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Ist Mikrowellenstrahlung gefährlich? Auswirkungen auf Nahrung und Pflanzenwachstum

Facharbeit (Schule) 2018 45 Seiten

Biologie - Krankheiten, Gesundheit, Ernährung

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

2. Mikrowellenstrahlung

3. Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung auf Nahrung
3.1 Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung auf Proteine
3.2 Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung auf Vitamine
3.3 Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung auf Antioxidantien

4. Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung auf den Mineralsalzgehalt im Wasser und auf das Wachstum von Pflanzen am Beispiel der Weizenpflanze
4.1 Mineralsalze und deren Wirkung auf Pflanzen
4.2 Verfahren zur Messung der Mineralsalzwerte
4.3 Begründung der Pflanzenwahl und der Konzentrationswahl
4.4 Versuchsprotokoll zur Ermittlung der Auswirkungen

5. Die Bildung von Nitrosamine und ihre Wirkung auf den menschlichen Körper

6. Die Studie von Dr. Hans Ulrich Hertel zu den Auswirkungen der Mikrowellenstrahlung
6.1 Dr. Hans Ulrich Hertels Experiment und sein Ergebnis
6.2 Kritik an Hans Ulrich Hertels Experiment und Ergebnis

7. Fazit

8. Anhang

9. Literaturverzeichnis

Anmerkung der Redaktion: Teile des Anhangs wurden aus redaktionellen Gründen entfernt.

1. Einleitung

Fast jeder Einzelne von uns besitzt heutzutage dieses wunderbare Gerät in seiner Küche. Wenn nicht genügend Zeit zum Kochen da ist, wird sie benutzt. Auch beim Erwärmen verschiedenster Lebensmittel ist sie hilfreich - Die Mikrowelle.

1947 konnte man die erste Mikrowelle kaufen. Damals war sie jedoch 1,70 m hoch und wog unglaubliche 350 Kilogramm. Der Preis lag bei 5000 US-Dollar. Mit der Zeit sind Mikrowellen viel leichter, kleiner und günstiger geworden. Die Art und Weise, wie die Mikrowelle Lebensmittel erwärmt, ist auch noch heute die gleiche. Reibungswärme entsteht durch Be­wegung der Wassermoleküle.

Der Begriff Mikrowellenstrahlung scheint heutzutage normal zu sein. Denkt man jedoch intensiv darüber nach, dass unser nahrhaftes Essen mit Strahlung erhitzt wird, kommen eini­ge Fragen auf:

Ist Mikrowellenstrahlung gefährlich? Welche Auswirkungen hat diese Strahlung auf unsere Nahrung? Und somit auch auf den menschlichen Körper? Gehen dabei Nährstoffe und Mineralstoffe verloren? Werden Zellen beim Prozess der Erwärmung verändert? Ist die alternative Variante des Kochens auf dem Herd besser? Was passiert mit unseren Lebens­mitteln in der Mikrowelle?

All diese Fragen beunruhigen.

Mein Ziel dieser Arbeit ist es, die Auswirkungen der Mikrowellenstrahlung zu verdeutlichen, denn auch ich benutze fast täglich die Mikrowelle. Schließlich bringt sie im Alltag nur Vorteile. Aber welche Nachteile hat sie? Ich möchte am Ende dieser Arbeit den Entschluss fassen, ob ich weiterhin die Mikrowelle benutzen oder ob ich sie boykottiere werde. Mein Leben lang trinke ich warme Milch - erhitzt durch die Mikrowelle. War dieses Verhalten gefährlich für meinen Körper? Wenn dem so ist, ist auch mein Ziel dieser Arbeit, die Menschen vor den Auswirkungen zu warnen.

