Liofilizzazione
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La liofilizzazione (in inglese detta anche freeze-drying) è un processo tecnologico che permette l'eliminazione dell'acqua da una matrice organica. Viene principalmente utilizzato per la conservazione di alimenti.
Il metodo comprende due processi fisici: il congelamento e la sublimazione. Il principio del metodo prevede l'applicazione del calore all’alimento congelato e mantenuto sottovuoto; l’umidità del prodotto è segregata sotto forma di ghiaccio, e poi estratta direttamente come vapore per sublimazione dalla superficie, che viene poi condensato come ghiaccio su di una superficie fredda. La sublimazione viene condotta in condizioni di temperatura e pressione accuratamente controllate per evitare danni alla struttura fondamentale dell’alimento, così che la struttura originale sia ripristinabilie durante la reidratazione.
Il processo si svolge in tre tappe:
- Congelamento rapido, su piastre congelanti a –30° / 40°C, del prodotto posto in vaschette (in genere porzioni pronte per il consumo). Un congelamento troppo rapido con produzione di numerosi cristalli di ghiaccio intracellulari non è desiderabile, poiché la sublimazione è difficile o lenta all’interno delle cellule. Un congelamento lento, al contrario, produce cristalli grandi che sublimano rapidamente ma possono danneggiare le strutture cellulari. È perciò richiesto un congelamento intermedio, che bilancia la facilità di sublimazione con un danno strutturale minimo.
- Sublimazione e primo essiccamento: le stesse piastre usate per il congelamento vengono scaldate a + 40°C e i cristalli di ghiaccio iniziano a sublimare. La sublimazione comincia a –20°C con vuoto inferiore a 1.33 mbar, con riscaldamento sufficiente. Il calore viene trasferito dalla piastra alla superficie del prodotto e da questo al fronte di sublimazione, ove si trova presenza di prodotto congelato e di prodotto già essiccato. Il fronte di sublimazione man mano avanza verso l’interno del prodotto e lo strato esterno essiccato agisce come un isolante via via più efficiente dei cristalli di ghiaccio interni, per cui serve più calore. Il vapore si trasferisce dal fronte di sublimazione all’esterno creando una struttura porosa. Impianti più moderni avvicinano man mano le piastre radianti contro il prodotto fornendo calore per conduzione. Lo strato essiccato e poroso ostacola il flusso di vapore della sublimazione a cuore della carne. Il vapore d’acqua deve essere rimosso dalla camera di sublimazione o per congelamento su serpentine refrigerate oppure con mezzi essiccanti.
- Secondo essiccamento: un certo quantitativo di acqua non congela e non può essere rimosso per sublimazione. L’acqua residua, insieme al ghiaccio non completamente sublimato, sono ridotti col secondo processo di essiccamento, che comporta un riscaldamento sotto vuoto di 0.13-0.67 mbar, con una temperatura superficiale non superiore a 60°C. A questo punto l’umidità è del 10% e deve essere abbassata al 2 – 3%. Segue il riscaldamento: quello radiante è il più usato, ma è stato introdotto anche il riscaldamento con microonde, con numerosi vantaggi, come la diminuzione di imbrunimenti superficiali e facilità di controllo.
Il processo dura in tutto circa 4 ore.
I maggiori vantaggi di questa tecnica di conservazione degli alimenti sono i prodotti liofilizzati sono indipendenti dalla catena del freddo, cioè possono essere conservati a temperatura ambiente, e sono facili da trasportare, anche perché leggeri. Nei prodotti liofilizzati non è possibile la crescita microbica, purché siano mantenuti in contenitori ermetici per evitare una reidratazione, e se conservati sottovuoto o in atmosfera inerte restano stabili per lungo tempo. Il processo di liofilizzazione non diminuisce il valore nutritivo degli alimenti, poiché le alterazioni a carico di proteine, vitamine e aromi naturali sono basse, e comunque molto inferiori agli altri processi di conservazione.
