د. طه السيسي
تعني كلمة الميكروويف (Micro Waves) الموجات المتناهية الصغر. وهي عبارة عن موجات كهرومغناطيسية إشعاعية مثل الموجات المستخدمة في إرسال الراديو والتليفزيون وتتميز بترددات عالية جداً تتراوح بين 1 و300 جيجا هرتز (1 جيجاهرتز= 910 هرتز، 1 ميجاهرتز -610 هرتز) والميكروويف له طول موجة أقصر من الموجات الإشعاعية المستخدمة في الإرسال الإذاعي (الراديو) ولكنها أطول من المستخدمة في الأشعة تحت الحمراء (Infra red) وتتغير صفات الموجات بتغير تردداتها وهذا التغير في الصفات والخواص تغير تدريجي ولذلك فإن الحدود بين أنواع الموجات المختلفة تقريبية وليست حدوداً فاصلة. وعلى العموم فإن الموجات القصيرة المستخدمة في أفران الميكروويف تقع في حدود 915-2450) ميجاهرتز.
وتستخدم موجات الميكروويف في الرادار، البرق (التلغراف)، الإذاعة والتليفزيون، أبراج الاتصال التليفونية وأقمار الاتصالات وأول ما عرفت خواص هذه الموجات إثر تطور نظم الرادار الذي استخدم في الحرب العالمية الثانية والذي طوره مجموعة من العلماء الإنجليز في ذلك الوقت.
هذا وقد عرف تأثير المجالات الإلكترونية العالية التردد وقدرتها على رفع درجة الحرارة للأنظمة الحيوية والمحاليل قبل بداية القرن العشرين وبالتحديد منذ سنة 1893، وقد بدأ تطبيق استخدام الموجات القصيرة في طبخ وتسخين الأغذية في الأربعينات من هذا القرن، وقد انتج أول فرن للميكروويف بصورة ملائمة في بداية الخمسينات وأقر من قبل لجنة الاتصالات الدولية الأمريكية للاستخدامات الصناعية والعالمية والطبية.
خصائص الميكروويف وأساس علمها
يمكن الحصول على موجات الميكروويف عن طريق نوع خاص من الصمامات الإلكترونية المفرغة ثلاثية الأقطاب يسمى (الماجنيترون) ويحتوي (الماجنيترون) على قطب سالب (كاثود)، وقطب موجب (أنود)، وقطب كهربائي من أسلاك متوازية (Grid) داخل غلاف مفرغ، وعن طريق اختلاف التركيب للصمام يمكن الحصول على التردد المطلوب.
وموجات الميكروويف مثل كل الموجات الكهرومغناطيسية الأخرى تنتشر في خطوط مستقيمة وتنتقل جيداً خلال الفضاء في كل الاتجاهات ويمكن توجيهها عن طريق جهاز توجيه (إيريال) أو عن طريق كابل محوري (Coaxial). أما في افران الميكروويف فمن (الماجنيترون) مباشرة إلى الطعام.
ويتخلص عمل هذه الموجات في رفع درجة حرارة الطعام في تخللها لأجزاء الطعام محدثة اهتزازات سريعة جداً في جزيئات السوائل والمحاليل المكونة للغذاء فتتحول هذه الاهتزازات من (طاقة حركية) إلى طاقة حرارية ترفع من درجة حرارة الغذاء أو بمعنى آخر تمتص جزيئات الغذاء هذه الموجات ذات الطاقة العالية جداً وتحول هذه الطاقة إلى طاقة حرارية.
ومن خصائص هذه الموجات: أنها تمر بسهولة خلال البلاستيك بأنواعه والزجاج والورق والخزف دون أن تتأثر أو تؤثر على هذه المواد حتى دون أن ترفع درجة حرارتها. ولذلك فإنه عند تسخين الطعام في عبوات أو أغلفة مصنوعة من هذه المواد فإن الطعام يسخن أولاً ثم تسخن الأغلفة والعبوات لاحقاً نتيجة لالتصاقها بالطعام الساخن وذلك بعكس الأفراد العادية التي يسخن فيها الطعام والعبوات من الخارج إلى الداخل نتيجة لانتقال الحرارة من جو الفرن الساخن إلى الطعام أما المواد المعدنية فتنعكس عليها هذه الموجات ولا تمر بها؛ ولهذا يحذر من استعمال العبوات أو الأغلفة المعدنية التي تحوي الأطعمة عند طبخها أو تسخينها في أفران الميكروويف.
الميكروويف والغذاء:

