Mikrodalga Fırınların Avantaj ve Dezavantajları

Elektromanyetik Dalga Enerjisinin Gıda Sanayisindeki Örneği: Mikrodalga 

Günümüzün gelişen teknolojilerinden biri olan mikrodalga fırınlar, pek çoğumuz için hızlı ve pratik olması sebebiyle sıkça kullandığımız ev aletleri arasında yer almaktadır. Percy Spencer, radar dalgaları ile deney yaptığı sırada cebindeki çikolatanın erimesini fark etmiştir. Bu erimenin mikrodalga enerjisi ile olabileceğini düşünmüş ve varsayımlarda bulunup çalışmalara başlamıştır. 1947'de icadının patentini almış ve ilk devasa büyüklükteki (yaklaşık 2 metre yüksekliğinde, 350 kg ağırlığında) mikrodalga fırını tasarlamıştır. (1)
Mikrodalgalar, 1 mm-1 m dalga boyu ve 300 MHz-300 GHz frekans aralığında bulunan, temel parça olan magnetron* tarafından iyonize edici olmayan elektromanyetik dalgalardır*. (2) 

Mikrodalga enerjisi gıda sanayisinde gıdaların pişirilmesinde, dondurulmuş gıdaların ısıtılması, çözündürülmesi, pastörizasyon, sterilizasyon, gıdaların kurutulması ve bazı mikroorganizmaların öldürülmesi gibi birçok kullanım alanına sahiptir. (3) Pratik bir ısıtma yöntemi olan mikrodalga fırınlar; sadece gıdaların ısıtılmasında değil laboratuvarlarda da pek çok kimyasal tepkimenin oluşumunda kullanılmaktadır. (1) Bu fırınların gelişimi ve yaygınlaşması uzun zaman almış olsa da şu an günümüz teknolojilerindendir. ABD ve Avrupa da yıllık 10 milyon adet mikrodalga fırın satışının olması günümüzde ne kadar yaygınlaştığının önemli bir göstergesidir. (4)   

Mikrodalga İle Gıdaların Isıtılmasındaki Faktörler :

• Sistemdeki güç arttıkça, aynı miktardaki kütleyi ısıtma hızı da artmaktadır. Bu doğru orantı sonucunda gıdanın ısıtılma süresi azalmaktadır (5). 
• Mikrodalga ile ısıtılmış gıdaların başlangıç sıcaklığı kontrol edilmelidir. Gıdaların başlangıç sıcaklığı ne kadar yüksek ise mikrodalga ile ısıtılmaları o kadar hızlıdır (6). 
• Gıdanın kütlesi ile mikrodalga gücü arasında da bir ilişki vardır. Kütlesi fazla olan gıdaların ısıtılma süreleri de artar.
• Gıdada bulunan su moleküllerinin fazla olması, gıdanın daha iyi ısınacağı anlamına gelmektedir (7). 
• Isıtılan gıdanın şekli ne kadar düzgün ise gıda o derece homojen ısınacaktır. Keskin köşe ve kenarlar daha fazla ısınacağı için bunlara dikkat etmek gerekir [16]. Mikrodalgada ısıtma için en ideal şekil küre ve silindirdir (8).   
• Mikrodalga ile ısıtılan ürüne tuz ilave edilmesi ürünün ısıtma hızını arttırmaktadır.

Mikrodalga Fırınlarda Kullanıma Uygun Olan ve Olmayan Mutfak Malzemeleri :

Amerikan Tarım Bakanlığı (The United States Department of Agriculture, USDA) tarafından yayınlanan bir yazıda mikrodalga fırınlara uygun olan – olmayan mutfak malzemeleri belirtilmiştir. Aşağıda bunların örnekleri verilecektir.

Kullanıma uygun olanlar:
•    Mikrodalga kullanımı için etiketlenmiş malzemeler
•    Isıya dayanıklı camlar
•    Cam-seramik malzemeler
•    Fırın pişirme poşetleri
•    Yağlı kâğıt, parşömen kâğıdı
•    Mikrodalga fırının kullanımına uygun ağır plastik kaplar 

Kullanıma uygun olmayanlar:
•    Peynir ve yoğurt ambalajları
•    Kahverengi kâğıt torbalar ve gazeteler
•    Metal kaplar (alüminyum, çelik, bakır vb.)
•    Köpük-sünger kaplı malzemeler
•    Metalik boya ve kaplama çiniler ve porselenler
•    Metal kollu veya saplı malzemeler
•    Alüminyum folyo ile kaplı besinler


Mikrodalga Fırın Kullanımının Avantajları :

•    Mikrodalga ile ısıtma sırasında ısı materyalin içinde üretildiği için ısıtma hızı yüksektir ve gıdamız hızlı bir şekilde ısınır.
•    Kindle ve arkadaşlarına göre mikrodalgada ısıtmanın çeşitli patojen bakteriler üzerine öldürücü etkisini araştırmışlar ve olumlu sonuçlara rastlanmıştır. (9)
•    Hem zamandan hem de enerjiden tasarruf sağlanmaktadır. (1)
•    Mikrodalga kullanımında ısıtma işleminin homojen ve kısa süreli olmasıyla besin öğeleri içeriğinin korunduğu görülmüştür. (10)
•    Mikrodalganın az yer kaplayıp, kolay temizlenebilir olması da bir avantaj sayılabilmektedir. 

