低溫放電等離子體對葡萄干中赭曲霉毒素A的降解效果及降解機(jī)理

張紹君，張文樂，孫守峰，段宇萌，王 英

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院，新疆 烏魯木齊 830052）

赭曲霉毒素是由曲霉菌屬和青霉菌屬產(chǎn)生的一類次生代謝產(chǎn)物，由A、B、C、D等7 種化合物組成，主要對人和動物腎臟有嚴(yán)重危害，其中赭曲霉毒素A（ochratoxin A，OTA）是毒性最大、也是對農(nóng)作物的污染最嚴(yán)重的一種[1]。OTA因其對肝、腎的毒性和致畸、致癌性，于1993年被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)劃分為2B類致癌物[2]。在多種真菌毒素中，OTA在農(nóng)產(chǎn)品、食品和動物飼料中都有廣泛的分布，例如谷類、谷類制品、葡萄酒、飲料、干果和咖啡中都有被檢測到[3]，它的毒性和對農(nóng)產(chǎn)品污染的嚴(yán)重性僅次于黃曲霉毒素，因而引起了很多國家和有關(guān)組織的關(guān)注[4]。在2019年9月，歐盟食品飼料類快速預(yù)警系統(tǒng)發(fā)布通報(bào)，原產(chǎn)于我國的葡萄干中OTA的檢測結(jié)果為21.91 μg/kg，嚴(yán)重超過歐盟規(guī)定在葡萄干中OTA的限量規(guī)定（10.0 μg/kg）[5]，嚴(yán)重影響了我國的葡萄干進(jìn)出口貿(mào)易。

傳統(tǒng)的控制真菌毒素的方法可分為物理法、化學(xué)法和生物降解法，主要包括紫外降解[6]、電子束輻照[7]、熱處理[8]、物理吸附[9]、氧化降解[10]、微生物降解法[11]等，但這些方法存在效果不穩(wěn)定、化學(xué)物質(zhì)殘留、降解成本高、營養(yǎng)成分損失較大、難以規(guī)?；a(chǎn)等缺點(diǎn)。等離子體是一種含有多種離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子等活性物質(zhì)的電離氣體，其活性物質(zhì)常常被認(rèn)為是導(dǎo)致微生物的DNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)以及脂質(zhì)膜損傷的主要原因，從而能夠有效地滅活果汁、牛奶、肉類、水果、蔬菜等食品表面上的產(chǎn)孢和腐敗/致病菌，并且能使真菌毒素的分子鍵斷裂，形成低毒或是無毒的小分子物質(zhì)，從而降解真菌毒素[12-13]。Wang Shiqing等[14]在300 W條件下進(jìn)行10 min的低溫射頻等離子體處理，黃曲霉毒素B1（aflatoxin B1，AFB1）的降解率達(dá)到88.3%。烘焙咖啡中OTA經(jīng)冷等離子體在輸入功率為30 W、輸出電壓為850 V、氦氣流量為1.5 L/min的條件下處理30 min，咖啡中OTA的含量明顯降低了50%[15]。榛子中的AFB1經(jīng)以N2和O2的混合物為載體氣體的介質(zhì)阻擋放電等離子體在1000 W處理12 min后，降解率達(dá)到了70%[16]。Iqdiam等[17]使用大氣冷等離子體處理10 min后，小麥籽粒中T-2毒素和HT-2毒素顯著下降，分別降低了79.80%和70.40%。常壓冷等離子體能夠有效降解大麥粒中的脫氧雪腐鐮刀菌烯醇（deoxynivalenol，DON），且對大麥粒的蛋白質(zhì)和β-葡聚糖無顯著影響[18]。綜上研究表明，等離子體在降解真菌毒素和提高工藝效率方面具有較高應(yīng)用潛力。