• الطبخ: لقد أثبتت موجات الميكروويف نجاحاً كبيراً في عملية الطبخ لسرعتها الفائقة في رفع درجة الحرارة واختزال وقت الطبخ بدرجة كبيرة جداً وقد أثبتت بعض البحوث قدرتها على طبخ حوالي تسعة آلاف كيلو غرام من الدجاج في خلال 8 ساعات فقط. وقد استخدمت أفران الميكروويف بنجاح في طهي قطع وشرائح الأسماك واللحوم وقطع الدجاج والجمبري (الروبيان) وجراد البحر وعش الغراب (المشروم).
• السلق: تستخدم موجات الميكروويف في عمليات السلق المختلفة خاصة سلق المواد الغذائية قبل تعليبها في العلب الصفيح (التسخين المبدئي).
• البسترة: كانت من أنجح مجالات استخدامات الميكروويف هي بسترة العصائر وذلك لأن أهم مقومات البسترة الناجحة هي السرعة في التسخين ثم السرعة في التبريد مما يضعف من مقاومة البكتريا والقضاء عليها. وقد أدخل تعديل على هذه الطريقة باستخدام البخار الساخن مع الميكروويف في تسخين وبسترة العصائر فأدى ذلك إلى تقليل الفاقد من العصير بالتطاير بدرجة كبيرة، واستخدمت هذه الطريقة في طبخ اللحوم والدجاج فكان اللحم الناتج أكثر عصيرية وأجود نكهة.
• إعادة التسخين: لقد كان لهذه الخاصية ونجاحها الفضل في انتشارأفران الميكروويف انتشاراً كبيراً حيث لا يكاد يخلو أي مطعم أو فندق أو محل لتقدير الوجبات السريعة من هذه الأفراد وذلك لسهولة عملها حيث توضع الوجبة أو الساندوتشات مباشرة في الثلاجة إلى الفرن بعبوتها وتغليفها ولا يستغرق تسخينها أكثر من دقائق تعد على أصابع اليد الواحدة. وكذلك يسهل إعادة تسخين بقايا الطعام في المنازل في أطباقها عن طريق الميكروويف. وسهولة استخدام التوقيت الآلي لكل نوع من الطعام.
• انصهار الأغذية المجمدة (Defrost): تتم هذه العملية بنجاح في أفران الميكروويف باستعمال مفاتيح لمس خاصة بعملية الانصهار موجودة تقريباً في كل الأنواع الحديثة من هذه الأفراد حيث يتم ذلك في خلال دقائق مع تقليل نسبة الفاقد من السائل المنفصل أثناء الانصهار والذي يعتبر من أكبر مشاكل الانصهار السريع بالوسائل الأخرى.
• التجفيف: تستخدم أفران الميكروويف الكبيرة على مستوى المصانع في تجفيف المواد الغذائية خاصة منتجات المخابز مثل البسكويت خاصة الرقائق الهشة (لكروكرز) ذات محتوى الرطوبة الذي لا يتعدى 2% بدون تغير في لون المنتج كما يحدث احياناً باستخدام الوسائل العادية للتجفيف، ولذلك تجرى المرحلة الأخيرة الحساسة من التجفيف باستخدام الميكروويف، وتختزل موجات الميكروويف في زمن التجفيف إلى 75% تقريباً.
• التجميد Freezedring: وتتم في هذه الطريقة تجفيف المواد الغذائية وهي في حالة التجميد بتبخير الرطوبة منها. وتستخدم هذه الطريقة في المواد الحساسة للحرارة أو المحتوية على مواد طيارة وقد أثبتت الدراسات كفاءة الميكروويف في هذا المجال.
• الفيشار: الأنواع الحديثة من أفران الميكروويف بها إمكانات عمل الفيشار ولها مفاتيح لمس خاصة بهذه التقنية. إلا أنه حتى الآن لم يرق الناتج إلى مستوى الفيشار المنتج بالطرق التقليدية التي تتم بأواني الفيشار.

