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食物變成毒物,微波爐錯了嗎?

圖/本報系資料照片
圖/本報系資料照片

除了研究所需之外,更教了很多年的光譜學及其運用,無論是討論到分子光譜或是原子光譜,筆者總會先讓學生們瞭解一下光譜學運用的範疇,以及電磁波的特性,甚至在為學生考試命題的時候,也常會要求學生把電磁波與物質作用的方式及其對應之特性、能量、頻率和波長範圍,依序地條列出來,當作他們學這一門科學最基礎的入門要求。

基本上來說,學科學的人士,大都知道各類電磁波的基本性質,也知道微波是電磁波的一種。筆者也指導過主攻中學教育的研究生,為了要讓民眾與中小學的教師們,更進一步了解微波爐對人體健康的安全影響所寫的研究論文。因為研究生發現社會大眾,甚至中小學的老師們,有很多對微波以及微波爐並不了解,也有很多的誤解,甚至有民眾問,食用以微波加熱的食物之後,微波是否會如某些農藥一般,造成體內殘留。

針對這些一般民眾所需要的資訊,以及誤解的排除,筆者過去也曾經相當多次地接受媒體的採訪,在佐以科學證據後,總以為可以釐清相關誤解,提供的事實真相;直到不久前,某大電視媒體的主播兼節目主持人,再度為了同樣的議題來訪,更令筆者深刻體認到,許多人對微波爐的誤解,是比想像中的深。

簡單言之,物質中分子與原子會受電磁波影響的微觀變動方式,是電子躍遷、解離,甚至造成化學鍵的破壞、斷裂與重組,或是構成分子的內部化學鍵振動或轉動的改變,或是整體分子的轉動與排列方式之改變,而這些微觀變動方式都有量子化學的相關理論依據,電磁波能量的提供、轉換和釋放,都可以用量化能階的方式,加以解釋或表達,具有不同的能量的電磁波,其能量必須能夠配合相關能階間的能差,才可以達到上述微觀變動的改變效果及目的。

微波是能量介於紅外線及無線電波之間的一種電磁輻射,其所具有的能量,當然不如可見光、紫外光,甚至X-光強或核子輻射能,微波屬於非游離輻射,不被認為具有游離化學物質中的電子,或打斷化學鍵的能力,所以企圖以微波來直接促進或進行化學反應,甚至破壞化學物質,基本上,是不可行的。

但是由於微波也是電磁波的一種,本身具有電磁特性,透過其電磁特性,可以影響到物質內的分子之轉動與排列,特別是對帶有電性以及極性(化學鍵或分子內,電荷分離的程度)的化學分子,其效果相對較大,也會因為這樣的影響,造成物質對微波比較強的吸收;水分子便是這一類分子的典型代表。如果物質內部具有電性或極性的分子確乏,或不多的時候,依照物質的種類與特性不同,微波便可能直接穿透,或者被該物質反射到其他方向。

由於電磁波電場及磁場交流的特性,其電場與磁場方向,是隨著時間與其行徑,不斷的在一定幅度內,做交替快速的改變,一旦微波被物質吸收了,物質因為受其影響和產生的微觀變動,含轉動或排列方式,都會因為受到電磁方向改變,而迅速地變化,其迅速的程度與微波的頻率有關,這種微觀變動的幅度大小,與微波的功率有關。也就是因為這種迅速改變的微觀變動,產生分子之間的擠撞與磨擦,也造成了微波被物質吸收後的加熱增溫效果。而這樣的效果同時受到微波頻率,與微波振幅度大小的影響;以例喻之,就好像手持一根竹棍,以一定的頻率,作上下或者左右的擺動,無論是頻率的增高,或者是擺動幅度的加大,持桿者皆可以感受到體力負荷增大的差異,這也就是能量傳遞大小的差別。

所以,大家雖然可以不必太在意微波可能造成直接的化學鍵斷裂、重組,產生的物質破壞。但是,卻應該要注意到微波的增溫加熱效應,所造成之物質本身的質變,這樣因為熱效應而產生的質變,在傳統的加熱方式,例如用瓦斯爐或電爐加熱,也是同樣會產生的,任何對於物質或是食物過分加熱的做法,都會造成質變的現象,這一部份,看來不可以只怪罪微波爐吧!然而,在我們使用微波爐的時候,或許因為廠商的設計,對於微波的頻率,無法加以主動的改變與控制,但是,我們對於微波的使用輸出功率確實可以調控,當然也應該藉此調控的做法,避免對食物過度加熱。

