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辉光放电等离子体(glow discharge plasma,GDP)是一种新型的电化学降解技术,具有快速、高效及无二次污染等优点,能够高效降解有害有机物。我们前期研究发现,辉光放电等离子体能够有效降解水溶液和苹果汁中的棒曲霉素(PAT),但尚未研究GDP对其它果汁中PAT的降解作用,GDP对果汁理化性质、香气成分和感官品质的整体影响,以及GDP降解PAT的机理。因此,本研究以葡萄汁、梨汁和山楂汁为材料,用GDP在不同电压、时间、初始浓度和催化剂条件下对含PAT的三种果汁分别进行处理,以PAT的降解率为指标,通过响应面优化其最佳降解工艺条件;其次在上述条件下,分析评价不同时间下GDP对三种果汁理化指标、香气物质、感官评价以及细胞毒性的影响;最后通过测定GDP降解PAT过程中降解液pH、电导率、H2O2及·OH含量的变化初步探讨其降解机理。结果表明:(1)升高电压和延长时间均能够有效提高GDP对三种果汁中PAT的降解作用;在一定浓度范围内,PAT的初始浓度的变化对其降解效果影响不大;硫酸亚铁(FeSO4)、过氧化氢(H2O2)和抗坏血酸(AA)均能催化降解反应,均能有效提高三种果汁中PAT的降解率,且以H2O2的效果最佳。(2)响应面优化结果表明,各因素对PAT降解率的影响顺序为电压<初始浓度<时间;电压和时间之间的交互作用对PAT降解率的影响最显著;GDP降解葡萄汁、梨汁和山楂汁中PAT的最佳工艺条件均为:电压560 V,时间3 min,初始浓度5 mg/L。(3)GDP处理对葡萄汁、梨汁和山楂汁的pH、总酸、还原糖、黏度、透光率和可溶性固形物均无显著影响,总酚和总黄酮含量均随时间的延长而增加,三种果汁的浊度均随时间的延长而降低;GDP处理20 min内对葡萄汁、梨汁和山楂汁的感官评价均不会产生显著影响;GDP处理5 min后的葡萄汁、梨汁和山楂汁使HUVE细胞活性均有显著提高;与葡萄汁和梨汁相比,GDP处理后的山楂汁对HUVE细胞活力的增加较慢。(4)由HS-SPME-GC/MS分析结果可知,葡萄汁中的主要香气物质为酯类和醇类化合物,梨汁中的主要香气物质为酯类化合物,山楂汁中的主要香气物质为醇类化合物;GDP处理5 min后,葡萄汁、梨汁和山楂汁中的特征香气和主要香气物质含量均有所增加,但变化不显著。(5)用GDP处理PAT浓度为5 mg/L和0 mg/L的两种水溶液时,随着处理时间的延长,两种降解液电导率均呈先迅速增加后逐渐减小的趋势;H2O2和·OH的浓度均随时间的延长而逐渐升高。PAT浓度为5 mg/L降解液的pH值呈先下降后上升的趋势;而PAT浓度为0 mg/L降解液的pH值呈下降趋势。在GDP处理5 min之内,含5 mg/L PAT降解液的pH变化率远大于不含PAT降解液的pH变化率,而且其·OH浓度均显著低于不含PAT降解液的·OH浓度;在GDP处理5 min后含5 mg/L PAT降解液的电导率始终大于不含PAT降解液的电导率。综上所述,在高效降解葡萄汁、梨汁和山楂汁中PAT的过程中,GDP可能提高三种果汁的澄清度和抗氧化能力,不会改变果汁的基本营养成分、感官评价和香气物质,不会在三种果汁中产生有毒的物质;在GDP体系中降解PAT的主要因子是·OH。