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微波萃取是高頻電磁波穿透萃取媒質，到達被萃取物料的內部，微波能迅速轉化為熱能使細胞內部溫度快速上升，當細胞內部壓力超過細胞壁承受能力，細胞破裂，細胞內有效成分自由流出，在較低的溫度下溶解于萃取媒質再通過進一步過濾和分離，便獲得萃取物料。在微波輻射作用下被萃取物料成分加速向萃取溶劑界面擴散，從而使萃取速率提高數倍，同時還降低了萃取溫度，大限度保證萃取的質量。
微波能量通過極性分子的偶極子旋轉和離子傳導兩種作用直接傳遞到物質中，整個分子迅速轉向和定向排列，產生斷裂和相摩擦發熱。傳統加熱方式由于實際操作需要，容器壁大多由熱的不良導體制成，熱從器壁傳導到溶液內部需要時間；相反，微波加熱是一種內加熱過程，與普通的外加熱方式不同，熱量不是由外向內傳遞，而是同時直接作用于內外部介質分子，整個材料同時加熱，保證了能量的快速傳遞和充分利用。
微波萃取的機理分析：
1、微波照射過程是高頻電磁波穿過提取介質到達材料內部的微管和腺泡系統的過程。
通過吸收微波能量，細胞內部的溫度迅速上升，細胞內部的壓力超過細胞壁耐受膨脹的能力，從而導致細胞破裂，其中的有效成分自由流出，在較低的溫度下溶解于提取介質。通過進一步的過濾和分離，可以得到所需的提取物。
2、由于微波頻率與分子旋轉的頻率相關，微波能量是離子轉移和偶極旋轉引起分子運動的非電離輻射能；它作用于分子時，在分子具有一定極性的情況下，可以促進分子的旋轉運動；即在微波場的作用下發生瞬時極化，可以以24.5億次/s的速度進行極性轉換運動。這樣就產生了鍵的振動、撕裂、粒子之間的摩擦和碰撞，迅速生成大量的熱能；促進細胞破裂，使細胞液溢出，擴散到溶劑中。
3、微波產生的電磁場會加速被提取成分的分子從固體內部擴散到固液界面的速度。
以水為溶劑，水分子在微波場的作用下從高速旋轉狀態變為激發態，這是高能不穩定的狀態。此時水分子氣化加強萃取成分的驅動力，釋放出自身多余的能量返回基態，釋放出的能量傳遞給其他物質的分子；通過加速其熱運動，縮短萃取成分的分子從固體內部擴散到固液界面的時間；結果提取速度提高數倍，可以降低提取溫度，大限度地確保提取物的質量。
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