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黄曲霉毒素B1(AFB1)是真菌产生的次级代谢产物,易出现在农产品、饲料以及食品中,对粮油食品造成污染。这种毒素具有致癌性、致畸型以及致突变性,对人体及动物危害很大,因此如何高效快速的对食品及饲料中的AFB1进行降解脱毒成为目前亟待解决的问题。光催化技术是一种绿色环保的新型降解技术,近些年受到了欧美各国研究学家的广泛关注,目前,该技术已成功应用于工业废水和染料的降解,显示出了巨大的应用潜力,但在食品领域尚处于起步阶段。更值得注意的是,目前光催化降解技术广泛使用的光催化剂(例如Ti O2)大多数只能被紫外光照射产生的能量激发,由于紫外光仅占太阳光谱的5%左右,并且紫外光照射可能会诱发一些潜在的疾病,大大限制了这些材料的利用以及应用前景。石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种化学性质稳定、制备过程简单的光催化剂,在可见光下具备优越的光催化性能而备受关注。本研究将可见光响应型的g-C3N4材料应用于粮油食品中AFB1的降解,系统的考察了降解性能、重复稳定性以及降解机理,具体研究内容如下:(1)首先,以三聚氰胺、尿素和硫脲为前驱体,采用高温煅烧的方式合成了三种不同类型的多孔状g-C3N4,考察其在可见光照射下对AFB1的降解性能,并系统研究可见光源、催化剂用量、毒素初始浓度等因素对AFB1降解性能的影响,初步探讨其降解机理。研究结果表明,尿素制备的g-C3N4(CNO)吸附性能好,但以三聚氰胺为原料制备的g-C3N4(CN)在可见光下对AFB1的降解率高于CNO,原因是CN的晶体性能好,对可见光的响应值更高,因此选择三聚氰胺制备的g-C3N4(CN)进行后续研究。在AFB1初始浓度为1μg/m L、p H值为3,CN的添加量为10 mg的条件下,以金卤灯为可见光源照射90 min后AFB1的降解率可达98%;CN光催化降解AFB1的反应遵循一级动力学方程(R~2≥0.98);由于材料的损失导致CN对AFB1的降解率随循环次数的增加而降低,四次循环利用后材料对AFB1的降解率为83%;通过自由基捕获实验得出,超氧自由基(·O2-)在CN降解AFB1过程中起重要的作用,其次是空穴(h+)。(2)针对g-C3N4作为粉末状催化剂存在着难回收再利用的问题,并且单一的g-C3N4对食用油中AFB1的吸附与降解性能较低等情况,设计制备了高催化活性、易回收的氮化碳/氧化石墨烯水凝胶微球(CN/GO/SA),探究了CN/GO/SA复合水凝胶对花生油中AFB1的降解性能。采用SEM、FTIR、XRD、XPS、UV-Vis DRS对CN/GO/SA水凝胶微球进行表征,结果证明,与单一的g-C3N4相比,CN/GO/SA水凝胶保留了g-C3N4的多活性位点的特点,g-C3N4与GO的成功负载,使得CN/GO/SA的比表面积增大,此外材料对可见光的响应也有所提高;研究了CN/GO/SA对花生油中AFB1降解效果,结果表明,GO的引入大大提高了材料的吸附性能,暗反应45 min后可达到吸附平衡;在金卤灯的照射下,当CN/GO/SA的掺杂比为20%、添加量为32 mg、光照时间为120 min、花生油中AFB1初始含量为200μg/kg时,降解率最高为98.4%,此时花生油中AFB1的含量为3.2μg/kg,符合国家一级花生油AFB1的限量标准;CN/GO/SA光催化降解花生油中AFB1的反应遵循一级动力学方程(R~2≥0.98);通过添加自由基清除剂初步探究CN/GO/SA光催化降解花生油中AFB1的反应机理,结果表明,超氧自由基(·O2-)在CN/GO/SA光降解花生油AFB1过程中起主要作用,其次是空穴(h+)。此外,制备的CN/GO/SA水凝胶微球具有良好的循环稳定性,在重复降解5次后,对花生油中AFB1的降解效果保持在95%左右。(3)通过对花生油的酸价、碘值、氧化稳定性、过氧化值以及脂肪酸的含量等理化品质指标进行了分析测定,考察了CN/GO/SA可见光催化降解花生油中AFB1对油脂品质以及储藏稳定性的影响。结果表明,在光催化降解过程中,光照30 min后花生油的酸价和过氧化值发生显著增加,并保持在一定范围内小幅度波动,碘值则在光照120 min后才发生显著的降低,此时花生油氧化诱导时间由7.07 h减少到6.93 h,但脂肪酸的含量则一直未发生显著变化,推测花生油在光照120 min后可能会引起花生油中油脂发生氧化,但影响不大。在储藏过程中,空白样和光照样的酸价、过氧化值都随着储藏天数的增加发生小范围的升高,但都远低于国标;碘值、脂肪酸含量波动较小,结合氧化稳定性趋势可知,花生油的氧化稳定性并未受影响。(4)利用UPLC-Q-Orbitrap MS/MS进一步对AFB1降解产物进行分离鉴定,根据总离子流图、所对应的二级质谱图,将离子碎片信息与数据库进行比对推测降解产物的分子结构及降解路径。研究结果表明,光催化降解AFB1过程中形成5个降解产物,其分子式分别为A(C12H22N2O2)、B(C15H14O5)、C(C15H14O5)、D(C16H14O5)、E(C12H11O4)。此外,通过查阅文献并结合图谱信息推测出CN/GO/SA光催化降解AFB1的可能路径。此外,在CN/GO/SA光催化降解AFB1的过程中,AFB1的呋喃环和内酯环被破坏,因此推测降解产物的毒性显著降低。