9. 10. 2013

Mikrovlnná trouba zabíjí vitamíny, hladové děti v Africe a taky koťátka

I přes to, že žijeme v souladu s vědou a vyspělou technologií již dlouhou dobu, technika není pro každého. Tedy věda. Vlastně fyzikální zákony ... myslel jsem zdravý rozum. Ano, vypadá to, že průměrný člověk 21. století, který má výpočetní techniku dostupnou, je předurčen k přeposílání řetězových emailů s PPS prezentacemi, klikání na Like a obhajování kdejakého hoaxu. Co třeba mikrovlnka, ta mrcha, co mi zabila kašičku? Pokud kroutíte hlavou už nyní, gratuluji a následující článek snad bude užitečný při další rozepři s organickými senzibily. Kdo naopak nenávistně svírá pěstičky při pomyšlení nad vrahounskou mikrovlnkou, ten se na věc právě nyní může podívat tak, jak ho to nikdy nenapadlo. Pojďme na to.

Co mikrovlnka dělá?

Mikrovlnná trouba je zařízení, které je schopné rychle ohřát pokrm. Ohřívá jej tak, že dokáže rozkmitat molekuly vody, jež jsou obsaženy téměř všude, přičemž dochází k zvyšování vnitřní teploty. Jak to? Především jde o tu rychlost, přesnou a konkrétní "rychlost". Molekula vody je atom kyslíku a dva atomy vodíku, tyto atomy nesoucí vzájemný kladný a záporný náboj vytváří tzv. dipólový moment. Mikrovlnná trouba vytváří záření/vlnění o frekvencí cca 2,45 GHz (rozuměj skoro dvě a půl miliardy kmitů za vteřinu), což je nejblíže rezonanční frekvenci vody, tedy frekvenci, s jakou voda kmitá sama o sobě. Vlny/vlnění o této frekvenci se řadí mezi tzv. mikrovlny, proto se takto jmenuje mikrovlnná trouba. V troubě mikrovlny mění polaritu elektromagnetického pole částic, které rezonují na stejné frekvenci, tedy molekuly vody, což jim dodává pohybovou energii, rozkmitává je. Se zvyšováním pohybu částic se zvyšuje tepelná energie, která se navíc dále šíří. Předáním kinetické energie dochází k šíření tepla na okolní částice a to tak dlouho, dokud jsou teploty částic různé. Ve výsledku to znamená, že mikrovlnná trouba ohřeje vodu, možná trochu i tuky a sacharidy a zbytek se ohřeje vyrovnáním vzájemných teplot, rozprostřením teploty v celém pokrmu.

Jak to, že to ohřeje tak rychle?

O ony magické mikrovlny se stará speciální elektronka, přesněji magnetron a díky tomu, že je to celé "naladěné" na vodu, tak vlny prochází ostatními materiály bez ztráty své intenzity. Tedy až na kov, od kovu se odráží a tak zůstávají uvnitř trouby. Samotné odrazy jsou také nezbytné pro proces dobrého ohřevu celého pokrmu (více viz. téma stojaté vlnění). Zpět k prostupu látkami, proto tedy známý pokus s vajíčkem, kdy se nejdříve ohřeje veškerá voda, změní se v rozpínající se páru a protože nemá kam uniknout, zvyšuje tlak na stěnu držící celou věc v celku, tedy na skořápku. V okamžiku, kdy je tlak větší, než je schopna skořápka udržet, vejce exploduje. Pokud by tou dobou byly veškeré bílkoviny řádně ohřáté, logicky by celé vejce jen puklo a "vyvalilo se".

Klasické ohřívání  ... a klasická fyzika?

Víme tedy, jak probíhá šíření tepla, ovšem celou termodynamiku si zde popisovat nemůžeme, ani si na to netroufám. Selským rozumem si však můžeme odvodit to, co se děje, když na jednu věc působí jiná, která má odlišnou teplotu. Ať je to teplá ruka na druhou studenou nebo ledový vzduch na betonový most.

