Alimentos liofilizados

Antecedentes

La liofilización es un método relativamente reciente de conservación de alimentos. Implica congelar la comida, luego eliminar casi toda la humedad en una cámara de vacío y finalmente sellar la comida en un recipiente hermético. Los alimentos liofilizados pueden transportarse fácilmente a temperaturas normales, almacenarse durante un largo período de tiempo y consumirse con un mínimo de preparación. Una vez preparados, los alimentos liofilizados tienen el mismo aspecto y sabor que los productos naturales originales.

El proceso de liofilización se desarrolló durante la Segunda Guerra Mundial como un método para conservar el plasma sanguíneo para emergencias en el campo de batalla sin requerir refrigeración ni dañar la naturaleza orgánica del plasma. La tecnología se aplicó a los productos alimenticios de consumo después del final de la guerra. El café fue uno de los primeros productos liofilizados que se comercializó a gran escala. Hoy en día, muchas frutas, verduras, carnes, huevos y aromas alimentarios se liofilizan.

Los alimentos liofilizados tienen muchas ventajas. Debido a que se ha eliminado hasta el 98% del contenido de agua, la comida es extremadamente liviana, lo que reduce significativamente el costo de envío. Esto también lo hace popular entre los navegantes y excursionistas que tienen que llevar su comida con ellos. Debido a que no requiere refrigeración, los costos de envío y almacenamiento se reducen aún más. Los alimentos liofilizados también están relativamente libres de contaminación, ya que el proceso de deshidratación hace que sea prácticamente imposible que sobrevivan las levaduras y las bacterias potencialmente dañinas. Finalmente, dado que la estructura física del alimento no se altera durante el proceso de liofilización, el alimento retiene gran parte de su color, forma, textura y sabor cuando se prepara para el consumo reintroduciendo agua. Esto lo hace más atractivo para los consumidores que los alimentos conservados por otros métodos.

Una de las principales desventajas de los alimentos liofilizados es su costo. El equipo requerido para este proceso requiere una gran inversión de dinero, y el proceso en sí requiere mucho tiempo y trabajo. Estos costes suelen repercutir en el consumidor, lo que hace que los alimentos liofilizados sean muy caros en comparación con otros métodos de conservación de alimentos como el enlatado o la congelación.

Materias primas

Algunos alimentos se adaptan muy bien al proceso de liofilización, mientras que a otros no les va tan bien. Los líquidos, las porciones finas de carne y las frutas y verduras pequeñas se pueden congelar fácilmente. El café es el líquido liofilizado más común. Se pueden liofilizar trozos o rodajas de camarón, cangrejo, langosta, carne de res y pollo. A menudo se mezclan con verduras como parte de sopas o platos principales. Casi todas las frutas y verduras se pueden liofilizar, incluidos los frijoles, el maíz, los guisantes, los tomates, las bayas, los limones, las naranjas y las piñas. Incluso artículos como aceitunas y castañas de agua se pueden procesar de esta manera.

Porciones gruesas de carne y verduras y frutas enteras más grandes no se pueden liofilizar con éxito. Con muchos otros alimentos, simplemente no es económico conservarlos mediante liofilización.

El
proceso de fabricación

Una instalación de procesamiento de liofilización suele ser una planta grande con equipos modernos. Su las áreas de manipulación de alimentos deben ser aprobadas por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos, y la empresa y sus empleados deben cumplir a los procedimientos regulatorios gubernamentales. La planta puede incluir un área de recepción y almacenamiento de alimentos crudos que llegan a la planta a granel; un área de cocción de alimentos para aquellos alimentos que deben cocinarse antes del procesamiento; un área grande con varias cámaras grandes de congelación y secado; y un área de empaque. La instalación también puede incluir un área de investigación donde se desarrollan métodos mejorados de liofilización de alimentos y una cocina de prueba donde se prueban nuevas técnicas de preparación para mejorar el sabor, la calidad y la textura finales de los alimentos. Algunas plantas se dedican a liofilizar un solo producto, como el café liofilizado. Otros procesan una amplia variedad de carnes, verduras y frutas. Los productos no alimenticios, como los productos químicos y farmacéuticos, generalmente se procesan en plantas separadas de los productos alimenticios.

