fbpx

Żywność liofilizowana – czym jest i skąd pochodzi technologia jej produkcji?

Napisał  Sty 19, 2023

Produkty liofilizowane – to zdrowa, naturalna żywność, która po poddaniu procesowi suszenia w najnowocześniej i najbardziej wydajnej technologii z zachowaniem wszelkich właściwości odżywczych nabiera całkowicie nowej, wielu nieznanej wcześniej postaci a osoby spotykające się z tym produktem po raz pierwszy odkrywają na nowo smak znanych im od dawna owoców i warzyw.

Jabłka, maliny, truskawki oraz inne produkty prezentują się dorodnie, zachęca to do ich spożycia. Smak jest o wiele bardziej intensywny, mogą służyć jako zdrowa i smaczna przekąska – to wszystko bez żadnych dodatków (aromatów, polepszaczy, konserwantów). Smak i zapach jest bardzo wyrazisty co daje konsumentowi nieznane wcześniej odczucia, bowiem również konsystencja tych produktów jest dla wielu nigdy wcześniej niespotykana.

To najnowocześniejsza technologia pozwalająca na długotrwałe przechowywanie żywności bez potrzeby jej zamrażania czy też chłodzenia, a maszyny poza innowacyjnością zapewniają wszelkie najwyższej standardy bezpieczeństwa i higieny. Z produktów znika wyłącznie woda – wartościowe składniki odżywcze oraz witaminy zostają zachowane bez żadnych strat.

Bardzo uproszczona metoda, mocno zbliżona do zasad współczesnej liofilizacji była stosowana już przed kilkoma wiekami w Ameryce Południowej przez Inków do konserwacji ziemniaków. Mrozili oni obrane wcześniej ziemniaki na mrozie nocą w wyższych partiach gór a w dzień po zniesieniu ich na położone niżej tereny wykładali je na słońce gdzie zamrożone ziemniaki suszyły się przez odparowywanie wilgoci. Proces ten powtarzany przez kilka dni pozwalał na uzyskanie włókien ziemniaków co pozwalało na ich przechowywanie przez cały rok.

Produkty liofilizowane na skalę przemysłową po raz pierwszy zostały zastosowane jako żywność dla żołnierzy amerykańskich podczas II Wojny Światowej, gdzie znaczenia nabrała jak najniższa waga żywności oraz możliwość jej przechowywania bez schładzania – i to nawet przez wiele lat.

Podczas II Wojny Światowej nastąpił niespotykany wcześniej rozwój wielu technologii, w tym tych związanych z przetwarzaniem i przechowywaniem żywności, ale nie tylko. Amerykańskie Ministerstwo Obrony w liofilizacji dostrzegało świetny sposób na dłuższe przechowywanie plazmy krwi i penicyliny, co było szczególnie istotne w warunkach wojennych.

Liofilizację żywności stosuje od kilkudziesięciu lat również amerykańska agencja kosmiczna NASA, dzięki takiemu sposobowi na przedłużenie przydatności do spożycia ładunki z pożywieniem dla astronautów mogą być o wiele lżejsze od innych metod, bowiem jest to nawet 1/10 pierwotnej masy produktów tradycyjnych.

Przez ostatnich 60 lat, czyli od wprowadzenia produktów liofilizowanych nabyć można już ponad czterysta artykułów spożywczych, które zostały poddane procesowi liofilizacji, a żywność liofilizowana znajduje z czasem coraz większą rzeszę zwolenników.

Procesowi liofilizacji można poddać owoce, warzywa, mięso, ryby. Przewagą liofilizacji nad tradycyjnym suszeniem jest możliwość obróbki w ten sposób owoców i warzyw, których nie można wysuszyć metodą polegającą wyłącznie na podaniu ciepłego powietrza.

Liofilizacja wykorzystywana jest też w medycynie, przy produkcji antybiotyków czy też szczepionek.

Proces liofilizacji usuwa aż do 95% wody z produktów żywnościowych, pozwala to na ochronę żywności przed psuciem nawet na wiele lat. W dobie wysokich kosztów mediów i transportu ogromnym plusem jest też niska waga produktów liofilizowanych co ułatwia jej dystrybucję w praktycznie każdy zakątek świata a nawet w przestrzeń kosmiczną.