Aussagen wie diese beteuern beruhigendes über unsere geliebte Mikrowelle: „Lebensmittel aus der Mikrowelle sind gesundheitlich unbedenklich"1

„Die Mikrowelle steht zu Unrecht im Verdacht, Nährstoffe zu zerstören. Der praktische Helfer kann Speisen im Gegenteil sogar schonender zubereiten, als es etwa beim Kochen auf dem Herd möglich ist. Trotzdem ist der Mythos, dass die Mikrowelle wertvolle Nährstoffe wie B-Vitamine oder Vitamin C zerstören würde, weit verbreitet. Dies passiert jedoch nur, wenn Gemüse zu lange zu starker Hitze ausgesetzt ist."2

Allerdings findet man im Internet auch gegenteilige und erschreckende Aussagen:

„Mikrowellenstrahlung hatte auch eine unvorhergesehene negative Auswirkung auf das allgemeine biologische Wohlbefinden des Menschen. Dies wurde erst entdeckt, als die Russen mit sehr fortschrittlichen Geräten zu arbeiten begannen und fanden, dass ein Mensch die mikrowellenbestrahlte Nahrung nicht einmal einnehmen musste, dass schon der Einfluss des Energiefeldes selbst genügte, um derart schädliche Nebenwirkungen zu erzeugen. Deshalb wurde 1976 der Gebrauch derartiger Mikrowellengeräte in der Sowjet­union durch ein staatliches Gesetz verboten."3

Auch folgendes Zitat zeigt, welche Auswirkungen die Mikrowellenstrahlen auf unsere Nahrung haben:

„Die Energie in der Mikrowelle ist und bleibt die schlechteste Weise Nahrungsmittel zu kochen, weil Mikrowellen die Wassermoleküle innerhalb der Zellmembran zu sehr aufwühlen und eine Wärme von innen heraus verursachen, die nicht natürlich ist. Diese Art der Erwärmung führt zu einer völligen Überstrahlung der Nahrung, wodurch die nahezu voll­ständige molekulare Zersetzung der Vitamine und Phytonährstoffen verursacht wird. Im Grunde genommen nimmt man tote Nahrung zu sich."4

Man sieht also klar die Problematik. Es gibt Forscher und Studien, die besagen, dass Mikro­wellen völlig unbedenklich sind und sie sogar besser seien als das Kochen am Herd, aber auch zahlreiche Belege, die die Gefahr der Mikrowellenstrahlung verdeutlichen.

Wem kann man nun Glauben schenken? Ich persönlich werde keinem glauben, bevor ich die Auswirkungen nicht selbst experimentell untersucht habe und genügend Indizien gefunden habe. Erst dann werde ich mich einer Seite bekennen.

Außerdem muss man beachten, dass Mikrowellenstrahlung mehrere Auswirkungen haben kann. Demnach muss man klar zwischen den Auswirkungen auf Mineralsalze, Vitamine, Antioxidantien und Proteine unterscheiden.

2. Mikrowellenstrahlung

Als 1912 die Titanic sank, entschloss sich Percy Spencer (1894-1970), der die Bordfunker und deren Mut, SOS-Rufe bis zum bitteren Ende abzusetzen bewunderte, zur Marine zu gehen und absolvierte dort eine Ausbildung zum Funker. Begeistert von der Chemie, Physik und Geometrie, arbeitete er nach dem Ersten Weltkrieg in einer Firma, die Funkgeräte produzierte. Als er die Firma wechselte, begann sein Erfolg bei Raytheon. Die Gründer der Firma, zwei Ingenieure, spezialisierten sich auf Haushaltsgeräte. Spencer (M1) wirkte an vielen Erfindungen der Firma mit.

Als der Zweite Weltkrieg begann, konzentrierte sich die Firma auf militärische Geräte. Eine Geheimwaffe, womit die Alliierten an der Front bsiegen sollten, war Ziel der Forschungen der Wissenschaftler von Raytheon. Sie arbeiteten also an Radarsystemen und Spencer entwickelte dabei das Magnetron weiter. Ein Magnetron ist eine Vakuum-Laufzeitröhre, die es ermöglichte, elektromagnetische Wellen im Mikrowellenbereich zu erzeugen. Als Spencer eines Tages einen Schokoriegel in seiner Hosentasche bewahrte, um ihn in einer Pause zu verzehren, merkte er, dass der Riegel bei seinen Arbeiten am Magnetron geschmolzen war. Erstaunt legte er ein Maiskorn vor das Magnetron und beobachtete, wie es platzte. Das Gleiche tat er mit einem rohen Ei, woraufhin es explodierte. Seine Erkenntnis, dass Mikrowellen Lebens- mittel erhitzen, ließ er sich am 24.01.1950 patentieren und somit war die Mikrowelle als Haushaltsgerät erfunden.

