簡介

    超聲波萃取利用超聲波輻射壓強產生的強烈空化應效應、機械振動、擾動效應、高的加速度、乳化、擴散、擊碎和攪拌作用等多級效應，增大物質分子運動頻率和速度，增加溶劑穿透力，從而加速目標成分進入溶劑，促進提取的進行。

原理

    超聲波是一種彈性機械振動波，與電磁波本質上不同。因為電磁波在真空中傳播，而超聲波必須在介質中傳播，穿過介質時，形成膨脹和壓縮的全過程。 

    在液體中，膨脹過程形成負壓。如果超聲波能量足夠強，膨脹過程會在液體中生成氣泡或將液體撕裂成很小的空穴。這些空穴瞬間閉合，閉合時產生高達3000MPa 的瞬間壓力，稱為空化作用，整個過程在400μs 內完成。

    空化作用細化物質以及制造乳液，加速目標成分進入溶劑，提高提取率。除空化作用外，超聲波的許多次級效應也都利于目標成分的轉移和提取。

    成穴現象的重要意義在于氣泡破裂時發生的反應。一些點位，氣泡不再吸收超聲波能量，而產生內爆。氣泡或空穴里的氣體和蒸汽快速絕熱壓縮，產生*的溫度和壓力 。

    氣泡體積相對液體總體積來說極微，因此產生的熱量瞬間散失，對環境條件不會產生明顯影響，空穴泡破裂后的冷卻速度估計約為10℃/s 。

    超聲空穴提供能量和物質間*的相互作用，產生的高溫高壓能導致游離基和其它組份的形成。

    純液體中，空穴破裂時，由于周圍條件相同，因此總保持球形；然而緊靠固體邊界處，空穴的破裂是非均勻的，產生高速液體噴流，使膨脹氣泡的勢能轉化成液體噴流的動能，在氣泡中運動并穿透氣泡壁。

    噴射流在固體表面的沖擊力非常強，能對沖擊區造成極大的破壞，從而產生高活性的新鮮表面。破裂氣泡形變在表面上產生的沖擊力比氣泡諧振產生的沖擊力要大數倍。

    超聲波的上述效應，從不同類型的樣品中提取各種目標成份是非常有效的。

    施加超聲波，在有機溶劑和固體基質接觸面上產生的高溫、高壓，加之超聲波分解產生的游離基的氧化能等，從而提供了高的萃取能。

特點

    1.同常規萃取方法相比，超聲波萃取技術萃取效率高、萃取時間短；

    2.超聲波萃取不容易受使用溶劑的限制，允許添加共萃取劑，以進一步增大液相的極性，提高萃取效率；

3.與超臨界CO2萃取和超高壓萃取相比，超聲波萃取設備簡單，萃取成本低；

    4.大多數情況下超聲波萃取操作步驟少，萃取過程簡單，不易對萃取物造成污染，萃取溫度較低，適合熱敏目標成分的萃取。

優點

    超聲波萃取和常規萃取技術相比，超聲波輔助萃取快速、價廉、高效。

    超聲波萃取與水煮、醇沉工藝相比，超聲波萃取具有如下突出特點：

    1.無需高溫；

    2.常壓萃取，安全性好，操作簡單易行，維護保養方便；

    3.萃取效率高；

    4.具有廣譜性。適用性廣，絕大多數的中藥材各類成份均可超聲萃??；

    5.超聲波萃取對溶劑和目標萃取物的性質關系??；

    6.減少能耗；

    7.藥材原料處理量大，成倍或數倍提高，且雜質少，有效成分易于分離、凈化；

    8.萃取工藝成本低，綜合經濟效益顯著。

在蛋白質提取中的應用

    超聲波提取蛋白質方面也有顯著效果，如用常規攪拌法從處理過的脫脂大豆料胚中提取大豆蛋白質，很少能達到蛋白質總含量的30%，又很難提取出熱不穩定的7S蛋白成分，但用超聲波既能將上述料胚在水中將其蛋白質粉碎，也可將80%的蛋白質液化，還可提取熱不穩定的7S蛋白成分。梁漢華等通過對不同濃度大豆漿體、磨前經熱處理大豆漿體及其分離出的豆渣進行超聲波處理等一系列試驗。結果表明，經超聲波處理過的大豆漿體，與不經處理的比較，其豆奶中蛋白質含量均有顯著的提高，提高的幅度在12%～20%，這說明超聲波處理確實有提高蛋白質萃取率的作用。超聲波處理還可提高漿體的分離溫度，降低漿體粘度，可用于直接生產高濃度(高蛋白)的豆奶產品。