Stejně tak totiž ohříváme potraviny, šířením tepla. Nyní si představme běžný způsob, na pánvi, v hrnci či konvici, to celé na plotně. Dochází k zahřívání nádobí a to přenáší energii na ohřívaný pokrm. Tepelný výkon může být dle nastavení či typu plotny malý nebo velký, ovšem k ohřevu dochází pouze na částicích, které jsou studenější, než jejich okolí. Tedy studená voda přebírá teplo od horkého dna hrnce, dále studený střed vodního válce od již zahřátých okrajů a povrch brambory od posléze horké vody. Pokud bramboru vyjmeme brzy (neřešíme její syrovost, jen teplotu), bude uprostřed chladnější, avšak pokud je tepelná energie mimo chladnější střed dostatečná, tak se rozprostře, brambora takzvaně "dojde". Stejně tak funguje proces ochlazování, pamatujete si na pojídání krupičné kaše pěkně od okrajů, protože uprostřed byla stále horká?

Jaký je tedy rozdíl v tom ohřívání?

Jaký je tedy rozdíl mezi mikrovlnkou a pánví? Mikrovlnka prudce ohřívá vodu a k ohřevu dochází uvnitř celé potraviny, jelikož mikrovlny skrze ni prostupují. Dále dochází k šíření tepla vedením z teplejších částic na chladnější. Pánev ohřívá potravinu v místě styku se svou plochou a dále dochází k šíření stejným principem, z teplejšího na chladnější, tento proces je však samozřejmě pomalejší. Stejně jako u magnetronu (ta speciální elektronka uvnitř mikrovlnky), i zde hraje roli tepelný výkon např. plynu nebo jak a čím je v kamnech "naloženo".

Takže zabíjí to nebo ne?

V obou případech ohřevu, jak u mikrovlnného i konvenčního, dochází při k nezvratným změnám v potravině, v obou případech přicházíme o vitamíny a třeba takové bílkoviny takzvaně denaturují (tzn. např. vajíčko se usmaží). Ovšem nekoná se žádné štěpení chemických vazeb, žádné poškození DNA. Mikrovlny jsou neionizující záření a ionizující, to které poškozuje, je o vysokých frekvencích počínaje cca UV zářením. Tedy v porovnání s 2450 MHz a 0,1 m* délky vlny u mikrovlnné trouby jsou to záření od frekvence cca 1PHz (1000.000.000 MHz) s délkou vlny 1 µm (0,000001 m). Tak tohle moje mikrovlnka neumí.

* přesněji, vlnová délka je cca 12 cm, děkuji Jindřichu Škrlovi za doplnění v komentářích...


Jak mám tedy uchovat v potravině vitamíny?

Ultimátní způsob není, protože řada vitaminů je likvidována světlem, kyslíkem a teplem, ale nejblíže tomu bude neprodlené požití v nezpracovaném stavu. Při zpracování pak záleží především na teplotě a čase jejího působení. V ten moment můžeme přemýšlet nad mikrovlnkou i hrncem a vězte, je to potravina od potraviny různé. Vřele doporučuji pročíst si tento dokument, seminář na téma Vitaminy a jejich ztráty při zpracování. Případně použijte jen funkci hledání (CTRL+F) a hledejte "mikrovln", samotného mne překvapilo, že ztráty vitaminu C např. u brambor jsou u mikrovlnného zpracování (14%) o tolik menší než při vaření vložením do studené vody (54%).

Už stačilo, chytráku jeden!

Nejsem študovaný a fyzika na střední škole stála za prd, naše problémová učitelka alkoholička neměla autoritu ani schopnosti učit a tak jsem si jen kreslil a udržoval se na čtverkách. Je možné, že tu mám i nějakou nepřesnost, dejte vědět a já ji velmi rád opravím. Pár věcí pro článek jsem si musel dohledat (onen princip rozkmitání skrze dipólový moment), něco je mi jasné od přírody, případně protože jsem nějakou dobu pracoval v oboru bezdrátových sdělovacích technologií, takže vím, co jsou ty gigahertze a vlny :) ...


... konec konců, když je člověk šikovný, mikrovlnka není potřeba. Potřeba je míti zdravý rozum, ale alespoň mám o čem psát.

2 komentáře:

Jindřich Škrla řekl(a)...

K té frekvenci mikrovlnky... 300/2450=0.122 m
Takže vlnová délka je 12cm.

skrla.net

Václav Hájek řekl(a)...

Jindro díky!
Zcela otevřeně, tohle je už mimo můj parket :) a proto dotaz neznalého, mám to chápat tak, že začátek pásma (mikrovln) / fce magnetronu = vlnová délka v metrech?