عيوب استخدام أفران الميكروويف:
التسخين غير المنتظم: من العيوب المعروفة عن استخدام أفران الميكروويف عدم انتظام التسخين إلى حد ما وذلك بسبب أن التسخين يعتمد على اهتزازات جزيئات المحاليل في الغذاء. ولذلك فإن الأغذية ذات نسبة الرطوبة العالية تسخن بصورة أفضل من المواد الصلبة وبالتالي فإن السوائل والأجزاء الرطبة في الطعام تسخن أسرع من غيرها وبالرغم من تخلل الموجات للغذاء بصورة كاملة فإن ما يقابلها من رطوبة تمتص أكبر قدر من طاقة هذه الموجات، وللتغلب على هذه المشكلة استحدث نظام القرص الدوار في حيز التسخين في الأفراد الحديثة لتوزيع الموجات على جميع جوانب الغذاء بشكل منتظم ولذلك ننصح بعدم وضح أحجام كبيرة مثل كتل اللحم الكبيرة أو الدواجن ذات الحجم الكبير دون تقطيع بل تقطع إلى أجزاء مناسبة (كأن تقطيع الدجاجة الكبيرة مثلاً إلى نصفين أو أربعة). بالإضافة إلى ذلك يفضل استعمال القدرة الأقل للميكروويف بزمن أطول في حالة الأغذية غير المنتظمة في نسبة الرطوبة مثل الأغذية الصلبة التي تحيط بها السوائل
اللون الفاتح في الأغذية المشوية: عند شي اللحوم والدواجن تتكون طبقة خارجية هشة تميل إلى اللون البني نتيجة لتكوين الطبقة الخارجية إلى حد ما وهذه صفة مرغوبة في اللحم المشوي وهي لا تتكون في أفران الميكروويف نتيجة لعدم وجود مصدر حراري خارجي يحدث هذه الصفة (وهذا العيب يعتبر ميزة في حالة التجفيف)، وعموماً فإن منتجي أفران الميكروويف يحاولون التغلب على هذه المشكلة في الأنواع الحديثة من الأفراد بإضافة تقنية جديدة تعطي لوناً داكناً على الطبقة الخارجية في حالة اللحوم ولا زالت المحاولات مستمرة في هذا الشأن.
المخاطر المحتملة للميكروويف
عوامل الأمان: كثير من الناس يتعرضون لمستويات مختلفة من موجات الميكروويف نتيجة لطبيعة عملهم المرتبطة بهذه الإشعاعات وهي بالتأكيد أكبر من المستويات التي يتعرض لها الإنسان العادي في حياته اليومية من الموجات الكهرومغناطيسية الموجودة في الجو ونتيجة للتطور التقني في هذا المجال فقد انصبت جهود كثير من العلماء في الجهات العلمية المختلفة في البحث عن آثار التعرض لهذه الموجات على المستويات المختلفة ونستطيع أن نقول إن المخاطر المحتملة تتوقف على شدة هذه الموجات ومدة التعرض لها. والتعرض للميكروويف قد يكون له تأثيران رئيسيان هما: التأثير الحراري والتأثير الحيوي، فبالنسبة للتأثير الحيوي فحتى الآن لم تثبت أضرار حيوية على مستويات التعرض العادية لهذه الموجات ولا زالت الأبحاث جارية في هذا المجال، أم التأثير الحراري فناتج من تأثير طاقة الموجات المتسببة في رفع درجة حرارة الأنسجة الحيوية ودرجة الحرارة تعتمد على القوة، وزمن التعرض للإشعاع، والمواصفات الأمريكية حددت المستويات المقبولة للتعرض لموجات الميكروويف في حدود 10 مليوات لكل سنتيمتر مربع. أما بالنسبة للمستويات المنخفضة من هذه الموجات فإن التعرض الطويل المدى لها له تأثيره على الإنسان خصوصاً العاملين في مجالات عمل الميكروويف حيث يحتاج لدراسات عديدة تقوم بها حالياً العديد من الجهات البحثية في الولايات المتحدة وأوروبا واليابان. وقد وضعت الهيئة الأمريكية للطب الإشعاعي (The U.S. Bureau of Radiological Health) حدوداً أكثر صرامة للتسرب الإشعاعي من أفران الميكروويف وهي 5 مليوات لكل سنتيمتر مربع بالقرب من سطح الفرن كحد أقصى للتسرب أثناء عمل الفرن.

