Mikrofalówka - fakty i mity.

Kuchenka mikrofalowa, powszechnie znana bardziej pod nazwą mikrofalówka lub mikrofala to urządzenie, które już od kilkunastu lat cieszy się powszechnym uznaniem z powodu wygody i szybkości przygotowania potraw. Pierwszą kuchenkę wynalazł – co ciekawe - przez przypadek amerykański inżynier i wynalazca Percy Spencer. Zauważył, że stojąc bliskoy batonik w jego kieszeni rozpuścił się. Po tej obserwacji zaczął podgrzewać tą metodą inne produkty, takie jak kukurydza, z której powstał popcorn czy jajka, które eksplodowały. Naukowiec ten opatentował urządzenie i już w 1947 roku było dostępne w sprzedaży. Pierwsza kuchenka dystrybuowana przez firmę Raytheon nazywała się Radarange. Była duża, miała ponad 150 centymetrów wysokości i ważyła około 300 kilogramów, dodatkowo była bardzo droga w zakupie. Na początku używano jej przede wszystkim do rozmrażania głęboko zamrożonych produktów. W 1955 roku firma Tappan, zakupiła licencję na dystrybucję kuchenki mikrofalowej domowego użytku od Raytheon Company. Ta jednak również okazała się zbyt obszerna i droga jak na budżet ówczesnego gospodarstwa domowego. Mikrofalówkę obecnego rozmiaru i kształtu wprowadziła dopiero w 1967 firma Amana Corporation. Produkt ten szybko zyskiwał na popularności. W badaniach przeprowadzonych przez US Bureau of Labor Statistics procentowa ilość kuchenek mikrofalowych w gospodarstwach domowych wynosiła: w 1971 roku -  1%, w 1986 roku 25%  a w 1991 już 90%.

Zasady działania

Żywność przygotowywana w kuchenkach mikrofalowych jest ogrzewana przez zmianę energii pola elektrycznego w energię cieplną dzięki zaabsorbowaniu przez dany produkt mikrofal, czyli promieniowania elektromagnetycznego, które cechuje się długością fali między podczerwienią i falami ultrakrótkim (częstotliwość 2,45 GHz, długość fali 12,2cm).  Mikrofale po przedostaniu się do artykułu spożywczego wpływają przede wszystkim na najbardziej wrażliwą substancję jaką jest woda. Ładunki w polu elektrycznym, zaczynają się poruszać i ustawiają się zgodnie ze zmieniającym się wielokrotnie kierunkiem pola. Ten proces przyczynia się do wytwarzania ciepła przez tak zwane tarcie molekularne. Im więcej dany produkt posiada cząsteczek wody tym szybciej się ogrzewa. Jednak im głębiej, tym natężenie mikrofal zmniejsza się.  W domowych kuchenkach, mikrofale osiągają długość około 12 centymetrów i częstotliwość 2450 megaherców (MHz). Ponadto mikrofale charakteryzują się nieprzepuszczalnością dla metali, dlatego ściany i drzwi kuchenki wykonane są z tego tworzywa. Powoduje to zatrzymanie ich w środku urządzenia. Materiały takie jak szkło, porcelana , papier czy niektóre tworzywa sztuczne cechują się przepuszczalnością mikrofal, dlatego dobrze jest podgrzewać na nich żywność. Co więcej, mikrofale zdołają przedostać się do artykułu spożywczego na głębokość 2,5 centymetra z każdej strony. Jeżeli produkt jest grubszy środek ogrzeje się na zasadzie przewodnictwa czyli tak samo jak w zwykłych piecach.

Budowa

Od 1967 roku kuchenki mikrofalowe posiadają standardowy wygląd, który ulegał na przełomie lat modernizacji. Różnice dotyczą w ilość pełnionych funkcji, mocy, wytrzymałości czy ilości zabezpieczeń. Każde urządzenie musi być podłączone do źródła wysokiego napięcia. W każdym też, znajduje się magnetronom, wytwarzający mikrofale. Magnetron to urządzenie przetwarzające wejściową energię prądu stałego na energię elektryczną o wysokiej częstotliwości. Zjawisko to zachodzi w komorze anodowej znajdującej się w polu magnetycznym. Anoda wychwytuje elektrony wysyłane przez katodę. Prędkość oraz drogę jaką pokonują są uzależnione od pola magnetycznego i kształtu komory anodowej. Mikrofale wytworzone przez magnetron przedostają się do wnętrza kuchenki specjalnym kanałem próżniowym zakończonym metalowym mieszaczem, dzięki czemu mikrofale szybciej rozprzestrzeniają się we wnętrzu urządzenia. Komora zbudowana jest z części metalowych tak by mikrofale nie wydostawały się na zewnątrz. Nie ma możliwości by w jakiś sposób przedostały się przez otwory wentylacyjne czy przez szczeliny wokół drzwiczek. Na przedniej ścianie obok drzwi znajduje się przycisk do ich otwierania oraz część do sterowania pracą mikrofalówki (elektroniczny lub mechaniczny). Wszystkie kuchenki są tak skonstruowane, że w momencie otworzenia drzwi, magnetron wyłącza się automatycznie. Dodatkowo mają wiele zabezpieczeń (blokady drzwiowe, sprężyny uszczelniające, mikroprocesory blokujące, specjalne konstrukcje drzwi) co sprawia, że użytkowanie jest całkowicie bezpieczne. 

