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Tips para mejorar su producción de Alimentos Liofilizados

Enviado por Dr Jorge E Rivera R



  1. AM:Actividad Microbiana

La Liofilización es la mejor técnica utilizada en la actualidad de preservación de biológicos, alimentos, farmacéuticos,nutraceuticos,flores,otros.Todas las materias primas que contengan humedad están sujetas a ser deshidratadas, pero cuando queremos aplicar una técnica que conserve en su totalidad color ,aroma, textura y todos sus componentes ,nos atrevemos a decir con toda seguridad que la Liofilización es quien mejores resultados entrega.

Siendo la Liofilización la eliminación de la humedad de cualquier materia prima mediante la aplicación de frío y vacío en un equipo denominado Liofilizador, donde el frío inactiva una posible actividad microbiana AM en caso que exista y el vacío lisa ; es decir rompe destruyendo en su totalidad esta. Lógicamente partimos de frutas, verduras en general de alimentos muy sanos, pero en caso tal de existir dicha AM las presiones y temperaturas existentes en un equipo de Liofilización pueden en algún caso mejorar condiciones, dándose casos documentados de mejoras productos con una microbiología medianamente exacerbada (dentro de lo límites permitidos).

La Fruta sometida a diversos procesos de Deshidratación soporta un stress bastante grande, rompiendo enlaces proteínicos, liberando aminoácidos que jamás serán constitutivos de una proteína. En cuanto a Vitaminas estas últimas debido al sometimiento a temperaturas que rayan en valores dañinos, pierden su actividad y al final de cualquier proceso de deshidratación, se obtiene una matriz muy similar en forma y volumen de la fruta original, pero jamás recuperarán sabores, olores y propiedades de esta en fresco.

Toda Materia Prima en Liofilización es diferente y jamás existirán procesos idénticos, el que una fruta contenga similar cantidad de agua que otra o las propiedades térmicas de estas sean iguales no nos indica que el tiempo de producción sea el mismo, ,lo que implica que nunca debemos producir frutas mezcladas por batchs por muchísimas razones ,entre ellas porque los vapores que se van a condensar están por todo el cilindro del Liofilizador y se unirán todos los de las frutas que se quieran elaborar habiendo transferencias indeseables.

Igualmente los valores de congelación de las diversas materias primas, jamás serán iguales, entrando en complicaciones mayores debido a que una fruta mal congelada nunca arrojará un buen producto terminado. Es así como entraremos a diferenciar dos procesos que se supone que son uno solo pero la realidad demuestra lo contrario, son ellos: Freeze Dried y Liofilización, siendo el primero la extracción de la Humedad de un producto congelado, no necesariamente de manera perfecta, el segundo extraer la humedad por sublimación de una materia prima congelada en todos sus componentes, aunque por razones del uso de los equipos ambos son llamados por el mismo nombre pero jamás serán lo mismo; siendo la liofilización la mejor técnica de preservación de materias primas lábiles, porque extrae en gran medida una humedad congelada en su totalidad y mejor aún conserva las características de la materia prima original. Esto no quiere decir que producto fresco y el seco por esta técnica presenten una idéntica ficha técnica, pero sí al devolverle la humedad perdida efectivamente será el mismo.

Retomando, existen frutas verduras en general y alimentos que poseen valores de humedad muy similares a otros, y en teoría podríamos atribuirles la misma cantidad de tiempo en un equipo de Liofilización ,pero al desconocer en parte la composición total de la materia prima, primero congelamos mal, segundo y no menos importante podemos someter frutas a tiempos que pueden secar demasiado o por el contrario quedar más húmedo de lo requerido presentando resultados poco homogéneos y menos repetibles

AM:Actividad Microbiana

Las frutas tienen variaciones en su textura, forma exterior, composición, y de esta última podemos decir una diferente cantidad de sólidos, en donde en algunos estos se encuentran solubles, pero representados algunas veces en azúcar, las que tienen la mayor cantidad de sólidos solubles representadas en azúcar ,presentan una dificultad mayor al quererlas liofilizar ,dado que deben congelarse más bajo y hay que realizarles una mayor desorpción o calor final posterior a la sublimación realizada dentro del equipo ,es así como el tener varias frutas de diferentes condiciones hace que dicho mix presente diversos tipos de humedad en cada fruta .

Continuemos ahora con la homogeneidad del sabor. En el mercado se encuentran precios variables relacionados con el tema de las cosechas, frutas de cosecha bajan sus precios debido a la demanda y en épocas de baja cosecha se elevan estos de manera asombrosa.

