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一般情況下,提取溶劑內部溶解了一些小型的微氣泡,這些微氣泡在超聲機械波的作用下產生振動,當聲壓達到一定值時,氣微型氣泡由于定向溶解(rectieddiffvsion)而增大,形成共振腔,然后突然閉合,這就是超聲波的空化效應。這種氣泡在閉合時會在其周圍產生幾千個大氣壓的壓力,形成微激波,這個微激波的作用是不得了的。它可造成植物細胞壁及整個生物體破裂,而且整個植物細胞的破裂過程在瞬間完成的,有利于所含有效成分的溶出。這個過程只是發生了物理變化,破壞掉了內涵有效成分的植物細胞的細胞壁。
空化作用原理圖如下圖所示:
超聲波在介質中的傳播可以使介質質點在其傳播空間內產生振動,從而強化介質的傳播,這就是超聲波的機械效應。超聲波在傳播過程中產生一種輻射壓強,沿聲波方向傳播,對物料有很強的破壞作用,可使細胞組織變形,植物蛋白質變性;同時,它還可以給予介質和懸浮體以不同的加速度,且介質分子的運動速度遠大于懸浮體分子的運動速度。從而在兩者間產生摩擦,這種摩擦力可使生物分子解聚,使細胞壁上的有效成分更快地溶解于溶劑之中。
和其它物理波一樣,超聲波在介質中的傳播過程也是一個能量的傳播過程,即超聲波在介質的傳播過程中,其聲能不斷被介質的質點吸收,介質將所吸收的能量全部或大部分轉變成熱能,從而導致介質本身和藥材組織溫度的升高,增大了藥物有效成分的溶解速度。由于這種吸收聲能引起的藥物組織內部溫度的升高是瞬間的,因此可以使被提取的成分的生物活性保持不變
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