高压静电场保鲜技术原理及应用现状研究
高压静电场保鲜技术的研究现状
高压静电场保鲜技术的研究现状摘要系统介绍高压静电场保鲜技术的国内外研究现状，对高压静电场保鲜技术的优缺点进行分析，并对高压静电场保鲜技术的发展前景进行展望。
关键词高压静电场；保鲜；研究随着现代生活节奏的加快和人们生活水平的提高，消费者对新鲜果蔬及其他农副产品质量的要求越来越高。
常用的保鲜技术主要有低温冷冻保鲜、辐射保鲜、化学保鲜、涂膜和气调保鲜、减压保鲜方法等等。
这些不同的保鲜方法，在以往的使用过程中，表现出了各自的不足，而高压静电场及磁场保鲜从理论上排除了这些不足。
由于静电保鲜技术具有设备简单、成本低廉、能耗少及保鲜效果好等优点，有着极好的发展前景。
高压静电场保鲜正逐步得到专业人士的认可和重视，本文就高压保鲜技术的研究现状、特点及发展前景作分析。
1 国外高压静电场保鲜技术的研究高压静电场保鲜是一种无污染的物理保鲜方法，其保鲜机理是利用高电压静电电离空气，使之产生离子雾和一定量的臭氧，其中的负离子具有抑制果蔬新陈代谢、降低其呼吸强度、减慢酶的活性等作用；而臭氧是一种强氧化剂，除具有杀菌能力外，还能与乙烯、乙醇和乙醛等发生反应，间接对果蔬起到保鲜作用。
静电场生物学效应早在18世纪中叶就有发现，但它真正得到科学界的重视，并进行系统而深入的研究还是近几十年的事。
20世纪60年代，Murr与Sidqway 分别研究了电场对植物细胞的伤害和植物呼吸强度的影响；20世纪80年代，Kazimierz用静电场精选燕麦种子时发现，这项技术提高了种子的发芽率，缩短了发芽时间；1994年，Tsong等报道了生物膜ATP酶能够从规则的交变电场中吸收自由能并做功。
20世纪50年代，国外学者们用生物膜理论来解释各种生理现象，后来又开始从水的构造角度来研究生物膜，其理论基础是认为水是由氢键结合而成的Cluster机构体。
1972年，前苏联学者秋尼科夫证实，电磁处理水可使酶的活性显著降低，电磁场具有杀菌效果，以及磁化水对生物膜的透性有影响等事实。
高压静电场技术
高压静电场技术高压静电场技术是一种利用电场力对物体进行操作和控制的技术。
它通过产生高电压，形成高强度的电场，从而实现对物体的操控。
这项技术在许多领域都有广泛的应用，如电子工业、材料科学、生物医学等。
在电子工业中，高压静电场技术被广泛应用于半导体制造和电子元器件的生产过程中。
通过利用高压静电场，可以将微小的电子元器件精确地定位和组装。
同时，高压静电场技术还可以用于清除电子元器件表面的尘埃和杂质，提高产品质量和可靠性。
在材料科学领域，高压静电场技术被用于纳米材料的制备和研究。
通过调控高压静电场的强度和方向，可以精确地操控纳米粒子的位置和排列方式，实现对材料性能的调控和优化。
此外，高压静电场还可用于纤维材料的加工和改性，提高材料的强度和稳定性。
在生物医学领域，高压静电场技术被应用于细胞和组织的操作和研究。
通过利用高压静电场，可以将细胞和组织精确地定位和分离，实现对细胞和组织的精细操作和研究。
此外，高压静电场还可用于基因转染和细胞治疗等生物医学应用，为疾病治疗和基因工程研究提供了新的手段。
高压静电场技术的应用还不仅限于上述领域，它还可以用于环境保护、食品加工等方面。
例如，在环境保护中，高压静电场技术可以用于空气净化和废水处理，通过利用电场力对污染物进行分离和去除。
在食品加工中，高压静电场技术可以用于食品的杀菌和保鲜，提高食品的品质和安全性。
然而，高压静电场技术也存在一些挑战和问题。
首先，高压静电场的产生和控制需要复杂的设备和技术，成本较高。
其次，高压静电场对人体和环境可能产生一定的危害，需要采取相应的安全措施。
此外，高压静电场技术在应用过程中还存在一些技术难题，如精度控制、稳定性等方面的问题，需要进一步的研究和改进。
高压静电场技术是一种重要的技术手段，具有广泛的应用前景和潜力。
通过不断的研究和创新，可以进一步提高高压静电场技术的效率和可靠性，拓展其应用领域，为各个领域的发展和进步提供支持和促进作用。
我们期待着高压静电场技术在未来能够发挥更大的作用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
高压静电场处理番茄贮藏保鲜试验
０ 引言
番 茄是 一 种 营 养 丰 富 、 泽 鲜 美 的果 类 蔬 菜 ， 色 含 有 丰 富 的胡 萝 卜素 、 生 素 ｃ 和 Ｂ族 维 生 素 ， 维 尤其 是 维 生 素 Ｐ的含量 是蔬 菜 之冠 ， 是人 们 喜 欢 吃 的 蔬 菜 品
