Ako hovorí už samotný názov, v mikrovlnke ohrievajú potraviny mikrovlny (MV). Je to druh elektromagnetického žiarenia z oblasti medzi rádiovými vlnami a infračerveným žiarením (obr. 1) s frekvenciou 3x108 – 3x1011 Hz (= 300 MHz – 300 GHz). Tomu pri rýchlosti svetla, ktorou sa pohybujú, zodpovedá vlnová dĺžka v oblasti milimetrov až metrov. V prírode sa vyskytujú napr. vo forme mikrovlnného žiarenia kozmického pozadia. MV sa odrážajú od kovových predmetov, preto sa používajú v radaroch – práve vďaka nim však našli aj iné, mierovejšie využitie. Bolo to však počas 2. svetovej vojny, v r. 1945, keď bola objavená schopnosť mikrovĺn ohrievať látky obsahujúce vodu (viac o histórii mikrovlnky). V súčasnosti sú MV využívané aj pre rádiové spojenie pozemných zdrojov a družíc. Aj tí najzarytejší odporcovia mikrovlniek sú preto pravidelne vystavení pôsobeniu tohto žiarenia zo svojich mobilov. MV, spoločne s rádiovými, infračervenými a „viditeľnými“ vlnami patria medzi neionizujúce žiarenie, ktorého fotóny nemajú dosť energie na to, aby z atómov vyrazili valenčný elektrón a spôsobili tak ich ionizáciu.
Divoké chemické reakcie
Odporcovia mikrovlniek argumentujú, že MV žiarenie nie je prirodzené (nevyskytuje sa v prírode) a pri jeho použití na ohrev dochádza k zmenám v štruktúre potravín, dokonca až k chemickým reakciám. Takto pripravené jedlo vraj negatívne vplýva na organizmus.
Elektromagnetické vlnenie pôsobí na elektricky nabité častice. Tie rozkmitáva v rytme svojej frekvencie. Molekuly majú väčšinou vyrovnaný počet kladných a záporných nábojov a sú neutrálne. Polárne molekuly, medzi ktoré patrí aj voda (obr. 2), však majú v istom mieste vyššiu koncentráciu kladných nábojov a inde zasa prevládajú záporné. Ako celok je molekula neutrálna, no má tzv. dipólový moment. MV dokážu takéto polárne molekuly pootočiť. Typická frekvencia žiarenia mikrovlnky je 2,5 GHz. Čiže MV otáčajú molekulami vody 2,5 miliárdkrát za sekundu (obr. 3). V 1 cm3 jedla je viac ako 1x1018 molekúl vody. Keď so pod vplyvom MV otáčajú, pôsobia aj na ostatné molekuly v jedle. Tak transformujú energiu z MV na energiu chaotického pohybu molekúl, čo ale nie je nič iné ako teplo. Vďaka vode sa tak potraviny pôsobením MV ohrievajú.
Doteraz sme spomínali len neškodné otáčanie polárnych molekúl. Sú naozaj MV schopné spôsobiť zmeny, ktoré pri ohrievaní potravín nepozorujeme? Pri interakciách s molekulami a atómami sa na žiarenie pozeráme ako na prúd častíc – fotónov, ktorých energia E súvisí s ich frekvenciou f podľa známeho Planckovho vzťahu E = hf, kde h je Planckova konštanta s hodnotou 4,1x10-15 eVs (eV – elektrónvolt = 1,602x10-19 J). Fotóny žiarenia s frekvenciou 2,5 GHz majú preto energiu na úrovni 10-5 eV. Typická energia iónovej alebo kovalentnej väzby je na úrovni elektrónvoltov, čo je 100 000 krát viac než energia MV fotónov. Rozhodne preto nemôže ich vplyvom dôjsť k chemickej reakcii.
