玉米是黄曲霉菌生长和产生黄曲霉毒素B1（AFB1）最适合的基质，因此其安全性一直受到关注。近年来，除传统热加工方法外，越来越多的食品新加工方法被应用到AFB1降解中，如紫外、臭氧等技术。射频作为一种高频交流电磁波具有很强的穿透力，通过物料内部离子振荡和极性分子转动产生摩擦，从而在物料内部产生热能，使物料温度升高。因此，射频加热具有快速和整体加热的特点，该技术早期在食品加工领域主要应用于肉类解冻及饼干后期焙烤，后来集中于对农产品的杀虫杀菌及干燥方面的研究。射频降解黄曲霉毒素目前国内外研究较少。
鲁东大学食品工程学院的张金方、李梅*、陈伟等以玉米为原料，通过射频-热风联合技术处理玉米中AFB1，研究不同初始水分含量、射频不同加热温度、加热持续时间对其AFB1降解效果、升温速率、水分迁移、粗脂肪、蛋白质和黏度性质的影响，并通过水分弛豫特性与玉米品质进行相关性分析，探究水分迁移对品质的影响。
1 热风辅助射频加热升温曲线
由图2可知，射频加热将玉米籽粒升温到55、65、75、85 ℃，水分质量分数为19.05%的玉米籽粒加热升温所需时间分别为7.2、9.9、13.5、18.0 min，水分质量分数为22.25%的玉米籽粒所需时间分别约为9.0、11.7、15.3、19.8 min，水分质量分数为25.55%的玉米籽粒所需时间分别约为10.8、13.5、17.1、20.7 min。结果表明，水分质量分数19.05%的玉米籽粒射频加热升温速率高于水分质量分数22.25%和25.55%的玉米籽粒。可能是因为水分含量较高的玉米籽粒具有较大的介电损耗因子，导致介质加热过程中消耗更多射频能量，使射频加热升温速率降低，其结果与Huang Zhi等研究结果相似，射频加热升温速率也受许多其他条件影响，如射频加热功率、电极间隙、样品体积大小、加热均匀性和介电性能。
2 射频联合热风加热玉米籽粒的干基水分含量和干燥速率
由图3可知，在相同初始水分含量条件下，不同温度加热玉米籽粒，干基水分含量降低速率不同。加热温度越高，干基水分含量降低速率也随之变快。加热温度85 ℃条件下干基水分含量变化最明显，且加热时间持续25 min时，与其他加热温度对应的干基水分含量相比最低。说明在射频加热初期，加热温度越高，越有利于水分的脱除，达到目的干基水分含量所需加热时间越短。在相同初始水分含量条件下，在射频加热初期，随着加热温度的升高，干燥速率也随之增加，当加热持续时间为10 min时，加热速率达到最高，但随着射频加热进行，加热速率开始下降，这一结果也与谢雨岑的结果一致。可能是随着射频-热风联合干燥的进行，玉米种子中自由水含量会越来越少，内部水分迁移速率小于表面水分蒸发速率，导致干燥速率逐渐降低。
在相同加热温度下，加热速率随着初始水分含量的增加而降低，在85 ℃加热10 min条件下，水分质量分数19.05%、22.25%和25.55%玉米籽粒的加热速率分别为0.97、0.75、0.65 g/（g·min）。这可能是因为高水分含量的玉米种子需要更长的加热时间和射频与热风提供的更多热量用于水分蒸发，而且考虑到射频能量转化的最关键因素电损耗因子与水分含量呈正相关，高水分含量玉米籽粒具有较大的电损耗因子，射频能量的穿透深度随物料初始水分含量的升高而降低，导致加热速率降低。
3 射频联合热风加热降解玉米中AFB1效果
由表1可知，在85 ℃、持续时间20 min下，不同初始水分含量的玉米籽粒AFB1残留量显著降低（P＜0.05）。初始水分质量分数19.05%、22.25%、25.55%的玉米籽粒分别降低至15.22、17.18、17.79 μg/kg，说明在高水分含量状态下，随水分含量增加，其降解效果降低，结果与3种水分含量射频干燥速率结果一致。这可能是由于水分质量分数19.05%玉米籽粒加热速率高于22.25%和25.55%玉米籽粒，导致高水分含量玉米籽粒降解效果变差。在水分质量分数19.05%条件下，随着射频加热温度的升高，AFB1残留量显著减少（P＜0.05）。当射频加热温度达到85℃，AFB1残留量降低至15.22 μg/kg，其残留量远低于其他温度处理，说明AFB1对加热温度敏感，结果与王周利等相一致，表明高温对AFB1有一定降解作用。
