【慧聪制药工业网】摘要：阐述了超声作用的基本原理，介绍了超声在天然产物有效成分提取中的用途，对超声在提取天然产物有效成分中的应用和研究进展进行了综述，指出超声提取具有提出率高、速度快且不改变有效成分的结构等优点，讨论了超声波提取中应注意的问题，系统阐述了超声波在多糖，苷类，黄酮类、生物碱等各类成分提取中的应用研究进展。为中药有效成分提取研究提供参考。

　　中药的化学成分十分复杂，提取其有效成分是中药研究领域的一项重要内容。中药的有效成分一般是指具有明确的化学结构式和物理的化学物质，如果有效成分的浓度不高，就会加大服用剂量，同时由于无效或效用低的部分的存在会使中药容易吸潮变质，难以保存，因此有必要对中药的有效成分进行提取分离。中药中许多有效化学成分为细胞内成分，提取时需要破碎细胞或细胞膜，而现有的化学和机械方法破碎细胞往往很难起到理想的破碎效果，从而影响提取结果。超声提取因其独特的提取机制与理想的提取效果，在中药化学成分的提取中已经显示出了明显的优势。超声辅助提取技术是利用超声波的强震动、高加速度、强空化效应、强搅拌作用来缩短天然产物有效成分进入溶剂的时间，加快提取过程，提高提取率，并有效避免高温对有效成分的。近年来，随着天然产物现代化研究和超声波技术的蓬勃发展，已有不少研究者讲超声提取技术引入到天然产物生产的重要环节——有效成分提取过程中。本文简述了超声作用的基本原理，介绍了超声在天然产物有效成分提取中的用途，对超声在提取天然产物有效成分中的应用和研究进展进行了综述，指出超声提取具有提出率高、速度快且不改变有效成分的结构等优点，讨论了超声波提取中应注意的问题，系统阐述了超声波在多糖、苷类、黄酮类、生物碱等各类成分提取中的应用研究进展。为中药有效成分提取研究提供参考。

　　产物成分提取工艺中，实现击破细胞壁，高效、快速提取细胞内容物的过程。超声波自1830年首次产生后，广泛应用于食品、医疗卫生和家电等许多领域，表现为超声提取、超声干燥、超声灭菌、超声过滤、超声清洗等方面。其中超声提取法是利用超声波的空化作用、机械作用、热效应等以增大物质运动频率和速度，增加溶剂穿透力，从而提高目标成分浸出率的方法。它具有省时、节能、提取效率高等优点，是一种快速、高效的提取新方法，且提取中无加热过程，可避免加热因素引起的药物成分结构发生变化，能用于热敏性成分的提取。超声提取法在中药质量检测的样品处理中已广泛使用。近年来，其在中药制剂提取工艺中的应用，也越来越受到关注，取得了重要进展。应用在植物样品提取中的超声波，一般是由磁性材料经转换器产生的，有效频率一般在20-50kHz的范围，现遍认为其空化作用、热效应和机械作用是超声技术在中药提取中的三大理论依据。

　　液体中往往存在一些真空的或含有少量气体或蒸汽的小气泡，这些小气泡尺寸不一。当一定频率的超声波作用于液体时，只有尺寸适宜的小泡能发生共振现象，大于共振尺寸的小泡被驱出液体外、小于共振尺寸的小泡在超声作用下逐渐变大。接近共振尺寸时，声波的稀疏阶段使小泡迅速胀大；在声波的压缩阶段，小泡又突然被绝热压缩，直至湮灭。湮灭过程中，空穴内温度可达5000K以上（相当于太阳表面的温度），压力达到1.013×105kPa以上（相当于大洋底的压力），温度变化率达109K/s，产生所谓的“热点”。上述现象称为空化现象。在小泡胀大时，由于摩擦可产生电荷，在湮灭过程中可产生放电、发光现象，同时产生速度高达1000m/ns的液体微射流。空化作用被用于清洗、雾化、乳化及促进化学反应方面。

　　由于介质吸收超声波以及内摩擦消耗，产生剧烈振动，超声波的机械能为介质的内能，引起介质温度升高。超声波的强度愈大，产生的热作用愈强。控制超声强度，可使药物组织内部的温度瞬间升高，加速有效成分的溶出，并且不改变成分的性质。

　　超声波是机械振动能量的，可在液体中形成有效的搅动与流动，介质的结构，粉碎液体中的颗粒，能达到普通低频机械搅动达不到的效果。机械作用常用于击碎、切割、凝聚等方面。超声波可以使常温常压不能发生的化学反应在空化作用下发生，甚至使非常坚硬的固体被粉碎。控制一定的超声频率和强度，空化作用产生的极大压力造成生物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个破碎过程在瞬间完成，同时超声波产生的振动作用加强了胞内物质的、扩散及溶解。被浸提的物质在被破碎瞬间生物活性保持不变，同时提高破碎速度和提取率。

　　超声波独具的物理特性能促使植物细胞组织破壁或变形，使中药有效成分提取更充分，提取率比传统工艺显著提高达50-500%；

　　超声波强化中药提取通常在24-40分钟即可获得最佳提取率，提取时间较传统方法大大缩短2/3以上，药材原材料处理量大；

　　超声提取中药材的最佳温度在40-60℃，对遇热不稳定、易水解或氧化的药材中有效成分具有作用，同时大大节能能耗；

　　提取药液杂质少，有效成分易于分离、纯化；提取工艺运行成本低，综合经济效益显著；操作简单易行，设备、保养方便；有效成份。，

　　可用于生物和植物细胞破碎；生物和植物有效成份萃取；中草药有效成分的低温提取；BCR元素形态萃取；低能量状态可激活细菌；高能量状态可活细菌；可用于DNA提取和DNA剪切；

　　超声提取技术应用于单味中药材的提取研究非常广泛，几乎中药材所有种类的活性成分提取研究都涉及了超声提取技术。目前，超声提取技术用于中药提取的研究重点多集中在其工艺条件的研究上，考察影响超声提取效率的因素主要有：浸泡时间、提取时间、提取次数、提取溶剂的种类与用量、提取温度、超声频率、声强、药材粉碎粒度、空占比等，工艺条件研究的主要试验设计方法是正交实验法。影响超声提取效率的声学参数如超声频率、声强、空占比等是影响该技术提取效率的特有因素，对其研究是最近几年逐渐开始的，前面的研究很少涉及对这方面影响的考察。