V organických molekulách sú dôležité aj iné typy väzieb, nielen iónová a kovalentná. Tieto medzimolekulové väzby (napr. vodíkový mostík, van der Waalsova sila,...) vplývajú napr. na terciárnu štruktúru proteínov. Ich energia je 100 až 1000 krát menšia než energia spomínaných silných väzieb. Čo je stále o pohodlné 2 až 3 rády viac, než môžu poskytnúť MV s frekvenciou 2,5 GeV. Vplyvom MV tak rozhodne v mikrovlnke nemôže dôjsť k vytvoreniu chemických zlúčenín, ktoré by nevznikli aj pri inom type ohrevu jedla. Samozrejme, aj v mikrovlnke môže jedlo prihorieť, alebo sa spáliť, čo sa však stáva aj pri klasických formách prípravy pokrmov.
Rovnako je to aj s pôsobením MV na organizmy. Nespôsobujú v našom tele chemické ani genetické zmeny, len nás ohrievajú. Nebezpečné sú vo veľkých intenzitách, napr. v blízkosti silných radarov, kde môžu spôsobiť tepelné poškodenia rôznych orgánov. Citlivé sú najmä oči, ale známy je aj negatívny vplyv silných dávok MV žiarenia na sterilitu mužov.
Utekajúce a schovávajúce sa mikrovlny
Odporcovia mikrovlniek sa často boja toho, že MV z nich unikajú a negatívne vplývajú na svoje okolie. Srdcom každej mikrovlnky je magnetrón (obr. 4). Je to kovová dutina, do ktorej sa zo zahriateho drôtu uvoľňujú elektróny. Tie potom krúžia v silnom magnetickom poli a vysielajú MV žiarenie. To je kovovým vlnovodom odvedené do vnútornej časti mikrovlnky – varnej komory (obr. 4), kde sa ohrieva jedlo. Táto časť je celá z kovu a odráža MV ako zrkadlo. Pokiaľ nie je niektorá časť reťazca magnetrón-vlnovod-varná komora poškodená, MV sa nemôžu dostať von, do priestoru mimo mikrovlnky. Menej dôveryhodne môžu na spotrebiteľov pôsobiť dvierka s otvormi, cez ktoré vidíme, čo sa s jedlom deje. Ale aj tu je kovová fólia, ktorá je husto perforovaná. Priemery otvorov majú asi 1 mm, teda sú podstatne menšie, ako 12,5 cm, čo je vlnová dĺžka MV s frekvenciou 2,5 GHz. Takéto mikrovlnné žiarenie cez perforáciu v žiadnom prípade von neprenikne, dvierka „vidí“ ako jednoliaty kus kovu. Špeciálne upravené sú tiež plochy, kde dvierka dosadajú na varnú komoru. Navyše správne fungujúca mikrovlnka sa v žiadnom prípade nezapne, ak nie je dobre zavretá a ak ju otvoríte, musí v tom momente vypnúť magnetrón. Na zabezpečenie týchto funkcií sa používa viacnásobné istenie. Z nepoškodenej mikrovlnky tak za žiadnych okolností nedôjde k úniku MV do jej okolia. Samozrejme pri opravách, prípadne úpravách je nevyhnutná maximálna opatrnosť a znalosti. Ak niekto chce natočiť zaujímavé video a odstráni z dvierok perforovanú kovovú platňu, vystavuje sa vážnemu zdravotnému riziku. Poškodená mikrovlnka patrí do špecializovaného servisu a ak sa náhodou rozhodnete ju „rozpitvať“, nikdy neskúšajte funkčnosť jej magnetrónu len tak na stole!
Ešte menej opodstatnený je strach z toho, že MV „ujdú“ z mikrovlnky po jej otvorení. Vzhľadom na ich rýchlosť (rýchlosť svetla) a rozmery varnej komory, dochádza každú sekundu k stovkám miliónov odrazov od kovových stien. Každý odraz energiu MV znižuje. K ich pohlcovaniu dochádza aj vo vzduchu v komore, takže pár milióntin sekundy po vypnutí magnetrónu už nie je vo varnej komore nijaký elektromagnetický výkon. Museli by ste byť naozaj „rýchly ako blesk“, aby ste MV z mikrovlnky „vypustili“.
A úplne iracionálny je strach z MV, ktoré by mohli zostať v jedle po jeho vytiahnutí z mikrovlnky. Niekoľko milióntin sekundy po vypnutí magnetrónu sú MV v komore aj v jedle utlmené. Absolútne nič z nich nezostáva.
