Kuchenka mikrofalowa - Nauka na talerzu

Kolejną techniką kulinarną, której często nie postrzegamy jako sposobu gotowania, a raczej jedynie jako metodę podgrzewania jedzenia, jest poddawanie żywności działaniu mikrofal. To całkiem nowa metoda, opatentowana w 1945 roku przez amerykańskiego naukowca dr Percy Spencer’a. Kuchenki mikrofalowe na dobre zagościły w domowych kuchniach później, bo dopiero w latach siedemdziesiątych. W 2019 roku mikrofalówki można było już spotkać w 90% kuchni w USA i 60% kuchni w Polsce. Dziś większość z nas nie wyobraża sobie bez niej życia. Jak działa mikrofalówka? Jakie jedzenie można w niej podgrzewać? Czy kuchenka mikrofalowa jest szkodliwa dla zdrowia?

Pierwsza komercyjna kuchenka mikrofalowa Radarange III z 1955 roku.

Źródło: https://spectrum.ieee.org/image/MzI0ODQ0Mw.jpeg (dostęp 17.01.2021r.).

Jak zbudowana jest kuchenka mikrofalowa?

Zacznijmy od tego, jak zbudowana jest kuchenka mikrofalowa. Przyjrzyjmy się bliżej jej elementom i ich funkcjom.

Budowa kuchenki mikrofalowej.

Źródło: https://www.filepicker.io/api/file/EYs5N3EYReytPf2bgM20 (dostęp 16.01.2021r.).

Transormator – przekształca napięcie sieciowe (230 V) do wyższej wartości (4 000 V), które jest niezbędne do wytworzenia mikrofal.
Magnetron – specjalny typ lampy elektronowej, który przetwarza prąd elektryczny na fale radiowe o odpowiedniej częstotliwości mikrofalowej (2,45 GHz).
Falowód – transmituje mikrofale z magnetronu do komory, w której znajduje się podgrzewana żywność.
Wentylator – służy do chłodzenia magnetronu oraz do równomiernego rozprowadzania ciepła w komorze kuchenki mikrofalowej.
Komora kuchenki mikrofalowej – jej rozmiar jest dostosowany do długości generowanych fal tak, by mogła się utworzyć fala stojąca.
Talerz obrotowy – obraca jedzenie w trakcie działania urządzenia, by zapewnić równomierność ogrzewania i uniknąć powstawanie ciepłych i zimnych miejsc (węzły i strzałki fali stojącej).
Szyba mikrofalówki – pokryta jest przewodzącą siatką ochronną, która umożliwia przepuszczanie światła, a uniemożliwia wydostawanie się mikrofal na zewnątrz kuchenki.

W jaki sposób podgrzewane jest jedzenie?

Żywność ogrzewana jest poprzez szybkozmienne pole elektromagnetyczne generowane przez mikrofale. Fale powstają dzięki magnetronowi i są transmitowane przez antenę. Wędrują falowodem do wnętrza komory kuchenki, gdzie następnie tworzą falę stojącą o długości około 12 cm. Fale te są absorbowane (pochłaniane) przez jedzenie. Jednak nie każde cząsteczki jedzenia reagują na zmienne pole elektromagnetyczne. Mikrofale oddziałują jedynie na polarne molekuły i jony. A mówiąc prostszym językiem, chodzi po prostu o cząsteczki wody.

Źródło: https://pixabay.com/pl/photos/kropli-wody-spadek-wp%C5%82yw-wsady-578897/ (dostęp 17.01.2021r.).

Po zaabsorbowaniu fali przez cząsteczkę wody, zaczyna ona intensywnie wibrować, a konkretnie zmieniać swoje położenie tak, by dipol zawsze był ustawiony wzdłuż sił pola elektromagnetycznego. Wraz z częstymi zmianami pola cząsteczka również musi zmieniać swoje położenie. Przy częstotliwości fali używanej w kuchenkach mikrofalowych zmiana taka zachodzi aż 2 450 000 000 razy na sekundę! Ten intensywny ruch oraz siły tarcia powodują, że cząsteczki się nagrzewają.

