲波或超(chao)聲波空化，基于重(zhong)(zhong)復的(de)(de)(de)高(gao)(gao)壓和低壓循(xun)環(huan)。每秒超(chao)聲波處(chu)理20,000次的(de)(de)(de)交替高(gao)(gao)壓和低壓循(xun)環(huan)會產(chan)生強(qiang)烈的(de)(de)(de)剪切力和液體(ti)射(she)流。這(zhe)種(zhong)的(de)(de)(de)應力克服了膜的(de)(de)(de)選擇性，穿孔并(bing)破壞了細胞壁(bi)，并(bing)導致(zhi)內(nei)部細胞與周圍溶劑之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)質量傳遞。通過超(chao)聲提(ti)取(qu)(qu)，可(ke)(ke)以實現更(geng)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)產(chan)量和更(geng)短的(de)(de)(de)提(ti)取(qu)(qu)時間(jian)(jian)。由(you)于超(chao)聲提(ti)取(qu)(qu)是可(ke)(ke)重(zhong)(zhong)復的(de)(de)(de)過程，因此(ci)可(ke)(ke)以重(zhong)(zhong)復提(ti)取(qu)(qu)結果，以獲得標準(zhun)化的(de)(de)(de)提(ti)取(qu)(qu)質量。

超(chao)(chao)聲(sheng)空化(hua)會局部導致條件，例(li)如非常高(gao)的(de)(de)壓(ya)差和(he)高(gao)剪切力。當空化(hua)氣(qi)泡(pao)爆(bao)裂(lie)到固體(ti)（例(li)如顆粒，植物細(xi)(xi)胞(bao)，組織等）的(de)(de)表(biao)面上時，微(wei)噴(pen)射(she)和(he)微(wei)粒間碰撞(zhuang)會產生(sheng)諸如顆粒破(po)裂(lie)，聲(sheng)穿(chuan)孔(kong)（細(xi)(xi)胞(bao)壁和(he)細(xi)(xi)胞(bao)膜(mo)的(de)(de)穿(chuan)孔(kong)）和(he)細(xi)(xi)胞(bao)的(de)(de)效應。此(ci)外，空化(hua)氣(qi)泡(pao)在液(ye)體(ti)介質中(zhong)的(de)(de)爆(bao)裂(lie)會產生(sheng)湍流(liu)和(he)攪動，從而促進細(xi)(xi)胞(bao)內部與周圍溶劑之間的(de)(de)質量傳(chuan)遞(di)。超(chao)(chao)聲(sheng)輻(fu)射(she)是增(zeng)強傳(chuan)質過程的(de)(de)一種(zhong)高(gao)效途徑(jing)，因為(wei)超(chao)(chao)聲(sheng)會導致空化(hua)及(ji)其相關機制，例(li)如液(ye)體(ti)射(she)流(liu)引(yin)起的(de)(de)微(wei)運動，材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)壓(ya)縮和(he)減壓(ya)以及(ji)隨后(hou)的(de)(de)細(xi)(xi)胞(bao)壁破(po)壞。

優點

超聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)(ti)取(qu)能夠減少了(le)(le)溶劑(ji)用量和(he)使(shi)溶劑(ji)用量更(geng)(geng)溫(wen)(wen)和(he)。這(zhe)意(yi)味著，超聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)(ti)取(qu)可(ke)(ke)(ke)提(ti)(ti)(ti)高(gao)提(ti)(ti)(ti)取(qu)率，并產(chan)(chan)生更(geng)(geng)健(jian)康的(de)(de)(de)(de)提(ti)(ti)(ti)取(qu)物(wu)(wu)。這(zhe)是由于(yu)其在低(di)溫(wen)(wen)下操作(zuo)的(de)(de)(de)(de)特(te)性(xing)，既可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)減少由溫(wen)(wen)度因(yin)素引起的(de)(de)(de)(de)熱(re)損失，又可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)避(bi)(bi)免(mian)由于(yu)低(di)沸點而(er)導致的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)汽(qi)化并保持(chi)生物(wu)(wu)活(huo)性(xing)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)。超聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)(ti)取(qu)使(shi)用簡單(dan)，安全以(yi)(yi)及可(ke)(ke)(ke)精確控制(zhi)的(de)(de)(de)(de)應用。作(zuo)為(wei)非熱(re)提(ti)(ti)(ti)取(qu)方法(fa)，可(ke)(ke)(ke)以(yi)(yi)在低(di)溫(wen)(wen)下進(jin)(jin)行超聲(sheng)(sheng)處理，從而(er)避(bi)(bi)免(mian)了(le)(le)對熱(re)敏感的(de)(de)(de)(de)，對熱(re)不穩定的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)(de)降解。超聲(sheng)(sheng)波(bo)提(ti)(ti)(ti)取(qu)還(huan)能夠大(da)大(da)減少了(le)(le)生產(chan)(chan)時間(jian)，因(yin)為(wei)行進(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)波(bo)破壞了(le)(le)細胞壁(bi)，從而(er)減少了(le)(le)活(huo)性(xing)成分(fen)從植(zhi)物(wu)(wu)材(cai)料到溶劑(ji)的(de)(de)(de)(de)轉移(yi)時間(jian)。

超聲波提取的影響

超聲(sheng)波細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)破(po)裂和傳質(zhi)的(de)(de)增(zeng)加(jia)超聲(sheng)波可以通過細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)破(po)裂和增(zeng)強(qiang)固體(ti)基質(zhi)周圍邊界層的(de)(de)傳質(zhi)來協助萃取過程(cheng)。作為細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)壁和細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)膜的(de)(de)穿孔，超聲(sheng)波能增(zeng)強(qiang)了(le)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)壁和細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)膜的(de)(de)通透性，通常是(shi)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)被超聲(sheng)破(po)壞之前的(de)(de)中(zhong)間步驟。超聲(sheng)引起(qi)的(de)(de)空化的(de)(de)機械效(xiao)應，例如熱和壓力差，沖擊波，剪切力，液體(ti)射流(liu)和微流(liu)，增(zeng)強(qiang)了(le)溶劑向細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)內部(bu)的(de)(de)滲透，并改善了(le)細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)與溶劑之間的(de)(de)質(zhi)量傳遞，從而使細(xi)(xi)(xi)(xi)胞(bao)間物(wu)質(zhi)轉移到溶劑中(zhong)。

總結

超聲波提(ti)(ti)取(qu)技(ji)術是(shi)利用超聲波產生的(de)空(kong)化作(zuo)用，從而能夠植物中提(ti)(ti)取(qu)有效成(cheng)分(fen)。與常規提(ti)(ti)取(qu)方法(fa)相比(bi)，超聲輔(fu)助提(ti)(ti)取(qu)方法(fa)具有多(duo)種優(you)勢，例如能耗低，提(ti)(ti)取(qu)時間短，活性(xing)化合物破壞少，提(ti)(ti)取(qu)產率(lv)高，因此(ci)變得更具吸引力。