電子レンジが必要とするエネルギーは、早く調理するために高出力のエネルギーであり、携帯電話のエネルギーは正確に長距離に伝波するエネルギーとして設計されている。

電子レンジのエネルギーは携帯電話の約30万倍～100万倍のエネルギーで加熱を目的に電気エネルギーを転換している。

　電磁波とは、太陽から降り注ぐ全ての波長をいい、電磁波恐怖症という言葉は、正確な表現ではなく、恐怖を感じ取るのが、どの波長なのかを示さなければ、漠然とした恐怖としか捕らえられない。電磁波だけではなく、風や水や火も人々の生活に欠かせないが、一端巨大なエネルギーになると生命や生活の根底を脅かすエネルギーになる。

電磁波は地球上の全ての生命を誕生させたエネルギーの一つである。

我々が生活の中で色の判別をしている可視光も電磁波であり、植物が光合成する可視光から赤外線の領域も電磁波である。

生物の多くは,可視光から赤外線の領域の波長を吸収し生命を維持している。

電子レンジの発明の切っ掛けになったのが、レーダーの発振器の近くで、ポケットに入れていたチョコレートが溶けることから、食品にマイクロ波を輻射すると熱を持つことが解り、その効果の研究である。

人類は、長く、材木や草等で火をおこし調理をし、その後、石炭そして石油、ガスなどを利用してきた。

19世紀に電気の発明から、水力や蒸気からエネルギーを電気に転換し、電気のエネルギーから熱エネルギーに転換し利用している。電気炊飯器、トースター等である。

調理する食材の外部から熱を加えて調理していく方法である。

レンジの加熱は、これらとは異なった加熱方法である。

20世紀の後半には、IH(Induction heting 誘導加熱)による加熱が始まった。

電気からの調理の多くは室内をクリーンに保持できる要因と安全性のために利用されていることが多く、高層ビルなどでは安全性からガスの配管を無くしオール電化ビルが主力となっている。鍋などの底や側面から誘導加熱によって、得られた熱を利用する方法で熱伝導と熱輻射による加熱であり、大きくは変わっていない。

  他方、地球温暖化対策は今後とも市民生活には欠かせない課題である。

省エネは、全ての熱源に求められ、数多くの省エネ機器が市場に出回っているが、家庭の台所や調理場で使用する機器の省エネの効果は少なく、これまで課題が多く残されてきた。

　主なエネルギー利用率は以下の通りである

　 　　 種類　　　　　　燃焼材　　　　エネルギー転換効率

1．　　直　火        　材木や草　　　　　　10%以下

2．　　竈,火鉢、コンロ　炭、材木　　　　　  10%～20%

3.　　ガスコンロ　　　　ガス、プロパンガス  10%～20%

4.   オープンヒーター　　　電気　　　　　　　40%～50%

5.    IH調理器　　　　　　電気　　　　　　　40%前後

6.   電子レンジ　　　　　　電気　　　　　　　60%前後

  但し発電によるエネルギー転換効率は30%以下

調理場や台所は、ガスや電気に関係なく、エネルギー効率は大変低く、直接調理に必要でないエネルギーが室内に拡散しており、その拡散によるエネルギーを外部に逃がすために換気扇及び空調が使用されており、2重のエネルギーが必要になっている。

従来、調理加熱では、食材と温度の関係は、栄養学的に大切な課題の一つである。

タンパク質の変性の関する温度帯、、ビタミン類の破壊の温度、食中毒菌に対する必要な温度。好気性菌、嫌気性菌に対する除菌温度、保存食や包装形態に対する除菌の最適温度等調理工程の温度は、食品衛生法にも定められている事項である。

食材に均一に温度を加えるのに使用されているのは、日本では水が多く、中華料理は植物油がEUでは動物性の脂質が多く利用されてきた。それぞれの沸点から最適温度帯を利用し均一に熱伝導する方法を取り入れている。

熱を加える役割は、食材を食べやすく置き換えるのと同時に除菌する効果が求められている。

燃焼させている火の温度は、1000℃以上であり、ガス火は1200℃以上である。この温度を食品に直接与えると焦げてしまい、価値を失うそのためには、均一に安定して熱を吸収させるために水や油を使い、温度を下げて調理している。

