Mikrowelle

Die Mikrowellenerwärmung ist ein dielektrisches Erhitzungsverfahren (Erwärmung durch ein elektromagnetisches Wechselfeld), das im Haushalt vor allem zum Auftauen, Garen und Wiedererwärmen von Lebensmitteln eingesetzt wird. Haushaltsgeräte arbeiten üblicherweise mit einer Frequenz von 2,45 GHz. Das elektromagnetische Wechselfeld führt insbesondere zur Rotation polarer Moleküle und zur Bewegung gelöster Ionen. Die absorbierte elektromagnetische Energie wird dadurch innerhalb des Lebensmittels in Wärme umgewandelt [7, 8].

Mikrowellen gehören zur nichtionisierenden elektromagnetischen Strahlung (energiearme elektromagnetische Strahlung ohne ionisierende Wirkung). Sie besitzen nicht genügend Energie, um Atome oder Moleküle zu ionisieren, und machen Lebensmittel nicht radioaktiv. Die ernährungsphysiologisch relevanten Veränderungen werden unter üblichen Haushaltsbedingungen überwiegend durch den erreichten Temperatur-Zeit-Verlauf, den Wassergehalt, die Sauerstoffexposition und die jeweilige Lebensmittelmatrix (Zusammensetzung und Struktur des Lebensmittels) bestimmt [1, 7, 8].

Die Aussage, Mikrowellen verursachten grundsätzlich keine chemischen Veränderungen in Lebensmitteln, wäre dennoch unzutreffend: Wie bei jedem Erhitzungsverfahren können temperaturabhängige Veränderungen von Proteinen, Lipiden (Fetten), Kohlenhydraten, Vitaminen und weiteren Lebensmittelbestandteilen auftreten. Eine spezifische generelle Schädigung von Lebensmitteln allein aufgrund der verwendeten Mikrowellenfrequenz ist daraus jedoch nicht abzuleiten [1, 7].

Einfluss auf die Mikronährstoffretention

Die Mikrowellenerwärmung führt nicht grundsätzlich zu höheren Mikronährstoffverlusten als konventionelle Garverfahren. Aufgrund der meist kurzen Erhitzungsdauer und der geringen erforderlichen Wasserzugabe kann sie insbesondere bei Gemüse eine hohe Retention wasserlöslicher Mikronährstoffe (Erhaltung wasserlöslicher Vitamine und Mineralstoffe) ermöglichen. Beim Kochen in größeren Wassermengen können dagegen zusätzliche Verluste durch Auslaugung in das anschließend verworfene Kochwasser entstehen [1-3].

Die Mikronährstoffretention hängt nicht allein vom Garverfahren ab. Wesentliche Einflussgrößen sind Lebensmittelart, Sorte, Reifegrad, Zerkleinerung, Ausgangstemperatur, Wassermenge, Leistungsstufe, Garzeit, Abdeckung und Standzeit. Entsprechend zeigen vergleichende Untersuchungen erhebliche Unterschiede zwischen einzelnen Gemüsearten und Mikronährstoffen [1-3].

Eine pauschale Rangfolge, nach der Mikrowellengaren stets das günstigste oder ungünstigste Verfahren sei, ist daher wissenschaftlich nicht gerechtfertigt. Häufig günstig ist eine möglichst kurze, aber für eine gleichmäßige und sichere Erwärmung ausreichende Garzeit bei geringer Wasserzugabe [1-3].

Vitamin C

Vitamin C gehört zu den gegenüber Wärme, Sauerstoff und Auslaugung besonders empfindlichen Mikronährstoffen. Vergleichende Studien an Gemüse zeigen häufig eine höhere Vitamin-C-Retention nach Mikrowellengaren als nach Kochen in Wasser. Der Vorteil ist vor allem durch die kürzere Erhitzungsdauer und die geringere Auslaugung erklärbar [1-3].

Die Retention bleibt jedoch lebensmittel- und verfahrensabhängig. Lange Garzeiten, große Wasserzugaben, starkes Zerkleinern, längeres Warmhalten und wiederholtes Wiedererwärmen können den Vitamin-C-Gehalt deutlich vermindern. Die Aussage, Vitamin C werde durch Mikrowellen grundsätzlich weitgehend zerstört, ist durch die verfügbare Evidenz nicht gedeckt [1-3].

