目前高压脉冲电场、中强度电场和欧姆电场等非热技术应用于食品加工时均采用与被加工食品直接接触的金属不锈钢电极作为激励源,由此会因电化学反应而引起的金属极板腐蚀和重金属泄露并导致所加工食品被污染,并且难于实现传质反应(mass-transport-limited reaction)的精准控制。为了克服上述缺陷,论文利用闭合磁路引导励磁电流或旋转永磁产生的交变磁通,设计了不同的磁电耦合交变感应电场系统,使电能和磁能相互转化而得到无需电极的感应电场,并研究其应用于食品加工和检测的可行性,期为在食品或其他领域开发磁电耦合的绿色加工新装备和新技术提供指导。主要研究结果如下:根据变压器的磁路结构设计了基于感应电学参数的测量系统。在证明感应电场对液态食品有作用效果的前提下,研究了终端电压、λ值与液态食品体系可溶性固形物、盐分含量、酸价和过氧化值等理化参数间的关系,发现磁电耦合测量系统的输出电压可作为一种潜在的快速检测液态食品理化参数的指标。系统符合变压器的工作原理,当激励电压提高,所有被测样品中的终端电压也随之提高,同时,匝数比的提高也可造成终端电压的提高。证明了室温下O型硅钢为磁路的系统在工作频率50~400 Hz范围内,感应电学参数(终端电压和λ值)数值的变化与液态食品检测指标(可溶性固形物、盐分含量、酸价和过氧化值)变化存在量值关系。其中西瓜可溶性固形物含量和咸蛋清盐分含量的增加可引起系统中终端电压的降低,而橄榄油的酸价和过氧化值提高则会引起终端电压增高。终端电压与这些理化指标呈现较显著(P<0.05)的线性关系,相关系数R2均大于0.8。在此基础上利用最优关系模型对其验证样本进行预测,其预测标准差(SEP)分别为可溶性固形物含量0.893 Brix%,酸价0.057 mg/g,过氧化值0.26 mmol/kg和盐分含量0.93%,而偏差(Bias)则分别为-0.238 Brix%,0.036 mg/g,0.023 mmol/kg和0.17%。磁电耦合感应电场能加快带电溶质的传质速率,可增强鲜切果蔬的浸渍处理如钙强化、抗褐变、盐渍和益生菌强化等效果。苹果钙强化试验发现,采用相同钙离子浓度200mg/100 g的电解质氯化钙和乳酸钙,氯化钙可有效降低系统阻抗,应用磁电耦合辅助浸渍时更利于苹果的钙强化,钙浸渍量比传统浸渍方法最大提高了81%;当采用感应电场对鲜切莴苣进行抗褐变处理后,相对于对照样(0 V),在第14天时,经过50%占空比100、200和300V脉冲激励电压处理的鲜切莴苣的褐变指数分别降低了20.6%、34.4%和38.5%,POD活性分别降低了11.5%、18.5%和18.8%,PPO活性也分别降低5.1%、10.3%和11.6%,占空比10%的脉冲电压的褐变抑制效果较佳;同时,静磁场和感应电场耦合盐渍时发现感应电场辅助浸渍时盐离子多集中在组织表层区域,体系阻抗降低造成电能和磁能转换效率提高从而强化盐渍。通过响应面设计建立了盐分含量的预测模型并可对5.4%~8.2%孔隙率的样品盐分进行预测;当进行励磁交变电场和交变磁场的辅助益生菌富集时发现能促进鼠李糖杆菌体在块状苹果和草莓中的扩散,体系场强和磁感应强度的提高会造成菌体含量在样品中的提高,场强3 V/cm,磁感应强度1300 Gs下的富集效果最佳,酸性环境下更利于鼠李糖杆菌的富集。当浸渍体系温度超过60oC后样品中的活菌数则会呈现下降。磁电耦合感应电场能有效提高食品组分的提取效率。激励电压的提高有利于大蒜、桑叶、苹果渣等植物多糖和鱼骨可溶性钙的提取,但在20 kHz~80 kHz范围内频率辅助提取植物多糖及400 Hz~700 Hz范围内频率辅助提取可溶性骨钙时发现频率与其产率呈现负相关。磁电耦合感应电场更能促进低pH值条件下多糖的高效提取,对大蒜多糖抗氧化活性的保持没有影响。这种电场辅助提取的产能可以通过系统反应器模块化的增多实现规模化,16级串联系统处理得到的桑叶多糖最大产率为8.45%,相对于对照样(0 V)提高了225%。当输入功率固定时,不同反应单元的连接方式会改变系统的等效阻抗、总感应电压和功率因子,从而影响多糖提取效率,串联和并联的系统对苹果渣果胶提取率的显著影响遵循一级动力学方程。磁电耦合的感应电场辅助提取鱼骨钙的最优工艺参数为激励电压160 V、电场频率450 Hz、pH值2.5和料液比1:5 g/mL,鱼骨钙提取率为88.65%,比传统水浴法(0 V)则产率提高了224.25%。磁电耦合感应电场能有效增强碳水化合物聚合物的水解产率。将感应电场和管道流体结合设计了400~700 Hz励磁的电催化流体系统以完成对木质纤维素-甘蔗渣的水解处理。发现激励电压和线圈匝数比的提高则利于甘蔗渣水解的进行,但频率的提高则水解反应抑制,相同数量的反应器构成不同等效电路参数的流体系统,在同样的输入功率下,会引起不同的水解效果。串联模式可使系统获得最大的能量效率。料液中添加金属离子会在一定程度上加速水解使得还原糖产率最高可增加332.3%,即降低料液阻抗可提高体系感应电流及引起次级负载效率提高,料液阻抗的减量绝对值与还原糖增量呈现良好的线性关系(R2=0.836)。该流体反应系统工作时遵循变压器的工作原理。总之,采用磁电耦合的感应电场可作为激励源布置于流体反应系统中并应用于食品加工和化工领域。