Jak skutecznie podgrzewać potrawy

• naczynia napełnia się potrawą do połowy by uniknąć wykipienia lub pryskania,
• zwrócenie uwagi na grubość i kształt naczynia (cieńsze i o ukośnych ścianach szybciej się nagrzeją),
• kawałki potrawy należy ułożyć w naczyniu w taki sposób aby równo się ogrzały. Grubsze i bardziej zwarte części układa się bliżej krawędzi naczynia,
  
• przy ogrzewaniu większych ilości należy ułożyć produkty w pierścień przy zewnętrznej krawędzi talerza obrotowego przy zachowaniu równomiernych odstępów. Unikać należy rozmieszczenia na samym środku gdyż zagęszczenie mikrofal w tym miejscu jest najmniejsze,
• przy odgrzewaniu dużej ilości na przykład ryżu należy go co jakiś czas przemieszać – przyspieszy to cały proces,
• przykrywanie potraw podczas ogrzewania może przyspieszyć proces, jednak należy użyć do tego celu odpowiednich naczyń. To znaczy z otworami tak aby para wodna miała swoje ujście,
• zabezpieczenie niektórych części produktów w celu uniknięcia przypalenia,
• cykliczne działanie mikrofal na potrawę powoduje bardziej równomierne nagrzanie się żywności,
• przekłuwanie produktów, które mają twardą skórkę zabezpieczy je przed pęknięciem pod wpływem pary wodnej,
• przy użyciu kuchenki mikrofalowej w łatwy sposób można roztopić masło, czekoladę, miód, ser, bez obawy, że dany produkt się przypali.
• nie należy ogrzewać jajek w skorupkach lub zamkniętych butelek. Dodatkowo unikać podgrzewania olejów i innych tłuszczów, gdyż ciężko skontrolować ich temperaturę co może spowodować przegrzanie,
• zamknięte pojemniki, butelki, jajka mogą wybuchnąć po podgrzaniu w kuchence mikrofalowej w wyniku zwiększania ciśnienia od powstającej w środku pary wod
  się zapalić.

Działanie na żywność i zdrowie

           

W Polsce prawie każdy ma w swoim domu kuchenkę mikrofalową, jest to niezwykłe udogodnienie, gdyż bardzo szybko i bez większego wysiłku można podgrzać wcześniej przygotowane potrawy. Jednak pozostaje pewien sceptycyzm wśród społeczeństwa dotyczący wpływu mikrofal na zdrowie człowieka. Poniżej przedstawiono zalety a następnie wady dotyczące użycia mikrofalówek, ich działanie na żywność oraz zdrowie ludzi.

Zalety:

