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超越加热:微波离线活化低共熔溶剂强化虾青素提取能力
来源:导入 阅读量: 1 发表时间: 2026-06-10
作者: 张杭,施文正,王锡昌,栾东磊
关键词: 虾青素;低共熔溶剂;微波活化;超声辅助;氢键网络;非热效应
摘要:

以氯化胆碱-乳酸型低共熔溶剂(deep eutectic solvent,DES)为研究对象,提出一种基于微波离线活化处理,利用微波的非热效应构建高效虾青素提取的技术体系。通过分析不同微波处理对DES黏度及对虾青素提取能力的影响;并采用傅里叶变换红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FTIR)分析DES内部氢键网络变化,阐述微波活化DES的作用机制;采用超声辅助和多次真空干燥粉碎提高虾青素提取效果。黏度结果表明,不同微波处理温度均能显著降低DES的黏度,且冷却至室温后不再恢复,其中大功率915 MHz微波处理对DES黏度的降低作用显著强于2 450 MHz家用微波炉,这是因为915 MHz微波较大的功率和穿透深度,具有更强的电场作用于DES内部。提取实验显示,DES经大功率915 MHz微波活化至70 ℃冷却后于40 ℃水浴提取虾青素最高提取量为23.28 μg/g,优于相同处理的10%含水量DES。结合超声辅助和真空干燥,虾青素提取量高达33.65 μg/g,达冷冻干燥样品(34.47 μg/g)的97%,且干燥时间缩短约66%,大幅降低能耗。FTIR结果显示,微波或加水均导致DES的O—H峰形变窄、峰位蓝移,C=O峰减弱并蓝移,表明氢键整体强度降低。推断微波交变电场破坏DES三维网络结构中的弱氢键,“碎片化”为多个流动性强且仍具溶解能力的小团簇,从而提高虾青素提取能力。综上,微波离线活化DES结合超声辅助与真空干燥实现了虾青素的绿色高效提取,为DES在虾壳虾青素工业化应用中提供新的技术路径与数据支撑。

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