余 的 ９个 作 为 测 果 实 的 Ｖ ｃ含 量 、 实 酸度 用 果 。不 果
同处 理 的番 茄放 在 室温 下 保 存 ， ５天 测 定 １次 番茄 每
果实的 Ｖ 含量 、 实酸度 以及果 实质量损失率等保 ｃ 果
鲜性 能 指标 。 １ ３ ２ 测 定方 法 ．． １果实 Ｖ ） ｃ含 量 的测 定 。将样 品洗 净 、 干水 分 ， 擦 取 １ ｇ可食 部分 放 入研 钵 中 ， 人 ２ 的盐 酸 １ ｍ ５ 加 ％ ５ Ｌ研
１ ℃左 右 的室 温 条件 下 贮 藏 ， ６ 定期 测 定番 茄 的 Ｖ ｃ含 量 、 度 、 酸 质量 损 失 率等 保 鲜 性能 指 标 ， 研究 了不 同剂 量 的 高 压 静 电场对 番 茄 的保 鲜 效果 。试 验 结 果 表 明 ， 压 静 电场 处 理 能 够 很 好 地 抑 制 番 茄 质 量 的 损 失 和 番 茄果 实 Ｖ 高 ｃ
含 量 、 度 的变 化 ， 酸 延迟 了番茄 果 实 腐败 的发 生 。另外 ， 用 ６ ｋ ／ 利 ０ Ｖ ｍ高 压 静 电场 处理 ６ ｍｎ， ０ ｉ 其果 实 Ｖ ｃ含 量 、 果
实质 量损 失 率 以及 酸 度 的变 化 均小 于 其他 处 理 ， 保鲜 效 果 最好 。
高压静电现象的原理及应用
高压静电现象的原理及应用1. 介绍静电现象是指物体通过摩擦或接触而产生的电荷分离现象。
当物体之间发生摩擦或接触时，其中一个物体会失去电子而带正电荷，而另一个物体则会获得电子而带负电荷。
这种电荷分离导致物体带有电荷，从而产生静电现象。
在高压情况下，静电现象可以表现得更为显著。
2. 高压静电现象的原理高压静电现象的原理基于物质的电性质和电荷的分布。
在高压条件下，物体内部的电荷分布会出现不平衡，即物体表面的电荷密度高于内部。
这种不平衡产生的电场可以导致电荷在物体表面的迁移，从而形成高压静电现象。
3. 高压静电现象的应用3.1 静电除尘高压静电现象被广泛应用于除尘领域。
静电除尘利用高压静电产生的电场吸引空气中的尘埃和颗粒物，使其沉积在导电板上。
这种方法可以有效地清除空气中的颗粒物，并常被用于工业生产过程中的气体净化和颗粒物回收。
3.2 静电喷涂静电喷涂是一种常见的涂装技术，它利用高压静电现象将涂料微粒带电，通过静电作用将其吸附在物体表面。
这种方法可以提高涂料的利用率和均匀度，并减少涂料的浪费。
静电喷涂广泛应用于汽车制造、家具制造和金属涂装等领域。
3.3 静电发电静电发电是一种利用高压静电现象产生电能的方法。
通过将电荷分离的物体与导体连接，电荷将通过导体流动，产生电流。
这种方法常用于实验室中的小型电源、静电发电机和电墙等设备中。
3.4 静电消毒静电消毒是一种利用高压静电现象清除细菌和病毒的方法。
通过给共杀菌物体充电，可以吸引和杀死悬浮在空气中的微生物。
这种方法被广泛应用于医疗卫生、食品加工和空气净化等领域。
3.5 静电除湿静电除湿是一种利用高压静电现象吸附空气中水分的方法。
通过给吸湿材料带电，可以吸引和吸附空气中的水分子，从而降低环境的湿度。
这种方法常用于电子产品制造和湿度敏感的工业环境。
4. 总结高压静电现象是一种基于电荷分离和电场作用的现象。
它在除尘、喷涂、发电、消毒和除湿等领域有着广泛的应用。
通过深入了解高压静电现象的原理，我们可以更好地利用它来解决实际问题，并推动科学技术的发展。
高压静电技术及其在肉类和果蔬保鲜中的应用进展
姜晓晨，霍英娇，董士远. 高压静电技术及其在肉类和果蔬保鲜中的应用进展[J]. 食品工业科技，2023，44（17）：447−453. doi:10.13386/j.issn1002-0306.2022110063JIANG Xiaochen, HUO Yingjiao, DONG Shiyuan. Research Progress in the Application of High Voltage Electrostatic Technology in Meat, Fruit, and Vegetable Preservation[J]. Science and Technology of Food Industry, 2023, 44(17): 447−453. (in Chinese with English abstract). doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2022110063· 专题综述 ·高压静电技术及其在肉类和果蔬保鲜中的应用进展姜晓晨，霍英娇，董士远*（中国海洋大学食品科学与工程学院，山东青岛 266000）摘 要：高压静电技术具有能耗低、不影响食品品质等优点，已逐渐成为当前食品贮藏与保鲜领域的研究热点。
