Historia kuchenki mikrofalowej sięga początków XX wieku. Za jej wynalazcę uważa się amerykańskiego inżyniera i wynalazcę - Percy Spencera. Pierwsza, komercyjna wersja tzw. mikrofalówki została wyprodukowana już w 1947 roku.
Jak działa kuchenka mikrofalowa?
Otóż mikrofale, które są rodzajem promieniowania elektromagnetycznego, zaliczane do fal radiowych - wprawiają cząsteczki wody znajdujące się w nagrzewanym ciele w drgania rotacyjne. Energia drgających cząsteczek wody, w wyniku silnego tłumienia drgań rozprasza się i jest przekazywana cząsteczkom podgrzewanego ciała – tym samym rośnie jego energia termiczna (zob. ciepło), a zatem i temperatura. Zjawisko to odkrył przypadkowo amerykański inżynier Percy Spencer podczas badań nad wytwarzaniem fal elektromagnetycznych stosowanych w urządzeniach radarowych (częstość 1 – 40 GHz)[1]. Dzięki temu odkryciu w 1947 r. wprowadzono na rynek pierwsze kuchenki. Pierwsza kuchenka mikrofalowa nazywała się Radar Range i była dużych rozmiarów – 1,65 m wysokości, oraz miała dużą masę – 338 kg.
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.
Bliski obecnemu, standardowy wygląd, kuchenka mikrofalowa posiada od roku 1967.
Jak prawidłowo użytkować kuchenkę mikrofalową
- 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 wodnej.
Wpływ mikrofal na żywność i zdrowie
Posiadanie kuchenki mikrofalowej jest niezwykle wygodne. 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.