熱エネルギーは高い温度から低い温度にへと自然に移動する。

調理のエネルギーは、エネルギー転換効率が悪いほど、エネルギーは周辺に拡散している。台所が暑くなるのは、エネルギー転換効率が低いことを示しており、拡散したエネルギーが室内に充満しているからである。

従来の加熱方法は全て、熱伝導と熱輻射を利用した加熱方法である。

水を沸騰させるにも、鍋の底から、火力による熱伝導で沸騰し、水が沸騰するとその熱伝導と熱輻射で調理する。

IH鍋も同じで、誘電加熱で鍋底が厚くなり、その熱伝導によって調理する方法で調理による熱伝導としては大きく変わっていない。

電子レンジの加熱は従来の加熱方法とは全く異なり、マイクロ波の波長の分子回転による分子間の摩擦熱によって加熱する方法である。従来の加熱では、温度とその波長領域を見た加熱を捕らえておらず、大変な無駄なエネルギーを加えてきた。

日本ではマイクロ波による食品加熱による食品への影響について、公的資料で説明されることはなかった。日本は一度、公的機関が許認可を下すと変更することは、公的機関の責任がどこに存在しているのかが問題になり、追跡研究費も許可されない等の課題を持っている。

海外ではレンジ加熱を許可していない国も存在する。

海外のレンジによる食品加熱による影響を調べると脂質に関する研究が掲載されていた。

シス型不飽和脂肪酸はマイクロ波によって酸化還元反応を示し水素化によるトランス脂肪酸に転換する。

シス型の不飽和脂肪酸は植物油に含まれている必須栄養素である。シス型の不飽和脂肪酸は酸化還元反応による水素化によって、健康に害のあるトランス脂肪酸に転換する。欧米ではトランス脂肪酸の過剰摂取は規制されている。マイクロ波の波長は食品の脂質に集中し吸収される。マイクロ波によって影響が生じるとされるシス型の不飽和脂肪酸はオレイン酸、リノール酸、α－リノレン酸である。

オレイン酸はオリーブの油から単離された必須脂肪酸である。マイクロ波で酸化されやすい特長がある。オレイン酸の摂取は、発ガンや動脈硬化にともなう心筋梗塞・脳梗塞・高血圧・糖尿病など、生活習慣病の予防・改善に役立つといわれています。

リノール酸は紅花、トウモロコシの植物油に多く含まれる必須脂肪酸である。リノール酸が欠乏すると、髪のぱさつき、抜け毛、傷などの治癒に遅れが生じる。

α－リノレン酸はエゴマ、ひまわり油、あま油、大豆などの植物油に多く含まれている必須脂肪酸である。うつ病、心臓血管の欠陥を予防する作用がある。アレルギー疾患、アトピー性皮膚炎などの予防効果があり、がん抑制作用や動脈硬化予防は広く知られている。

マイクロ波でオレイン酸を加熱すると、分子回転と酸化還元反応による水素化によって、トランス脂肪酸であるエライジン酸に転換される。エライジン酸は虚血性疾患の病気を高める危険性が報告されている。

マイクロ波でリノール酸、α－リノレン酸を加熱すると分子回転と酸化還元反応によって

必須脂肪酸であるリノール酸、α－リノレン酸の総量が著しく減少する。

参照文献

 1.Changes in fatty acid composition of different milk products caused by different technology

 Rozalia Veronika Salomon, Katalin Loki, Szidonia Salamon, P. Sara, Beata Albert, Z. Mandoki, Janosne Csapa, Anika Gyori, Z. Gyori, J. Csapo

Sapientia Hungarian University of Transylvania

University of Kaposvar

University of Debrecen

Acta Univ. Sapientiae Alimentaria 2, 1(2009) 101-109

2.consumer protection through a legislative ban on industrially produced trans fatty acids in foods

in Denmark

Steen Stender, Jom Dyerberg and Arne Astrup

Taylor and Francis 2006

3.Rose hip(Rosa canine L.) oil obtained from waste hip seeds by different extraction methods

  Klara Szentmihalyi, Peter Vinkler, Bela Lakatos, Vendel Illes, Maria Then

  a Institute of Chemistry, Chemical Research Center, Hungarian Academy of Sciences, P.O. Box 17, Budapest 1525, Hungary

b Department of Chemical Engineering, University of Veszprem, Veszprem, Hungary

c Institute of Pharmacognosy, Semmelweis University, 1085 Ulloi u. 26 Budapest, Hungary