本文系统综述了高压静电技术的作用机理及其在肉类和果蔬保鲜中的应用现状，重点从酶活改变、跨膜电位和冰晶形成等方面综述其保鲜作用机理，同时从降低呼吸强度、减少汁液流失、抑制微生物生长等方面综述其保鲜应用效果，并对其发展趋势进行了讨论和展望，以期为高压静电技术的工业化应用提供参考。
关键词：高压静电技术，保鲜，肉类，果蔬，机理本文网刊:中图分类号：TS251.5；TS255.3 文献标识码：A 文章编号：1002−0306（2023）17−0447−07DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2022110063Research Progress in the Application of High Voltage ElectrostaticTechnology in Meat, Fruit, and Vegetable PreservationJIANG Xiaochen ，HUO Yingjiao ，DONG Shiyuan *（College of Food Science and Engineering, Ocean University of China, Qingdao 266000, China ）Abstract ：High voltage electrostatic technology has the advantages of low energy consumption and no influence on food quality. It has gradually become a research hotspot in the field of food storage and preservation. This paper systematically reviewed the mechanism of high voltage electrostatic technology and its application status in meat, fruit, and vegetable preservation. The mechanism of the preservation effect of high voltage electrostatic technology is mainly reviewed in terms of enzyme activity transformation, transmembrane potential, and ice crystal formation, respectively. Its preservation effect is also reviewed regarding reducing respiration intensity, reducing drip loss, and inhibiting microbial growth. And the development trends of high voltage electrostatic technology are also discussed and predicted. This paper aims to provide a reference for applying high voltage electrostatic technology in the food industry.Key words ：high voltage electrostatic technology ；preservation ；meat ；fruits and vegetables ；mechanism肉类和果蔬的营养成分丰富，是人体必需的蛋白质、维生素以及矿物质的重要来源[1]，但在加工、贮藏、运输和销售过程中，由于机械损伤、自身生理代谢、微生物侵染等因素，会造成食品变色、失水及腐败变质等，从而降低其商品价值，造成经济损失，且存在较大的食品安全风险[2−3]。
高压静电诱导技术之速冻原理篇