W jaki sposób przenoszone jest ciepło?

Sposób przenoszenia energii cieplnej opisany powyżej określany jest jako szczególnego rodzaju radiacja. Nagrzane cząsteczki wody oddają swoje ciepło również do innych sąsiednich cząsteczek na zasadzie kondukcji. W ten oto sposób ciepło rozchodzi się po całej objętości potrawy od wewnątrz, a nie tylko wnika w głąb od zewnątrz jak w przypadku podgrzewania jedzenia tradycyjnymi metodami, np. przy gotowaniu czy smażeniu.

Źródło: Akella, K. https://unsplash.com/photos/vCNLO20cuwY (dostęp 17.01.2021r.).

Niekiedy jednak zdarza się, że produkt ogrzewa się nierównomiernie. Może do tego dojść wówczas, gdy podgrzewany fragment jedzenia zbyt długo znajduje się w węźle fali (czyli miejscu, w którym emitowane dwie fale wzajemnie się „znoszą”). Nie chcę się zagłębiać dokładniej w ten temat, bo wymaga on szczegółowego fizycznego wyjaśnienia. Dla nas – użytkowników kuchenek mikrofalowych – oznacza to tyle, że talerz obrotowy służy do unikania przebywania przez żywność długo w takich miejscach, a tym samym zapewnia równomierność grzania.

JUŻ JEST!

Wyjątkowy e-book z 20 przepisami na nietuzinkowe, autorskie dania: przystawki, zupy, dania główne i desery

ZASIĄDŹ DO UCZTY RAZEM Z NAMI

Jakie produkty możemy podgrzewać w kuchence mikrofalowej?

Jak już wiesz, fale elektromagnetyczne w mikrofalówce oddziałują głownie na cząsteczki wody, zatem jedzenie, które chcemy podgrzać, musi je zawierać. Z artykułu na temat wody wiesz już, że występuje ona w prawie wszystkich produktach w mniejszej lub większej ilości. I to jest kluczowe. Bo to właśnie te cząsteczki będą podgrzewały resztę dania.

Źródło: Nugroho, A. https://unsplash.com/photos/8clQnz1iu68 (dostęp 17.01.2021r.).

Co jeszcze wpływa na szybkość tego procesu? Temperatura początkowa potrawy. Podgrzanie zamrożonego kawałka jedzenia będzie trwało zdecydowanie dłużej od tego wyjętego z lodówki czy znajdującego się w temperaturze pokojowej. Znaczenie ma również wielkość i kształt obiektu. Duży, gruby i nieregularny kawałek ryby będzie wymagał więcej czasu. Jednolitość potrawy też ma istotny wpływ. I tak zmielone mięso będzie równomiernie absorbować fale i ogrzeje się w krótszym czasie.

Jeśli kiedyś podgrzewałeś mięso z kością, może zaobserwowałeś, że część przy kości była cieplejsza od całości. Spowodowane jest to obecnością wapnia i innych minerałów. Odbijają one mikrofale, dzięki czemu powierzchnia przy nich nagrzewa się szybciej z powodu większego nagromadzenia energii.

Źródło: Shes, V. https://unsplash.com/photos/XgFFJKSPkNk (dostęp 17.01.2021r.).