随射频加热时间延长，AFB1污染明显减少（P＜0.05）。射频加热持续时间为25 min时，AFB1污染减少至12.18 μg/kg，在整个处理过程中，残留量最低，与Vearasilp、Appugol等的结果类似。射频加热降解AFB1的效果表明，延长持续处理时间比提高加热温度更有效。
4 射频联合热风加热对玉米籽粒内部水分变化规律的影响
由表2可知，在85 ℃加热20 min条件下，初始水分质量分数19.05%的玉米籽粒T 21 和T 23 小于水分质量分数22.25%、25.55%，但无显著差异（P＞0.05）。水分质量分数19.05%的玉米籽粒结合水峰面积和总面积小于22.25%、25.55%，差异显著（P＜0.05）。说明在高水分射频加热状态下，水分含量越低越有利于玉米籽粒内部水分流动，直至完全干燥。初始水分质量分数19.05%，加热时间20 min，随着加热温度的上升，峰面积A 21 波动降低，而峰面积A 22 和A 23 呈现先上升后降低的趋势，可能是因为射频加热过程中，玉米籽粒的结合水向不易流动水和自由水转变。这说明玉米籽粒在干燥过程中，结合水向不易流动水过度转化为自由水，更加有利于水分散失。在干燥后期，不易流动水和自由水含量开始降低，说明随着干燥的进行，玉米籽粒中的不易流动水转化为自由水被蒸发，一部分转化为结合水与蛋白质等大分子物质结合更加紧密，结合水相对增加。初始水分质量分数19.05%条件下，加热温度85℃，随着加热时间延长，玉米籽粒的T 21 、T 22 、T 23 总体呈下降趋势，说明3种状态水的T 2 峰向左移动，随加热时间延长，3 种状态水结合程度不断增强，射频联合热风加热过程改变了玉米内部原有的热力学平衡状态，使其由低热熵、低序状态向高能、有序状态转变。对于3种水的峰面积，结合水峰面积A 21 呈显著降低的趋势（P＜0.05），而不易流动水变化并无规律，可能是不易流动水的流动性介于自由水和结合水之间，与非水物质结合较弱，可以向自由水和结合水转化。而水的总峰面积不断降低，说明随着时间延长，水分流动性不断加强。
5 射频联合热风加热对玉米籽粒品质的影响
5.1
射频联合热风加热对玉米籽粒蛋白质和脂肪含量的影响
由表3可知，在85℃、20min射频加热条件下，蛋白质含量随着水分含量变化并无显著差异，说明射频加热过程中蛋白质含量变化与玉米籽粒初始水分含量并无显著相关性。在相同水分含量条件下，蛋白质含量随加热温度的增加和加热时间的延长而增加，但差异不显著（P＞0.05），蛋白质含量增加可能是由于射频处理导致玉米中结合水与氮基结合能力变强，蛋白质含量进而增加，在射频加热过程中蛋白质的变化与郑阿娟的研究一致，射频处理后大米和板栗中的蛋白质也存在相似的现象。在相同水分含量条件下，脂肪含量随着加热温度的升高和加热时间的延长轻微增加，但差异并不显著（P＞0.05），在射频加热过程中粗脂肪含量的变化与魏硕等的研究一致。
5.2
射频联合热风加热对玉米黏度的影响