Ostatné námietky
V neprospech varenia v mikrovlnke sa niekedy úplne nepremyslene používa argument o jej energetickej nevýhodnosti. Ohrev MV je úplne iný než ohrev pri klasickom varení alebo pečení. MV sa dostávajú aj do vnútra jedla – do hĺbky porovnateľnej s vlnovou dĺžkou. To je v praxi celý objem pripravovaného pokrmu. Vyhrievanie je tak oveľa účinnejšie než v klasickom prípade, kedy sa zohrieva najprv povrch jedla a len postupne, vedením, aj hlbšie časti. Kým MV sa prakticky okamžite po svojom vzniku v magnetróne dostávajú do ohrievanej potraviny, klasická rúra sa najprv musí ohriať, pričom odovzdáva teplo aj okoliu. Na plynovom horáku tiež uniká veľká časť energie do vzduchu. MV „zohrievajú“ výlučne polárne molekuly – najmä molekuly vody, ale aj tuky či cukry. Nezohrieva sa nimi sklo, papier, plasty, alebo mnohé druhy keramiky (zohrievajú sa až dodatočne od teplého jedla). Pri krátko trvajúcich ohrevoch preto nespotrebujeme energiu na zbytočný ohrev vhodnej nádoby, v ktorej sa jedlo nachádza. Ohrev v mikrovlnke je preto o 60 až 80% účinnejší, než klasické spôsoby. Takže ju môžeme dokonca označiť za ekologickú...
Objemový ohrev pomocou MV prináša aj iné výhody, nielen energetickú úsporu. Oveľa zriedkavejšie môže dôjsť k situácii, že je jedlo na povrchu spálené, no vo vnútri ešte nedovarené. Rýchlejšia príprava jedla lepšie zachová jeho vzhľad a konzistenciu a menej degraduje vitamíny, či aromatické látky.
Nerovnomernosť ohrevu jedla v mikrovlnke je jadrom ďalšej námietky voči jej používaniu. Táto teória hovorí, že v miestach, kde je jedlo chladnejšie, sa dostatočne nezničia mikróby. Jedlo ohrievané v mikrovlnke tak vraj predstavuje väčšie zdravotné riziko. Vo varnej komore vzniká z MV stojaté vlnenie. To má v niektorých miestach maximá v iných minimá, čo spôsobuje určitú nerovnomernosť ohrevu v mikrovlnke. Výrobcovia sa to ale snažia odstrániť rôznymi postupmi – od otáčajúcich sa tanierov cez špeciálne tvary varnej komory až po použitie dvoch žiaričov. Výsledkom je vyššia homogenita elektromagnetického poľa v komore a tým aj rovnomernejší ohrev. Ak neveríte týmto opatreniam, môžete počas ohrevu mikrovlnku otvoriť a ohrievané jedlo premiešať. Prípadne ho premiešajte po vytiahnutí z mikrovlnky, alebo ohrievajte jedlo dlhší čas pri nižšom výkone. V takomto prípade má čas spolupôsobiť aj pomalší prenos tepla vedením od teplejších k chladnejším častiam pokrmu. Pri skutočnom varení v mikrovlnke (nielen pri rýchlom prihrievaní) je tento problém menší, pretože po určitom čase sa teplota vareného pokrmu homogenizuje už spomínaným vedením tepla.
Priam panický strach má drvivá väčšina ľudí z „mikrovlnkovania“ kovových predmetov. Za istých podmienok nepredstavuje kus kovu pre mikrovlnku nijaký problém. Ten môže nastať, ak je kovový predmet veľmi tenký, alebo ak by bol vo varnej komore „osamotený“ – to akoby ste zapli prázdnu mikrovlnku. Riziko je späté aj s prípadným dotykom kovového predmetu so stenou varnej komory. V takomto prípade by mohli vznikajúce intenzívne elektrické prúdy kov k stene mikrovlnky „privariť“. Elektróny v kovových predmetoch reagujú na zmeny elektromagnetického poľa, pohybujú sa v rytme MV a tak vytvárajú prúdy, ktoré môžu vďaka elektrickému odporu kov zahriať. Dostatočne hrubé kovové predmety sa však nezahrejú tak výrazne ako ohrievané jedlo. A ak predmet navyše nemá ani ostré hrany, nepredstavuje pre mikrovlnku, ani jej používateľa žiadne nebezpečenstvo. Ak to skúšať nechcete, nemusíte. No nemusíte ani evakuovať miestnosť, ak náhodou zabudnete v ohrievanej šálke čajovú lyžičku.