W mikrofalówce możesz zatem ogrzewać całe spektrum produktów: zaczynając od czystej wody i innych płynów (mleko, herbata, kawa) poprzez owoce i warzywa, kończąc na mięsie i rybach, bo w końcu też zawierają wodę w swym składzie. Zwykle kuchenki mikrofalowe używamy jedynie do podgrzewania jedzenia, a z technicznego punktu widzenia możemy je z powodzeniem używać również do gotowania. Praktycznie jest to jednak trudne zadanie, ponieważ przy bardzo dynamicznych zmianach temperatury potrawy szybko zmienia nam się również ciśnienie, które ciężko jest stopniowo równoważyć. Dochodzi wówczas do niekontrolowanych przez nas zdarzeń, a w skrajnych przypadkach nawet eksplozji. Zapewne dobrze to znacie, gdy np. przypadkiem zbyt długo podgrzewaliście w mikrofalówce gęstą zupę i po otwarciu drzwiczek okazało się, że jej większa część znajduje się na ściankach mikrofalówki, a nie na talerzu.

Źródło: Suman, B. https://unsplash.com/photos/vdbq-iiyvGY (dostęp 17.01.2021r.).

A co z wartością odżywczą posiłków z mikrofali?

Każda obróbka termiczna powoduje straty witamin, minerałów i innych wartościowych substancji. Podgrzewanie lub gotowanie posiłku w mikrofalówce trwa krócej niż przy wykorzystaniu bardziej tradycyjnych metod takich jak gotowanie, smażenie czy pieczenie.

Naukowcy przeprowadzili wiele badań, by sprawdzić wpływ konkretnych technik cieplnych na straty w składnikach żywności. Nie zaobserwowano znaczących różnic między tymi metodami. Niektóre z nich wykazały, że przy użyciu mikrofal straty te są nawet mniejsze, np. w ciecierzycy zaobserwowano większa ilość witamin z grupy B i składników mineralnych w porównaniu do tradycyjnego gotowania. W brokułach i szpinaku, np. pozostaje od kilku do kilkudziesięciu procent więcej witaminy C oraz kwasu foliowego, które przy tradycyjnym gotowaniu zostają wypłukane wraz z wodą.

Źródło: Winkler, M. https://unsplash.com/photos/5qrrqfSsIfg (dostęp 17.01.2021r.).

Czy kuchenka mikrofalowa jest szkodliwa dla zdrowia?

Metoda ta jest jak najbardziej właściwa i bezpieczna, wbrew krążącym mitom. Prawdą jest, że fale radiowe oddziałują w taki sam sposób na nas jak na żywność. A już wiesz z poprzednich artykułów na blogu, że organizm ludzki składa się w przeważającej ilości z wody. Szczególnie wrażliwe są oczy i jądra. Jednak kuchenka mikrofalowa jest na tyle zabezpieczona, że nie emituje fal na zewnątrz. Otworzenie drzwiczek jest również jednoznaczne z ustaniem jej działania. A nawet w przypadku nieszczelności urządzenia, natężenie promieniowania drastycznie spada wraz ze wzrostem odległości. Dla przykładu: już w odległości pół metra od kuchenki promieniowanie takie jest kilkudziesięciokrotnie słabsze niż to, które emituje nasz telefon komórkowy i jest na tyle niskie, że nie szkodzi ludziom. Poziom ten jest znacznie poniżej szkodliwej dla człowieka wartości.

Źródło: https://pixabay.com/pl/photos/mikrofal%C3%B3wka-promieniowanie-5g-5500464/ (dostęp 17.01.2021r.).

Wady kuchenek mikrofalowych

Jak zapewne się domyślacie, kuchenki mikrofalowe pomimo swoich zalet nie są jednak ideałem i mają również swoje wady. Jednym z minusów ich stosowania jest fakt, że w przypadku tak podgrzewanego jedzenia nie zachodzą reakcje Maillarda. Jak już wiesz, w mikrofalówce podgrzewane są cząsteczki wody (poprzez ich intensywny ruch), stąd też ciężko jest w kontrolowany sposób przekroczyć i utrzymać temperaturę wrzenia wody. Dlatego też nie dojdzie do złożonych reakcji między cukrami redukującymi a białkami, które są odpowiedzialne za aromatyczne karmelowe i pieczone nuty w jedzeniu. Dla jednych są one pożądane, a dla innych nie, więc nie musi być to wadą.