然而，目前利用等離子體技術(shù)降解真菌毒素的機(jī)理還不完全，對其降解產(chǎn)物的種類、結(jié)構(gòu)和毒性等問題還缺乏深入的認(rèn)識。高效液相色譜-四極桿-靜電場軌道阱高分辨質(zhì)譜（high performance liquid chromatographyquadrupole-electrostatic field orbitrap high resolution mass spectrometry，HPLC-Q-Orbitrap-HRMS）具有分辨率高、定性定量能力好、檢測快速高效等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于天然產(chǎn)物或降解產(chǎn)物中已知化合物和未知化合物的鑒定。高分辨質(zhì)譜可以利用目標(biāo)化合物母離子的精確質(zhì)量數(shù)對其進(jìn)行直接定量，可以提供精確分子質(zhì)量和預(yù)測分子式，為鑒定未知化合物和代謝產(chǎn)物提供更多的信息[19]。

本研究采用低溫放電等離子體對葡萄干中OTA進(jìn)行降解，并對不同初始質(zhì)量濃度和放電電壓下葡萄干中OTA的降解效果進(jìn)行評價(jià)。然后，在此基礎(chǔ)上采用HPLC-Q-Orbitrap-HRMS鑒定經(jīng)等離子體處理的OTA降解產(chǎn)物，參考相關(guān)文獻(xiàn)[20-23]推測其降解途徑，并對處理前后葡萄干品質(zhì)進(jìn)行測定，以期為低溫放電等離子體降解食品中OTA的實(shí)際研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

無核白葡萄干（不含OTA），采購于新疆烏魯木齊市北園春干果市場，果實(shí)大小均一、無機(jī)械損傷。

OTA標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥99.8%）美國Sigma-Aldrich公司；乙腈（色譜級）天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司；葡萄糖、氫氧化鈉、硫酸銅、碳酸氫鈉、亞甲基藍(lán)、酒石酸鉀鈉、草酸、酚酞、鹽酸、乙酸鋅、氯化鈉、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉（以上均為分析純）天津市光復(fù)科技發(fā)展有限公司；2,6-二氯靛酚鈉鹽、鄰苯二甲酸氫鉀、抗壞血酸、吐溫-20 上海源葉生物科技有限公司；免疫親和柱 深圳逗點(diǎn)生物技術(shù)有限公司。

20 mmol/L磷酸鹽緩沖液（phosphate buffered saline，PBS）配制：0.62 g NaH2PO4·2H2O+5.73 g Na2HPO4·12H2O+9 g NaCl，蒸餾水溶解并定容至1000 mL，調(diào)pH值至7.4。

1.2 儀器與設(shè)備

DBD-50低溫等離子體空氣常壓實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器 南京蘇曼等離子體科技有限公司；LC-20A高效液相色譜儀日本島津（中國）有限公司；7890B-5977系列氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）聯(lián)用儀 美國安捷倫科技有限公司；Q-Exactive plus型四極桿-軌道阱-高分辨質(zhì)譜系統(tǒng) 德國賽默飛世爾科技公司；3nh SC-10手持色差儀 廣東三恩時(shí)智能科技有限公司；FK-16A快速水分測定儀 廈門弗布斯檢測設(shè)備有限公司。

1.3 方法

1.3.1 OTA標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制

OTA標(biāo)準(zhǔn)品10 mg溶于色譜乙腈溶液中，定容至100 mL，配制成100 μg/mL的OTA標(biāo)準(zhǔn)原液，置于-20 ℃冰箱中冷藏備用。用乙腈對標(biāo)準(zhǔn)原液進(jìn)行稀釋，得到10、30、50 μg/mL的OTA標(biāo)準(zhǔn)工作液，置于4 ℃冰箱。

1.3.2 染毒葡萄干的制備

稱取60 g無核白葡萄干3 份（未測出OTA）置于培養(yǎng)皿，分別采用10、30、50 μg/mL的OTA標(biāo)準(zhǔn)工作液對葡萄干進(jìn)行浸泡染毒，保證OTA在葡萄干中均勻分布，于通風(fēng)櫥風(fēng)干備用。

1.3.3 低溫放電等離子體處理

以低溫放電等離子體處理葡萄干中OTA的降解效果為考察指標(biāo)，固定其他因素，基于圖1的等離子體設(shè)備分別探討不同初始質(zhì)量濃度和放電電壓對OTA降解效果的影響。將不同濃度的染毒葡萄干置于等離子體處理室，使用空氣作為載氣，放電電壓為75 kV、放電間距為0.9 cm的螺旋電極（高壓電極）與接地電極之間產(chǎn)生絲狀放電，從而產(chǎn)生大量臭氧、過氧化氫、羥自由基以及激發(fā)態(tài)粒子等活性物質(zhì)降解OTA，每個(gè)處理重復(fù)進(jìn)行3 次。