Mikrodalga Kullanımının Dezavantajları :

•    Mikrodalga kullanımına uygun olmayan malzemeler kullanımı ile kötü sonuçlar ortaya çıkabilmektedir.
•    Mikrodalga fırınlarda jeneratör işlevi yapan magnetronlar, geleneksel ısıtma elemanlarından daha pahalıdır.
•    Kapağının tam kapanmaması veya zarar görmesi sonucunda radyasyon sızıntısının oluşmaması için çok dikkatli olunmalıdır. (11)
•    Mikrodalga fırınların katarojenik* etkileri araştırıldığında uzun süre bu ışınlara maruz kalanlarda olumsuz etki oluştuğu gözlemlenmiştir. (12)
•    Belli bir sıcaklık uygulandığı için besin değerlerinde kayıp, proteinlerin yapısında bozulma görülmüştür. Ancak bu geleneksel ısıtma yöntemlerinde de mevcuttur. Yüksek sıcaklık besin değerinde kayıp yapmaktadır.
•    Mikrodalga üreten ve kullanan cihazların daima sızdırmaz tipte, kapalı bir sistem olması zorunludur.

Yukarıda belirtilen tüm bu bilgiler sonucunda hepimizin aklında tek bir soru var aslında. Yıllardır mikrodalga kullanımının radyasyon yaydığı, kansere neden olduğu ciddi bir tartışma söz konusu olmuştur. Kimi kaynaklara göre mikrodalga kullanımı ciddi sonuçlar verebiliyorken, kimi kaynaklara göre ise bu ciddi sorunun en minimal düzeyde tutulabileceği düşünülmektedir. Mikrodalga iyonize edici olmayan bir ışın olduğu için vücuda hasarı iyonize ışınlarla kıyaslandığında daha alt seviyede yer almaktadır. Düşük enerjili bu ışınlar DNA’da kesin olarak hasara neden oluyor diyememekteyiz. Mikrodalga fırınlar gama veya X-ışınlarını kullanmazlar ve yiyecekleri radyoaktif hale getirmezler. İyi bir şekilde tasarlanmış mikrodalga fırında kapak kısmı bu ışını sızdırmaz şekilde yapmıştır. Düşük enerjili de olsa bu ışından korunmak için mikrodalga ile aramıza birkaç cm’lik mesafe koymak doğru olabilmektedir. Gerekmedikçe plastik kullanmayıp, seramik- cam kaplar kullanmak, kullanma talimatlarına dikkat etmek alınabilecek en iyi önlemlerdir. (13)

Sözlük :

* Elektromanyetik dalgalar: Yüklü bir parçacığın hareketi sonucu, manyetik alan ve elektriğin dik bileşenleriyle oluşmuş ortama ihtiyaç duymayan enine dalgalardır.
* Magnetron: Radar cihazlarında kullanılan gönderme tüpüdür.
* İyonize edici olmayan elektromanyetik dalgalar: Düşük enerjili elektromanyetik dalgalardır.
* Katarojenik: (Katarakt) Görüş netliğinin ve görülen renklerin doygunluğunun azalmasıdır.
Manyetik alan ve elektriğin dik bileşenleriyle oluşmuş enine dalgalardır.

Kaynaklar:
1.    Gümüşderelioğlu, M., Kaynak, G., 2012. Mikrodalga ve uygulamaları. Bilim ve Teknik Temmuz, 38-42.
2.    Banik, S., Bandyopadhyay, S. and Ganguly, S. 2003. Bioeffects of microwave-a brief review. Bioresource Technol, 87, 155-159.
3.    Korschgen, B. M., Baldwin, R.E., Snider, 1976. Quality factors in Beef, Pork and Lamb cooked by Microwave. J. Am. Dietet Assoc., 69, 635.
Montgomery, T.H., Ramsey, C.B., 1977. Microwave and Conventional Precooking of Hot and Cold Processed Pork Loins. J. Food Sci., 42, 310.
4.    Büyükkoyuncu, D., 2012. Mikrodalganın hacim içerisinde dağılımının sıcaklık profiline etkisinin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
5.    George, R.M. and Burnett, S.A. 1991. General guidelines for microwaveable products. Food Control, 2 (1), 35-44.
6.    Harrison, D.L. 1980. Microwave versus conventional cooking methods: Effects on food quality attributes. J Food Protect, 43 (8), 633-637.
7.    Schiffmann, R.F. 1986. Food Product Development for Microwave Processing. Food Technol, 40 (6), 94-98.
8.    Giese, J. 1992. Advances in Microwave Food Processing. Food Technol, 46 (9), 118-123.
9.    Kindle, G., Busse, A., Kampa, D., Meyer-Koenig, U., Daschner, F.D., 1996. Killing activity of microwaves in milk. Journal of Hospital Infection 33: 273–278.
10.    Sezer, D.B., Demirdöven, A., 2015. Meyve sebze işlemede mikrodalga haşlama uygulamaları. Gıda 40(3): 171-177.
11.    Food and Drug Administration Department of Health and Human Services. CFR - Code of Federal Regulations, Title 21: Subchapter J-Radiological Health: PART 1030 Performance Standards for Microwave and Radio Frequency Emitting Products; 2015
12.    Inalöz SS, Aksünger A, Sari İ, Daşdağ S, Deveci E. Do microwave ovens affect eyes? Jpn J Ophthalmol 1997;41(4):240-243.
13.    American Cancer Society cancer.org | 1.800.227.2345