Die Mikrowelle erlebte seitdem eine erfolgreiche Entwicklung. Sie ist zu „einer wichtigen Stütze unseres hochtechnischen Wirtschaftssystems und der modernen Forschung geworden"5. Mikrowellen werden bei Radarfallen im Straßenverkehr genutzt und sind beim Flugverkehr nicht mehr wegzudenken. Satelliten und Flugkörper jeder Art werden durch Mikrowellen gesteuert. Bei der Erforschung von Gasen, Flüssigkeiten und Festkörpern spielen Mikrowellen ebenfalls eine wichtige Rolle. Immer häufiger wird die Mikrowellen­Heizung in der Industrie genutzt und dient vor allem für den Verbraucher als Erwärmer für Lebensmittel.

Elektromagnetische Wellen mit Frequenzen zwischen 108 Hz und 1012 Hz werden Mikrowellen genannt. Ein anderes Wort für Mikrowellen ist RADAR-Wellen. Die Abkürzung Radar setzt sich zusammen aus den englischen Wörtern Radio Detection And Ranging (übersetzt: funkgestützte Ortung und Abstandsmessung). M2 verschafft einen Überblick über das Spektrum:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

M2: Das elektromagnetische Spektrum

Percy Spencer erfand zwar die Mikrowelle, die elektromagnetischen Wellen an sich wurden jedoch von Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) im Jahre 1886 nachgewiesen. Nach den von James Clerk Maxwell (1831-1879) entwickelten Grundgleichungen des Elektromagnetismus und die Aufstellung der elektromagnetischen Theorie des Lichts, entwickelte Hertz ein Experiment, das die Theorie bestätigte. In diesem Experiment gelang es ihm, elektromagnetische Wellen von einem Sender zu einem Empfänger zu übertragen.

Was ist denn eigentlich Strahlung? Strahlung beschreibt einen Prozess, bei dem Energie sich durch ein Medium oder den Raum bewegt. Strahlung ist also ein Energietransport, die Über­tragung ist dabei nicht notwendigerweise an ein Medium gebunden, sie geschieht auch durch den leeren Raum. Um den Energiegehalt zu erfassen, gibt es international eingeführte Einheiten. Die SI-Einheiten (le système international d'unités) werden von dem Bureau International des Poids et Mesures (kurz: BIPM) koordiniert und überwacht. Die SI-Einheit für die Energie ist das Joule.

Insgesamt gibt es zwei Erscheinungsformen von Strahlen, nämlich die elektromagnetischen Wellen und die Teilchenstrahlen. Letztere sind typische Erscheinungsformen der Radioaktivität. Das elektrische Feld und das magnetische Feld sind untrennbar verbunden. Beide schwingen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung und senkrecht zueinander. Charakteristische Größen sind Wellenlänge (λ) und Frequenz (v), worunter man die Zahl der Schwingungen pro Zeiteinheit versteht. Beide stehen in einem einfachen Zusammenhang:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Die Ausbreitungsgeschwindigkeit, welche im Vakuum 300.00 Kilometer pro Sekunde beträgt, ist hier mit c abgekürzt. Die Wellenlänge wird in Metern gemessen und die Frequenz mit der Anzahl der Durchgänge pro Sekunde in Hertz (Hz). M3 verbildlicht die elektromagnetischen Wellen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

M3: Elektromagnetische Wellen

Das Erhitzen von Lebensmitteln in der Mikrowelle geschieht nicht über Strom, Gas, Induktion (die Erzeugung einer elektrischen Spannung durch Veränderung der Feldlinien in einem Magnetfeld) oder Feuer, sondern über die elektromagnetischen Wellen. Diese werden im Magnetron der Mikrowelle erzeugt. Die preiswerten Generatoren arbeiten im Hochfre­quenz-Bereich. Die erzeugten elektromagnetischen Wellen werden vom Magnetron zu den Lebensmitteln in der Mikrowelle ausgesandt. Wenn die elektromagnetischen Wellen auf Wassermoleküle treffen, entsteht Reibungsenergie. Diese erscheint dann als Wärmeenergie. Auf diese Weise werden Lebensmittel in der Mikrowelle erwärmt.