Received 23 May 2000, Revised 28 August 2001, Accepted 28 August 2001, Available online 7 January 2002

Bioresource Technology volime 82, issue 2 April 2002 Pages 195-201

 4.Effect of cooking methods on fatty acids, conjugated of linoleics acid and nutritional of beef intramuscular fat

 Critina M.M. Afaia, Susana P. Alves, Anabela F. Lopes, Maria J.E. Fernandes, Ana S.H. Costa, Carlos M.G.A. Fontes, Matilde LF. Castro Rui J.B. Bessa, Jose A.M. Prates

Polo Universitario do Alto da Ahuda Lisbon Prutugal

5.Microwave and Conventional Heating Effects on some physical and chemical parameter of edible fats

T. Albi, A Lanzon, A. Guinda, M.C. Perez-Camino and M. Leon

Instituto de la Grasa Sevilla Spain

J. Agric Food Chem 1997 45 3000-3003

2002 American Chemical Society

6.Effect of Heating anad Processing Methods of Milk and Dairy Products on Conjugate Lionoleic Acid and Trans Fatty Acid Isomer Content

S.M. Herxallah, M.A. Humeid and K.M. Al Ismail

University of Mutah. Jordon

University of Jordon. Jordon

J. Dairy Sci.88 1301-1310

American Dairy Scinence Association,2005

 最近の文献を調べると微量栄養素のビタミンE、ビタミンB12に関する研究が掲載されていた。

ビタミンE及びB12はマイクロ波の波長の分子回転によって、著しい分解を示し、減少する。

　＊ビタミンEは魚貝類のうなぎ、動物性の肝臓、植物では、とんぶり、モロヘイヤ、赤ピーマン、唐辛子などに多く含まれている。

ビタミンEは抗酸化作用が強く、活性酸素に働きかけることで知られている。

ビタミンB12は、植物には含まれない、動物性の肝臓類、魚貝類、海草類に多く含まれている、鰻に多く含まれていることは多くの消費者が知っている。

ビタミンB12は、生体の細胞代謝に関係し、欠乏症として、特にニューロパチー(糖尿病性ニューロパチー、腫瘍随伴性ニューロパチー、膠原病性血管炎に伴うニューロバチー等)が 示されている。

ビタミンEは光や、熱によるイオン化反応によって自動的に酸化されやすく、マイクロ波加熱によって著しく減少する。ビタミンEは、脂溶性ビタミンの一種であり、脂質に溶けた状態で、食品に存在する。マイクロ波の吸収は食品の脂質に集中しやすい。マイクロ波によってビタミンＥは、影響が生じやすい。

参照文献

1．Riboflavin, α-Tocopherol and retinol retention in milk after microwave heating

A. Medrano, A Hernandez, M Prodanov, C Vidal-Valverde

University de Alcala de Henares, Madrid Spain

Instituto de Fermentaciones Industriales Madrid, Spain

Lait  Elsevier(1994)

2．Effects of Microwave Heating on the Loss of Vitamin B12 in food

Fumio Watanabe, Katzuo Abe, Tomoyuki Fujita, Masahiro Goto, Miki Hiemori and Yoshihisa Nakano

Department of food and nutrition Kochi Women’s University

Department of applied biological Chemistry Osaka prefecture University

J. Agric Food Chem 1998

 － マイクロ波は食品に含まれているタンパク質に大きな影響を与えている－

 最近の文献を調べると必須栄養素のタンパク質に関する研究が掲載されていた。

タンパク質 は２０種類存在するL-アミノ酸が鎖状に多数連結（重合）してできた高分子化合物であり、生物の重要な構成成分である。分子量４０００前後のものから、数千万、億単位の分子量を持つタンパク質まで、多種類存在する。タンパク質はL-アミノ酸が立体構造で結びついている高分子である。この立体構造は、水素結合や分子間力による畳み込み（folding）によって構成されている。

タンパク質は、炭水化物、脂質とともに三大栄養素と呼ばれる。タンパク質は身体をつくる役割を果たしている。

マイクロ波によってタンパク質を加熱すると、マイクロ波による分子回転運動が、アミノ酸を立体構造で結びつけている、水素結合や分子間力に作用し、畳み込み(folding)が外れ、タンパク質が変性する。

