超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)提取技(ji)術(shu)是從植物中(zhong)分離生(sheng)物活性化合物的(de)(de)(de)優選技(ji)術(shu)。超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)是指頻(pin)率高于20 kHz但小于10 MHz的(de)(de)(de)那(nei)些(xie)機(ji)械(xie)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)。超(chao)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)提取通常使用較(jiao)小的(de)(de)(de)頻(pin)率范圍（16 kHz-100 kHz），因(yin)為較(jiao)高的(de)(de)(de)頻(pin)率會(hui)導(dao)致(zhi)過多(duo)的(de)(de)(de)能量，從而可(ke)能導(dao)致(zhi)植物結構中(zhong)活性成分的(de)(de)(de)降(jiang)解。

超聲(sheng)(sheng)處理可實現全部提(ti)取(qu)，從而在極短的(de)提(ti)取(qu)時間內即可獲得(de)較高的(de)提(ti)取(qu)率。作為(wei)一種有效的(de)提(ti)取(qu)方法(fa)，超聲(sheng)(sheng)波提(ti)取(qu)既節省(sheng)成本又節省(sheng)時間，同時又可以得(de)到(dao)用于食(shi)品，補(bu)品和藥(yao)品的(de)高質量(liang)提(ti)取(qu)物。

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(bo)空(kong)化是高功率時(shi)會(hui)發生聲波(bo)或超(chao)聲波(bo)空(kong)化，基于重(zhong)(zhong)復(fu)的(de)(de)高壓和(he)低(di)壓循環。每秒(miao)超(chao)聲波(bo)處理20,000次的(de)(de)交替高壓和(he)低(di)壓循環會(hui)產生強烈的(de)(de)剪(jian)切力和(he)液(ye)體射流。這(zhe)種的(de)(de)應力克服了(le)膜的(de)(de)選(xuan)擇(ze)性(xing)，穿孔并破壞了(le)細(xi)胞(bao)(bao)壁，并導(dao)致內部細(xi)胞(bao)(bao)與周(zhou)圍溶劑之間(jian)的(de)(de)高質量傳(chuan)遞。通過(guo)超(chao)聲提(ti)取(qu)(qu)(qu)，可(ke)以(yi)(yi)實現(xian)更高的(de)(de)產量和(he)更短(duan)的(de)(de)提(ti)取(qu)(qu)(qu)時(shi)間(jian)。由(you)于超(chao)聲提(ti)取(qu)(qu)(qu)是可(ke)重(zhong)(zhong)復(fu)的(de)(de)過(guo)程，因此可(ke)以(yi)(yi)重(zhong)(zhong)復(fu)提(ti)取(qu)(qu)(qu)結果，以(yi)(yi)獲得標準化的(de)(de)提(ti)取(qu)(qu)(qu)質量。

超聲(sheng)空化(hua)會(hui)局(ju)部(bu)(bu)導(dao)致(zhi)條件，例(li)如非常(chang)高的壓差和(he)高剪切力。當空化(hua)氣泡(pao)爆(bao)裂到固(gu)體（例(li)如顆(ke)粒，植(zhi)物(wu)細胞(bao)(bao)，組織(zhi)等）的表(biao)面上時(shi)，微(wei)噴射(she)和(he)微(wei)粒間碰撞(zhuang)會(hui)產生(sheng)諸如顆(ke)粒破裂，聲(sheng)穿孔(kong)（細胞(bao)(bao)壁和(he)細胞(bao)(bao)膜的穿孔(kong)）和(he)細胞(bao)(bao)的效應。此外(wai)，空化(hua)氣泡(pao)在(zai)液體介質中的爆(bao)裂會(hui)產生(sheng)湍流(liu)和(he)攪動(dong)，從(cong)而促進(jin)細胞(bao)(bao)內部(bu)(bu)與(yu)周圍溶劑(ji)之間的質量傳遞。超聲(sheng)輻射(she)是增強傳質過(guo)程的一種高效途徑(jing)，因為(wei)超聲(sheng)會(hui)導(dao)致(zhi)空化(hua)及(ji)其相關(guan)機(ji)制(zhi)，例(li)如液體射(she)流(liu)引起的微(wei)運(yun)動(dong)，材(cai)料中的壓縮和(he)減壓以及(ji)隨后的細胞(bao)(bao)壁破壞。

