玉米是全球仅次于小麦和水稻的第三大经济作物,是粮食产业重要支柱之一,也是畜牧饲料、酒精、淀粉等多种产业的重要原料。玉米及其产品极易感染真菌而产生玉米赤霉烯酮（Zearalenone,ZEN）等真菌毒素,且近年来发现其往往同时污染有隐蔽型ZEN,严重影响玉米、饲料、酒精、淀粉等产业的安全和发展。因此隐蔽型ZEN的有效防控是保障消费者健康及动物饲料、淀粉、酒精生产等各种产业安全的关键措施之一。根据真菌毒素与极性小分子或基质大分子结合形式的不同,隐蔽型真菌毒素分为修饰态隐蔽型毒素和基质结合态隐蔽型毒素,这些隐蔽型毒素在传统分析方法与评价体系中极易被忽略而造成漏检等风险低估问题。其中,基质结合态隐蔽型毒素在酶、加工条件等影响下,其与大分子基质的结合作用发生变化,甚至释放出毒素原型分子,给食品安全、人和动物健康造成严重隐患,尤其值得关注与控制。玉米产业中是否大量存在基质结合态隐蔽型ZEN?隐蔽型ZEN是如何形成的?结合态隐蔽型ZEN是否可以被有效检测和防控?目前基质结合态隐蔽型ZEN的相关研究很少,不仅缺乏污染数据,对该类隐蔽型ZEN在存在形式、转化规律、防控措施等方面的研究均相对空白。基于此,本课题以基质结合态隐蔽型ZEN为研究对象,首先研究建立了玉米中基质结合态隐蔽型ZEN的检测方法,明确了玉米中基质结合态隐蔽型ZEN的存在及其结合基质成分为玉米醇溶蛋白（zein）,解析了ZEN与结合基质zein相互结合的分子机制。然后研究zein结合态隐蔽型ZEN在典型加工条件（温度和p H）下与游离型ZEN相互转化的规律,并从分子水平解析温度和p H诱导隐蔽型ZEN与游离型ZEN相互转化的分子机制。这为补充隐蔽型ZEN的种类、建立并完善ZEN国家限量标准和监测方法等提供理论依据,有助于保护消费者健康,促进玉米及相关产业安全。主要研究内容及结果如下:（1）玉米中基质结合态隐蔽型ZEN的存在及结合基质研究采用超高效液相色谱-质谱联用技术（Ultra performance chromatography coupled to tandem mass spectrometry,UPLC-MS）和体外消化模型,对消化处理前后玉米及其产品中游离型和隐蔽型ZEN含量及其变化进行研究。结果表明,受试样本中,75.0%的ZEN阳性样品同时污染有基质结合态隐蔽型ZEN,其含量是游离型ZEN的0.2～1.5倍,且游离型ZEN（A）、隐蔽型ZEN（B）和总的ZEN（C）之间存在强相关性,分别表示为C=1.596A-4.150（r=0.9974）,B=0.5925A-4.763（r=0.9818）。所得到的相关性关系可为大量样本中ZEN实际污染水平的评估提供理论支撑和参考。通过研究玉米主要基质成分（zein、谷蛋白和淀粉）中游离型ZEN、隐蔽型ZEN以及总的ZEN之间的差异,发现zein中隐蔽型ZEN的含量是游离型ZEN的6～7倍,而谷蛋白和淀粉中无显著性差异,明确了玉米中基质结合态隐蔽型ZEN的主要结合基质成分是zein。（2）Zein结合态隐蔽型ZEN的结合分子机制采用光谱学、分子对接等方法研究ZEN-zein相互作用的结合类型、作用力、亲和力大小、结合常数、结合位点和结合距离,分析ZEN与zein的结合分子机制,揭示zein对ZEN的隐蔽机理。光谱学结果表明,ZEN可通过疏水相互作用和氢键自发地与zein相互作用而形成基态复合物,结合常数为1.70×10~4 L mol-1。ZEN-zein相互作用改变了zein的构象,使色氨酸（Tryptophan,Trp）和酪氨酸（Tyrosine,Tyr）周围的极性增强,疏水性降低。此外,ZEN-zein相互作用使zein的二级结构改变,α-螺旋和β-折叠的比例分别从54.5%和20.5%下降到36.8%和19.2%,而β-转角从10.9%增加到21.4%,无规卷曲从14.1%增加到22.6%。分子模拟结果进一步表明,ZEN与zein中Gln154形成氢键作用,结合距离为2.69（?）,与Ala37、Phe40、Glu41、Gln94、Pro97、Leu151、Leu155和Leu211等形成强疏水相互作用,与Phe40的侧链苯环形成π-π堆积作用,距离为3.91（?）。在氢键、疏水作用、π-π堆积作用等非共价键作用的驱动下,ZEN进入zein中位点Ⅱ的疏水空腔而形成zein结合态隐蔽型ZEN,结合能为-2.64 kcal/mol。（3）不同加工条件下隐蔽型ZEN的消长规律通过不同加热温度（100℃、120℃、170℃和220℃）和p H（0、1、2、11、12、13、14）处理,研究zein和玉米中隐蔽型ZEN与游离型ZEN在不同加工条件下的转化规律。结果显示,zein和玉米样品经热处理后,隐蔽型ZEN的占比分别由54.25%和41.00%降低至23.31%和16.00%,游离型ZEN的占比分别由45.75%和55.87%增加至76.69%和84.00%,表明热处理会显著破坏ZEN与zein的相互作用,导致隐蔽型ZEN向游离型ZEN转化。