圖1 低溫放電等離子體裝置示意圖Fig.1 Schematic diagram of low-temperature discharge plasma generation device

1.3.4 不同低溫放電等離子體條件下葡萄干中OTA的降解實(shí)驗(yàn)

1.3.4.1 不同初始質(zhì)量濃度對葡萄干中OTA的降解實(shí)驗(yàn)

固定放電間距0.9 cm，放電電壓25 kV，探究不同初始質(zhì)量濃度（10、30、50 μg/mL）對葡萄干中OTA的降解效果。

1.3.4.2 不同放電電壓對葡萄干中OTA的降解實(shí)驗(yàn)

固定葡萄干中OTA初始質(zhì)量濃度50 μg/mL，放電間距0.9 cm，探究放電電壓（25、50、75 kV）對葡萄干中OTA的降解效果。

1.3.5 HPLC法測定OTA的降解率

1.3.5.1 試樣的制備

準(zhǔn)確稱取5 g粉碎的葡萄干及1 g氯化鈉，加入80%甲醇溶液25 mL，用高速振蕩器振蕩混勻（10 min），離心5 min（4000 r/min）。取離心后的上層清液5 mL于燒杯中，再加入20 mmol/L PBS（20 mL）充分混勻，用玻璃纖維濾紙過濾，收集濾液備用。

1.3.5.2 試樣的凈化

免疫親和柱的上端連接10 mL注射器，取10 mL處理好的濾液以1～2 滴/s的流速通過柱子，棄掉流出的液體。然后加入10 mL 0.1% 吐溫-20 PBS淋洗，再次棄掉流出的液體，用注射器將免疫親和柱中的水分吹干，加入2 mL甲醇進(jìn)行洗脫，流速約為2～3 滴/s，收集全部洗脫液于棕色樣品瓶中，用于HPLC檢測。

1.3.5.3 OTA HPLC標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

分別配制質(zhì)量濃度為0、5、10、50、100、200 ng/mL的OTA標(biāo)準(zhǔn)工作溶液200 μL，采用HPLC分析，得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程：y＝772.519x-248.959（R2＝0.9998，其中x表示OTA溶液的質(zhì)量濃度，y表示OTA的峰面積），數(shù)據(jù)顯示線性擬合良好。

1.3.5.4 OTA HPLC條件

色譜柱：C18柱，柱長250 mm，內(nèi)徑4.6 mm，粒徑5 μm；柱溫：40 ℃；流動相A：乙酸-水（1∶45，V/V），流動相B：乙腈；總流速：1.0 mL/min（45% A+55% B）；等度洗脫15 min；進(jìn)樣量：20 μL；激發(fā)波長：333 nm；發(fā)射波長：460 nm。

1.3.5.5 OTA降解率的計(jì)算

參照GB/T 5009.96—2016《食品中赭曲霉毒素A的測定》，分別按式（1）、（2）計(jì)算樣品中OTA含量和降解率：

式中：C為葡萄干中的OTA含量/（μg/kg）；ρ為外標(biāo)法測得的試樣中OTA質(zhì)量濃度/（ng/mL）；V為甲醇洗脫液的體積/mL；m為試樣質(zhì)量/g；f為稀釋倍數(shù)。

式中：X為低溫放電等離子體處理OTA的降解率/%；C為等離子體處理后葡萄干中OTA的含量/（μg/kg）；C0為等離子體處理前葡萄干中OTA的含量/（μg/kg）。

1.3.6 OTA降解產(chǎn)物分析條件

HPLC條件：Agilent XDB-C18色譜柱（1.8 μm，4.6 mm×50 mm）；柱溫：30 ℃；流速：0.3 mL/min；進(jìn)樣量：5 μL；激發(fā)波長：365 nm；發(fā)射波長：436 nm；流動相：0.1%甲酸-水溶液（A）和乙腈（B），梯度洗脫條件見表1。