Źródło: sheri silver. https://unsplash.com/photos/q5C-_coAZR4 (dostęp 17.01.2021r.).

Należy też pamiętać, że nie uda nam się podgrzać żywności, która jest sucha (nie zawiera wody), jak chociażby produkty liofilizowane, olej czy masło. Bardzo niesmaczne z tego samego powodu po podgrzaniu są produkty, takie jak ciasto francuskie, naleśnik czy pieczywo, które błyskawicznie przyjmuje charakterystyczną „gumowatą” teksturę. Nie można także używać metalowych naczyń (takich jak puszki) i nie wszystkie plastikowe opakowania są odpowiednie do użytkowania w mikrofalówce. Najczęściej taka informacja znajduje się na przedmiocie lub opakowaniu.

Ogromną zaletą gotowania przy użyciu fal radiowych jest na pewno krótki czas tego procesu. Jest to również zdrowa i dietetyczna metoda, szczególnie w porównaniu do smażenia. Zatem może kolejny posiłek przygotujesz właśnie przy użyciu kuchenki mikrofalowej?

Źródło: Shopp, G. https://unsplash.com/photos/NHuOh6F0JSs (dostęp 17.01.2021r.).

Podsumowanie:

Mikrofalówka ogrzewa żywność poprzez fale elektromagnetyczne, które powstają w magnetronie – lampie mikrofalowej.
Fale te oddziałują na polarne molekuły (głownie cząsteczki wody) i jony.
Możliwe jest podgrzewanie jedynie żywności, która zawiera w swym składzie wodę: im więcej, tym lepiej.
Gotowanie żywności w mikrofalówce nie jest gorsze pod względem utraty składników odżywczych od innych metod cieplnych, a czasami jest nawet lepsze.
Używanie mikrofalówki w sposób rozsądny i zgody z przeznaczeniem nie stwarza w żaden sposób zagrożenia dla życia ludzkiego.

Podobał Ci się mój artykuł?

Podziel się nim! 🤗

Literatura:

Boom, R., Buijsse, C. (2018). Food Production and Preservation. Wageningen University & Research.

ChefSteps. Making The Most of Your Microwave. https://www.chefsteps.com/activities/making-the-most-of-your-microwave

Contreras, C., Benlloch-Tinoco, M., Rodrigo, D., & Martínez-Navarrete, N. (2017). Impact of microwave processing on nutritional, sensory, and other quality attributes. In The microwave processing of foods (pp. 65-99). Woodhead Publishing.

Cross GA, Fung DY. The effect of microwaves on nutrient value of foods. Crit Rev Food Sci Nutr. 1982;16(4):355-81. doi: 10.1080/10408398209527340. PMID: 7047080.

English, T. (2017). How Do Microwaves Cook Food? https://interestingengineering.com/how-do-microwaves-cook-food

FDA (2017). Microwave Oven Radation. https://www.fda.gov/radiation-emitting-products/resources-you-radiation-emitting-products/microwave-oven-radiation#Microwave_Ovens_and_Health

Harrison, D. L. (1980). Microwave versus conventional cooking methods: Effects on food quality attributes. Journal of food protection, 43(8), 633-637.

Konecki, W. (2017). Branża AGD w Polsce (2017). Liczby, statystyki, raporty. CECED Polska.

McGee, H. (2007). On food and cooking: the science and lore of the kitchen. Simon and Schuster.

Perkowski, P. (2019). Oddziaływanie pola elektrycznego z materią (jak działa kuchenka mikrofalowa). Wojskowa Akademia Techniczna.

Artykuły powiązane:

Jak zrobić idealne brownie?

Co to jest brownie? To na pewno pieczona, czekolad...

Sposoby przenoszenia energii

Dzisiaj zajmiemy się energią. Nie będę jednak ...

Lody - składniki

Co to są lody? Z czego się składają? Jaka jest ro...

Spis treści