Jedným z obľúbených argumentov proti mikrovlnkám je údajný fakt, že v Rusku sa nepoužívajú ani zďaleka tak často ako na západe, pretože ruskí (a predtým ešte sovietski) vedci potvrdili ich negatívne účinky na ľudský organizmus. Najčastejšie sa spomínajú karcinogénne vplyvy. Nechceme tu polemizovať s výsledkami ruskej/sovietskej vedy ani s inými pohnútkami, ktoré mohli viesť k situácii, že mikrovlnky sa v Rusku nepoužívajú. Ak by však naozaj spôsobovali rakovinu, či inú ujmu na zdraví (a používajú sa už pekných pár rokov), ich americkí používatelia by už od výrobcov vysúdili ťažké miliardy. Určite nikto nebude spochybňovať ich vrelý vzťah k súdeniu sa (kverulantsvo patrí ku správnej výbave Američana rovnako ako veľké auto, zdravé vlastenectvo, schopnosť komunikácie či pravidelné sledovanie Super Bowl-u). Stačí spomenúť úspešné súdne spory voči cigaretovým firmám a to sú fajčiari dopredu upozorňovaní, že si môžu spôsobiť ujmu na zdraví až smrť.
Skutočné riziká
Hoci sa vlastníkom mikrovlniek môže zdať tento prístroj úplne „blbuvzdorný“ a jeho ovládanie zvládnu aj deti, predsa len treba pri jeho používaní postupovať opatrne a dodržiavať isté pravidlá.
Na začiatku spomenieme najväčšie nebezpečenstvo – prehriatu vodu. Je štatisticky dokázané, že prehriatie vody nad teplotu varu je najčastejšou príčinou zranení, spojených s mikrovlnkou. Takýchto zranení nie je veľa, no objavujú sa pomerne pravidelne a navyše sa často vyskytujú v oblasti tváre – ak máte mikrovlnku umiestnenú vysoko, prípadne prehriatu vodu z nej vytiahnu deti. Ohrev vody v mikrovlnke je totiž veľmi „šetrný“. Takže ju možno prehriať – jej teplota stúpne až nad teplotu varu. V takomto stave stačí aj drobný impulz – buchnutie so šálkou, nasypanie kávy, aby došlo v celom objeme k jej prudkému varu. Horúca kvapalina pritom môže vystreknúť mimo nádobu a neopatrného používateľa zasiahnuť. Je to nepríjemné, ale napríklad horúci olej pri smažení a vyprážaní je nebezpečnejší. Mnoho príkladov na tento jav nájdete aj na internete. Najistejšie je hodiť do ohrievanej vody trochu kávy, prípadne čaju. Na ich zrniečkach dôjde k varu, vďaka čomu sa vyhneme prehriatiu.
Problémom, najmä pre mikrovlnku, môže byť ohrev jedál v uzatvorených obaloch – či už je to obal prirodzený (vajíčko, niektoré druhy ovocia,...) alebo umelý (kojenecká fľaša, ...). Už vajíčko dokáže, pri troche smoly, svojim výbuchom kompletne zničiť mikrovlnku. Pri ohreve potravín v obaloch je teda nevyhnutná opatrnosť a odporúča sa obal aspoň na pár miestach prepichnúť (to isté ale platí aj pri klasických spôsoboch varenia a pečenia).
Veľmi opatrne treba postupovať aj pri ohrievaní malých množstiev potravín. V takomto prípade sa môže príliš veľký výkon sústrediť v malej oblasti priestoru a dôjde k veľmi rýchlemu ohrevu až zapáleniu ohrievaného jedla. Preto k malej porcii ohrievaného jedla je vhodné pre istotu do mikrovlnky pridať aj pohár s vodou.