زمن الطهي المناسب لبعض المواد الغذائية باستخدام فرن قدرته 800 وات

وتختبر حالياً بجميع أفران الميكروويف طبقاً لهذه النسبة، وحتى الآن لم يوجد دليل على حدوث أي أضرار من أفران الميكروويف، والأضرار التي سجلت فقط كانت للتأثير الحراري على الأنسجة من جراء التعرض لنسب تسرب أعلى من ذلك بكثير والتي تحدث بالقرب من الفرن ومعظمها نتيجة لعدم إحكام قفل باب الفرن لسوء الصيانة والتنظيف ووجود ما يمنع إحكام القفل من بقايا ومخلفات الأطعمة.
ميزات أفران الميكروويف:

• اختزال الوقت اللازم لتسخين أو طهي الوجبات الغذائية والوجبات السريعة والساندويتشات.
• يمكن استعمال معظم أنواع الأواني والعبوات ما عدا المعدنية حتى القابل منها للكسر نتيجة الحرارة لأن الموجات لا تؤدي إلى تسخين الأطباق والأواني إلا نتيجة ملامستها للطعام الساخن.
• يمكن تسخين الطعام وهو مغلف بالأغلفة الورقية أو البلاستيكية فلا يؤدي ذلك إلى جفاف الطعام نتيجة لتخبر الماء منه. وأيضاً يمكن بسترة أو تسخين السوائل والعصائر دون جفافها أو نقص وزنها. خاصة إذا استخدمت معها عملية التسخين بالبخار.
• يمكن تجفيف المواد الحساسة مثل البسكويت دون تغير في لونها والذي يعتبر من عيوب ومشاكل التجفيف بالطرق العادية.
• تؤدي إلى طبخ وتسوية المواد الحساسة للحرارة والمحتوية على مواد طيارة بكفاءة عالية.
• عدم التصاق الطعام بالأواني والأطباق لعدم تسخين الإناء أو الطبق.

نصائح للمستهلك:
عند شرائك لفرن ميكروويف فإن أهم ما تبحث عنه هو الحجم والقدرة والإمكانات والأمان:

• الحجم: لا تنظر إلى حجم وأبعاد الفرن من الخارج فقد يكون حجمه خادعاً ولكن أنظر إلى حيز التسخين داخل الفرن، مع الأخذ بالاعتبار أن وجود القرص الدوار داخل حيز التسخين يقلل من السعة الفعلية للفرن. و على العموم فإن أحجام الفرن المنزلي العادي تتراوح بين 0.7 و1.5 قدم مكعب لحيز التسخين (تقريباً).
• القدرة: التحكم في المعاملة الحرارية للطعام يتم عن طريق التشغيل والقفل وزمن التشغيل ولا توجد درجات حرارة معينة يضبط عليها الفرن ويعتمد ذلك على برامج التشغيل الخاصة بكل غذاء ولذلك فإن درجة الحرارة تعتمد على قدرة الجهاز وزمن التشغيل وعموماً فإن معظم الأفران المنزلية تتراوح قدرتها بين 800 و1050 وات تقريباً وطبعاً توجد أنواع أكثر قدرة وهذه خاصة بالمطاعم الكبيرة. وللتقريب إلى تصور المستهلك فإنه قد وجد بالتجربة أن الوعاء المحتوي على حوالي 170 جرام من الماء يأخذ حوالي دقيقتين و45 ثانية ليصل إلى درجة الغليان عند وضعه في فرن ميكروويف قدرته 800 وات أما عند وضعه في فرن قدرته 1050 وات فيأخذ دقيقتين فقط.
• الأمان: يجب أن يكون الفرن آمناً من التسرب ولذلك يجب التأكد من إحكام قفل الباب وسلامة مواد العزل (الجوان) مع ملاحظة أن الباب الذي يغلق في أخدود داخلي أكثر أمناً من الباب السطحي.
• الإمكانات: يتوقف اختيارك للإمكانات على الغرض من اقتنائك للفرن وعلى العموم فإن الإمكانات التي تميز بعض الأفران عن غيرها تتلخص في الآتي:
• وجود القرص الدوار في حيز التسخين لزيادة كفاءة التسخين وانتظامه.
• وجود الأفران تتميز بوجود جهاز حساس للرطوبة يستعان به في زيادة كفاءة التسخين والطبخ وانصهار الأغذية المجمدة.
• البرامج الخاصة بالأغذية المختلفة مثل البرامج أو المفاتيح الخاصة بعمل الفيشار وغير ذلك.
• سهولة استخدام المفاتيح.

بالإضافة إلى ما سبق يفضل شراء الأجهزة المنتجة بواسطة شركات عالمية ذات سمعة طيبة في هذه المجالات وخبرة طويلة والتي تقوم بضمان صيانته.