二、超声波提取机理概述
　　1　超声空化效应
　　超声波技术应用于萃取，是基于惠更斯波动理论和超声波在液体连续介质中传播时特有的“空化效应”的作用结果。
　　（1）惠更斯波动原理指出，波动（包括起源于波源的振动）在连续介质中传播时，在其波阵面上将引起介质质点的运动，波前在介质中达到的每一点都将引起相邻质点的震动和成为新的波源。这种波源引起的波动使其传播路径上的每一个质点都将获得加速度和动能。超声波可使介质质点运动加速度达重力加速度的千倍以上。介质质点在超声波作用下，将每秒钟数万次的高频振荡和每秒大于100m的巨大速度和动能作用于溶液分子内，迅速使溶液分子被激活。
　　（2）超声波在液体介质中产生特有的“空化效应”，不断产生无数内部压力达上千个大气压的微气穴，并不断“微爆”产生微观上的强冲击波，作用在固-液或液-液分子上，使介质中的空气被“轰击”逸出，并促使介质细胞破裂和变形加速介质分子中的物质逸出。
　　（3）超声波在介质中传播时的物理特性引发的机械振动、微射流、微声流等多级效应皆使有效成分在溶液中扩散，加速分子的相互撞击导致植物（生物）细胞破壁、变形，进而溢出有效含量。
　　2　超声强化提取介绍
　　（1）固-液提取
　　固-液提取通常被称为萃取，即用合适的溶剂从物料中提取有用成分，传统工艺方法是采用热处理或机械搅拌来加强该过程。现已发现应用功率超声能显著强化和改善提取过程。超声的微扰效应增大了溶剂进入提取物细胞的渗透性，加强了传质过程；超声的另一作用是超声空化产生的强大剪切力能使介质细胞壁破裂，使细胞容易释放出内含物。超声强化固-液萃取是有效的质量传递和细胞破裂的主要原因，它超越了以往任何一种可行性技术，获得了高效提取。超声提取比常规的热提取更有效，并且缩短了提取时间，大部分物质在过程的前10min内就被提取出来。固液提取不断适用于生物和植物有效成份的提取，而且适用于污染物采样后的萃取。
　　（2）液-液萃取
　　液-液萃取涉及到两个互不相溶的有机相和水相之间的质量传递过程。由于超声波的空化作用所引起的界面效应增加了两相间的接触面积，而空化崩溃时冲击波引起的湍动效应消除了两相交界的阻滞，从而增加了液-液萃取速率。对于一般受传质速率控制的液-液萃取体系来说，超声波的作用十分显著。

三、超声波提取可直接替代的传统提取法
　　提取又称浸出、固液萃取，是应用有机或无机溶剂将固体原料中的可溶性组分溶解，使其进入液相，再将不溶性固体和溶液分开的操作。提取原料的可溶性组分称为溶质，固体原料中的不溶性组分称为载体，用于溶解溶质的液体称溶剂或提取剂，提取所得的含有溶质的溶液称为浸出液，提取后的载体和残余的少量溶液称为残渣和提取渣。
　　溶剂提取法根据植物中各种有效成分在溶剂中的溶解作用，选用对有效成分溶解度大，对不需要成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从植物组织内部提取出来。浸提是通过溶剂与原料接触、互相渗透、溶解以及扩散等一系列复杂过程而完成。由于植物原料的结构非常复杂，提取的物质又是多组分混合物，因此，统一的浸提理论难以确定。一般分为渗透、溶解、分配以及扩散等，其原理如下：
　　（1）渗透　提取开始时，渗透随被浸提植物原料的情况不同而异。对于原料，首先要湿润，一般新鲜的植物原料中水分含量多达80%，鲜叶中60%左右，当这种植物原料与疏水性石油醚溶剂接触时，溶剂向植物原料内部的渗透比亲水性溶剂更为困难，为了加快渗透，可在疏水性非极性溶剂中添加少量极性溶剂，如乙醇、丙酮等。
　　（2）溶解　溶剂渗入细胞后，可溶解的成分便按溶解度先后溶解到溶剂中去，这不单纯是溶解过程，还有分配的问题。精油成分存在于水溶性原生质中，无论极性或非极性溶剂与水溶性原生质之间都发生精油成分的分配问题，溶解于溶剂中的溶质是根据分配和扩散过程完成的。对于干原料，以溶解过程为主。
　　（3）分配　在细胞原生质中，溶剂与细胞液是分层的，精油在两相中都能溶解。若在两相中溶质浓度不平衡，则在相互接触时，将在相与相之间进行分配，即有效成分从细胞液的液相转入溶剂相中，直到有效成分在细胞原生质液和溶剂两个液相内达到完全平衡，随着条件的变化，平衡关系也发生变化。因为溶剂的量比细胞原生质中液体的量要大得多，因此浸提比较完全。
　　（4）扩散　从植物原料中浸提精油时，溶剂经渗透浸入含有精油的原料内，在细胞内生成一种溶液。根据分配原则，精油溶解到与之接触的溶剂中之后，引起溶剂中溶质浓度的上升；另一方面，溶剂本身将透入含高浓度溶质的细胞原生质溶液，浓度差成为扩散的动力，扩散作用一直进行到细胞内溶液成分的浓度与细胞外浸提液中成分的浓度达到相等时为止，也就是扩散的浓度差等于零时为止。这时浸提过程只能更新溶剂才能重新开始，一直到新的浓度平衡时停止。
上述四种提取法均可与超声波结合，即超声波提取法。超声波提取的独特优势就是：提取时间短、得率高、节能和环保效果好。

四、影响提取的因素
　　（1）粉碎度，由于提取过程包括渗透、溶解、扩散等过程，因此，样品粉碎得越细，表面积就越大，提取过程就越快，但粉碎度过高，颗粒表面积过大，吸附作用增强，对后续的过滤速度会产生影响。原料的粉碎与选用的提取溶剂和植物的部位有关。一般而言，用水提取时，可采用20目颗粒；用有机溶剂提取时，可采用60目颗粒；根与茎类细粉至20目；全草、叶类、花类、果实类细粉至30——40目。
　　（2）提取温度，一般而言，冷提杂质少，热提杂质多，温度过高有些成分被破坏，就是必须加温的提取物，一般不应高于50度。超声波既适宜常温提取，也适宜不超过50度温度状态下的提取。
　　（3）固液比，超声波提取的固液比，一般为1比8——12，固液比小，后续工序成本相对低一些，但得率也相对低一些；固液比大，后续工序成本相对高一些，但得率也相对高一些。

五、溶剂的选择
　　植物成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲水性有机溶剂及亲脂性有机溶剂，被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。常见的溶剂的亲水性或亲脂性强弱顺序如下：
　　亲脂性强弱顺序：石油醚>苯>氯仿>乙醚>乙酸乙酯>丙酮>乙醇>甲醇>水。
　　亲水性强弱顺序：石油醚<苯<氯仿<乙醚<乙酸乙酯<丙酮<乙醇<甲醇<水。
　　常见溶剂的物理性质及介电常数如下表：

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