Folat

Folat (Vitamin B9) kann während des Garens sowohl durch thermischen Abbau als auch durch Auslaugung verloren gehen. In vergleichenden Untersuchungen an tiefgefrorenem Gemüse gehörten Mikrowellengaren, Dämpfen und Druckdämpfen häufig zu den Verfahren mit günstiger Folatretention, während Kochen in Wasser im Mittel stärkere Verluste verursachte. Die Ergebnisse unterschieden sich jedoch zwischen den einzelnen Gemüsearten [1, 2].

Fettlösliche Vitamine und Carotinoide

Fettlösliche Vitamine und Carotinoide (pflanzliche Farbstoffe) reagieren nicht einheitlich auf die Mikrowellenerwärmung. Neben einem möglichen thermischen oder oxidativen Abbau kann die Erwärmung pflanzliche Zellstrukturen verändern und dadurch die Freisetzung sowie analytische Erfassbarkeit lipophiler Inhaltsstoffe (fettlöslicher Inhaltsstoffe) erhöhen. Ein nach dem Garen gemessener Konzentrationsanstieg bedeutet deshalb nicht zwangsläufig eine Neubildung des betreffenden Mikronährstoffs [2-4].

• β-Carotin (Vorstufe von Vitamin A) – die Retention ist stark von Gemüseart und Garbedingungen abhängig. Bei einzelnen Lebensmitteln können nach dem Garen höhere messbare Gehalte auftreten, während bei anderen Verluste beobachtet werden. Eine generelle mikrowellenbedingte Verminderung lässt sich nicht ableiten [2, 3].
• Vitamin E – auch die Retention von α-Tocopherol (Form von Vitamin E) zeigt lebensmittelabhängige Ergebnisse. Mikrowellengaren kann bei einzelnen Gemüsearten günstig, bei anderen ungünstiger als alternative Garverfahren sein [3].
• Vitamin K – die tatsächliche Retention variiert erheblich. In einer vergleichenden Untersuchung verursachte Mikrowellengaren bei einzelnen Blattgemüsen die höchsten, bei anderen dagegen die geringsten Verluste. Daraus ergibt sich keine allgemeingültige Rangfolge der Garverfahren [3].
• Vitamin D – eine Untersuchung an Sonnenblumenöl, Regenbogenforelle und Champignons zeigte, dass Lebensmittelmatrix und Garverfahren wesentliche Determinanten (bestimmende Faktoren) der tatsächlichen Vitamin-D-Retention sind. Bei Regenbogenforelle unterschied sich die Vitamin-D₃-Retention mit Ausnahme des Bratens nicht signifikant von 100 %; bei Champignons wurden für Vitamin D₂ niedrigere und verfahrensabhängige Retentionen ermittelt. Eine spezifische generelle Zerstörung von Vitamin D durch Mikrowellengaren lässt sich daraus nicht ableiten [4].

Mineralstoffe

Mineralstoffe werden durch Mikrowellenenergie nicht chemisch zerstört. Veränderungen des auf das Frischgewicht bezogenen Mineralstoffgehalts entstehen vor allem durch Auslaugung, austretende Flüssigkeit sowie Veränderungen des Wassergehalts und des Lebensmittelgewichts während des Garens [5].

Eine aktuelle vergleichende Untersuchung von Zucchini, Auberginen und Kartoffeln zeigte eine ausgeprägte Heterogenität (Uneinheitlichkeit) der Mineralstoffretention. Bei Zucchini führte Mikrowellengaren überwiegend zu einer höheren Retention als Dämpfen und Grillen. Bei Auberginen war Grillen teilweise günstiger, während bei Kartoffeln für mehrere Mineralstoffe das Dämpfen höhere Retentionen als die Mikrowellengarung ergab [5].