由表4可知，在85 ℃、20 min射频加热条件下，初始水分含量越高，其峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值越高。与低水分含量玉米籽粒相比，高水分状态下的玉米支链淀粉与水相聚合度更强，黏度指标相比更高。在相同初始水分含量下，随着水分加热温度的升高和加热持续时间的延长，玉米黏度指标整体呈下降趋势。影响玉米黏度的主要因素有内源淀粉比例和淀粉结构等。在射频加热过程中，射频辐照会对支链淀粉长链中的碳氢键和氢氧键造成破坏，导致支链淀粉的聚合度下降，而支链淀粉的聚合度和玉米淀粉的黏度呈正相关，因此玉米淀粉的黏度也随之下降。其次，支链淀粉聚合度的下降也会使得淀粉颗粒变小且直链淀粉含量上升，直链淀粉含量越高则回生值越低，因此随着射频加热温度的增加和时间的延长，回生值呈明显的下降趋势。糊化衰减值、最终黏度与食味值呈负相关，峰值黏度降低，使玉米更耐蒸煮，说明射频可以改善玉米籽粒的食味值，提高蒸煮品质。
5.3
玉米品质与水分迁移相关性分析
如表5所示，T21、T23与峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值呈极显著正相关（P＜0.01），与蛋白质、脂肪和衰减值呈负相关。T22与峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值呈负相关，与蛋白质、脂肪和衰减值呈正相关，但不显著（P＞0.05）。该结果证实射频加热过程中，结合水和自由水的散失导致支链淀粉与水的聚合度降低，且加热过程中使直链淀粉-脂肪复合物减少，玉米结构更为松散，致使黏度降低。
结合水峰面积（A 21 ）和总峰面积（A 2 ）与玉米的峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值呈极显著正相关性，与蛋白质、脂肪呈负相关；不易流动水峰面积（A 22 ）与峰值黏度、最低黏度、最终黏度、回生值呈负相关，说明在加热过程中不易流动水在向结合水、自由水转变减少时，其黏度增加，这与陈洁等研究结果类似。自由水峰面积（A 23 ）与峰值黏度、回生值呈显著负相关（P＜0.05），与脂肪、最低黏度、衰减值、最终黏度呈显著正相关（P＜0.05）。因此，在射频加热过程中，可以通过水分分布状态预测玉米籽粒淀粉的糊化程度，从而判断玉米籽粒品质优劣。
结 论
AFB1作为玉米贮藏过程中主要的真菌毒素，食用后会给人畜带来极大危害。本研究通过射频-热风联合处理玉米中的AFB1，对其残留量和玉米品质进行分析，结果表明：1）不同射频加热温度和持续时间对不同初始水分含量的玉米中AFB1的降解效果不同，降解效果最佳条件为初始水分质量分数19.05%、射频加热温度85℃、射频加热持续时间25 min，AFB1降解率为75.64%，AFB1残留量12.18 μg/kg。同时，AFB1降解残留量随着水分含量增加而增加，随着加热温度的增加和持续时间的延长而减少，且延长持续时间效果优于提高加热温度；2）利用低场核磁共振技术对射频联合热风加热玉米籽粒过程中水分分布进行研究，并对加热过程中玉米蛋白质、脂肪、黏度指标进行检测，结果表明，干燥过程中水分流动性变差，自由水含量降低，结合水与大分子物质结合更为紧密，其蛋白质、脂肪含量与未处理样品相比无显著差异，黏度指标呈下降趋势，说明射频联合热风加热可有效提高玉米蒸煮品质。本研究证实射频-热风联合处理方法可有效降解玉米中的AFB1，加热过程中对玉米品质未造成明显的影响，为消减染毒玉米的AFB1提供了一定的技术支持与理论依据。
本文《射频联合热风加热对玉米籽粒中黄曲霉毒素B 1 降解及玉米品质的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第07期218-224，作者： 张金方，李梅*，陈伟。DOI : 10.7506/spkx1002-6630-20230801-013。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。
实习编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网