Wassermoleküle bestehen aus jeweils einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen. Das Sauerstoffatom ist größer als das Wasserstoffatom. Deshalb binden die Elektronen stärker an das Sauerstoffatom. Auf der Seite des Sauerstoffatoms ist das Was­sermolekül elektrisch negativer geladen. Die Wasserstoffatome sind positiv polarisiert und somit ist das Wassermolekül elektrisch unausgewogen. Obwohl die Elektronegativität des Sauerstoff­atoms (EN=3,5) also höher ist als die des Wasserstoffatoms (EN=2,1), verhält sich das Wassermolekül nach außen hin neutral. Somit ist das Wassermolekül ein Dipol.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

M4: Funktionsweise einer Mikrowelle

Mit einer positiv und einer negativ geladenen Seite richten sich die Teilchen in einem elektri­schen Feld aus. Da elektromagnetische Wellen elektrische Wechselfelder sind, werden die Wassermoleküle hin und her gedreht. Durch diese Reibung der Wassermoleküle auf moleku­larer Ebene entsteht letztendlich Wärme.

Durch den Koppelstift und den Hohlleiter gelangen die elektromagnetischen Wellen in den Garraum, sodass die Lebensmittel von den Strahlen gezielt erfasst werden. Das Gehäuse einer Mikrowelle besteht aus metallischen Wänden. Zusammen mit dem Reflektorflügel ver­

stärken und reflektieren sie die Mikrowellen­strahlung. Dadurch werden die Strahlen gleichmäßig im Garraum verteilt. Damit die elektromagnetischen Wellen auf möglichst jede Stelle der Lebensmittel treffen, besitzt die Mikrowelle einen Drehteller. Außerdem werden Lebensmittel beim Erhitzen in der Mikrowelle von innen nach außen erhitzt und nicht andersherum wie es beim Kochen auf dem Herd geschieht.

3. Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung auf Nahrung

3.1 Auswirkungen von Mikrowellenstrahlung auf Proteine

Die Energie der Mikrowellenstrahlung wird direkt an die in den Lebensmittel enthaltenen Wassermoleküle abgegeben. Die Mikrowelle arbeitet energieärmer als Röntgenstrahlen, weshalb keine gefährlichen Spaltprodukte entstehen können, wie es bei Röntgenstrahlen der Fall ist. Es bleibt keine Reststrahlung in den Lebensmittel nach dem Erwärmen in der Mikrowelle. Somit entsteht nach dem Erhitzen keine Gefahr, verstrahltes Essen aufzunehmen und während der Erwärmung halten die Metallwände von Neugeräten die Strahlung sicher zurück. Das ergaben Untersuchungen der Stiftung Warentest und des Bundesamtes für Strahlenschutz im Jahr 2004. Aber was passiert mit der Struktur der Lebensmittel während der Erhitzung? Werden die Lebensmittel auf molekularer Ebene verändert ?

Beim Kochen, unabhängig mit welchem Gerät, werden Proteine durch die Hitze denaturiert. Die Tertiärstruktur wird verändert, aber die Aminosäuren bleiben dabei erhalten. Das ist auch keine negative Auswirkung von Hitze, denn die menschliche Magensäure denaturiert Proteine ebenfalls durch eine Veränderung des pH-Wertes. Also wenn Proteine nicht beim Kochen denaturiert werden, werden sie spätestens im Magen verändert. In der Wissenschaft wird der Begriff Kochen sogar mit der Denaturierung von Proteinen definiert. Letztendlich müssen Proteine denaturiert werden, sodass Verdauungs-Enzyme sie in einzelne Amino­säuren aufspalten können und so vom Körper aufgenommen werden.