変性したタンパク質は、異形タンパク質となり、食物アレルギーの原因を作り出す。

  参照文献

１．Microwave-enhanced folding and denaturation of globular proteins

Hnerik Bohr and Jakob Bohr

The Technical University of Denmark, Denmark

Phyiscal Review E, volume 61, Number 4 April 2000

2.The effect of Microwave Thermal Denaturation on Release Properties of Bovine Serum Albuin and Gluten Matrices

Ranin J. Qasem

University of Jordon, Jordon

AAPS PharmSciTech 2006(1) Article 15

3.Infrared Spectra and Prtein Conformations in Aqueous Solutions

H.Susi, Serge N. Timsaheff and Linda Stevens

U.S. Department of Agriculture, Eastern Utilization Research and Development Division, Philadelphia Pensylvania 19118 USA

The Journal of Biological Chemistry vol.242 23 Issue of December 10 1967

最近の文献を調べると必須栄養素の炭水化物、糖に関する研究が掲載されていた。

炭水化物または、糖質は、単糖を構成成分とする有機化合物である。

単糖は、ヒドロシル基とカルボニル基（アルデヒド基、ケトン基）を持つ直鎖構造をとっている。

炭水化物は非常に多様な種類があり、天然に存在する有機化合物の中で量が最も多い、炭水化物は、タンパク質、脂質と共に、三大栄養素と呼ばれる。

糖化反応とは、フルクトースやグルコースなどの糖の分子が有するカルボニル基（ケトン基やアルデヒド基）が酵素の働きなしに、タンパク質または脂質のアミノ残基やヒドロシル基に結合する事によって生じる化学反応である。特に食品科学分野では、メイラード反応とも呼ばれる。糖化反応は糖尿病、網膜症、心臓病などの発症にも大きく関わっている。

食品製造は糖化反応物を香料や着色料として使ってきたが、これらによって病気や炎症が引き起こされる可能性は低くはない。特に糖化反応物が多い食品は、ドーナツ、バーベキュー、ケーキ、濃い色のソーダである。

最近の研究では、糖の一種のリボースと、アミノ酸のリシンとアルギニンを混合してマイクロ波を照射すると、カルボニル基（ケトン基やアルデヒド基）とリシンとアルギニンのアミノ残基の架橋が、マイクロ波による双極子の分子回転運動によって生じ、糖化反応が促進される。その結果、ペントシジンが生成されることが報告されている。ペントシジンは、糖尿病合併症、腎不全、リウマチ様関節炎、重症アトピー性皮膚炎の炎症と関係している化合物である。

参照文献

１．Microwave-assisted Maillard reactions for the preparation of advanced glycation and products(AGEs)

Sonja Visentin, Claudia Medana, Alessandro Barge, Valeria Giancotti and Giancarlo Cravotto

Universita degli studi di torino

Organic and Biomolecular Chemistry,8,2473-2477(2010)

磁性鍋は21世紀に発明した全く新しい加熱方法で、量子力学に基づく、電子スピン(粒子の電子自転)による磁性共鳴から得られる加熱方法であり、現代物理学に基づく加熱方法である。

　物理学では、従来の物理学を古典物理学、量子物理学を現代物理学と表現している。古典物理学は，エネルギー不変の法則にもとづいており、量子物理学は、古典物理学の領域を超えた理論が存在している。

磁性鍋の内面には、磁性体の薄い膜が焼結されており、レンジのマイクロ波は、その薄い磁性体の膜に吸収される。(赤外線からマイクロ波帯の電磁波は強磁性に吸収され、磁性体のスピンが揃うとより強磁性に変わり、吸収率がより高くなる性質を持つ)

マイクロ波を磁性体に照射すると磁性共鳴が生じ、電子スピンが励起する。分子のスピン方向が揃うことによって磁力がより強くなり、マイクロ波のエネルギーが、エネルギーの高い赤外線の波長へと転換する。(物理学上はエネルギーを獲得すると表現する)現代物理学では、このような、量子効果をボーズ－アインシュタイン凝縮によるとしている。(ボーズ－アインシュタイン凝縮は、インドの物理学者　サティエンドラ　ボーズとアルバート　アインシュタインによって1924年に理論的に発見された。)

