1、 超声辅助提取糖分

（1）Renew Energ 180 (2021) 258-270. DOI: 10.1016/j.renene.2021.08.057

本文将低共熔溶剂（DES）预处理与超声结合，可进一步增强DES预处理效能，达到协同增效的作用。DES可以通过与组分之间形成的氢键作用和范德华力阻碍材料的再结晶，同时在苯基丙烷单元之间选择性断裂不稳定的醚键，使木质素解聚并从生物质中分离出来。作者对西瓜皮进行超声，通过超声空化将水分子分解成自由基，自由基可以破坏木质素-木聚糖间的化学键，从而去除木质素和半纤维素，并使得DES的渗透变得更加容易，促进了DES与纤维素的接触，从而增强后续的酶水解，得到更多的糖分。如表1所示，DES预处理与超声结合后的西瓜皮仅剩6.11%的木质素含量，比不处理、单独DES或超声处理效果都更好，酶解效率也是最高（91.13%）。

表1 对西瓜皮的不同预处理方法的效果

（2）Ultrason Sonochem 82 (2021) 105870. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2021.105870

木质素本质上是无定形的，超声预处理会使无定形性质降低，从而增加结晶度。作者表征了不同预处理后的结晶度（如图1）：很明显，脱木素后结晶度增加，使用超声波喇叭处理后的样品结晶度最大。未处理样品、传统处理样品、使用超声波浴和碱处理的样品、使用超声波喇叭和碱处理的样品的结晶度分别为36.48%、46.59%、52.21%和53.66%。

图1 不同预处理的甘蔗渣的X射线衍射图

同时进行了扫描电镜的表征。如图2左，未处理的甘蔗渣表现出紧密的性质，细胞壁结合力强，而使用超声波喇叭和碱处理的甘蔗渣因为空化效应也导致颗粒尺寸减小和表面积增加，细胞基质完全分解，整个结构呈现为单独的纤维（图2右）。

图2 不同预处理的甘蔗渣扫描电镜图

2、 超声辅助提取脂质

Algal Research 58 (2021) 102431. DOI: 10.1016/j.algal.2021.102431

微藻生物质因其快速增长和高脂质生产率而被认为是生物燃料和副产品的可持续来源。在这项研究中，作者采用浮珠和超声辅助溶剂萃取法(BBUASE)对微藻中的脂质进行提取，这种方法的脂质产率最高，可以达到18.75%（如图3）。此外，普通螺旋藻细胞和表面层状聚合物微球在超声波的作用下，产生了布朗运动和范德华引力，相互靠近并发生碰撞。这一过程可能提高了普通螺旋藻细胞的破坏效率，促进脂质的释放。

图3 不同方法提取脂质的效果

3、 超声辅助提取糠醛

Ultrason Sonochem 51 (2019) 332-339. DOI: 10.1016/j.ultsonch.2018.09.011

本研究采用超声波辅助酸水解木质纤维素生物质生产糠醛，考察了超声时间、振幅以及投料量对糠醛产量的影响。超声波能提供足够的能量以启动碳水化合物的水解。与无超声酸水解相比，超声能产生微混合区域，增加反应速率和传质。反应介质超声时，产生较高的无序度，增大原料接触面积，促进糠醛的释放。如图4，经过30 min超声处理后，糠醛产量达到12 mg/g左右，当时间继续增加到60 min或120 min时，分别产生42和56 mg/g。当振幅为50%时，糠醛产量约为60 mg/g，继续增加振幅，产量保持不变。当原料用量为100 mg时，糠醛收率较高，可以归因于试剂的用量和超声能量引起的物理效应，有助于纤维素晶体结构的混乱，有利于更好的转化以及选择性的提高。过度增加投料量可能会破坏纤维素晶体结构的无序性，从而导致糠醛收率的降低。

图4 超声时间、振幅以及投料量对糠醛产量的影响

4、 超声辅助提取藻蓝素

LWT-FOOD SCI TECHNOL 118 (2020) 108802. DOI:10.1016/j.lwt.2019.108802

藻蓝素是一种从螺旋藻蓝藻中提取、加工而成的天然食用色素，成分为藻蓝蛋白，其氨基酸组成齐全，可以帮助调节合成人体所需要的多种重要酶。超声+溶菌酶是获取藻蓝素（C-PC）的最佳方法，因为适宜的超声时间和幅度可以提高溶菌酶的活性，提高反应效率，从而获得最高的提取效率（82.55%）。但是当单独进行时，与酶辅助提取（1.19）相比，纯度略低（1.09）（表2）。可能是较高程度的细胞分裂导致位于细胞质和细胞器中的生物分子释放，降低藻蓝素纯度。本研究的提取条件非常温和，即超声处理2.5分钟，振幅为50%，频率为20kHz。因此，超声波处理过程中C-PC的降解程度很低。

表2 提取藻蓝素不同方法的效果比较