Die Denaturierung von Proteinen durch Erhitzung ist also nicht schädlich. In der Mikrowelle wird ein Protein allerdings nicht nur denaturiert, sondern auch isomerisiert. Der Nährwert des Proteins wird verändert, indem ein Wechsel der Konfigurationsform der Aminosäuren stattfindet. Es liegt entweder die L- oder die D-Form bei einer Aminosäure vor. Durch die Isomerisierung bei Hitze können Aminosäuren also von der L-Form in die D-Form überführt werden. Da unser Körper fast ausschließlich die L-Form von Aminosäuren verwenden kann, werden zur D-Form isomerisierte Aminosäuren schlechter verdaut und können vom Körper kaum genutzt werden. Es stellt sich die Frage, ob die Mikrowellen-Hitze sich von anderen Erhitzungsmethoden in der Wirkungsweise unterscheidet.

„Einige Studien, in denen Nagetieren große Mengen von D-Aminosäuren verabreicht wurden, zeigen zwar potenzielle Gesundheitsrisiken. Dennoch es gibt keine Beweise, dass die in natürlichen Lebensmitteln enthaltenen D-Aminosäuren ungesund wären. (...) Isomerisieren in der Mikrowelle mehr Proteine als beim Kochen? Das scheint nicht der Fall zu sein. Denn die Menge von D-Aminosäuren unterscheidet sich bei Lebensmitteln nicht signifikant - egal, ob sie in der Mikrowelle oder konventionell erhitzt wurden. Es gibt eine Studie aus dem Jahr 1989, bei der die Menge an D-Aminosäuren bei Mikrowellen-Erhitzung etwas höher lag. Allerdings wurde in mehreren neueren Studien kein Unterschied festgestellt. Daneben scheinen die Wissenschaftler sich darüber einig zu sein, dass eher eine Überhitzung des Lebensmittels oder starke Temperaturunterschiede zu einer Isomerisierung beitragen, als die Mikrowellenstrahlung selbst. (...) Ganz interessant ist noch eine Studie aus dem Jahr 1995, in der Wissenschaftler Ratten ausschließlich mit in der Mikrowelle erhitzter

Nahrung fütterten. Eine Vergleichsgruppe bekam konventionell gekochte Lebensmittel zu fressen. Um eventuelle Nachteile zu verstärken, "misshandelten" die Forscher Essen, indem sie es mehrmals kochten und wieder abkühlen ließen, bevor sie es an zwei weitere Rattengruppen verfütterten. Am Ende der für 13 Wochen andauernden Studie stellten die Wissenschaftler keine Nachteile fest, die das Mikrowellen-Essen auf die Ratten gehabt hätte."6

Studien zeigen also, dass Mikrowellen-Nahrung keine negativen Auswirkungen auf die Gesundheit hat, allerdings ist es mir nicht gelungen, mehr über diese Studien und Forschungen zu erfahren, weshalb ich nicht sagen kann, ob die Quelle seriös genug ist. Folgende Forschungen und Studien habe ich bei weiterer Recherche gefunden, deren Theorie darauf beruht, dass die Proteinstruktur durch Erhitzung in der Mikrowelle nicht verändert wird.

„Dass es tatsächlich nur die Temperatur ist, die diesen Vorgang beschleunigt, und keine anderen, nicht-thermischen Effekte der elektromagnetischen Mikrowellenstrahlung im Spiel sind, das konnten nun Forscherinnen des „Christian Doppler Labors für Mikrowellenchemie" unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr. C. Oliver Kappe an der Karl-Franzens-Universität Graz eindeutig beweisen. KooperationspartnerInnen waren Forschungsgruppen am Institut für Molekulare Biowissenschaften der Karl-Franzens-Universität und am Institut für Molekularbiologie und Biochemie der Medizinischen Universität Graz. In mehreren Experimenten ließ Dr. Markus Damm die Proteine Rinderserumalbumin, Cytochrom C, Beta­Casein unter kontrollierten thermischen Bedingungen bei 50 Grad Celsius einmal mit der Mikrowelle und einmal mit herkömmlichen Verfahren im Ölbad verdauen. Das Ergebnis: „Es gibt keine messbaren Unterschiede bei den Auswirkungen auf die Proteinstruktur, da bei gleichlangen Heizintervallen und gleicher Temperatur jeweils die gleichen Peptidsequenzen herausgeschnitten werden. Der Verdauprozess wird also nur durch die Temperatur und nicht durch Mikrowellenstrahlung beeinflusst", fasst Markus Damm, Erstautor der Studie, zusammen. Die Grazer Forschungsgruppen widerlegen damit andere Untersuchungen, nach denen Mikrowellenstrahlung direkte Auswirkungen auf die Proteinstruktur hätte. Oliver Kappe führt deren Ergebnisse auf Messfehler zurück: „Es ist extrem schwierig, die Temperatur in der Mikrowelle exakt festzustellen. Wahrscheinlich sind die früher publizierten Experimente nicht bei genau gleicher Temperatur durchgeführt worden." Die WissenschafterInnen in Graz sind mit einem Mikrowellen-Reaktor, den die Firma Anton Paar speziell für Forschungen in der Mikrowellenchemie entwickelt hat, eine Nasenlänge voraus. Eine eingebaute faseroptische Temperatursonde garantiert eine störungsfreie, hoch präzise Messung."4

