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本课题以广东、广西两省的大宗出口药材肉桂为研究对象，针对亚临界水提取技术提取率有待提高的问题，将超声能量引入到亚临界水提取过程中，进行超声强化亚临界水提取肉桂油的系统研究。自行研制了一套以工业化应用为目标的超声强化亚临界水提取装置，进行了亚临界水提取、超声强化亚临界水提取肉桂油的工艺研究，考察了超声功率密度和频率、超声辐照方式、提取温度、提取时间、压力等因素对肉桂油提取效率的影响，并对其工艺条件进行了优化；本文还从提取工艺、肉桂油组成及功能活性等方面进行了超声强化亚临界水提取法（USWE）、亚临界水提取法（SWE）、水蒸气蒸馏法（SD）和超声辅助溶剂提取法（UAE）提取肉桂油的方法比较研究；建立了亚临界水提取和超声强化亚临界水提取的动力学模型，并对超声强化亚临界水提取的机理进行了详细的研究。从超声空化的理论出发研究了超声在亚临界水中空化的规律，并对超声能否在亚临界水中产生空化进行了理论分析；此外本文还从植物细胞的结构、原料溶胀指数的变化、传质速率、扩散系数、溶质的传质等方面探讨了超声对亚临界水提取体系的影响。
根据亚临界水提取技术和超声波的作用原理，自行研制了一套以工业化应用为目标的超声强化亚临界水提取装置，超声功率0～300W连续可调，超声频率可以选择18．5kHz或38 kHz单频作用，也可以选择双频交替作用，整套装置结构简单、安全可靠、自动化程度高。
亚临界水提取肉桂油的工艺研究表明：提取温度、装料量和提取时间三个主要因素对亚临界水提取肉桂油的效果都具有显著的影响，并且提取时间和提取温度、提取时间和装料量之间的交互作用也对肉桂油的提取具有显著的影响；优化后的最佳工艺如下：原料颗粒的粒径为40～60目、装料量为175g、提取温度为132℃、提取时间为38 min，压力为5 MPa，在此条件下，肉桂醛的得率可达11．521 mg．g-1。
超声强化亚临界水提取肉桂油的工艺研究表明：提取温度、提取时间和超声功率密度三个主要因素对超声强化亚临界水提取肉桂油的效果都具有显著的影响，并且提取时间和提取温度之间的交互作用也对肉桂油的提取具有显著的影响，超声能够明显提高肉桂醛的提取得率。最优工艺是：原料粒径40～60目，装料量250 g，提取时间25 min、提取温度140℃、压力5 MPa、超声功率密度140 W/L、超声频率18．5 KHz、全程加超声（即超声作用起始时间0 min），此条件下肉桂醛的得率为12．662 mg．g-1，比亚临界水提取法（11．521 mg．g-1）提高了9％。
4种不同提取方法的比较研究表明：USWE法所需的提取时间最短，相当于SD法的10％，UAE法的63％，SWE的65％；USWE法的肉桂醛得率最高，肉桂油中肉桂醛的含量也最高，比SD法提高了约20％，比SWE法提高了11．6％；来自不同提取方法的肉桂油物理性质有所不同，SD法、SWE法和USWE法相差的不明显；抗氧化和抑菌实验结果表明，来自不同提取方法的肉桂油都具有较好的抗氧化活性和抑菌活性，对枯草杆菌的抑菌效果最强，对沙门氏菌的抑菌效果较差，并且对所选的3种霉菌的抑制效果明显要好于对细菌的抑制效果，其中USWE法的最好；肉桂油的GC-MS分析、红外光谱检测表明较高的温度和超声场的加入并没有破坏主要成分肉桂醛的结构。
本文以Fick第二扩散定律为基础，根据质量衡算微分模型，建立了亚临界水提取和超声强化亚临界水提取的动力学模型：E= E∞（1-ekt），并对模型进行了验证实验，结果表明该模型的预测结果与实验数据拟合较好，能够反映提取的实际过程，同时从E∞和k值可以说明，超声对亚临界水提取具有明显的强化作用。
从超声空化阈值的理论出发研究了超声在亚临界水中空化的规律，并对超声能否在亚临界水中产生空化进行了理论性分析。结果表明，超声在亚临界水中的空化阈值声强IB随流体压力的增大而增大，随流体温度的增大而减少。当选用超声波最大功率300W时，在原料粒径40～60目，装料量250 g，提取时间25 min、提取温度140℃、压力5MPa、超声频率18．5 KHz、全程加超声（即超声作用起始时间0 min）的最佳工艺条件下，超声在亚临界水中是不能产生空化现象的。超声强化亚临界水提取的机理不是源于超声空化，而是超声的机械波动等效应。由于这些效应，超声可有效地减小内扩散阻力，加速内扩散，强化物料内部的传质；同时，超声对颗粒外部的流体造成湍动作用，破坏颗粒表面滞留层，减薄传质边界层，提高传质系数，促进颗粒外部的传质；另外，超声能的传递可使溶质活化，降低过程的能垒，增大溶质分子的运动，加速其溶解，从而对亚临界水提取过程产生强化效应。
超声对亚临界水提取体系影响的研究表明：超声能使原料细胞组织更加疏松，能使溶胀指数明显提高，促进细胞溶胀，并且超声作用也促进了溶质的扩散，提高了传质系数，增大了传质界面积，使传质推动力变大，从而从整体上对提取过程产生强化效应。