玛咖因富含较高的营养价值而被广泛作为膳食补充剂。玛咖的基本组成中碳水化合物含量高达59%,是提取多糖的优质原料。但传统的提取方法,不仅提取时间长且提取率较低,而超声辅助提取能对热和质进行有效地传递,可以显著地提高提取率,节约时间,并且因其绿色、安全和高效而被广泛用于农产品有效成分的提取。提取是一个连续性过程,对其关键指标在线原位实时检测,最终实现提取过程终止的自动判断与决策,对于分离提取过程的智能化控制有重要的价值,目前相关研究鲜见报道。本文首先以玛咖多糖含量为指标,筛选出最佳的超声波工作模式,并在最佳工作模式下,优化提取参数;随后应用NIR技术对提取过程提取液中多糖含量进行在线检测与建模,进而为提取终点判断模型的建立提供支持;最后将提取的多糖样品作用于巨噬细胞,测定其细胞存活率和促炎细胞因子(TNF-a和IL-6)的含量,探索玛咖多糖的毒性及免疫活性。主要研究工作及其结果如下:(1)玛咖多糖的超声辅助提取技术研究:以多糖含量为指标,研究不同超声波及其工作模式对玛咖多糖提取效果的影响,优化并得到最佳提取参数,通过中红外光谱揭示超声辅助提取是否改变多糖的化学结构。试验结果显示:相同处理条件下,单频逆流聚能式、双频逆流聚能式和三频发散式的超声波均可显著提高玛咖多糖的提取含量,其中聚能式超声优于发散式超声、交替双频聚能式超声优于单频和同步双频聚能式超声,且交替双频超声20-35 kHz为最优工作模式,作用时间为15 min。在此模式基础上,最佳提取条件为:提取时间15 min、料液比1:10 g/m L、功率密度150 W/L、工作间歇时间比4 s/3 s、温度50℃。与传统热水提取相比,本方法粗提物、粗多糖和精多糖的提取率分别提高了10.80%、29.40%和44.90%。中红外光谱分析表明:热水提取与超声辅助提取得到的玛咖粗提物在3226、2926、1026、923 cm-1等处的吸收峰保持一致性,说明粗提物结构没有被改变。(2)玛咖多糖提取过程的原位实时监测技术研究:利用近红外光谱仪对玛咖溶液的提取过程进行了原位实时光谱采集,对光谱信息进行不同方法的预处理;通过PLS建模,并按照权衡考虑相关系数RC、RP和RMSECV、RMSEP的大小,筛选出最佳的光谱区间并联合建立Si-PLS模型。试验结果显示:平滑对原始光谱预处理后,PLS建模效果最佳。PLS建模后,多糖的最优波长区间为:1258.591-1316.735 nm、2027.121-2084.226 nm、2153.93-2210.888 nm和2337.239-2387.696 nm,Si-PLS联合4个区间建立多糖含量模型的RC、RP和RMSECV、RMSEP分别为0.9621、0.9667和0.0116、0.0137。(3)玛咖多糖的毒性及免疫活性评价研究:将超声和热水提取后的玛咖精多糖样品经过DEAE-52纤维离子交换柱纯化,并通过紫外光谱扫描检测是否还存在蛋白,同时通过HPGPC鉴定其单糖组成。同时培养小鼠巨噬细胞,并将热水粗提物、超声粗提物、热水粗多糖、超声粗多糖、热水纯化多糖和超声纯化多糖作用于RAW 246.7细胞后,通过MTT法检测细胞活性,ELISA试剂盒检测细胞培养上清液中细胞因子的释放量,来判断多糖的毒性及免疫活性。试验结果显示:MK-C和MK-R分别是由纯净水洗脱出来的超声纯化多糖和热水纯化多糖,提取率、纯度分别为10%、93.34%和10%、95.6%,且仅在200 nm左右处有一吸收峰,为多糖的特征性的吸收峰,在260 nm-280 nm处均无吸收峰,说明不含有核酸、蛋白质、多肽和其他杂质成。MK-C和MK-R的单糖组成都为阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖。不同的多糖样品作用于RAW 246.7细胞后没有表现出毒性作用,而相反具有促进增殖的作用。不同的多糖样品均能显著的促进巨噬细胞对IL-6和TNF-a的分泌(p<0.05,p<0.01),且热水和超声纯化后的多糖效果最优,超声辅助提取的多糖促进巨噬细胞释放IL-6和TNF-a的效果优于热水。