高压静电诱导技术之速冻原理篇传统冷冻指将食物放在低温环境下，由外而内的、缓慢冻结的过程。
在这个过程中，食物内的水分结成尖锐冰晶并向四周扩散，刺破细胞壁，食物组织遭到破坏，细胞液也随之流出。
以肉类食品为例，表现为色泽不均匀，无质感，解冻后血水量大，营养流失大。
鲜道科技的高压静电速冻技术，则是内外同步进行均匀的冻结。
在高压电场中，通过静电控制水分子产生同频共振现象，将结晶体变得细小均匀，改变水分子结合方式，最大程度减少食品细胞壁被锐角冰晶穿刺，以保持食物鲜度，最大限度降低营养成份流失，减少肉类重量损耗。
由上图可看出，采用鲜道科技的静电速冻技术冷冻的猪肉质感细腻，内外均匀，层次分明，色泽更新鲜。
在获得高品质速冻食品的同时，静电速冻在冷冻完成时间上也以绝对优势压倒传统冷冻方法，同时降低了能源的消耗。
因此，鲜道科技的静电速冻技术有充足的理由和完全的信心接受商家的检验。
实验数据表明，相似的两块肉制品实现完全冷冻，鲜道静电速冻术相对传统冷冻方法，耗时至少降低一半以上。
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1。
冰箱环境下高压静电场对于肉类冷冻效果的影响
工艺技术冰箱环境下高压静电场对于肉类冷冻效果的影响江 峰，任 猛，胡海梅（长虹美菱股份有限公司，安徽合肥 230001）摘 要：冰箱中肉类冷冻效果主要受到存储温度的影响，现有冰箱冷冻存储温度（-18～-24 ℃）难以实现理想的存储效果。
为解决此问题，通过实验分析了冰箱冷冻温度下不同电场处理（0 kV·cm-1、3 kV·cm-1、6 kV·cm-1、9 kV·cm-1）对纯水降温曲线的影响，并通过食材验证冷冻保鲜效果。
结果表明，高压静电场处理后，水的过冷度以及冻结速度明显改变，且电场处理后的食材，汁液流失率更低。
关键词：高压静电场；冻结速度；过冷度；冰箱Effect of High Voltage Electrostatic Field on the Freezing Effect of Meat in Refrigerator EnvironmentJIANG Feng, REN Meng, HU Haimei(Changhong Meiling Co., Ltd., Hefei 230001, China)Abstract: The freezing effect of meat in refrigerators is mainly influenced by the storage temperature, and the existing refrigerator freezing storage temperature (-18～-24 ℃) is difficult to achieve the ideal storage effect. To solve this problem, the effects of different electric field treatments (0 kV·cm-1, 3 kV·cm-1, 6 kV·cm-1, 9 kV·cm-1) on the cooling curve of pure water at refrigerator freezing temperature were analyzed experimentally, and the freezing and preservation effects were verified by food ingredients. The results showed that the supercooling degree of water as well as the freezing rate were significantly changed after the high-voltage electrostatic field treatment, and the juice loss rate was lower for the food ingredients treated with the electric field.Keyword: high voltage electrostatic field; freezing speed; supercooling degree; refrigerator肉类在冷冻过程中受冰晶形态和数量影响，品质会有所下降。
