超声波提取技术是近年来应用在中药材有效成分提取方面的一种较为成熟的手段。超声波是一种弹性机械振动波，能破坏中药材的细胞，使溶媒渗透到中药材细胞中，从而加速中药材有效成分溶解，以提高其浸出率。超声波提取主要依据其三大效应：空化效应、机械效应和热效应。
1.空化效应
超声波在液体中传播时，使液体介质不断受到压缩和拉伸，而液体耐压而不耐拉，液体若受不住这种拉力，就会断裂而形成暂时的近似真空的空洞（尤其在含有杂质、气泡的地方），而到压缩阶段，这些空洞发生崩溃。崩溃时空洞内部瞬间压可达到几万个大气压，同时还将产生局部高温以及放电现象等，这就是空化作用。
在中药提取过程中，随药材在药剂中受到超声作用而产生空化效应的过程，使溶剂在超声瞬间产生的空化泡的崩溃，随空化泡的爆破，而形成巨大的射流冲向植物固体表面，使其溶剂很快渗透到物质内部细胞中，借以空化泡的爆破的冲击力打破细胞壁，使细胞内化学成分在超声作用下直接和药材接触，加速了溶剂和药材中的有效成分相互渗透，并快速地向溶剂中溶解，使细胞外出现浓度差促使化学成分由高浓度溶液向低浓度溶液中扩散，大大地加速了提取过程，细胞内的化学成分迅速转入溶剂，在细胞被破碎的瞬间生物活性保持不变，破碎速度和提出率均可得到提高。
2.机械效应
机械效应是超声波在液体内传播过程中，传播的机械能使液体质点在其传播空间内发生振动，从而强化液体的扩散、传质。
机械效应伴随着空化效应的产生而产生，主要由辐射压强和超声压强引起。辐射压强可能引起两种效应，其一是简单的骚动效应，其二是在溶剂和药材组织之间出现摩擦。这种骚动可使蛋白质变性，细胞组织变形。而超声压强将给予溶剂和药材组织以不同的加速度，即溶剂分子的速度远远大于药材组织的速度，从而在它们之间产生摩擦，这力量足以断开两碳原子之键，使生物分子解聚。使细胞壁上的有效成分溶解于溶剂之中。
3.热效应
超声波在液体中传播时，其机械能被介质吸收而转化为热能，使介质自身温度升高，进而对液体引发各种作用，称为超声的热效应。
热效应伴随着空化效应的产生而产生。产生热能的多少主要决定于介质对超声能的吸收，所吸收能量的大部分或全部将转化为热能，从而导致药材组织温度升高。这种吸收声能而引起的温度升高是稳定的。所以超声波可以使药材组织内部的温度瞬时升高，加速有效成分的溶解。
此外，超声波还可以产生许多次级效应，如乳化、扩散、击碎、化学效应等。这些作用也促进了植物体中有效成分的溶解，促使药物有效成分进入介质，并与介质充分混合。
总之，超声提取分离中药材化学成分的过程，是超声在液-固提取分离过程中产生的空化效应及伴随的各种次级效应的作用，而促进了物质中成分向液体的溶解，从而加快提取分离过程的进行，以提高药材中成分的提取率。
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