磁性鍋の構造は、鍋の底と蓋で構成されており、内面は球状に近い形状に加工している。

.鍋の外部から輻射するマイクロ波は、外部のセラミックスを透過し、鍋の内側の磁性体に吸収され、構造が球形であることからQ値の係数が得られ、一層、遠赤外線の加熱効果が高くなる。(Q値とは、空洞内の量子力学的な共振状態における増幅率の形状による係数）

　遠赤外線波長は、マイクロ波とは異なり分子の振動エネルギーによる加熱である。

マイクロ波の波長では分子回転によって加熱するために食品に多くのダメージが生じるが赤外線の波長では、振動の波長であるため栄養成分ににダメージが生ずることなく、加熱することができる。同時に食品の多くが有する有機分子の吸収波長は、遠赤外線領域に多く、輻射する波長と整合し分子振動のエネルギーを効果的に吸収していく。

磁性鍋から輻射するエネルギーは食品の分子の最適吸収波長に整合し加熱している。

量子力学的な黒体輻射の理想条件による加熱において、蓋を閉め、球形の状態で密閉された状態から、Ｑ値が最も高い条件で加熱していく。(Q値とは、空洞内の量子力学的な共振状態における増幅率の形状による係数です。）

その結果、遠赤外線は、共鳴状態で増幅し、食品の最適吸収波長に絞られ、中心部に向かって輻射し、その結果、入力のエネルギーよりも高くなり、エネルギー効率は１００％以上となる。

電子レンジよりも、磁性鍋が早く炊飯などが仕上がる原理である。

理論は大変難しく思われる方も多い。

しかし、自然界にはこの現象を生かしている事例は大変多く存在しており、自然の現象が開発のヒントになっている。

鶏の卵は、親が餌を与えておらず、30日間親鳥の体温で、卵から羽ができ、足や骨格が生まれ、孵化する、細胞とそのＤＮＡの変化だけではエネルギー的に説明ができない。孵化後その時点から歩き出す姿に不思議に思われませんか？

このエネルギーはどのように獲得したのかは、古典物理や生物学では十分な説明ができません。

鶏は約30日間卵には餌を与えているわけではない。

卵の外部から赤外の波長温度を与えているだけです。親鳥は比較的怠慢に抱いており、餌を求めに抱かない時間もありますが、一定の温度を保っており、黄身から骨格が作られ、足が作られ、羽が生え、全体が形成されていく。

物質、水の液体から固体や気体に変化するのは構造相転移という、このときには大きなエネルギーが必要で、同じように卵の液体から固体の骨格を形成するには大きなエネルギーが必要であり、そのエネルギーはどのように確保されているのかは、生物学では捕らえられていません。

このエネルギーは、単に細胞分裂では説明ができない。

卵はQ値の構造になっており、エネルギー転換効率が大変高い構造になっている。

卵の内部は弱磁性が存在しており、赤外の波長を転換しエネルギー転換効率を高め育成を促進する構造に置き換えられている。

　磁性鍋にはスノコを付けている。

　スノコには多くのホールが付いています。食品をスノコの上に置き、マイクロ波は鍋の外部から輻射されている。ガス火とは異なり、マイクロ波は360度から輻射したとき、スノコのホールにどのようにエネルギーが到達するのかは一見すると不思議である。しかし、鍋の中のスノコについているホールが一番早く200℃になり、その後に鍋の周辺の温度が高くなり、全体の温度が平行に移動していく。

この現象は、物理学のエネルギーの量子トンネル現象の一つで、(量子トンネル現象は1950年代江崎玲於奈、アイヴァー・ジェーバー、ブライアン・ジョゼフソンによって発見され、1973年のノーベル物理学賞を受賞した。)水を入れることなく食品の温度を均一にする方法として考案しており、食品に含む水分が分離しスノコの下に落ち、均一な温度になる工夫として特許に結びついている。

　従来、青果物や生鮮品は収穫後どんどん酸化し、最後は腐敗していく。調理品も加熱後は酸化が進み味覚は低下する。植物性油脂は加熱すると酸化しトランス脂肪酸が増加し、酸化率によっては販売ができない。トランス脂肪酸が増加するためです。

