[实用新型]适用于非挥发性提取介质的气升式循环超声破碎浸提装置

说明书

本实用新型涉及生物工程下游技术中药用植物有效成份提取的破碎浸提装置，特别涉及一种适用于非挥发性提取介质的气升式循环超声破碎浸提装置。

由于药用植物有效成分大多属细胞内产物，提取时往往需要将细胞进行破碎，以使其中的有效成分能够快速、高效地进入提取介质，然后再对提取液进行分离纯化，制得含药用有效成分的制品。现有的机械或化学破碎方法均难于取得理想的破碎效果，化学破碎方法由于破碎过程中伴有化学反应，容易造成被提取物结构性质等变化而失去活性，机械破碎方法又难于将细胞进行有效的破碎，而破碎不好又会造成有效成分产物在提取介质中扩散缓慢，增加提取时间，影响提取收率，增加成本。

将超声波用于药用植物有效成分的提取，其作用不但可以有效地将细胞破碎，促进细胞内物质释放，同时其具有的振动作用还强化了溶质的扩散和传递，而且料液对超声波能量的有效吸收提高了料液温度，而有利于药用植物有效成分的提取，比如将超声波用于淀粉的降解，可显著增加淀粉在水中的溶解度并保留明显的淀粉特征。应用超声波破碎从大黄中提取蒽醌类成分，超声波破碎处理10分钟总提取率可达95.25％，处理20分钟总提取率可达99.82％，而用常规的煎煮法提取，煎煮3小时总提取率仅为63.27％，用纸层析及高效液相色谱(HPLC)对两种方法提取得到的产物进行分析表明：超声波破碎提取对药用产物结构无任何影响(郭孝武等，陕西师范大学学报，1991，19(3)，89-90)；从黄连根茎中提取黄连素时，分别对超声波破碎提取的时间、超声波频率及硫酸浓度等进行了比较，结果表明：用20k Hz超声波破碎提取30分钟与浸泡法浸泡提取24小时的提取率相同(8.12％)，用核磁共振波谱仪对两种提取产物进行测试表明：超声波对黄连素结构无影响(郭孝武等，中国中药杂志，1995，20(11)，673-675)；用不同频率的超声波从槐米中提取芸香甙和用热碱提取—酸沉淀法比较，超声破碎提取无须加热，只须用频率20kHz的超声波对提取液处理30分钟，提取率便可提高47.6％(郭孝武等，陕西师范大学学报，1996，24(1)，50-52)；将超声波破碎提取用于从黄连中提取小檗碱的常规碱性浸泡工艺中，超声破碎提取30分钟所得到的小檗碱提取率比碱性浸泡24小时高50％以上(郭孝武等，陕西师范大学学报，1997，25(1)，47-49)。

海洋面积辽阔，生存环境特异，海洋植物特别是藻类植物不仅来源丰富，而且具有一些陆地植物所没有的医药用途。但目前超声波技术在海洋药用植物有效成分提取的研究还较少。盐藻含有丰富的β-胡萝卜素，从盐藻中提取β-胡萝卜素的首要条件是将盐藻破碎，使β-胡萝卜素能够快速、高效地进入提取介质中(路德明等，青岛海洋大学学报，1992，22(3)，18-22)。在20℃条件下，分别采用超声波为30kHz、150V，46kHz、105V，46.4kHz、107V，48.2kHz、109V对盐藻进行破碎提取，通过显微镜观察记数得到盐藻的完全破碎率可达87％。藻胆体是某些藻类的捕光色素，藻胆体的光谱性质不仅反映了其组成和结构特征，而且还可以反映藻类物种的差异和进化地位。研究藻胆体的光谱性质必须得到完整的藻胆体。采用化学及机械破碎方法均不能从龙须藻中获得理想的藻胆体时，采用频率为20-50kHz，电压为60V超声波破碎处理10分钟便可将龙须菜细胞打破，露出内囊体，然后将藻胆体从内囊体膜上振动下来(路德明等，应用声学，1997，16(1)，47-48)，而得到完整的藻胆体。

由此可以看出，超声波破碎在药用植物有效成分的提取中有着极其广阔的应用前景。目前，药用植物有效成分的提取大都沿用常规的煎煮法、渗滤法、水蒸气蒸馏法、有机溶剂提取及超临界流体提取法等，但在现有的提取方法中，一直没有易于放大、高效的提取装置可供使用。近年来，在实验室中有将超声波破碎技术用于药用植物有效成分提取的尝试。其具体做法是：将超声波探头直接放入装有药用植物提取料液的容器中，用超声波探头产生的超声波破碎植物细胞，但这种将超声波探头直接放入装有药用植物提取料液容器中的提取装置存在着超声场作用范围小，超声波有效利用率低，并仅限于实验室中小规模间歇式提取操作，难于进行工程放大，从而限制了超声波在药用植物有效成分提取中的广泛应用。