Die Ergebnisse erlauben daher keine pauschale Aussage, Mikrowellengaren erhalte Mineralstoffe grundsätzlich besser als andere Verfahren. Entscheidend sind Lebensmittelart, Wasserzugabe, Garzeit, Flüssigkeitsverlust und die Frage, ob austretende Garflüssigkeit mitverzehrt oder verworfen wird [5].

Einfluss auf die Lebensmittelmatrix

Mikrowellenerwärmung kann Proteine denaturieren (in ihrer räumlichen Struktur verändern) sowie Struktur, Gelatinierung (Quellung und Verkleisterung) und Verdaulichkeit von Stärke beeinflussen. Auch Veränderungen der Lipidstruktur und Lipidoxidation (Oxidation von Fetten) sind möglich. Das Ausmaß wird wesentlich durch Temperatur, Erhitzungsdauer, Wassergehalt, Sauerstoffexposition und Lebensmittelzusammensetzung bestimmt [6, 7].

Bei zu langer oder zu intensiver Erwärmung können Lebensmittel austrocknen, zäh werden oder an sensorischer Qualität (Geschmack, Geruch und Beschaffenheit) verlieren. Diese Veränderungen beruhen vor allem auf lokaler Überhitzung und Feuchtigkeitsverlust und sind keine mikrowellenspezifische Zerstörung von Mikronährstoffen [6, 7].

Erwärmungshomogenität und Lebensmittelsicherheit

Eine wesentliche Einschränkung der Mikrowellenerwärmung ist die mögliche inhomogene Temperaturverteilung (ungleichmäßige Wärmeverteilung). Form, Größe, Zusammensetzung, Wasser- und Salzgehalt, Ausgangstemperatur, Position im Garraum sowie die verwendete Leistungsstufe beeinflussen die Energieaufnahme. Dadurch können gleichzeitig stark erhitzte Bereiche und unzureichend erwärmte Kältezonen entstehen [7, 8].

In solchen Kältezonen können lebensmittelassoziierte Krankheitserreger (über Lebensmittel übertragene krankmachende Mikroorganismen) überleben. Die mikrobielle Inaktivierung (Abtötung bzw. Unschädlichmachung von Mikroorganismen) wird in der praktischen Anwendung vor allem durch das an allen Stellen erreichte Temperatur-Zeit-Profil bestimmt. Der aktuelle Review zur mikrowellenbasierten Erregerinaktivierung bestätigt, dass die ungleichmäßige Erwärmung eines der zentralen Sicherheitsprobleme des Verfahrens darstellt [6].

Das Bundesinstitut für Risikobewertung empfiehlt, Speisen sowohl bei der Zubereitung als auch beim Wiedererwärmen an allen Stellen für mindestens zwei Minuten auf mindestens 70 °C zu erhitzen. Dies ist insbesondere bei Geflügel, Fleisch, Fisch, Eierspeisen, gefüllten Lebensmitteln und tiefgefrorenen Fertiggerichten relevant [9].

Eine unzureichende Erwärmung führt nicht dazu, dass sich Krankheitserreger während der kurzen Mikrowellenbehandlung regelhaft vermehren. Das entscheidende Risiko besteht vielmehr darin, dass vorhandene Mikroorganismen in nicht ausreichend erhitzten Bereichen überleben und sich anschließend bei ungeeigneter Lagerung vermehren können [6, 9].

Mikronährstoffschonende und sichere Anwendung

Für eine hohe Mikronährstoffretention und eine möglichst gleichmäßige Erwärmung sind folgende Maßnahmen sinnvoll [1, 6-9]:

• Lebensmittel möglichst in gleich große und gleich dicke Stücke zerteilen
• Speisen flach und gleichmäßig im Gefäß verteilen
• für Gemüse nur wenig Wasser zusetzen
• ein geeignetes mikrowellenfestes Gefäß verwenden
• Speisen lose abdecken, ohne das Gefäß druckdicht zu verschließen
• Leistungsstufe und Erwärmungsdauer an Lebensmittelmenge und Ausgangstemperatur anpassen
• Herstellerangaben des Geräts und Zubereitungshinweise des Lebensmittels beachten
• Speisen während des Garens bzw. Wiedererwärmens umrühren oder wenden
• nach dem Erhitzen eine kurze Standzeit zur Temperaturverteilung einhalten
• bei mikrobiologisch kritischen Speisen (Lebensmitteln mit erhöhtem Keimrisiko) die Temperatur an mehreren Stellen kontrollieren
• an allen Stellen mindestens 70 °C für zwei Minuten erreichen
• unnötig lange Garzeiten, lokales Austrocknen, längeres Warmhalten und wiederholtes Wiedererwärmen vermeiden