El proceso de liofilización varía en los detalles de temperaturas, tiempos, presiones y pasos intermedios de un alimento a otro. La siguiente es una descripción generalizada del proceso con varias excepciones específicas.

Prueba y preparación

• 1 Primero se comprueba la contaminación y pureza de los alimentos. Las frutas, las carnes y algunos otros comestibles se analizan para determinar el número de bacterias y el deterioro. Gran parte del trabajo de la planta depende de la temporada de cosecha de cada alimento. En enero, por ejemplo, la planta estaría procesando apio, aceitunas, limones, naranjas y piñas. En julio, procesaría ejotes, guisantes y fresas, entre otros.
• 2 Algunos tipos de alimentos, como mariscos y carnes, deben cocinarse antes de liofilizarlos. Por lo general, se compran ya cortadas en trozos pequeños. Si no han sido precocinados y congelados, estos alimentos se colocan en hervidores grandes de tamaño industrial y se cocinan adecuadamente. Las frutas y verduras generalmente se compran ya cortadas, sin hueso y peladas. Estos alimentos simplemente se lavan con rociadores de agua. Algunas verduras, como los guisantes y el maíz, se escaldan o blanquean rápidamente antes de congelarlas. El café se compra como un líquido concentrado prefabricado. Debido a que el aroma del café es importante para los consumidores, se puede agregar al líquido una pequeña cantidad de aceite de grano de café. A diferencia del agua, el aceite no se elimina durante el proceso de secado.

Congelando

• 3 Los trozos de comida se extienden en bandejas metálicas planas que se apilan de 20 a 30 de alto en ranuras en un carro con ruedas. Con alimentos precocinados y congelados, las bandejas se enfrían previamente para evitar que se descongelen parcialmente durante la manipulación. Con líquidos como el café, el café prefabricado se vierte en cacerolas poco profundas. Los carros son llevados a una cámara frigorífica grande donde la temperatura puede ser tan baja como -40 ° F (-40 ° C). En esta temperatura extremadamente fría, la comida se congela rápidamente. Por lo general, hay una docena o más de cámaras frigoríficas en funcionamiento, y los carros se mantienen allí hasta que llega el momento de trasladarlos a la cámara de secado.

Secado

• 4 Los carros se sacan de la cámara frigorífica y se introducen en una cámara de secado al vacío. En el caso de líquidos como el café, el café congelado se muele primero en pequeñas partículas en un molinillo de baja temperatura. La cámara de secado es un cilindro horizontal grande y largo con extremos semielípticos. Un extremo tiene bisagras para abrir y cerrar. Cuando las bandejas de alimentos congelados están adentro, la cámara se cierra y se sella. En una planta grande, puede haber de 20 a 30 cámaras de secado en funcionamiento en cualquier momento.
• 5 El procedimiento de secado implica un proceso conocido como sublimación. En la sublimación, un material sólido se ve obligado a cambiar de estado a material gaseoso sin llegar a convertirse en líquido. En el caso de los alimentos liofilizados, los cristales de hielo sólidos atrapados en los trozos de alimentos congelados se ven obligados a transformarse en vapor de agua sin llegar a convertirse en agua líquida. En la cámara de secado, esto se logra evacuando el aire con una bomba de vacío para reducir la presión a aproximadamente 0.036 psi (0.0025 bar). La temperatura de los alimentos se eleva a aproximadamente 100 ° F (38 ° C) por conducción directa a través de la parte inferior de las bandejas, radiación de lámparas de calor o calentamiento por microondas. Cuando se vacía el aire de la cámara, la presión está por debajo del umbral en el que el agua puede existir simultáneamente en estado sólido, líquido y gaseoso (vapor). Este umbral se conoce como el punto triple del agua. Una vez que la presión cae por debajo de este punto, el calor hace que los cristales de hielo atrapados en los trozos de comida congelados se conviertan directamente en vapor de agua. El vapor se extrae y se condensa dentro de la cámara dejando atrás la comida. La comida seca está llena de pequeños huecos, como una esponja, donde alguna vez estuvieron presentes los cristales de hielo. Esto no solo facilita que los alimentos reabsorban agua cuando se preparan para el consumo, sino que los alimentos secos conservan su tamaño y forma originales. El tiempo de este proceso de secado varía. Los líquidos liofilizados pueden tardar sólo unas cuatro horas en prepararse, mientras que los semisólidos y sólidos como la sopa y las carnes en rodajas pueden tardar 12 horas o más.