表1 流動相梯度洗脫條件Table 1 Mobile phase gradient elution conditions

MS條件：電噴霧離子源（electrospray ionization，ESI），電離電壓：-2.8 kV（正離子：3.2 kV）；鞘氣壓力：40 arb；輔助氣壓力：10 arb；氣簾氣壓力：35 psi；離子源溫度：350 ℃；毛細(xì)管溫度：300 ℃；聚焦電壓：-350 V，去簇電壓：-10 V；整個(gè)過程采用氮?dú)猓粯悠贩治霾捎脭?shù)據(jù)依賴性采集模式：Q-Orbitrap采集范圍m/z100～1500，碎片離子掃描范圍m/z50～1500；碰撞氣：20%、40%、60%；MS分辨率：70000 FWHM（m/z200）；MS2分辨率：17600 FWHM（m/z200）。

1.3.7 品質(zhì)指標(biāo)測定

對等離子體處理前后染毒葡萄干的可滴定酸（titratable acid，TA）[24]、還原糖[25]、總糖[25]、抗壞血酸[25]、褐變度[26]、水分含量[27]、色差[28]等品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測定，每個(gè)指標(biāo)分別重復(fù)測定3 次。

1.3.8 色差的測定及計(jì)算方法

色差儀用白色校準(zhǔn)板進(jìn)行校正，測量等離子體處理前后葡萄干的L*、a*、b*值，讀數(shù)一式3 份。計(jì)算公式如下：

式中：ΔL*、Δa*和Δb*分別為通過等離子體處理前后葡萄干的亮度差、紅綠度差和黃藍(lán)度差；ΔE表示色差，表征顏色變化的幅度。

1.3.9 揮發(fā)性化合物的測定

1.3.9.1 揮發(fā)性化合物的富集

揮發(fā)性化合物的富集采用頂空固相微萃取的方式進(jìn)行富集。取無核白葡萄干（（25±1）g）用25 mL水浸泡過夜后勻漿，稱取樣品10 g，取2 g氯化鈉加入20 mL頂空瓶內(nèi)，平衡30 min后，40 ℃萃取40 min。利用GC-MS聯(lián)用儀分析葡萄干揮發(fā)性化合物的組成成分，由GC-MS中NIST 14質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫匹配度和保留時(shí)間對香氣物質(zhì)進(jìn)行檢索，確定特征揮發(fā)性化合物的成分[29]。

1.3.9.2 GC-MS條件

電子電離源的電子能量為70 eV，進(jìn)樣口溫度260 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃。輔助加熱250 ℃，掃描范圍35～550 u，不分流進(jìn)樣，載氣He，流量1 mL/min，升溫程序：40 ℃保持5 min，3 ℃/min升至120 ℃保持5 min，10 ℃/min升至250 ℃，保持10 min。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)進(jìn)行3 次。使用Origin作圖和SPSS 26對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，OTA的Q-Exactive plus條件數(shù)據(jù)采集及分析采用Xcalibur 4.2軟件處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫放電等離子體不同處理?xiàng)l件對葡萄干中OTA降解效果的影響

2.1.1 初始質(zhì)量濃度對葡萄干中OTA降解效果的影響

圖2是葡萄干中不同OTA初始質(zhì)量濃度（10、30、50 μg/mL）的降解效果。等離子體處理5 min，初始質(zhì)量濃度為10、30、50 μg/mL葡萄干中OTA的降解率分別為96.26%、96.52%、90.79%，均達(dá)到了90%以上；各濃度處理組隨著時(shí)間的延長都得到較為明顯的降解效果，5～10 min時(shí)OTA的降解率增加緩慢，趨于100%。分析原因可能是隨著處理時(shí)間的延長，葡萄干中OTA與等離子體產(chǎn)生的活性物質(zhì)反應(yīng)有限。Chen Xinlu等[30]的研究發(fā)現(xiàn)，隨著處理時(shí)間延長，小麥中的成分會與DON競爭活性物質(zhì)，進(jìn)而影響DON的降解率。

圖2 初始質(zhì)量濃度對OTA降解效果的影響Fig.2 Effect of initial OTA concentration on OTA degradation

