超声波空化作用于细胞壁的原理

一般情况下，提取溶剂内部溶解了一些小型的微气泡，这些微气泡在超声机械波的作用下产生振动，当声压达到一定值时，气微型气泡由于定向扩散（rectieddiffvsion）而增大，形成共振腔，然后突然闭合，这就是超声波的空化效应。这种气泡在闭合时会在其周围产生几千个大气压的压力，形成微激波，这个微激波的作用是不得了的。它可造成植物细胞壁及整个生物体破裂，而且整个植物细胞的破裂过程在瞬间完成的，有利于所含有效成分的溶出。这个过程只是发生了物理变化，破坏掉了内涵有效成分的植物细胞的细胞壁。

空化作用原理图如下图所示：

超声波在介质中的传播可以使介质质点在其传播空间内产生振动，从而强化介质的扩散、传播，这就是超声波的机械效应。超声波在传播过程中产生一种辐射压强，沿声波方向传播，对物料有很强的破坏作用，可使细胞组织变形，植物蛋白质变性；同时，它还可以给予介质和悬浮体以不同的加速度，且介质分子的运动速度远大于悬浮体分子的运动速度。从而在两者间产生摩擦，这种摩擦力可使生物分子解聚，使细胞壁上的有效成分更快地溶解于溶剂之中。

和其它物理波一样，超声波在介质中的传播过程也是一个能量的传播和扩散过程，即超声波在介质的传播过程中，其声能不断被介质的质点吸收，介质将所吸收的能量全部或大部分转变成热能，从而导致介质本身和药材组织温度的升高，增大了药物有效成分的溶解速度。由于这种吸收声能引起的药物组织内部温度的升高是瞬间的，因此可以使被提取的成分的生物活性保持不变