巴氏消毒法被广泛应用于现代的牛奶加工过程中,因其需要在换热器中进行加热而实现,这必然会导致在换热器表面形成牛奶垢。在大多数食品工业中,使用碱液对这些不希望得到的牛奶垢进行定期的清洗。牛奶中的蛋白质发生热变性是产生牛奶垢的主要原因。使用热诱导形成的乳清分离蛋白(Whey protein isolate,WPI)水凝胶作为用碱液清洗牛奶垢的研究模型。宽场荧光显微镜被用来对蛋白水凝胶在碱性条件下溶解进行研究,发现尽管可实现对蛋白水凝胶浓度的定量分析,但其荧光强度受到pH的严重影响。本文中,展现了一种新型的化学定量方法,使用相干反斯托克斯拉曼散射显微镜(Coherent Anti-Stokes Raman Scattering Microscopy,CARS)对乳清分离蛋白溶液和热诱导形成的乳清分离蛋白水凝胶中蛋白质含量进行定量分析,其平均准确度在~1 wt%,且定量的测量深度达~700μm。在pH>13时,蛋白水凝胶的溶解速率急剧降低,文献中解释这现象的唯一假设是基于蛋白水凝胶的溶胀因过高的离子强度而受到限制。这个假设最终在这得到检验,使用CARS显微镜对蛋白水凝胶随时间而溶解的过程进行三维定量分析。当pH为12~13时,其溶解速度和胶边缘的蛋白质浓度随pH增加而增加,且在溶胀层的蛋白质浓度分布随溶解时间保持恒定,进一步证实了在溶胀层“稳态”的存在。当pH在13.7和14时,溶解进行得非常缓慢,溶胀层的蛋白质浓度分布与在pH 13的条件下(溶解速率最快)非常相似。因此,这些结果有力地证明了溶胀假设是不正确的。