Nebezpečné je zapnutie prázdnej mikrovlnky. Vtedy môže dôjsť k spätnému prieniku MV do magnetrónu a tým k jeho zničeniu. Ak sa vám stáva, že omylom zapínate mikrovlnku naprázdno, prípadne máte doma malé deti, ktoré by to mohli urobiť, je dobré mať v nej odložený pohár s vodou ako poistku pre takéto prípady.
Toto video je demonštráciou aj toho, čo sa stane, keď budete mať prázdnu mikrovlnku. Ako ste si mohli všimnúť, na kovovom predmete nedošlo k nijakému iskreniu. Výbuch mikrovlnky spôsobili MV odrazené späť do magnetrónu. Podobne by nakoniec dopadla aj prázdna mikrovlnka, prípadne mikrovlnka s prázdnym pohárom. Takže rozhodne "nemikrovlnkujte" len prázdnu nádobu!
Tenké kovové predmety tiež nie sú určené pre použitie v mikrovlnkách. Ak máte napríklad tanier s kovovou glazúrou, tak prúdy, ktoré ňou začnú pod vplyvom MV pretekať, ju extrémne zahrejú – lebo obsahuje len malé množstvo kovu. Môže dôjsť k jej nataveniu spojenému s iskrením. Podobne je to aj s kúskami alobalu. Prehriatie zlatej glazúry na tanieroch môže byť také extrémne, že tanier sa rozbije. Netreba snáď pripomínať nebezpečenstvo vzniku popálenín pri jeho vyberaní z mikrovlnky.
Nepríjemnosti môže niekedy spôsobiť aj selektívny ohrev. Ak zohrievate mlieko pre dieťa v plastovej fľaške, môže byť už horúce, kým fľaška je stále na pocit chladná. Dobrým zvykom je v takýchto prípadoch je ohriatu kvapalinu na záver vždy pomiešať (pretrepať vo fľaške) a chvíľku počkať, aby sa vyrovnala teplota kvapaliny a jej obalu.
Nielen v kuchyni
Selektívny ohrev MV, pri ktorom sa ohrievajú len polárne molekuly, je zaujímavý aj z hľadiska metalurgie a využívať ho možno aj pri fyzikálnych a chemických experimentoch. Takúto formu ohrevu nedosiahneme nijakým klasickým spôsobom.
Mikrovlnku môžeme využiť ako vynikajúci a pritom lacný prístroj na sterilizáciu. Podľa výsledkov testov 2 minúty stačia na likvidáciu viac ako 99 % patogénov (novovírusy, vírusy hepatitídy A, baktérie Escherichia coli, salmonelózy aj parazitický prvok Giardia). Výnimkou sú spóry Bacillus cereus. Tie hynú až keď do nich aspoň 4 minúty pumpujeme plný výkon. Netreba snáď pripomínať, že mikroorganizmy neničia MV, ale teplo, ktoré sa v nich vyvíja – jednoducho ich uvaríme. Vedci odporúčajú sterilizovať pomôcky na umývanie riadu pravidelne každý druhý deň. Treba pritom však postupovať opatrne, aby sme nespôsobili poškodenie pomôcok, či samotnej mikrovlnky.
Záver
S používaním mikrovlnky je stále spojených mnoho neodôvodnených predsudkov. Hoci je v rukách Stevena Seagala smrtonostnou zbraňou, ľudia v rôznych končinách sveta ju už 2 - 3 desaťročia mierumilovne používajú. Nedostatok serióznych vedeckých výsledkov, dokazujúcich jej škodlivosť potvrdzuje, že je to užitočné zariadenie, ktoré, ak budete dodržiavať základné bezpečnostné pokyny, vám podstatne zrýchli niektoré činnosti v kuchyni. Pritom je bezpečnejšia než napríklad plynový sporák.
Ak by ste ale chceli s mikrovlnkou predsa len niečo adrenalínovejšie, na sieti objavíte množstvo návodov na rôzne pokusy s jej využitím.