高压电场处理技术在食品保鲜中的应用研究
高压电场处理技术在食品保鲜中的应用研究目前，高压电场处理技术已经成为了一种先进的食品保鲜技术。
该技术是通过在高压电场作用下，对食品进行电击处理，以达到杀菌、抑制微生物生长、保持食品色泽、延长保质期等效果的目的。
本文将从高压电场处理技术的发展历程、机理、优点、应用等方面展开阐述。
一、高压电场处理技术的发展历程高压电场处理技术的历史可以追溯到20世纪60年代末期，那个时候，美国国家航空航天局（NASA）研究发现，电场可以消毒和杀灭微生物。
随后，该技术逐渐应用于水产养殖、果蔬加工、乳制品生产、肉类加工等领域。
1975年，美国研发出第一台商业化高压电场处理设备，随后欧洲、日本等国纷纷投入研发中。
至今，高压电场处理技术已经在全球范围内得到广泛应用，成为了一种先进的食品保鲜技术。
二、高压电场处理技术的机理高压电场处理技术的机理是通过对食品中的细胞结构、蛋白质、酶等生物大分子进行电击处理，从而使其受到破坏或失活，达到杀菌、抑制微生物生长的目的。
具体来说，高压电场处理技术会产生一定的电气场强度和电流密度，使食品中的细胞受到机械挤压、温度升高、电荷重新分布等影响，从而达到对微生物杀灭的效果。
三、高压电场处理技术的优点高压电场处理技术在食品保鲜中具有以下优点：1. 不会使食品质量变差高压电场处理技术不会产生化学反应，不会改变食品的化学性质和营养成分，对保持食品的原有口感和风味有一定的帮助。
2. 杀菌效果好与传统的热处理、辐射、臭氧、酸性或碱性处理相比，高压电场处理技术对细菌、酵母、霉菌等微生物具有更强的杀菌效果。
而且在杀灭微生物的同时，不会产生致癌物质。
3. 可以保持食品的原始色泽高压电场处理技术不会破坏食品中的色素和色泽素，可以保持食品的原始色泽和外观。
4. 可以延长食品保质期由于高压电场处理技术可以杀死微生物和酶类，所以可以有效延长食品的保质期。
4、高压电场处理技术的应用高压电场处理技术在食品保鲜中已经得到了广泛的应用，例如：1. 奶制品在奶制品的加工中，高压电场处理技术可以杀死细菌、霉菌等微生物，从而保持奶制品的鲜度和原始风味。
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高压静电场保鲜技术原理及应用现状研究农业科技与装备2016年08期摘要：近年来高压静电技术在食品工业中逐渐得到应用。
从细胞膜电势、果蔬内部电场、水结构的角度分析高压静电场保鲜技术的原理，概述高压静电场技术在果蔬贮藏保鲜中的应用现状，并对高压静电场保鲜技术的前景进行展望，以期为该技术今后的深入研究提供参考。
关键词：高压静电场；保鲜；果蔬；原理；现状；前景中图分类号：S609 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2016）08-0058-02地球表面的一切生物体都是在电场强度约130 V/m的自然静电场的作用下生长、繁殖。
生物环境电场的改变，特别是外加高压静电场，必然对构成生物体的细胞内外的电荷分布、排列、运动产生一定的影响。
目前，国内许多研究人员正在进行相关试验，且其试验结果已经得到了一定的证实。
近年来，静电技术在食品工业中的应用研究悄然兴起，这主要得益于微能源、静电生物效应和电场等理论基础研究的发展。
目前，高压静电生物技术在食品领域的应用研究主要包括：高壓静电场在食品保鲜中的研究，高压静电场对酶的活性的影响研究，高压静电场加速冷冻食品解冻的试验研究，高压静电场在食品杀菌中的应用研究，高压静电场的生物效应影响研究，以及高压静电场对食品其他功效的影响研究等。
本文对目前国内外运用高压静电场技术延长果蔬保鲜贮藏期的技术原理及研究现状进行概述和探讨。
1 高压静电场处理对样品品质影响的原理特定的高压静电场处理能显著地保持所处理果蔬的品质，具体表现在：增加可溶性固形物、VC、还原糖、总酸等的含量，减少丙二醛（MDA）、过氧化物酶（POD）的含量；但另外的一些静电场处理则出现与该结论不太一致的结论。
现就这些现象从高压静电场保鲜作用机理方面做出如下讨论分析。
1.1 从细胞膜电势的角度分析据报道，静电场处理对果蔬有保鲜作用，主要是由于电场改变了果蔬细胞膜的跨膜电位。
生物化学理论认为，在水溶液中一个离子要穿过细胞膜，除了需要一定的载体来传送外，更重要的是它要受到2种驱动力的作用：一种来自膜内外两侧的化学梯度（浓度），另一种则是由于透过膜的电荷运动所造成的电势梯度（膜电位差）。