Fazit

Die Mikrowellenerwärmung ist bei sachgerechter Anwendung ein mikronährstoffschonendes Gar- und Wiedererwärmungsverfahren. Kurze Garzeiten und eine geringe Wasserzugabe können insbesondere die Retention von Vitamin C und Folat gegenüber dem Kochen in größeren Wassermengen verbessern. Die tatsächliche Retention bleibt jedoch von Lebensmittel, Mikronährstoff und Prozessbedingungen abhängig [1-5].

Für fettlösliche Vitamine und Carotinoide bestehen keine einheitlichen Retentionsmuster. Mineralstoffe werden nicht thermisch zerstört; gemessene Veränderungen beruhen hauptsächlich auf Auslaugung und Veränderungen des Wasser- bzw. Lebensmittelgewichts. Pauschale Aussagen über eine besondere Zerstörung von Vitamin A, Vitamin D, Vitamin E, Vitamin K oder essentiellen Fettsäuren durch Mikrowellen sind wissenschaftlich nicht gerechtfertigt [3-5].

Das wichtigste praktische Sicherheitsproblem ist die ungleichmäßige Erwärmung. Durch gleichmäßige Portionierung, Abdecken, Umrühren bzw. Wenden, ausreichende Standzeit und Temperaturkontrollen lässt sich das Risiko unzureichend erhitzter Zonen vermindern. Für mikrobiologisch kritische Speisen müssen mindestens 70 °C für zwei Minuten an allen Stellen erreicht werden [6-9].

Literatur

1. Coe S, Spiro A: Cooking at home to retain nutritional quality and minimise nutrient losses: A focus on vegetables, potatoes and pulses. Nutr Bull. 2022;47:538-562. doi:10.1111/nbu.12584
2. Bureau S, Mouhoubi S, Touloumet L, Garcia C, Moreau F, Bédouet V, Renard CMGC: Are folates, carotenoids and vitamin C affected by cooking? Four domestic procedures are compared on a large diversity of frozen vegetables. LWT Food Sci Technol. 2015;64:735-741. doi:10.1016/j.lwt.2015.06.016
3. Lee S, Choi Y, Jeong HS, Lee J, Sung J: Effect of different cooking methods on the content of vitamins and true retention in selected vegetables. Food Sci Biotechnol. 2018;27:333-342. doi:10.1007/s10068-017-0281-1
4. Ložnjak P, Jakobsen J: Stability of vitamin D3 and vitamin D2 in oil, fish and mushrooms after household cooking. Food Chem. 2018;254:144-149. doi:10.1016/j.foodchem.2018.01.182
5. Lisciani S, Aguzzi A, Gabrielli P, Camilli E, Gambelli L, Marletta L, Marconi S: Effects of Household Cooking on Mineral Composition and Retention in Widespread Italian Vegetables. Nutrients. 2025;17:423. doi:10.3390/nu17030423
6. Luo K, Tao Y, Yang H, Yan B, Zhang H, Chen W, Fan D: Recent advances in microwave inactivation of foodborne pathogens: Key factors, mechanisms, and future perspectives. Trends Food Sci Technol. 2025;165:105338. doi:10.1016/j.tifs.2025.105338
7. Chandrasekaran S, Ramanathan S, Basak T: Microwave food processing—A review. Food Res Int. 2013;52:243-261. doi:10.1016/j.foodres.2013.02.033
8. Bundesamt für Strahlenschutz: Mikrowellenkochgeräte. BfS-Information
9. Bundesinstitut für Risikobewertung: Vorkochen für mehrere Tage: Was ist zu beachten? Aktualisiert am 08.07.2025. BfR-Information