Liofilizacja – jak to działa?

Proces liofilizacji odbywa się w specjalistycznych maszynach i można go podzielić na trzy etapy:
1. Zamrożenie
2. Suszenie wstępne / sublimacja
3. Suszenie wtórne / desorpcja

Zamrożenie

Surowiec który chcemy poddać procesowi liofilizacji najpierw trzeba zamrozić do odpowiedniej temperatury – najczęściej w tzw. mroźni szokowej, która wraz z temperaturą końcową może mieć wpływ na to jak przebiegnie proces liofilizacji. Podczas szybkiego schładzania w surowcu powstają małe kryształki lodu, co pozwala na zachowanie struktury materiału.

Kiedy produkt jest zamrażany wolniej, kryształki lodu są większe. Temperatura zamrażania podczas procesu liofilizacji jest bardzo niska i wynosi od -50 do -80 stopni Celsjusza. Samo pojawienie się kryształów lodu nie świadczy jeszcze o tym, że produkt został całkowicie zamrożeniu. Jak wiemy, woda po oddzieleniu od rozpuszczalników przyjmuje postać lodu, ale o całkowitym zamrożeniu produktu możemy mówić dopiero gdy procesowi temu zostaną tzw. eutektyki, czyli mieszaniny substancji zamarzające w temperaturze niższej niż otaczająca je woda.

Sublimacja (suszenie wstępne) 

Ciśnienie w liofilizatorze ulega obniżeniu po tym jak etap zamrażania zostanie zakończony, a gdy spadnie poniżej ciśnienia pary lodu, w produkcie dochodzi do właściwego procesu sublimacji, czyli przejścia ze stanu stałego od razu w fazę gazową przy pominięciu fazy ciekłej.

Właściwy proces sublimacji może zajść w produkcie gdy ciśnienie w komorze spadnie poniżej ciśnienia pary lodu, który następnie zostaje usunięty z wierzchniej warstwy zamrożonej i od razu przekształca się w parę wodną, osiada na płytach skraplacza, charakteryzujących się niższą temperaturą, to właśnie tam woda może ponownie się zestalić. Skraplacz ma przeważnie temperaturę wynoszącą poniżej -50 stopni Celsjusza, a to temperatura produktu, wraz z niską prężnością pary lodu, powstającą na tym etapie, powodują, że czas suszenia wstępnego się wydłuża.

W praktyce podniesienie temperatury produktu o 1°C skraca całkowity czas suszenia wstępnego nawet o 13%, a to stwarza bardzo duży potencjał oszczędności czasu procesu oraz samych kosztów produkcji. Faza ta pozwala na sublimację aż 95% wody, jednak trwa to nawet kilka dni.

Desorpcja (suszenie wtórne) 

Sublimacja przemieniła parę wodną w lód, a w produkcie pozostała jedynie wilgoć związana, której zawartość w produkcie może wynosić nadal od 7 do 8%. Aby zredukować tę wilgoć niezbędna jest kontynuacja suszenia w cieplejszej temperaturze.

Właśnie w tym celu wykorzystywane jest zjawisko desorpcji, które zachodzi w temperaturze wyższej niż suszenie wstępne i może wynosić nawet 0°C. Proces desorpcji przebiega przy ciśnieniu w komorze obniżonym do najniższego osiągalnego poziomu, bowiem woda, która pozostała w produkcie jest bardziej związana, dlatego wymagane jest zużycie większej ilości energii w celu jej pozbycia się. Próżnię powstałą w komorze przerywamy za pomocą gazu obojętnego, na przykład azotu. Proces liofilizacji zostaje zakończony z wartość wody w produkcie pozostaje na bardzo niskim poziomie wynoszącym od 1 do 4%.

Pobycie się maksymalnie dużej ilości wody z produktów żywnościowych pozwala na zatrzymanie wielu procesów, bowiem bez wody mikroorganizmy takie jak bakterie nie mogą uwalniać substancji chemicznych doprowadzających do psucia się żywności.

Liofilizacja jest zatem technologią pozwalającą już teraz na produkowanie żywności przyszłości, która stanie się wkrótce standardem.

(rzd) Paweł Pąk

Udostępnij: