通过机械破坏掉植物细胞壁后里面的成分会破坏吗

空微波和挤压是两种不同的植物活性成分提取的重要辅助方法，应用非常广泛。本学科前期研究已经证明了这两种方法确实能破裂植物细胞壁，强化植物提取。但对其破壁机理的研究却少有问津，尚未形成定论。本文正是对这两种方法破裂植物细胞壁的机理进行了研究，力求找到其本质规律，在提取理论方面取得突破，为提取设备的开发提供理论依据。 对于真空微波破裂植物细胞壁的力学模型研究，首先针对真空微波辐射植物细胞的传热过程进行分析，运用热力学方程得到了细胞内水分的汽化速率和微波功率密度、微波时间之间的关系;再根据理想气体状态方程，导出了细胞内压和水分的汽化速度之间的关系，结合能量方程便得到了细胞内压与微波功率密度和微波时间之间的关系。然后运用有限元软件对正六边形柱状植物细胞在真空微波作用下的受力及变形进行分析，得出细胞的整体变形、Z大应力和Z大剪切应力与细胞内部压力之间的关系，同时得到了细胞壁的Z大应力和微波时间之间的关系，准确地预测了植物细胞在真空微波作用下破裂的时间。Z后通过真空微波破裂灵芝细胞的实验验证了这一模型的正确性。 对于单螺杆挤压破裂植物细胞壁的力学模型研究，选取了等螺距变截面单螺杆挤压机为研究对象，针对其在植物挤压过程中对物料的作用力进行了推导。通过选取单螺杆中物料运动方向上的一段微元进行受力分析，分别求得了螺杆对物料，机筒对物料，背压对物料的作用力和物料由于自身形变而产生的作用力，得到了单螺杆中压力分布的数学模型;并针对截面为正六边形的柱状植物细胞模型，得到了植物细胞受力的数学模型。从而建立了单螺杆挤压破裂植物细胞壁的理论模型。 本文还对预处理植物有效成分提取的动力学模型进行了推导，分别得到了植物提取过程中的内扩散和外扩散动力学模型，得到了提取过程中传质速率和植物细胞破裂程度之间的关系。然后通过实验得到了常规浸润、真空微波和挤压三种不同预处理方法下竹叶黄酮的提取过程中的传质动力学方程，同时用电子显微镜记录下经三种不同预处理方法处理后的竹叶细胞的微观结构。再将三组实验的动力学方程和样品细胞结构显微图进行对比，发现细胞破裂程度大的样品的传质动力学方程的系数也更大，这与理论模型所预测的结果完全一致。 本课题提出并建立了真空微波和挤压破裂植物细胞壁的力学模型，并通过实验加以验证。模型表明：真空微波和挤压预处理植物能有效地破裂植物细胞壁强化植物提取，植物细胞的破裂程度越大，提取的速度越快，目标物质的得率越高;可以通过控制真空微波预处理参数来破裂植物细胞壁，强化植物提取;也可以通过选用或设计合适结构参数的单螺杆设备破裂植物细胞壁，强化植物提取。