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霉菌是食品中常见的污染物,由其引起的食源性疾病是一项重要的食品安全公共卫生问题。此外,一些霉菌菌株还会产生有毒次级代谢产物霉菌毒素,如赭曲霉毒素A（Ochratoxin,OTA）。发展高效、绿色的霉菌毒素及霉菌污染物处理技术是促进食品安全水平得以提升的基石。为了实现这一目标,人们将目光投向了在解决环境污染问题上展现出高效、适用范围广等特点的半导体光催化技术。其中,代表性钛基光催化剂纳米TiO2凭借高光催化活性、无毒、化学稳定性良好等优点被广泛用于顽固性有机污染物去除以及抗菌防霉领域,近些年在食品领域也取得了一些成果。但纳米TiO2具有典型宽带隙半导体材料对太阳光利用率低以及光生载流子易复合的缺陷。上转换材料（Upconversion nanoparticle,UCNP）常常充当将近红外光转换为紫外/可见光的光学换能器,将上转换材料与纳米TiO2复合可以改善TiO2的缺陷,使纳米TiO2的光响应范围向近红外光区扩展,光催化活性得到提高。本文选择OTA以及OTA产生菌之一的鲜绿青霉为目标污染物,首次研究了上转换材料与纳米TiO2复合材料对以上两种目标污染物的减控效果。首先,采用热分解法制备上转换材料NaYF4:Yb,Tm,通过钛酸酯水解法在NaYF4:Yb,Tm表面包覆锐钛矿TiO2纳米层得到具有核壳结构的复合光催化材料NaYF4:Yb,Tm@TiO2。借助TEM、XRD、UV-Vis DRS和PL对材料进行了结构表征。随后研究了NaYF4:Yb,Tm@TiO2对OTA的降解效率,分析了OTA在光催化降解过程中的中间产物。光催化降解实验表明,在紫外-可见-近红外光（200 nm-2500 nm）辐照下,NaYF4:Yb,Tm@TiO2可以发挥光催化效应,释放活性氧自由基,实现对OTA的降解。进一步优化实验条件发现,当光催化材料用量为10 mg/mL、溶液pH为6.2时,300 W氙灯光照30 min后初始浓度为5μg/mL的OTA降解率可达98.7%,降解反应符合一级动力学方程。利用超高效液相色谱-四级杆飞行时间质谱技术研究了OTA的降解产物,分析鉴定了2种产物,质荷比m/z分别为374.0和360.1,推测其可能分子式为C19H16ClNO5和C19H17Cl NO4。研究结果为NaYF4:Yb,Tm@TiO2光催化技术应用于降解霉菌毒素提供了参考依据。其次,对NaYF4:Yb,Tm@TiO2的抗霉菌性能进行了考察。实验菌种选择OTA产生菌之一的鲜绿青霉,采用平板涂布法考察了NaYF4:Yb,Tm@TiO2对鲜绿青霉的抗菌效果。结果表明,经过光催化处理的鲜绿青霉在平板上出现菌落数减少的现象,且抗菌率与光催化作用时间呈正相关,此外鲜绿青霉菌丝生长受到抑制。在全波长光照射240 min后,光催化处理组的抗菌率达98.1%。扫描电镜观察鲜绿青霉孢子外部形态发现未处理组鲜绿青霉孢子形态完整,表面饱满,而经NaYF4:Yb,Tm@TiO2光催化处理的鲜绿青霉孢子形态发生了明显变化,孢子逐渐皱缩凹陷,形态发生严重破坏。经过光催化处理的鲜绿青霉在260 nm和280 nm处的吸光值增加,说明光催化处理对鲜绿青霉细胞膜结构产生了影响,致使核酸和蛋白质大分子物质流出。最后,为了将钛基材料应用于食品保鲜,以κ-卡拉胶（KC）和魔芋葡甘露聚糖（KGM）为成膜基材,纳米TiO2为填料,制备了KC/KGM/TiO2纳米复合膜。研究了不同浓度纳米TiO2掺杂对复合膜形貌、机械性能、阻湿性等性能的影响,并对复合膜进行了结构表征。结果表明,KC/KGM/TiO2纳米复合膜表现出比KC/KGM复合膜更高的对水蒸气和紫外的阻隔性能。同时纳米TiO2能够改善复合膜的热稳定性和机械性能,随着纳米TiO2含量的增加,复合膜的拉伸强度先增加后减小,膜的断裂伸长率降低。当纳米TiO2添加量为5%时,拉伸强度达到最大值63.7 MPa。抗菌实验表明,复合膜的抗菌性能随纳米TiO2含量的增加而更加显著,当纳米TiO2的添加量为7%时抗菌性能最佳,全波长光照射（200 nm-2500 nm）6 h后对鲜绿青霉的抗菌率达79.0%。切片面包和草莓的保鲜实验表明,KC/KGM/TiO2纳米复合膜能够延缓食品腐败变质,有效维持食品的品质。该部分实验结果证明了向KC、KGM生物聚合物基质中掺入纳米TiO2制备抗菌食品包装的可行性。