En el proceso de liofilización en la industria de lácteos, el agua se sublima mediante la transición directa del agua de sólido (hielo) a vapor, omitiendo así el estado líquido y luego desorbiendo el agua de la capa “seca”.
Este proceso se utiliza ampliamente para la estabilización de alimentos, materiales biológicos y productos farmacéuticos de alta calidad, como proteínas, vacunas, bacterias y células de mamíferos.
En el proceso, se conserva la calidad del producto seco (propiedades biológicas, nutricionales y organolépticas). Esto se debe al hecho de que la congelación del agua en el material antes de la liofilización inhibe los procesos químicos, bioquímicos y microbiológicos. Por lo tanto, el sabor, el olor y el contenido de varios nutrientes no cambian. Las materias primas alimentarias contienen mucha agua, que oscila entre el 80% y el 95%. La eliminación de agua por sublimación da como resultado la creación de una estructura altamente porosa de los productos liofilizados y la rehidratación de los liofilizados ocurre inmediatamente.
El agua presente en los productos puede ser agua libre o agua ligada a la matriz por diversas fuerzas. El agua libre se congela, pero el agua ligada no. En el proceso de liofilización, se debe eliminar todo el agua helada y parte del agua ligada. Por lo tanto, la liofilización es un proceso altamente complejo y de múltiples pasos que consta de:
- La congelación del producto, generalmente bajo presión atmosférica.
- Secado primario (liofilización adecuada), sublimación con hielo, generalmente a presión reducida.
- Secado secundario: secado por desorción: secar el producto hasta alcanzar la humedad final requerida.
El efecto de la liofilización debe considerarse desde el punto de vista económico y de la calidad del material liofilizado. El coste de un producto depende principalmente del tiempo de liofilización. Por ello, los parámetros del proceso y otras condiciones de su transcurso suelen fijarse de forma que su duración sea lo más breve posible. Fijar parámetros para acelerar el proceso puede provocar el deterioro de las propiedades del producto. Por ejemplo, el aumento de la temperatura de conservación puede provocar la descongelación del producto y el colapso de la estructura o la degradación térmica de los ingredientes alimentarios sensibles al calor.
Las propiedades de color y estructura-textura son cruciales en la evaluación de la calidad de los alimentos por parte de los consumidores. Por lo tanto, la dependencia de estas propiedades de los alimentos de los parámetros de la liofilización es extremadamente importante.
¿Cuáles son las ventajas de la liofilización frente al secado?
A diferencia de los procesos tradicionales de secado para conservar los alimentos durante más tiempo (que, debido a las altas temperaturas, pueden provocar cambios físicos y químicos en los alimentos, así como cambios en el sabor o la textura, haciéndolos menos apetecibles o incluso incomestibles), el proceso de liofilización, al implicar la congelación y la sublimación, no solo aumenta la vida útil de los alimentos, sino que también conserva su forma y volumen, así como sus nutrientes y cualidades organolépticas.
¿Se pueden liofilizar los líquidos?
Los líquidos se pueden liofilizar perfectamente, aunque hay que tener en cuenta que cuanto menor sea la cantidad de agua en el proceso, más rápida será la liofilización.
La liofilización de la leche (de vaca, materna, de burra, etc) y sus derivados (yogur, kéfir), así como cremas, son ejemplos de productos que se pueden liofilizar muy bien.
Condiciones de almacenamiento de liofilizados
Varias condiciones de almacenamiento clave tienen un impacto importante en la vida útil de los alimentos liofilizados. El oxígeno puede tener efectos negativos sobre los nutrientes, las vitaminas y el color de los alimentos. También puede aumentar el crecimiento de microorganismos como las bacterias. Es imprescindible que los alimentos almacenados estén herméticamente sellados para preservar su vida útil.
La humedad también crea un entorno beneficioso para los microorganismos, lo que provoca el deterioro de los alimentos liofilizados. La vida útil se acorta considerablemente cuando los alimentos se almacenan en un entorno húmedo. Cuando los productos alimenticios se exponen a la luz, las proteínas, vitaminas y nutrientes que contienen pueden dañarse. Esto puede provocar rápidamente decoloración y mal sabor, por lo que es recomendable almacenar los productos en un lugar oscuro.
Además, las altas temperaturas provocan la descomposición de las proteínas y la destrucción de las vitaminas, lo que afecta el color y el olor. Almacenar los alimentos en un ambiente caluroso deteriorará rápidamente su vida útil.
Proceso de liofilización de productos lácteos
La liofilización de productos lácteos utiliza un proceso para congelar suavemente el producto y luego extraer el agua en forma de vapor utilizando un vacío de alta presión. El vapor se acumula en un condensador debajo de la cámara de congelación, regresa al hielo y se elimina. Un aumento gradual de la temperatura extrae toda la humedad restante “ligada” del producto. Este proceso conserva la estructura física del producto y lo preserva para su almacenamiento o transporte.
Con la liofilización, se pueden conservar tanto sólidos como líquidos sin dañar su estructura básica. Se conservan el color, el tamaño, los sabores, los nutrientes y la consistencia naturales del producto fresco. Los productos lácteos liofilizados no requieren refrigeración ni conservantes químicos y se pueden consumir directamente o rehidratar fácilmente. Los productos lácteos liofilizados son fáciles de transportar, ya que su volumen y peso se pueden reducir significativamente.
Los métodos de secado tradicionales tienen una desventaja importante, ya que las altas temperaturas que se utilizan pueden provocar cambios químicos o físicos en el producto. En el caso de productos lácteos como el yogur o el queso, esto podría hacerlos incomestibles o afectar el sabor o la calidad del producto final.
Los productos lácteos liofilizados pueden aplicarse en gran variedad de sectores, como restaurantes, panaderías, Industria biotecnológica (leche en polvo sin grasa utilizada como agente saturante). Además, en raciones de comida militares y de emergencia y proteína de suero – Lactoferrina
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