2.1.2 不同放電電壓對葡萄干中OTA降解效果的影響

如圖3所示，隨著放電電壓的增加，葡萄干中OTA的降解率也增加。等離子體處理3 min后，OTA呈現(xiàn)比較明顯的降解效果，降解率分別為81.52%（25 kV）、90.77%（50 kV）、93.88%（75 kV）；隨著處理時(shí)間的延長，放電電壓為75 kV時(shí)對OTA的降解效果優(yōu)于50 kV時(shí)對OTA的降解效果，25 kV時(shí)降解效果最差；處理10 min后，放電電壓對OTA的降解沒有顯著變化，75 kV時(shí)處理的OTA被完全降解。分析原因可能是高電壓放電是獲得等離子體最普遍的途徑，放電電壓增大，產(chǎn)生較大的折合場強(qiáng)，從而導(dǎo)致活性粒子運(yùn)動速度加快，能量密度變強(qiáng)，使得OTA降解率增加[31]。Shi Hu等[32]在利用低溫等離子體降解黃曲霉毒素的研究中，也證實(shí)了隨著電壓的升高，黃曲霉毒素的降解效果也隨之增強(qiáng)的規(guī)律。

圖3 放電電壓對OTA降解效果的影響Fig.3 Effect of discharge voltage on OTA degradation

2.2 OTA的降解產(chǎn)物分析

2.2.1 OTA降解產(chǎn)物的形成

為避免葡萄干中雜質(zhì)的影響，采用OTA標(biāo)準(zhǔn)品測定其降解產(chǎn)物。將OTA標(biāo)準(zhǔn)品經(jīng)等離子體處理后，采用HPLCQ-Orbitrap-HRMS鑒定經(jīng)等離子體處理的OTA降解產(chǎn)物。

由圖4可知，OTA經(jīng)過低溫放電等離子體處理后，除了A（OTA）物質(zhì)外，還出現(xiàn)了兩個(gè)新的峰，分別標(biāo)示為物質(zhì)B、C。在0 min時(shí)，圖中只有A物質(zhì)；A物質(zhì)隨著處理時(shí)間的延長逐漸減少，處理10 min后A物質(zhì)完全消失；B物質(zhì)在處理3 min后開始出現(xiàn)，其峰高呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，在處理10 min后也完全消失；而C物質(zhì)一直呈穩(wěn)定增加趨勢，但在B物質(zhì)之后才出現(xiàn)，由此推測B物質(zhì)可能是OTA降解過程中的一個(gè)中間產(chǎn)物。

圖4 OTA的降解產(chǎn)物一級質(zhì)譜圖Fig.4 Primary mass spectra of degradation products of OTA

2.2.2 OTA降解產(chǎn)物的鑒定

利用Q-Orbitrap質(zhì)譜和ESI 對等離子體處理后OTA的兩種降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)在負(fù)離子模式下進(jìn)行分析，選取A（m/z404.0895）、B（m/z426.0715）、C（m/z158.1540）作為母核進(jìn)行二級質(zhì)譜分析。

圖5為OTA的結(jié)構(gòu)式，目前相對于AFB1的研究，OTA的研究還處于初步狀態(tài)。目前的研究發(fā)現(xiàn)其具有肝毒性、腎毒性、致畸、致癌、免疫毒性、胚胎毒性[33-36]，但對OTA結(jié)構(gòu)中的主要毒性活性位點(diǎn)目前未查閱到相關(guān)文獻(xiàn)有明確表明。但有研究表明，OTA碳原子C-14和氮原子之間裂解時(shí)，會生成基本無毒的OTα和OTα酰胺[20]。當(dāng)毒素分子結(jié)構(gòu)被破壞，缺少苯丙氨酸部分時(shí)，其降解產(chǎn)物的細(xì)胞毒性較OTA均有大幅降低[37]。

圖5 OTA結(jié)構(gòu)式[20]Fig.5 Structural formula of OTA[20]