碱处理中随着p H值的增加（p H 6～13）,zein和玉米样品中隐蔽型ZEN的占比分别由54.25%和41.00%均降低至0,而游离型ZEN的占比分别由76.69%和84.00%均增加至100%,说明碱处理也会破坏ZEN与zein的相互作用,导致隐蔽型ZEN向游离型ZEN转化。酸处理中随着p H值的降低（p H 6～0）,zein和玉米中隐蔽型ZEN的占比分别由54.70%和41.00%均增加至100%,而游离型ZEN的占比分别由76.69%和84.00%降低至0,表明酸处理会促进ZEN与zein的相互作用,导致游离型ZEN向隐蔽型ZEN转化。此外,温度和p H诱导的隐蔽型ZEN与游离型ZEN相互转化规律同样适用于zein提取工艺以及玉米饼加工过程中,并研究得出最佳的zein提取条件（80℃和p H 13）和玉米饼加工条件（4%Ca（OH）2、60 min和100℃）。（4）热处理诱导隐蔽型ZEN向游离型ZEN转化的分子机制研究不同热处理温度下ZEN与zein相互作用的结合类型、作用力、亲和力大小、结合常数、结合位点、结合距离等的变化,以及热处理诱导zein在微观结构、氨基酸分布、巯基和表面疏水性等变化,揭示热处理诱导隐蔽型ZEN向游离型ZEN转化的分子机制。光谱学结果表明,高温环境（393 K）会削弱ZEN与zein的相互作用,结合常数由1.70×10~4 L mol-1降低至0.27×10~4 L mol-1,作用力由疏水作用转变为氢键和范德华力。热处理使zein结构伸展,游离巯基、表面疏水性增加,部分zein失去其球状结构,出现“断裂”现象。热处理还会使α-螺旋降低,β-折叠、β-转角和无规卷曲增加,表面电荷降低。分子模拟结果进一步表明,高温（393K）使zein的肽链伸展,破坏ZEN与zein的结合,改变ZEN在zein原有的结合位点Ⅰ,由常温下与Leu81、Arg85、Val125、Ala129和Gln132等形成强疏水作用转变为与周围Ile166、Phe169和Phe179形成弱疏水相互作用,难以形成稳定的复合物,且结合能变为正值,ZEN易于从zein中脱落,导致zein结合态隐蔽型ZEN转变成游离型ZEN。（5）p H诱导隐蔽型ZEN和游离型ZEN相互转化的分子机制研究强酸（p H 2,p H 1,p H 0）和强碱（p H 11,p H 12,p H 13）对ZEN-zein复合物结合类型、作用力、亲和力、结合常数、结合位点、结合距离等的影响,分析不同p H诱导zein在其微观结构、巯基、表面疏水性、脱酰胺度等的变化,并通过阐明p H诱导ZEN与zein结合模式、结合能的变化,揭示p H诱导隐蔽型ZEN与游离型ZEN相互转化的分子机制。光谱学结果显示,酸性条件会促进ZEN与zein的相互作用,结合常数由3.46×10~4 L mol-1增加至10.00×10~4 L mol-1,疏水相互作用增强,使ZEN对Trp和Tyr微环境的极性的影响增强。酸性条件诱导zein空间结构和二级结构改变,α-螺旋和β-折叠降低、β-转角和无规卷曲结构增加;zein发生脱酰胺,游离巯基降低,表面疏水性降低。然而,碱性条件不利于ZEN与zein的相互作用,结合常数由3.46×10~4 L mol-1降低至1.45×10~4 L mol-1,疏水作用力降低,ZEN对Trp和Tyr残基周围微环境极性的影响减小。碱性条件诱导zein结构伸展,破坏zein分子间相互作用,导致游离巯基和表面疏水性增加。分子动力学模拟结果显示,酸性条件改变zein的空间结构,使zein发生结构重排,形成新的结合位点,使更多疏水性氨基酸排布在zein球状体内部,形成疏水空腔。ZEN的内酯环和侧链甲基与疏水空腔的Tyr82,Leu81,Leu78和Met79形成强疏水作用,与Tyr82的苯环形成π-π相互作用,与Leu78形成氢键,结合能为-43.49 k J/mol,形成稳定的ZEN-zein超分子络合物。而碱性条件破坏zein结构,使肽链伸展,其关键基团（苯环和内酯环）均不能与周围氨基酸形成疏水作用,且结合能高达148.48±54.32 k J/mol,使ZEN随时有从zein“脱落”的趋势,导致ZEN从zein中释放,成为游离型ZEN。综上所述,玉米及其产品中存在与游离型ZEN同时污染有基质结合态隐蔽型ZEN的安全问题,且玉米中基质结合态隐蔽型ZEN的主要结合基质成分为zein。在氢键、疏水相互作用、π-π堆积作用等作用力的驱动下,ZEN结合在zein位点Ⅱ的疏水性空腔,从而形成zein结合态隐蔽型ZEN。食品和农产品加工过程中,温度和p H是影响隐蔽型ZEN与游离型ZEN相互转化的关键因素。高温和碱性条件不利于ZEN与zein的相互作用,并使zein肽链伸展,破坏结合位点,使隐蔽型ZEN从中释放出来,形成游离型ZEN。酸性条件则促进ZEN与zein的相互作用,并使zein发生结构重排,使更多ZEN结合在zein的疏水性空腔,而形成隐蔽型ZEN。本论文对zein结合态隐蔽型ZEN在不同温度和p H下转化规律及分子机制的研究将为今后通过加工过程控制隐蔽型ZEN提供理论基础。