Dimensionamiento y mezcla

• 6 Los trozos de comida secos se retiran de la cámara de secado y se analizan para determinar su contenido de humedad y pureza.
• 7 Algunos trozos de comida se pueden moler a un tamaño más pequeño o se pueden reducir a un polvo. Otros se pueden filtrar para separarlos por tamaño. También se pueden mezclar dos o más productos diferentes para cumplir con las especificaciones específicas del cliente.

Embalaje

• 8 Los alimentos liofilizados deben sellarse en recipientes herméticos para evitar que absorban la humedad del aire. Se pueden utilizar varios tipos de contenedores:bolsas de plástico laminado, latas de metal y plástico, o tambores de metal y fibra para embalaje a granel. Algunos alimentos liofilizados se envasan al vacío, en el que se evacua el aire del recipiente antes de sellarlo. Otros alimentos tienen un gas inerte como nitrógeno inyectado en el recipiente antes de sellar para desplazar el oxígeno en el aire y evitar la oxidación o el deterioro de los alimentos. El envasado se realiza en la planta de liofilización casi tan pronto como los alimentos salen de la cámara de secado. La planta puede formar, llenar y sellar los paquetes al peso deseado para el usuario final. Los paquetes que se van a vender directamente al consumidor se empaquetan en cajas de cartón, se apilan en paletas y se transportan al almacén de comestibles. Otros alimentos liofilizados se envasan a granel y se venden a un procesador secundario para incorporarlos a otros productos alimenticios. Los arándanos liofilizados, por ejemplo, pueden enviarse a una empresa que fabrica mezclas para panqueques y muffins.

Control de calidad

Cada alimento tiene diferentes requisitos de procesamiento, almacenamiento y rehidratación. Algunas de las variables incluyen el tamaño de los productos alimenticios crudos antes de la congelación, el tiempo y la temperatura de cocción o escaldado, la velocidad de congelación y la temperatura de congelación final, la velocidad de aplicación de vacío y la presión de vacío final durante el secado, la velocidad y el método. de la aplicación de calor y la temperatura final del producto secado, el contenido de humedad residual admisible después del secado, la temperatura y atmósfera de almacenamiento (vacío, nitrógeno, etc.) después del secado, y los procedimientos de rehidratación. En las grandes instalaciones de liofilización, los microprocesadores electrónicos regulan los tiempos, temperaturas y presiones a lo largo de cada paso del proceso. Una computadora central recopila estos datos, los analiza utilizando métodos estadísticos de control de calidad y los almacena para referencia posterior. Esto asegura que los alimentos enviados al público para su consumo hayan pasado por un proceso estrictamente controlado que cumpla con las pautas gubernamentales y varíe solo ligeramente de un lote a otro. La computadora también recopila datos sobre los niveles de bacterias y humedad de los productos alimenticios crudos a granel que ingresan a la planta, así como de los productos liofilizados finales. El equipo especial puede incluir cromatógrafos de gases computarizados y analizadores de oxígeno. Incluso los materiales de embalaje se prueban para determinar su capacidad para prevenir la transmisión de vapor de agua y oxígeno.

El futuro

La comida no es el único material que se liofiliza. Los productos farmacéuticos como los antibióticos y las vacunas a menudo se conservan de esta manera. También se producen productos químicos especiales, pigmentos y polvos cerámicos mediante liofilización. Actualmente, se está trabajando en el desarrollo de la liofilización de diversos aerosoles. Una de las aplicaciones más interesantes es la liofilización de flores para producir ramos que pueden almacenarse durante muchos meses antes de reactivarse para hacer flores "frescas". Esto sería especialmente beneficioso para quienes desean flores que florezcan solo durante una temporada corta.