OTA 與降解產(chǎn)物的二級質(zhì)譜碎片信息見表2。根據(jù)A（m/z404.0895）、B（m/z426.0715）與C（m/z158.1540）的二級質(zhì)譜信息，可推斷出物質(zhì)A、B、C可能的裂解途徑。圖6a～c分別為OTA（A）及其兩種降解產(chǎn)物的二級質(zhì)譜圖（上方）及每種物質(zhì)對應(yīng)結(jié)構(gòu)的碎片信息。

表2 OTA與降解產(chǎn)物的二級質(zhì)譜碎片信息Table 2 Information about MS/MS fragments of OTA and its degradation products

圖6 OTA及其降解產(chǎn)物的二級質(zhì)譜及對應(yīng)的結(jié)構(gòu)碎片F(xiàn)ig.6 MS/MS spectra and possible fragments of OTA and its degradation products

2.2.3 OTA降解途徑

在低溫放電等離子體處理過程中，會產(chǎn)生大量的臭氧、過氧化氫、羥自由基和激發(fā)態(tài)粒子等活性物質(zhì)，這些物質(zhì)具有極高的活性，能夠有效地降解溶液中的化合物。其中羥自由基具有很強(qiáng)的氧化性，能與多種自由基、不飽和鍵、苯環(huán)等發(fā)生加成反應(yīng)；氫離子可以與未成對的H、未成對的電子、芳香族化合物以及不飽和化合物發(fā)生加成反應(yīng)[38]。

正如之前的研究所報(bào)道，OTA可通過對OTA酰胺基的水解作用，釋放出OTα和L-苯丙氨酸，這種反應(yīng)極有可能是由羧肽酶或者類似的酶介導(dǎo)的[39]。OTα是OTA的多種降解產(chǎn)物中毒性最小的一種[20,40]。

根據(jù)降解產(chǎn)物分子質(zhì)量和二級質(zhì)譜鑒定結(jié)果，推斷出低溫放電等離子體降解OTA的可能降解途徑，見圖7。圖中紅色虛線部分為斷裂結(jié)構(gòu)，A物質(zhì)的a處因水解開環(huán)形成羥基和羧基，而羧基被進(jìn)一步還原成羥基（B物質(zhì)中藍(lán)色圈出部分）；b處的羰基因質(zhì)子化被水解形成了2 個(gè)羥基。OTA經(jīng)過水解、羥基化、內(nèi)酯打開等途徑可以產(chǎn)生更多的羥基代謝物，其中4-羥基-赭曲霉毒素A和10-羥基-赭曲霉毒素A被證明是毒性較小的羥基代謝物[41]。B物質(zhì)的NH—CO（圖7B物質(zhì)，c處）發(fā)生斷裂進(jìn)而得到C物質(zhì)，而C的結(jié)構(gòu)與彭春紅[38]的電子束輻照降解產(chǎn)物相同，是毒性遠(yuǎn)低于OTA的L-苯丙氨酸，等離子體將OTA降解成OTα的過程還需要進(jìn)一步的探索。

圖7 OTA的可能降解途徑Fig.7 Possible degradation pathway of OTA

2.3 低溫放電等離子體處理對葡萄干品質(zhì)指標(biāo)的影響

由表3可知，葡萄干經(jīng)過低溫放電等離子體處理3、5 min后，葡萄干的TA、還原糖、總糖、抗壞血酸（VC）、褐變度、水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)無顯著差異（P＞0.05）。在Feizollahi等[18]的研究中，常壓冷等離子體有效降低了大麥中的DON，但大麥粒的發(fā)芽質(zhì)量、蛋白質(zhì)含量、水分含量和β-葡聚糖均無明顯變化。Paix?o等[42]也觀察到了類似的結(jié)果，他們的研究結(jié)果稱等離子體處理過的Siriguela果汁中VC和色素沒有明顯變化，但總酚類化合物、抗氧化活性和B族維生素有所增加。綜上，等離子體對食品中的真菌毒素有良好的降解效果，但考慮到食品基質(zhì)的復(fù)雜性，等離子體處理對食品本身的影響會有略微不同。

表3 不同時(shí)間低溫放電等離子體處理對葡萄干品質(zhì)指標(biāo)的影響Table 3 Effects of low-temperature discharge plasma treatment time on quality indexes of raisins