此外,雖然熱的傳播可經由對流、輻射與傳導等方式,我們仍然應該注意傳統加熱方式,與微波的加熱方式確實有不同之處。傳統的加熱方式多是將熱由外部傳導到食物的內部,而微波加熱的方式是可由食物的內外部,同時產生加熱的現象,加熱效果迅速,而且熱效應佳。

但是,加熱的效率也受分子本身電性與極性的影響,這可以用物質受熱後,物質介電係數損失的程度估算的,受熱食物中不同的物質其受熱效率也不一樣,所以會有加熱不均勻的情況產生,容易造成食物中生熟程度不一的情況,有些部分過熱,也有些部分加熱不足。

所以在微波加熱狀況下,加熱不足的部分,可能造成生菌處理不完全,所衍生的衛生安全問題。而經過微波過度加熱產生的高溫現象,也可能造成食物脫水、成份分解,及風味改變的情況;雖然從能量的觀點來看,微波並不足以打斷物質的化學鍵,或者造成化學鍵的生成與重組,但是功率過高的快速微波加熱方式,透過分子受微波作用而產生的快速的轉動與磨擦,仍然有可能造成食物中化學分子在不斷裂或重生化學鍵的情況下,造成化學分子同分異構物的轉化與生成,又因為轉化生成後,異構轉化之活化能不足的情況之下,使得分子無法可逆地恢復到原始的分子結構狀態。化學分子的同分異構物,雖然化學式是一樣的,但是,其生化效應或毒理效應,可能有相當大的差異。

就如同順式脂肪酸與反式脂肪酸間性質的差異;國內過去所發生的黑心澱粉事件中,大家所知道的添加物順丁烯二酸,和反丁烯二酸之間的毒性差異,及一些順式胺基酸與反式胺基酸間,都具有明顯的生化功能差異一樣,是相當明顯的事實。所以在使用微波進行食物加熱時,大家應該避免使用高功率快速加熱的方式,以免造成食物成份變質,甚至營養成份的改變與過度的水份流失,特別是應避免對溫度相當敏感的各種食物酵素之破壞。

除此之外,筆者對國內習慣使用微波加熱食物的民眾,有下列建議:

  1. 定期清潔與檢查微波爐門及爐體之間隙,以避免微波外洩。
  2. 儘量不要使用塑膠製的容器、包裝膜、袋盛裝食物,以進行微波加熱。
  3. 最好不要用微波直接加熱水,或純液態食物,以免造成過熱與突沸。
  4. 使用含回收紙成份的紙包裝的食物,應該避免直接用微波加熱,其中可能含的金屬成份,以及蠟質都可能受熱而產生火花及燃燒。
  5. 不要使用完全密封、瓶口太小,或瓶頸太細的容器盛裝食物,進行微波加熱,以免蒸氣壓力太大,無法及時釋放,造成危險。
  6. 金屬物質、金屬容器,或含金屬成份的玻璃容器,皆不應該放入微波爐中加熱,易產生火花與危險。
  7. 避免在微波爐周邊,放置遮蔽或阻擋物件,以免造成空氣與熱對流不順暢的現象。
  8. 一旦使用微波爐完成冷凍食物的解凍後,應該立即進行被解凍食物的烹調,以免造成細菌滋生。
  9. 當用微波爐加熱表面完整,具有表皮、薄膜或殼的食物時,請記得用尖銳的物件將其先穿孔,以避免食物內部壓力過大,造成危險。
  10. 請不要用微波爐去溫熱嬰兒食用的牛奶和母乳,以免造成乳品裡面重要酵素的破壞。
  11. 請不要用微波爐去加熱含有揮發性酒精成份的食物,或者是湯品。
  12. 嬰幼兒食用的罐裝食品,即使是玻璃瓶裝的商業現成食物,在開瓶之後,都不宜微波加熱,以避免加熱不均勻,造成細菌殘留現象。
  13. 孕婦最好不要操作使用微波爐,以避免萬一微波外洩,造成對嬰兒的不良影響。
  14. 不要用微波爐去乾燥和消毒廚房用的抹布或紙巾,以免造成過熱引發燃燒現象。
  15. 一旦發現微波爐的門不能夠順利開關的時候,請不要使用那個微波爐了!

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