摘要
在食品行业中，特别是在换热器表面，结垢问题是一个普遍存在而且影响重大的问题。尽管对乳清蛋白在液相中的展开和凝聚已经有了几十年的研究，但是对于结垢生长机理的细节研究相当缺乏，至今尚不明确其不可控制的真正原因。若在生产过程中生成结垢，会迫使生产停止，必须对设备进行清理维护，这会给工厂带来极大的经济损失。所以，深入研究和了解结垢的生长过程和机理，将有助于采取相应措施而降低其带来的不良影响。因此，对结垢生长机理的研究势在必行。众所周知，在牛奶的巴氏消毒过程中，有两种主要的结垢沉淀类型，即低温蛋白沉淀和高温盐沉淀。本文主要研究低温蛋白沉淀，以乳制品行业中产生污垢的主要材料—乳清分离蛋白（Whey protein isolate,WPI）为研究对象，研究在低温条件下，蛋白质通过变性展开而导致的沉淀。在过去的研究中，蛋白质被加热到的温度被认为是影响结垢生成的主要因素。钙离子浓度对蛋白质结垢的影响在过去的研究中很少提到，直到近期才被一些学者提出。同时在最近的研究中发现，蛋白质溶液中钙离子浓度和蛋白质溶液的温度对于结垢的产生有着同样重要的影响。本文中，主要运用耗散型石英晶体微天平（Quartz crystal microbalance with dissipation,QCM-D）和通过荧光强度来测量乳清蛋白在55-65?C条件下的结垢速率两方面。本文中利用耗散型石英晶体微天平，对添加钙离子的乳清蛋白溶液在不同温度下情况下进行结垢研究。结果表明即使是在是较低的温度（55-65?C）下，钙离子的加入也会使蛋白质的结垢速率有上百倍的提升，并且蛋白质溶液中每1 mg/L钙离子浓度的提升都会较大的提升结垢的速率。本课题极大地完善和补充了钙离子浓度对蛋白质结垢影响的细节研究。与此同时，本文也初次提出了通过自制结垢平台，将荧光与结垢联系起来研究的想法。初步使用自制结垢平台，研究了染料荧光强度与温度的关系，得到了重复性很好的关系曲线，在此基础上进行了少量结垢实验。但是由于实验次数太少，结果中温度的变化与荧光强度变化不统一的原因暂不明确。
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