• Podczas konwencjonalnego pieczenia proces ogrzewania zachodzi wolno i potrawy ogrzewają się na zasadzie przewodnictwa. W przypadku użyciu mikrofalówki gotowanie lub podgrzewanie zachodzi szybko, dzięki czemu uzyskać można mniejsze straty składników odżywczych,  na przykład witaminy C.
• Przy właściwym użytkowaniu, przygotowywanie potraw w mikrofalówce nie zmienia zawartości składników odżywczych w większym stopniu niż tradycyjne gotowanie, ze względu na krótszy czas obróbki co potwierdziły liczne badania.
• Pomiary przeprowadzone dla sprawdzenia zawartości składników aktywnych w mleku sztucznym przeznaczonym dla niemowląt wykazały, że ich skład nie zmienia się, jeżeli temperatura nie przekroczy 60°C.
• Każda metoda gotowania niszczy pewną ilość składników odżywczych i witamin. Zależy to od czasu obróbki, ilości wody w jakiej produkt się znalazł oraz temperatury gotowania. Kuchenki mikrofalowe osiągają niższe temperatury niż konwencjonalne metody a potrawy przyrządzane są w krótszym czasie. Najbardziej wrażliwe na ciepło są składniki rozpuszczalne w wodzie, takie jak witaminy C i B oraz kwas foliowy. W badaniach na Cornell University, naukowcy przyjrzeli się efektom gotowania na rozpuszczalne w wodzie witaminy w warzywach i stwierdzili, że ​​szpinak zachował niemal całą zawartość kwasu foliowego podczas gotowania w kuchence mikrofalowej, natomiast stracił około 77 procent, przy gotowaniu tradycyjnym. Odkryli również, że boczek przygotowywany w mikrofali ma znacznie niższy poziom rakotwórczych nitrozoamin niż zwyczajowo gotowany boczek.
• Wstępna obróbka cieplna w mikrofalówce przed grillowaniem zmniejsza czas potrzebny do grillowania mięsa. Zmniejsza rakotwórczy charakter jakim może być na przykład dym wydzielający się podczas kapania tłuszczu na rozżarzony węgiel. W efekcie tradycyjnego grillowania wydzielane są wtedy wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, nadtlenki i wolne rodniki.
• Podczas długotrwałego gotowania ziemniaków lub ich smażenia we frytkownicy uzyskuje się wysokie temperatury. W takich sytuacjach często w ziemniakach powstaje szkodliwy akrylamid, który ma toksyczny wpływ na układ nerwowy i rozrodczy człowieka. Gotując ziemniaki w mikrofalówce osiągamy niższe temperatury i krótszy czas ich przygotowania, dzięki czemu zapobiegamy wytwarzaniu tego szkodliwego  związku.
• W National Center for Home Food Preservation, przeprowadzono badanie, w którym porównywano retencję niektórych witamin podczas blanszowania tradycyjnego a mikrofalowego. Wyniki wykazały, że w porównaniu do próbek kontrolnych, przy gotowaniu we wrzącej wodzie, rzepa utraciła 16% kwasu askorbinowego, do 100% kwasu foliowego, tiaminy i ryboflawiny. Podczas blanszowania w mikrofalówce warzywo utraciło 28,8% kwasu askorbinowego, 25,7% kwasu foliowego, 16,9% tiaminy i 7,2% ryboflawiny. Dowodzi to, że bardziej skuteczna jest obróbka w kuchence mikrofalowej dla zachowania wybranych witamin rozpuszczalnych w wodzie, z wyjątkiem kwasu askorbinowego.
• W badaniu przeprowadzonym na Wydziale Nauk Farmaceutycznych na Uniwersytecie w Salerno, rozważano wpływ mikrofal na zachowanie związków fenolowych w ziemniakach. Stwierdzono, że aby uniknąć uszkodzeń termicznych i zachowania cennych przeciwutleniaczy należy używać mocy na poziomie 500W.
• Bezpośrednie naświetlenie kuchenką mikrofalową nie jest możliwe. Mikrofale emitowane w środku urządzenia są ograniczone materiałem z którego są zbudowane (nawet szybka czy wyciąg). Zgodnie z oświadczeniem wydanym przez Agencja ds. Żywności i Leków FDA ilość mikrofal, które mogą przedostać się na zewnątrz wynoszą około 5 centymetrów i jest to poniżej poziomu ekspozycji szkodliwego dla zdrowia człowieka. Promieniowanie wytwarzane w mikrofalówce jest promieniowaniem niejonizującym czyli nie występuje ryzyko zachorowania na nowotwory z tego powodu. Podobne promieniowanie emituje telewizor, telefon komórkowy czy radio. Każda kuchenka ma swoje zabezpieczenia i blokady, które zakładają, że w momencie otwartych drzwiczek kuchenka nie działa.

Wady:

• Mleko ludzkie podgrzewane w mikrofalówce traci dużą ilość występującego tam lizozymu i immunoglobuliny A i E nawet w niskich temperaturach. Ponadto znaczne straty obserwuje się przy wysokich temperaturach dlatego obróbka w mikrofalówce jest przeciwwskazana jeżeli osiąga wysokie temperatury.
• Badania dotyczące strat witaminowych podczas gotowania w mikrofalówce wykazały, że podczas ogrzewania mikrofalowego witamina B12 przechodzi do nieaktywnej swojej formy. Sprawdzono to na produktach takich jak wołowina, wieprzowina oraz mleko. Straty witaminy B12 w tych artykułach sięgały około 30 do 40%. Zależy to jednak od temperatury i czasu obróbki.
• W innym badaniu, poddano ocenie cztery domowe metody gotowania, takie jak: gotowanie wysokociśnieniowe, tradycyjne gotowanie, na parze i w mikrofalówce. Produktem badawczym były brokuły. Wyniki pokazały duże różnice między tymi czterema zabiegami. Brokuły poddane działaniu mikrofal wykazywały duże straty flawonoidów (97%), tradycyjne gotowanie - 66%, wysokociśnieniowe gotowanie - 47% a gotowanie na parze miały minimalne straty.  
• Głównym problemem z kuchence mikrofalowej jest jednak nierównomierne podgrzewanie żywności, co skutkowało obawami dotyczącymi bezpieczeństwa mikrobiologicznego (zbyt gorące, rozgotowane na zewnątrz i zimne w środku). Dodatkowo mikrofalówki są często używane do podgrzewania wcześniej przygotowanej potrawy, a skażenie bakteryjne może nie być wyeliminowane jeżeli bezpieczna temperatura nie zostanie osiągnięta.