Definición
La liofilización es una técnica de preservación que se basa en remover el disolvente de una formulación en estado líquido. La liofilización se realiza sublimando un disolvente, generalmente agua, en un producto previamente congelado y bajo condiciones de baja temperatura. Al deshidratarse a baja temperatura y sin agua líquida, se minimizan o eliminan significativamente el deterioro, la actividad microbiana y las reacciones químicas. Esto resulta en una calidad superior del producto en comparación con los métodos convencionales de deshidratación.
Fases de la liofilización
Este proceso se realiza en tres fases: Congelación, fase de secado primario y fase de secado secundario
Dentro de estas fases se realizan 5 actividades importantes como son el congelado, sublimación, desorción, bombeo de vacío y condensación de vapor.
La primera fase consiste en bajar la temperatura del alimento. La segunda, mediante la aplicación de una presión reducida el disolvente congelado se calienta y pasa directamente de un estado solido a uno de vapor, por un proceso de sublimación. En la ultima etapa ocurre un proceso de desorción donde se elimina el disolvente no congelado.
Se destaca la importancia del proceso de congelación porque este determina la morfología y distribución de los cristales de hielo y afecta posteriores procesos como la velocidad del secado, el grado de cristalinidad del producto, el área de superficie especifica, y la reconstituibilidad del producto seco.
Tipos de procesos de liofilización
Liofilización al vacío
Es una técnica que se ha utilizado ampliamente para producir productos alimenticios secos en la industria alimentaria desde los años sesenta. En los últimos años, esta técnica se ha utilizado extensamente para secar frutas, verduras, café, leche, carne y otros productos alimenticios de alto valor. Se utiliza en diferentes partes del mundo y es considerada una de las mejores técnicas de procesamiento para producir productos alimenticios deshidratados de alta calidad con cambios mínimos en la textura, el sabor, la capacidad de rehidratación y las composiciones nutricionales y químicas con otros alimentos secos. La liofilización al vacío consta de componentes de congelación y otro componente de secado al vacío lo que le brinda los beneficios combinados del secado al vacío y la liofilización. Esto ayuda a preservar la estructura interna de las partículas y mejorar la tasa de sublimación del agua. En la técnica de liofilización al vacío, la suspensión se congela a baja temperatura y el agua o el solvente congelado se elimina posteriormente mediante sublimación. Tambien se produce una transferencia simultánea de calor y masa.
Liofilización atmosférica
La liofilización atmosférica combina la liofilización y el secado por convección. La liofilización aumenta el costo del uso de energía ya que se aplica un alto vacío a las muestras congeladas para permitir la sublimación del solvente congelado. Sin embargo, las muestras congeladas se pueden secar de forma natural sin proporcionar un alto vacío. Por lo tanto, este proceso busca reducir el consumo de energía en comparación con la liofilización al vacío, manteniendo al mismo tiempo una alta calidad del producto. Este proceso es factible cuando la presión parcial del vapor de agua en la cámara de secado es menor que la presión del vapor de agua de la muestra congelada. Para llegar a esta condición, se debe hacer circular gas frío y seco a través de la muestra congelada. En general, los resultados obtenidos si son comparados a la liofilización al vacío son muy similares. Sin embargo, en algunos alimentos, se han visto más afectadas las propiedades antioxidantes.
Secado por congelación por aspersión
Es una técnica de secado que produce productos en polvo con los atributos combinados de las técnicas de secado por aspersión y liofilización. Se pueden identificar tres pasos: (1) atomización, la solución o suspensión se atomiza y el gran volumen de solución se divide en pequeñas gotas, lo que crea una alta relación superficie-masa; (2) solidificación de las gotas (congelación), los alimentos líquidos atomizados se congelan al encontrarse con un medio criogénico (por lo general nitrógeno líquido); y (3) liofilización, sublimación de las partículas congeladas a baja temperatura y presión. El proceso se puede emplear eficientemente para compuestos termosensibles, ya que utiliza una temperatura más baja. Las aplicaciones mas actuales son para la microencapsulación de microorganismos y compuestos probióticos sensibles al calor.
Ventajas y desventajas
Ventajas
- Valorización y potenciación de las producciones primarias
- Las temperaturas de trabajo no son altas, por lo que se reduce el daño térmico
- Conservación, fácil transporte y almacenamiento de los productos
- Productos con estabilidad microbiológica
- Recuperación de las propiedades del alimento al rehidratarlo
- Ausencia de aditivos y/o conservantes
- Mantenimiento del valor nutricional del alimento y el color
Desventajas
- Empleo de vacío, estabilidad química
- Largo tiempo de procesamiento
- Alto consumo de energía, en algunos casos
- Costo de inversión inicial elevado
Bibliografía
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