Zunächst scheint dies überzeugend zu sein. Allerdings ist der Sachverhalt nicht eindeutig zu beurteilen, da es sehr verschiedene Aussagepunkte gibt. Man findet auch folgende Aussagen, die einem das Gegenteil beweisen möchten und Skepsis zum vorherigen Zitat hervorrufen:

„Die Mikrowellen und andere Arten von Lebensmittelbestrahlungen, sollen uns Menschen genetisch verändern. Dies soll Stress, Aggressivität, schwere Krankheiten, sexuelle Persönlichkeitsstörungen und Impotenz auslösen, sowie zu argen Schwangerschafts- und Geburtsproblemen führen können. In Deutschland sollen mit einer Doppelblindstudie 800 Katzen (oder mehr) einem Mikrowellen Test unterzogen worden sein. 400 Katzen sollen normal gefüttert (Nahrung wurde auf dem Herd erwärmt), und die anderen 400 Katzen mit derselben Nahrung, die aber zuerst mit der Mikrowelle erwärmt wurde gefüttert worden sein. Auch das Trinkwasser soll zuerst durch die Mikrowelle geschoben worden sein. Bereits nach ca. drei Wochen sollen alle Katzen, die mit der Mikrowellen Nahrung gefüttert, und mit Mikrowellen Wasser getränkt wurden, ein homosexuelles, und nach ca. vier Wochen ein aggressives und völlig gestörtes Verhalten gezeigt haben. Und nach ca. sechs Wochen wären alle Katzen, welche mit der Mikrowellen Nahrung gefüttert wurden, verendet bzw. tot gewesen! Todesursache: Alle 400 Katzen sollen verhungert sein! Die anderen 400 Katzen, welche mit demselben Futter, aber ohne Mikrowelle gefüttert wurden, sollen ein ganz normales und auf Dauer gesundes Verhalten gezeigt haben. Ein ähnlicher Test soll auch einmal mit vier Kälbern gemacht worden sein. Die Muttermilch hätte man für zwei Kälber in der Mikrowelle erhitzt und für die anderen zwei Kälber pasteurisiert. Dann hätte man diese erhitzte Muttermilch auf Körpertemperatur abgekühlt, und den Kälbern zum Trinken gegeben.

[...]


1 Margret Morlo vom Verband für Ernährung und Diätetik (VFED) in Bocholt

2 Jürgen Zimmerstädt, Koch-Experte

3 https://www.zentrum-der-gesundheit.de/mikrowellenherd.html

4 Roussety, Jacqueline: Mikrowelle und die massive Zerstörung gesunder Nährstoffe

5 Günter Nimtz (Mikrowellen; Einführung in Theorie und Anwendungen)

6 Mark Maslow, MarathonFitness

7 Mag. Gudrun Pichler, idw-online

Details

Seiten
45
Jahr
2018
ISBN (eBook)
9783346081988
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v508797
Note
1,0
Schlagworte
Mikrowelle Strahlung Nahrung Pflanzenwachstum Experiment Denaturierung Mineralsalze Proteine Vitamine Antioxidantien Nitrosamine Mikrowellenstrahlen Weizenpflanze

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