天然产物微波萃取异军突起

　　天然产物中化学成分的提取是一件耗时、耗能又费溶剂的工作。传统的提取方法由于存在被提成分损失大、周期长、工序多、提取率不高等缺点，已不适应时代发展的需要。一批新技术、新设备应运而生，如超声波萃取（SE）、超临界流体萃取（SFE）、微波萃取（MAE）等。SE仍较多地用于实验室，SFE由于设备复杂、运行成本高、提取范围有限等问题应用受到限制。在种形势下，微波萃取技术异军突起。
　　▲应用日益广泛
　　自1986年Ganzler等人首先报道了微波用于天然产物成分的提取以来，该技术已广泛被应用于食品、生物样品及环境样品的分析与提取，其应用领域不断扩大，尤其是在天然产物的提取方面的研究日益增多。
　　生物碱类有学者研究微波技术对麻黄中麻黄碱浸出量的影响，比较了微波提取与常规煎煮方法的优劣，结果发现微波法麻黄碱的浸出量明显优于煎煮法，并且半量麻黄粗粉浸出量明显优于全量麻黄饮片，与中医药中“煮散减半”的理论相符。另有学者用微波法提取黄连中的小檗碱，以干固物和小檗碱含量测定结果为指标，比较微波和回流两种方法。干固物测定结果显示，在单位时间内微波处理较回流提取具有明显优势；以小檗碱含量为指标，结果提示回流提取小檗碱含量高于微波提取。
　　蒽醌类中国科学院海洋研究所的郝守祝等研究了微波技术对大黄游离蒽醌浸出量的影响，采用正交实验考察了微波输出功率、物料粒径、浸出时间三因素对提取率的影响，优选最佳浸出方案。以优选出的微波浸提方案和常规煎煮法及乙醇回流法作比较，发现物料粒径对蒽醌成分浸出影响极显著，功率对浸出影响显著，时间对浸出有一定影响。微波提取法对大黄游离蒽醌的提取率明显优于常规煎煮法，同乙醇回流法相当。
　　黄酮类黄酮类成分在植物中分布较广，几乎大部分中草药中都含有此类成分。近年来，已有较多文献报道了将微波法用于中草药中黄酮类成分的提取。大连理工大学的刘传斌采用微波破细胞与溶剂提取相结合的方法提取高山红景天愈伤组织中的红景天苷。将药材经1分钟微波处理后，室温下水提取10分钟，可将红景天苷充分提取出来。与传统提取方法相比，该法具有时间短、不需加热、提取液中杂质少等优点。
　　皂苷类有研究发现，用微波法提取重楼皂苷，微波处理5分钟的效果即基本达到两小时常规加热的效果，而且杂质少，微波提取10分钟即可认为皂苷已提取完毕。
　　有机酸北京瑞利分析仪器公司的郭振库等应用自行设计的具较高压力控制精度的专用微波制样系统，对金银花中有效成分绿原酸和异绿原酸类化合物的提取条件进行了考察，并与超声波提取比较，发现该法的提取率比超声波高近两成。也有学者用微波提取甘草中的甘草酸，并与热回流、索氏提取法、室温提取法等传统方法进行比较，发现微波提取具有提取高效、快速、完全及节省时间、溶剂和能源等优点，是适于甘草中快速提取甘草酸的新方法。
　　多糖类许多多糖具有抗肿瘤、增强免疫、抗衰老、抗病毒等作用。多糖提取分离方法常规为水煎醇沉法，微波萃取在用于某些生物材料的多糖提取中被证实可明显提高提取率。
　　新疆石河子大学药学院的研究人员在用微波萃取多糖的研究上作了大量工作，提取的植物包括甘草、商陆、肉苁蓉、红景天根、红景天叶、黄芪、党参等。他们在MCL-3微波反应器中，用一定量石油醚、乙醚和80%乙醇回流提取20分钟，残渣再放入微波炉中，用水提取20分钟后测定多糖含量，结果提取率均高于传统方法，提取时间缩短了约12倍。
　　挥发油当前，已有很多国外学者开始利用微波法萃取挥发油。加拿大环境署的Pare于1991年申请了美国专利，对天然产物包括薄荷、欧芹、雪松叶和大蒜等，采用对微波透明（己烷等）或部分透明（甲醇、二氯甲烷等）的溶剂。
　　新疆石河子大学药学院的鲁建江等人从藿香、魁蒿叶、新疆党参、新疆孜然果实及红花、红景天根茎叶中用微波提得挥发油，结果均比水蒸气蒸馏提取率高且用时短。
　　其他目前，微波萃取技术除应用于以上成分之外，对另外一些成分，如甾体、萜类化合物、植物油、香料、色素等的提取也有报道。
　　在Ganzler等发表的关于微波萃取的第一篇文献中报道了用微波从玉米、大豆、棉籽、胡桃中提取原油，从蚕豆中提取蚕豆嘧啶核苷和伴蚕豆嘧啶核苷，从棉籽中提取棉酚等。同时他们得出结论：用极性溶剂萃取极性物质，微波法比索氏提取法理想；但用非极性溶剂提取非极性物质则微波萃取并未显示优越性。由此可见，微波萃取对物质具选择性，对溶剂也有一定要求。
　　另外，还有人用微波法萃取丹参酮、辣椒素、青蒿素、鸢尾香料及从鲜罗汉果中提得罗汉果甜苷。提取的色素成分有栀子黄色素、天仙果色素、番茄红色素等。
　　▲应用研究亟待深入
　　微波萃取天然产物的研究虽然广泛展开，但其在实际生产中的应用研究还亟待突破。
　　进一步探讨微波萃取机理自Pare在其申请的专利中提出微波萃取植物组织中天然产物的机理以来，国内外很多学者在这方面作了大量的工作，并提出了一些关于微波萃取的机理，但鉴于基体物质和萃取物质的复杂性，在萃取机理方面还有大量工作需要做。搞清机理将进一步促进微波在天然产物萃取中的应用。
　　扩大在分析化学领域中的应用微波萃取甫一出现，就首先被分析化学领域看好。目前，微波萃取逐渐与一些分析仪器联用，这些技术已运用到生物及环境样品的分析。例如，有人用微波萃取系统与气相色谱、质谱联用分析土壤及沉积物中多环芳香化合物（PAH）和有机磷农药等；Magnus Ericsson等用自行设计的报考微波萃取系统分析湖底沉积物的PAH等物质，此系统集萃取、分离、分析于一体，使分析加简便、快速、准确。
　　如果用类似联用仪器分析天然植物中的化学成分及药物特别是中成药中的有效成分，将大大简化样品成分提取的前处理过程，提高分析效率。因此，应加强研究，扩大该技术在分析化学领域的应用。
　　值得注意的是，目前微波萃取基本上还停留在实验室小样品的提取及分析，使用设备简陋，有的还使用家用微波炉，工业化微波提取器尚未见报道。近几年，有一些用于中试生产的微波提取设备问世，主要分两类：一为微波提取罐；另一类为连续微波萃取设备。但这些设备的实用性有待验证，实现微波萃取的工业化生产仍需努力。