这两者总起来叫做电化学梯度。
也就是说，电化学梯度将决定离子的运动方向以及对膜的透过情况。
在外加电场作用下，若外加电场方向与膜电位正方向一致，则膜电位差增大，反之则减小。
膜电位差的改变必然伴随着膜两边的带电离子的定向移动，从而产生生物电流，带动了生化反应。
国外的一些试验已经初步证实了这种影响方式存在的可能性。
例如：细胞内的线粒体内ATP（三磷酸腺苷）的合成就是由于膜内外电位差造成电子在从膜外流进膜内的过程中驱动ATPase（三磷酸腺苷酶）产生ATP供细胞利用。
这样，当外加高压静电场处理后，将会直接影响细胞的氧化磷酸化水平。
1.2 从果蔬内部生物电场的角度分析果蔬作为一个生物体，本身存在着其固有的电场，当这种固有电场遭到外部干扰时就可能表现为某种生理上的变化。
细胞内有很多正常代谢活动与金属离子有关，如细胞呼吸链中执行电子传递的细胞色素C （CytC）和一些以金属离子为辅基的酶类，而外加电场处理正好能影响与这些金属离子活动有关的细胞代谢过程。
在这个过程中，适当的电场处理正好有助于延缓细胞相关活动而达到保鲜的效果，而另一些电场处理则也可能会刺激细胞活动而出现另一些试验结果。
从这一点上讲，正好能解释在一些处理中过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）的酶活高于对照，而在另一些处理中POD和CAT的酶活低于对照。
1.3 从水结构的角度分析随着物理学和物理化学的进步，人们发现生物体内的水本身并非单纯的液体，而是具有一定构造的物质，许多科学家提出的有关水分子构造理论认为，细胞内的水分子是一种由氢键结合而成的具有一定结构[称作水分子团（cluster）]的液体。
由于水分子是极性分子，所以这种结构并非固定不变的，而是一种动态结构。
一般自由水分子团的存在时间极短，随着氢键的形成与断裂，水分子之间存在着小分子缔合为大分子团、大分子团解聚为小分子的不停的变化过程。
影响果蔬生理反应的主要是果蔬内酶的活性，而酶蛋白周围的水分不仅是果蔬生存的条件，更是果蔬细胞的重要组成部分。
水结构上的任何变化理所当然要引起果蔬生理上的改变。
当外加静电场作用于酶周围的水分使其结构发生变化时，在一定条件下极可能改变水与酶的结合状态，使酶的活性不能发挥出来，从而失去活性。
酶的失活必将延缓果蔬的生理代谢过程，达到保鲜的目的。
从这方面讲，高压静电场处理正是通过影响果蔬内含的水分子结构而影响被这些水分子结合的一些相关酶的活性而达到保鲜的目的。
2 高压静电场技术在果蔬贮藏保鲜中的应用目前，虽然高压静电场技术作为一种节能、高效、高品质处理得到高效益食品的保藏方法而被广泛用于包括食品工业在内的各个领域之中，但是，将该技术用于果蔬保鲜的研究却只是近年来才兴起的一门新兴技术。
其研究现状主要表现在以下几个方面：高压静电场对果蔬硬度、呼吸、内溶相关酶、电导率的影响。
有学者就番茄贮藏期短、呼吸跃变及保鲜期短等特点，通过大量试验研究了静电场对番茄贮藏期内呼吸速率、腐烂指数、好果率、可溶性固形物含量、相对电解质渗出率、还原糖、可滴定酸、VC含量、过氧化物酶、过氧化氢酶、丙二醛等的影响，为从理论上解释高压静电场的保鲜作用拓宽了范围。
3 高压静电场保鲜技术研究前景展望食品工程中的各种操作单元随着现代科学的发展都在向着高效率、低能耗、商品化等方向发展，许多领域的新兴技术都在不断地向食品工业渗透。
随着食品工业的快速发展，由于当今世界石油、煤炭和天然气等自然资源的不可再生性，高压静电场以其能耗低、卫生、容易操作控制、操作使用过程中维护费低等特点，将可能逐渐成为食品工业发展的主流之一。
高压静电场处理技术除可对果蔬进行保鲜贮藏之外，还可用于食品的杀菌、干燥、加速冷冻食品的解冻过程等许多食品工业的操作单元之中。
在人们越来越重视高效、节能和环保的今天，其应用开发前景十分广阔，尤其是将其应用于延长果蔬产品的货架期方面更是有诱人的潜力和开发前景。
由于该技术目前在国内外仍是出于对其应用开发的探索阶段，特别是其作用机理问题更是该技术运用和推广的关键核心问题之一，又由于静电场贮藏保鲜以及其他作用效应受到诸多因素的影响，所以研究起来难度不小，导致前期研究进展及在实践中推广运用等方面不是很理想，进程较慢。
所以今后有待于进行更加深入的研究，将高压静电场在食品工业中的应用推上一个更高的水平。
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