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玉米是世界上重要的粮食作物之一,同时也是食品、饲料和工业的重要原料。由于玉米中黄曲霉毒素B1(AFB1)污染严重,食品和饲料中的黄曲霉毒素污染每年在全球范围内造成巨大的经济损失和健康风险。因此,寻找合适的方法消减玉米中的AFB1,保障玉米原料及其制品的质量安全,是全球范围内高度关注的问题。本研究首先探讨了水分子在微波降解AFB1过程中的重要作用和水辅助微波降解AFB1的效果及规律,分析了其降解AFB1的化学反应动力学以及降解过程中的“非热效应”。其次,通过超高效液相色谱(Ultimate 3000)串联四级杆-静电场轨道阱高分辨质谱(UHPLC-Q-Orbitrap)研究了水辅助微波降解AFB1的产物,及多种因素对降解产物种类的影响,明确了AFB1的降解路径。最后,分析了该方法降解玉米中AFB1的效果和各因素对降解效果的影响,以及该方法在降解玉米中AFB1的过程中对玉米品质的影响。研究结果表明:(1)水分子在微波降解AFB1的过程中可以作为传热介质提高AFB1的升温速率,同时降低AFB1降解所需的温度,增加AFB1的降解率。高压密闭条件下,微波功率越大,体系的温度越高,AFB1的降解率越高。当微波加热温度恒定时,提高微波功率可以增加AFB1的降解率;水辅助微波降解AFB1的效果还受到AFB1初始浓度的影响,即在一定的浓度范围内(0.05 mg/L~5 mg/L),AFB1的降解率随着AFB1初始浓度的增加呈现先增加后减少的趋势;水辅助微波降解AFB1的过程中存在“非热效应”加快了AFB1的降解速率,促进了AFB1的降解。对水辅助微波降解AFB1的动力学研究表明该降解过程属于伪一级反应动力学。(2)AFB1被水辅助微波降解后,使用UHPLC-Q-Orbitrap检测和SIEVE软件的差异性分析共找到了6个主要的降解产物。微波加热温度影响AFB1降解产物的种类,而微波加热时间、微波加热功率、AFB1初始浓度则主要影响AFB1降解产物的数量。依据6个降解产物的分子式及二级质谱信息,参考AFB1的化学结构,推测了6个降解产物的化学结构。并通过化学结构验证软件Mass Frontier 7.0对6个降解产物的化学结构进行验证。同时依据降解产物的化学结构,推测了水辅助微波降解AFB1的路径。AFB1化学结构中内酯环的水解是最主要的降解方式,若微波加热温度较高(≥130℃),可同步发生呋喃环结构的水解。AFB1被降解后,最主要的两个毒性基团(C(8)-C(9)双键和内酯环)被破坏,因此其毒性显著降低。(3)玉米粒度、微波加热温度、料液比、微波功率、AFB1初始含量对水辅助微波降解玉米中AFB1的降解率具有显著影响。玉米粉中AFB1的降解率优于玉米粒,且通过实验确定2 W/g(400 W/200 g)的升温速率有利于准确控制体系终止温度。提高微波加热温度(100℃~160℃),AFB1的降解率从6.6%增加至90.6%;随着料液比的减小(1:1~1:9),AFB1的降解率从45.6%增加至62.5%;随着微波功率增加(200 W~800W),AFB1的降解率从49.1%增加至83.3%;随着玉米中AFB1初始含量增加(120μg/kg~400μg/kg),AFB1的降解率从62.0%增加至74.0%。另外,对不同条件下玉米中AFB1的降解动力学模型研究表明,水辅助微波降解玉米中AFB1的过程也符合伪一级动力学模型。(4)水辅助微波降解AFB1过程中对玉米的色泽、霉菌数量、过氧化值、体外消化性、糊化特性具有显著的影响。处理后玉米色泽发生不同程度的褐变,玉米中的主要霉菌被大量杀灭,且玉米粉的体外消化性增加(快消化与慢消化淀粉百分含量增加)。随着处理时间的延长,玉米中过氧化值、抗性淀粉含量、玉米粉的热糊稳定性和冷糊稳定性呈现不断增加的趋势;随着温度的升高,玉米中过氧化值呈现先增加后减少的趋势,玉米粉的热糊稳定性和冷糊稳定性呈现不断增加的趋势,但不影响玉米粉中抗性淀粉含量;随着料液比的减小,玉米中过氧化值和抗性淀粉的含量表现为不断减少的趋势;随着微波功率的增加,玉米中过氧化值、玉米粉的热糊稳定性和冷糊稳定性呈现不断增加的趋势,但对抗性淀粉含量影响不大。综上,水分子在AFB1降解过程中既是AFB1的溶剂,又参与了AFB1的降解反应,且水分子降低了微波降解AFB1所需的温度,提高了AFB1的降解率。同时,水辅助微波降解玉米中的AFB1时,若其它微波处理条件不变,通过增加水的比例(减小料液比),不仅可以进一步增加AFB1的降解率,而且有利于避免玉米色泽的褐变、过氧化值的升高、抑制抗性淀粉的产生、使玉米的糊化特性最接近未处理玉米。这充分体现了水辅助微波法在降解玉米中AFB1时的潜在优势及具有的应用前景。