2.4 低溫放電等離子體處理對葡萄干色澤的影響

L*值、a*值、b*值和ΔE值幾個(gè)指標(biāo)是決定葡萄干外觀的直接指標(biāo)。從表4可以看出，經(jīng)低溫放電等離子體處理后，葡萄干的L*值、a*值、b*值沒有顯著差異（P＞0.05），總色差ΔE顯著下降（P＜0.05），可能是因?yàn)槠咸迅傻幕|(zhì)成分與等離子體的活性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

表4 不同時(shí)間低溫放電等離子體處理對葡萄干色澤的影響Table 4 Effects of low-temperature discharge plasma treatment time on the color of raisins

2.5 低溫放電等離子體處理對葡萄干揮發(fā)性化合物的影響

低溫放電等離子體在不同時(shí)間處理葡萄干中的揮發(fā)性化合物共檢測出31 種，主要由酸類、醛類、醇類、酮類和其他物質(zhì)組成。其中甲酸、乙酸、己酸、3-甲基丁酸、己醛、3-甲基丁醛、(Z)-2-庚醛、3-甲基-2-丁醇、1-己醇、1-辛烯-3-醇等物質(zhì)為葡萄干的主要風(fēng)味物質(zhì)。

由表5可知，低溫放電等離子體處理3、5 min后，葡萄干除酸類物質(zhì)中3-甲基丁酸、乙酸、辛酸含量有明顯的下降，甲酸、戊酸、2-乙基己酸含量有明顯上升外，大部分的酸、醛、醇和酮類物質(zhì)的相對含量未出現(xiàn)明顯變化，可能是因?yàn)槠咸迅山?jīng)過不同時(shí)間低溫放電等離子體處理過程中酸類物質(zhì)發(fā)生相互轉(zhuǎn)換。綜上所述，采用低溫放電等離子體處理葡萄干后，其揮發(fā)性物質(zhì)的變化并不明顯。

表5 低溫放電等離子體處理對葡萄干揮發(fā)性化合物的影響Table 5 Effect of low-temperature discharge plasma treatment time on volatile compounds in raisins

3 結(jié)論

本研究采用低溫放電等離子體對葡萄干中OTA進(jìn)行降解，研究不同初始質(zhì)量濃度、放電電壓對葡萄干中OTA降解率的影響。結(jié)果表明，低溫放電等離子體降解葡萄干中OTA效果顯著，葡萄干中OTA初始質(zhì)量濃度為50 μg/mL，經(jīng)等離子體在放電電壓75 kV時(shí)處理10 min基本能被完全降解。低溫放電等離子體處理對葡萄干的品質(zhì)指標(biāo)未產(chǎn)生顯著影響（P＞0.05）；色澤指標(biāo)L*值、a*值、b*值未出現(xiàn)顯著差異（P＞0.05）；揮發(fā)性化合物僅有少部分出現(xiàn)微量變化。Mohammadi等[43]的研究表明等離子體因穿透深度低、對食物和植物基質(zhì)的損害較小，從而可在有效降解植物或者食物表面真菌毒素的同時(shí)保留食品內(nèi)部的營養(yǎng)成分。

利用HPLC-Q-Orbitrap-HRMS檢測并鑒定經(jīng)低溫放電等離子體處理的OTA降解產(chǎn)物，結(jié)合質(zhì)譜圖的碎片信息，對B（m/z426.0715）和C（m/z158.1540）2 種主要降解產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對等離子體降解OTA的可能途徑進(jìn)行推測。本實(shí)驗(yàn)最終產(chǎn)物與彭春紅[38]、鄒東[44]實(shí)驗(yàn)的最終產(chǎn)物相似，但未出現(xiàn)較多的中間產(chǎn)物，可能是由于中間產(chǎn)物不穩(wěn)定的性質(zhì)以及低溫放電等離子體高效率的性質(zhì)，從而使得本實(shí)驗(yàn)中未出現(xiàn)過多中間產(chǎn)物。上述研究結(jié)果表明，低溫放電等離子體是一種高效降解OTA的非熱加工技術(shù)，可為OTA污染的食品降解研究提供理論依據(jù)，但降解產(chǎn)物的安全性還需要?jiǎng)游飳?shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證。