電子レンジのボタン。「レンチン(レンジでチンする)」という言葉も普及し、電子レンジは手軽に使える調理器の代表格となった。


 今やどこの家庭にもある電子レンジ。火を使わずに短時間で食品を温めたり、調理したりできる便利な調理器具だ。あらためてその仕組みを探ってみた。

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“電子レンジなし”の不便さを実感

 電子レンジが壊れてしまった。新しいものをすぐに購入すればよいのだが、タイミングを外し、電子レンジのない生活を強いられている。

 何より不便なのは、ごはんやおかずの温め直しに時間と手間がかかること。電子レンジを使わないで食品を温めようとすると、ゆでたり、蒸したり、フライパンにのせてみたりと知恵を絞ることになる。食品を加熱する時間がかかるばかりでなく、その準備に手間もかかる。電子レンジならわずか1〜2分でできるところが、気が付けば30分も経っていることがある。

 コンビニエンスストアなどで売っている便利な総菜や冷凍食品には、電子レンジで温められるようになっているものが多い。せっかくレンジ対応のパッケージになっている製品なのに、レンジが壊れているからとわざわざ鍋に移し変えてガスで温め直すのもむなしい。そのようなわけで、最近では冷凍食品やお惣菜に手が伸びなくなってしまった。そして、それだけ電子レンジが私たちの食生活に浸透しているのだと実感する。

単身世帯でも普及率9割超、あって当然の存在に

 総務省統計局が2015年に公表した「平成26年全国消費実態調査」によれば、電子レンジの普及率は2人以上の世帯で97.8%、単身世帯で92.4%だった。今や電子レンジがあるのは当たり前、電子レンジのない家庭を探すほうが難しそうだ。

 電子レンジが発明されたのは1940年代のことで、レーダーの研究がきっかけだった。米国のレーダー技師パーシー・スペンサーが、レーダー機器を組み立て中にポケットの中のチョコレートが溶けていたことに気が付いたためという逸話が残っている。その後、多くのスタッフが検討を重ね、1947年に米国のレイセオン社から電子レンジが発売された。

 日本では1961年にまず業務用が、続いて翌年に家庭用の電子レンジが発売された。最初の電子レンジは、大卒の初任給が1万7000円だった時代に54万円もした。1964年に開通した東海道新幹線のビュフェに電子レンジが装備されて話題になり、電子レンジの普及に一役買った。とはいえ、まだサイズも大きく高級品だった。

 家庭に普及したのはそれから10年ほど経って、低価格のファミリータイプのものが発売されてから。それでも当時は10万円近くもした。

電子レンジで使うのは火でなく電磁波

 電子レンジが登場し、人々が一番驚いたことは、火を使わないで加熱できるということだった。ガスや電気などの熱源を使った加熱では、外からの熱を食品に伝えることで加熱するが、電子レンジでは食品自身を発熱させて加熱する。

 その仕組みは、電子レンジにある「マグネトロン」という装置で発生させたマイクロ波を食品に吸収させるというもの。マイクロ波は、電磁波の一種でレーダーや衛星通信など通信用に使われることが多い。周波数では300MHzから300GHzまでの範囲をさすが、日本の電子レンジでは周波数2450MHzのマイクロ波が使われている。これは、マイクロ波の中では、「地デジ」や携帯電話、GPS(全地球測位システム)などと同じ極超短波(UHF)に分類されている。

 食品を電子レンジで加熱すると、マイクロ波は電子レンジ庫内に充満しながら食品内部に入り、食品中の水分に吸収される。水は、分子内に負電荷と正電荷を帯びた部分があり、あちらこちらの方向を向いているが、マイクロ波を吸収すると、交流の電場に置かれたことと同じになる。

 周波数2450MHzとは、プラスとマイナスが1秒間に24億5000万回入れ替わることであり、頻繁に電場が入れ替わるたびに水分子も向きを変える。その過程で周囲の分子の抵抗を受けるなどして水分子の動きが電場の変化に付いて行けなくなり、マイクロ波のエネルギーの一部が熱エネルギーになって失われる。その熱によって、食品の温度を上昇させるのだ。

飲み物を電子レンジで加熱しているところ。吸収されたマイクロ波のエネルギーが熱エネルギーとなり、飲み物や食材の温度が上昇する。


素早く温められるが加熱ムラが難点

 電子レンジの特徴はスピーディーに加熱できることだが、それもマイクロ波の性質による。

 たとえば、湯煎で食品を温めようとすると時間がかかる。それは、ガスコンロの熱を鍋から水へ、水から食品の表面へ、さらに食品の表面から内部へと伝えて、温度を上昇させるからだ。さらに、ガスコンロの熱効率は50〜80%ほどといわれ、お湯を介して食品に伝わる熱エネルギーは少なくなってしまう。

 一方、電子レンジではマイクロ波のエネルギーは器を通過し、直接水に吸収される。そして、そのほとんどが温度上昇に使われる。そのため、電子レンジでは素早く温めることができるのだ。

 ただし、「表面は熱いのに中はまだ冷たい」という加熱ムラが生じるのが難点だ。ターンテーブルは、加熱ムラをなくすために工夫されたものである。

 物質にはマイクロ波を透過するもの、吸収するもの、反射するものがあり、そのうち吸収するものが発熱する。物質によって発熱のしやすさが異なり、温度によって違いはあるが、発熱しやすいものほどマイクロ波の届く深さは小さくなる。そのため、食品の成分が均一でない場合は加熱ムラが起こりやすいのである。

 たとえば、水と食塩水を比べると食塩水のほうが発熱しやすく、マイクロ波の届く距離が短い。そのため、食塩を含む食品では端に近いほうが加熱しやすく、中のほうは加熱しづらい。一方、油は発熱しにくく、マイクロ波の届く距離が長いので、少量では加熱しにくい。

 また、氷はマイクロ波をほとんど吸収せず、透過させる。そのため、冷凍食品を解凍するときに、溶けかかったものを電子レンジで加熱すると、水の部分は一気に温度が上がるのに氷は温度が上がらないことになり、加熱ムラが起きてしまう。

 アルミ箔製の容器や金線の模様の入った食器を使って電子レンジで温め、パチパチと音がしてびっくりした経験のある人もいるのではないだろうか。これは金属がマイクロ波を反射するからである。パチパチいうのはアルミホイルの角などにマイクロ波が集まり、電子レンジの庫内の壁にとの間でスパーク(放電)を起こすためである。

原理を理解して上手に使いこなす

 電子レンジはとても便利な調理器具で、私たちの食生活に電子レンジは欠かせない存在になっている。そのため、電子レンジで簡単に調理できる冷凍食品や電子レンジ向け調理用品がたくさん発売されている。各メーカーとも電子レンジの性質をよく研究して、開発されたものだ。

 電子レンジ自体もさまざまな機能が向上し、便利になっている。ただし、電子レンジはマイクロ波で加熱するという、他の調理器具とは仕組みが異なるもの。ちょっとした勘違いで思わぬトラブルが起こることもある。原理を理解し、上手に使いこなしたい。

筆者:佐藤 成美