磁性鍋に使用している磁性体はMn-Znフェライト粉体を２０ミクロンの厚さで吹きつけその上に釉薬を塗布し１２５０℃以上の高温で焼結し、結晶状態に加工している。 結晶状態のMn-Znフェライトの磁性共鳴によって、電子レンジのマイクロ波を１００％、赤外線、遠赤外線に波長転換しMn-Znフェライトの酸化還元効果による、還元加熱である。

還元加熱の調理道具は、世界で初めてでその効果は、酒類の老化によるアルデヒド基のアルコールへの還元、トランス脂肪酸の還元や少し古くなった紅茶やコーヒー、茶葉等や冷凍焼けをした食品などの還元効果として実際に現れている。

磁性鍋は21世紀の新たな調理方法であり、最先端の物理化学によって説明することができる。

　自然環境の中には、我々が現在の科学では知り得ていない現象が多々あり、次代へのヒントになっています。オーガニック農業の必要性は無農薬化学肥料に依存しない農業だけではなく、自然に触れることから得られる新たなイメージが存在しており、調理もその一つと捕らえると理解されるのではないでしょうか!!。

    成　分               吸収波長の範囲

      水　　　　　　　　  2μm～6.3μm

    タンパク質

    　アミノ酸類　　　   3.8μm~10μm

    炭水化物　　　　　   2.8μm~4.0μm 6.6μm~10μm

      繊維質　　　　　   2.5μm~10μm

      糖質　　　　　　   1.9μm~2．3μm

    脂質　　　　　　　   3.3μm~3.5μm

    ビタミン類　　　　   1.0μm~7．1μm

    芳香物質のテルペン類　3.3μm~62μm

    カルシウム　　　　　　10μm~100μm

    マグネシウム          2.0μm~3,0μm

吸収波長とは、エネルギーを吸収できる波長で、吸収できない波長は、光の原則と同じで、反射するか、透過するか、屈折するかである。

吸収できない波長のエネルギーを食品に加えることは、味覚が整えられることにはならず、

組成構造を変性させるか、異形の組成を作り出すことになる。

食品が有する吸収波長は、一部のビタミンの吸収波長1.0μmからカルシウムの100μmの範囲である。

食品加熱では、食品が吸収できる波長の領域のエネルギー密度を高めることが、効果的な加熱であることがこの表から判断することができる。

ビタミンが熱に弱いのは吸収波長の位置が高温の領域で、エネルギー密度の高いところに吸収波長があるためで、糖質が焦げやすいのも吸収波長の位置で判断できる。反対に骨を加熱しても柔らかくならないのは、吸収波長の領域が広くエネルギー密度が低い位置にあることが要因である。魚などの骨をそのまま食べられるようにするには、低温で遠赤外線の波長の領域を広げ長く加熱する必要があることが、黒体輻射の原理と波長の分布に関する図から判断できる。

黒体輻射とは、温度とその波長及び波長の密度を解説した原理である。

黒体輻射の原理は、1900年にドイツの物理学者のマックス・プランクにより黒体輻射の温度と波長及びエネルギー密度の分布が発見されたことで、黒体輻射の理論が完成され、現代物理学である量子物理学が始まった。

ドイツのマックス・ブランク研究所は量子物理学の最先端研究所で彼の功績から名前が付けられている。

磁性鍋の新たな調理加熱の方法は、エネルギー効率が高いだけではなく、美味しく加熱できるのは、与えるエネルギーに無駄が少なく、食材を加熱する時に、余分なエネルギーの負荷を掛けていないため、食材が有する味覚を自然に引き出されるいるためである。

自然の生育していく状態を見てみよう、果実は、晴天が続くと糖度が高くなり、総アミノ酸量も多くなる、光合成により増幅していく、しかし曇天が続くと味覚は低下し甘みは薄れる。この現象は、吸収波長の密度に影響している。曇天になるとアミノ酸類や糖質を構成する波長の密度が低く光合成の能力が低下する。しかし細胞の中には、アミノ酸類を構成する前駆体が多く含まれている。短時間に磁性鍋で加熱することは、多くの前駆体を正常なアミノ酸類へと誘導しいることが味覚からも判断できる。

食材の自然味覚を最大限に引き出すことが調味料を余分に加える必要が無く、健康な食生活の原点を保持することができる。