優點

超聲(sheng)波提(ti)取(qu)能夠減(jian)(jian)(jian)少(shao)了溶(rong)(rong)劑用(yong)量(liang)和(he)使溶(rong)(rong)劑用(yong)量(liang)更(geng)(geng)溫(wen)和(he)。這意味著，超聲(sheng)波提(ti)取(qu)可(ke)提(ti)高提(ti)取(qu)率，并產生更(geng)(geng)健康的(de)(de)提(ti)取(qu)物(wu)(wu)(wu)(wu)。這是由(you)于其(qi)在低(di)溫(wen)下(xia)(xia)操作的(de)(de)特性，既可(ke)以(yi)(yi)減(jian)(jian)(jian)少(shao)由(you)溫(wen)度因素引(yin)起(qi)的(de)(de)熱損失，又可(ke)以(yi)(yi)避免由(you)于低(di)沸點(dian)而(er)導致的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)質汽化并保持生物(wu)(wu)(wu)(wu)活(huo)性物(wu)(wu)(wu)(wu)質。超聲(sheng)波提(ti)取(qu)使用(yong)簡(jian)單，安全以(yi)(yi)及(ji)可(ke)精確控制的(de)(de)應用(yong)。作為非熱提(ti)取(qu)方法，可(ke)以(yi)(yi)在低(di)溫(wen)下(xia)(xia)進行超聲(sheng)處理(li)，從而(er)避免了對熱敏感(gan)的(de)(de)，對熱不穩定的(de)(de)物(wu)(wu)(wu)(wu)質的(de)(de)降解。超聲(sheng)波提(ti)取(qu)還能夠大(da)大(da)減(jian)(jian)(jian)少(shao)了生產時間(jian)，因為行進的(de)(de)超聲(sheng)波破壞(huai)了細胞壁(bi)，從而(er)減(jian)(jian)(jian)少(shao)了活(huo)性成分從植物(wu)(wu)(wu)(wu)材料到溶(rong)(rong)劑的(de)(de)轉移時間(jian)。

超聲波提取的影響

超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)細(xi)胞破裂和(he)傳(chuan)質(zhi)的增(zeng)加超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)可以通過細(xi)胞破裂和(he)增(zeng)強固體基質(zhi)周(zhou)圍邊界層的傳(chuan)質(zhi)來協(xie)助萃取(qu)過程。作為細(xi)胞壁(bi)和(he)細(xi)胞膜的穿孔，超(chao)(chao)聲(sheng)波(bo)(bo)能增(zeng)強了(le)細(xi)胞壁(bi)和(he)細(xi)胞膜的通透性，通常是細(xi)胞被(bei)超(chao)(chao)聲(sheng)破壞之前(qian)的中間步驟。超(chao)(chao)聲(sheng)引起的空化的機(ji)械效應，例如熱和(he)壓力差，沖擊波(bo)(bo)，剪切力，液體射流和(he)微(wei)流，增(zeng)強了(le)溶劑向(xiang)細(xi)胞內(nei)部(bu)的滲透，并改善了(le)細(xi)胞與溶劑之間的質(zhi)量(liang)傳(chuan)遞，從而使細(xi)胞間物質(zhi)轉移到溶劑中。

總結

超聲(sheng)波提(ti)取(qu)(qu)技術是利用超聲(sheng)波產生的(de)空化作用，從而能夠植物中提(ti)取(qu)(qu)有效成分。與(yu)常(chang)規提(ti)取(qu)(qu)方法相比，超聲(sheng)輔助(zhu)提(ti)取(qu)(qu)方法具有多種優(you)勢(shi)，例如能耗低，提(ti)取(qu)(qu)時間短，活(huo)性化合(he)物破壞(huai)少，提(ti)取(qu)(qu)產率(lv)高，因(yin)此變(bian)得(de)更具吸(xi)引力(li)。