【摘 要】
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蒙古奶酪是一种由牛奶经过酸凝而成的奶酪,与其它奶酪相比,其味道清淡、柔和,一直受到蒙古族人民和游客的喜爱。蒙古奶酪通常是新鲜食用的,在储藏过程中由于奶酪的蛋白水解作用而易于变质,不能长时间储存。目前市场上储存奶酪的方法是冷冻或冷藏,很少有人将冰温技术应用于蒙古奶酪的保鲜。冰温是一项非冻结储藏的绿色保鲜技术,通常是将食品贮藏在0℃以下、食品冰点以上这个温度范围内,可以解决冷冻贮藏食品在解冻过程中营养
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蒙古奶酪是一种由牛奶经过酸凝而成的奶酪,与其它奶酪相比,其味道清淡、柔和,一直受到蒙古族人民和游客的喜爱。蒙古奶酪通常是新鲜食用的,在储藏过程中由于奶酪的蛋白水解作用而易于变质,不能长时间储存。目前市场上储存奶酪的方法是冷冻或冷藏,很少有人将冰温技术应用于蒙古奶酪的保鲜。冰温是一项非冻结储藏的绿色保鲜技术,通常是将食品贮藏在0℃以下、食品冰点以上这个温度范围内,可以解决冷冻贮藏食品在解冻过程中营养物质流失严重和冷鲜贮藏食品货架期短的问题。因此,本课题首先研究了冰温下蒙古奶酪蛋白水解指数动力学模型（即Arrhenius模型）,进一步用split-split-plot分析方法考察了影响奶酪品质变化几种因素;其次在上一节基础上研究了蛋白水解指数以及酵母菌的变化规律,为蛋白的转化和损失机理提供了更好的见解;由上述结论,我们可以优化设备工艺,提供最适奶酪保鲜的冰温温度;采用Fluent软件模拟冰箱工作环境获得这个冰温（-4℃）最适条件;采用Fluent软件模拟了冰箱环境下热在奶酪中心区域的传递速度问题。论文具体研究内容及所得的结论如下:1.首先研究了冰温下蒙古奶酪蛋白水解指数动力学模型（即Arrhenius模型）,进一步用裂-裂区分析方法考察了影响奶酪品质变化的几种因素。蒙古奶酪是非发酵奶酪,受奶酪蛋白水解的影响,在储藏过程中易变质。首先测量出有糖和无糖奶酪的冰点分别为-5.2℃和-4.3℃,并确定有糖和无糖奶酪的冰温储藏温度:-2℃和-4℃,0℃用作参考温度。在储存过程中研究了不同冰温下奶酪的蛋白水解指数（PI）和菌落总数（TVC）的变化,所有样品的PI随储藏时间的增加而增加,这符合Arrhenius一级动力学模型,有糖奶酪在0℃、-2℃和-4℃的r~2值分别为:0.9932、0.9946和0.9863;有糖奶酪在0℃、-2℃和-4℃的r~2值分别为:0.9916、0.9946和0.9872。该模型预测了有糖和无糖奶酪的货架期。此外,-4℃有效抑制了TVC和PI的升高。Split-split-plot设计用于比较奶酪类型,储存时间和储存温度对PI的影响。结果表明,储存时间是最重要的因素,其次是奶酪类型和储存温度。2.进一步研究了不同温度（0℃,-2℃和-4℃）下,p H4.6可溶性氮（p H4.6-SN）,12%三氯乙酸可溶性氮（12%TCA-SN）,5%磷钨酸可溶性氮（5%PTA-SN）)以及酵母菌的变化规律。结果表明,酵母菌数量随储藏时间的增加而增加,在0℃下观察到p H4.6-SN,12%TCA-SN和5%PTA-SN含量变化最快,有较高的蛋白水解速率,其次是-2℃和-4℃,可能在于温度升高提高了蛋白水解酶的活性。蛋白水解指数的变化规律为蛋白的转化和损失机理提供了更好的见解。3.在以上试验基础上,我们得到结论是:-4℃有利于延长奶酪的货架期。如何改进实验冰温冰箱的设计,使其试验环境均匀充满-4℃。因此,对一台风冷冰温冰箱的变温室建立了三维模型。通过稳态k-?紊流方程模型进行了数值模拟,并对有关结果进行了分析和试验验证。结果显示,模拟温度略大于试验温度。模拟温度和试验温度最大相对误差是7.68%,最小是1.35%,说明模型和模拟结果正确,可靠。通过对比和分析模拟结果可以发现,在远离进风口的位置气体流动几乎停滞,不利于内部空气的对流换热,可以适当提高进风口的气流速度,在抽屉的左右两侧开孔来改善左右两侧的气体流动情况,使整个变温室均匀的充满-4℃。4.食品的储藏时间对于鲜食奶酪的质量和储藏过程的能量消耗有着很重要的影响,其预测结果有助于提高储藏奶酪的品质和优化冰箱的装置设计。采用Fluent软件模拟了风冷冰温冰箱环境下（-4℃）,热在奶酪中心区域的传递问题。选取k-epsilon中的RNG模型模拟计算了蒙古奶酪在风冷冰温冰箱的变温室时的温度变化,并与实验结果进行了对比。结果表明:奶酪中心温度能达到贮藏温度所需的-4℃时,储藏时间为1300s;冰温储藏过程中,奶酪的表面温度下降最快,中心温度下降最慢;测点的温度梯度在达到-4℃时先逐渐变大后逐渐变小;最后绘制了冰箱环境（-4℃）传热到奶酪中心的速度变化曲线。本章节建立的奶酪传热模型和处理方法精准度较高,可以比较全面的掌握奶酪冰温储藏过程中温度场的变化,并准确的预测了奶酪温降至-4℃的冰温储藏时间,计算得到-4℃从蒙古奶酪上下表面传到奶酪中心点的速度是4.88cm/h,侧表面传到中心点的速度是4.76cm/h。
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