Para Liofilizar de manera lógica deberemos aprovechar dichos precios bajos para que cuando tengamos producto terminado logremos brindar frutas y verduras en épocas de escasez.

Pero ocurre que las empresas que tercerizan producción de Alimentos Liofilizados optan por ser ellos quienes coloquen la fruta a fin de ganar más; pero someten al consumidor final a productos de mala calidad ,porque la compra que realizan es de frutas y verduras en diferentes estados de maduración, con poco manejo de postcosecha. Sucede que una fruta debe tener un acondicionamiento en planta previo a la congelación, en donde se lava, se pela ,se trocea a pocos milímetros de espesor y enseguida se congela; cuando dicho troceado procede de frutas en un estado de maduración que coloquialmente llamamos biche, también en estado de maduración pintón, luego maduro y sobremaduro tendremos dentro de un equipo de congelación no una sola materia prima sino muchas, con distintos grados de congelación, con diferentes tiempos de sublimación y de desorpción, esto produce paquetes terminados de frutas con sabores distintos, no tan agradables salvo que consumamos del empaque solamente el snack que se acople a nuestro gusto. Esto quiere decir que encontrar dos veces un snack con un sabor idéntico es difícil.

¿Esto por qué?

Se debe porque a pesar de que una rodaja provenga de la misma fruta, al tajarla (ej Frutilla o Fresa) debajo del pitón encontramos hasta la punta diversos grados de maduración , en donde para homogenizar el sabor de esta, tendríamos solamente utilizar la parte central y "perder" para este proceso el resto de la misma, lo que provocará sobrecostos.

Ocurre que al congelar fruta en diferentes estados de maduración, nos encontramos con una diferencia en la representación de los sólidos solubles, donde en la fruta madura y sobremadura, vemos mayor cantidad de azúcar que redunda en más baja temperatura de congelación y en más tiempo de sublimación, con mayor temperatura y tiempo de desorpción, lo que traducido en energía, son muchos más kilovatios para la obtención de la fruta madura.

Ahora pensemos en un Mix de tres frutas básicas, como por ejemplo el banano ,el mango y la piña o la fresa.

Si los tomamos uno por uno encontraremos lo siguiente:

El banano tiene mayor concentración de sólidos, y teóricamente un menor tiempo de Liofilización, con un acondicionamiento más sencillo que el de otras frutas, el mango desde el inicio nos presenta inconvenientes dado que para trocear un mango primero debemos experimentar una merma de al menos el cincuenta por ciento por la semilla y su cáscara; la piña también al inicio nos da mermas en su acondicionamiento porque no podemos utilizar penacho, cáscara ni corazón, menos los sitios donde encontramos lo que denominamos los ojos de la Piña, esto es una merma considerable, pero al tener sus sólidos solubles representados mayoritariamente en azúcar, el frío al cual debemos congelar deberá ser inferior al frío de las otras frutas para llegar a la eutexia de sustancias azucaradas, lo que hace que enfriar sea más costoso, pero no contentos con eso, tendremos que sublimar y posteriormente hacer la desorpción, con una temperatura mayor que no raye en los +35 grados centígrados sobre una cantidad mayor de tiempo, corriendo entre otras cosas el riesgo de tener que elevar un poco más que no es útil en Liofilización. Esto se traduce en costos.

Vamos ahora con la fresa para ir redondeando una idea básica; La fresa mirándola tiene varios estados de maduración en la misma fruta lo que indica que sus rebanadas, jamás serán ni homogéneas en tamaño, como tampoco en sabor porque la dulzura se circunscribe a la parte central, siendo esto un impedimento para lograr de una sola fresa varios cortes con el mismo sabor. Pero si ahora dentro de una bolsa colocamos un Mix de frutas nunca lograremos tener algo altamente repetible sino bolsas y más bolsas de sabores variables, que no llenarán las expectativas del consumidor final, pero que por efecto de diferentes tiempos y temperaturas de congelación, unidos a diferentes tiempos de sublimación y de desorpción, harán procesos distantes en horas el uno y el otro lo que hace que el costo de producción de las frutas individuales sea diferente.

Pero si nos damos a la tarea de acondicionar, trocear ,congelar y Liofilizar varias frutas dentro de un mismo Bache de producción ,jamás cubriremos los valores de congelación de la cantidad a tratar, y peor aún ,nunca tendremos los mismos tiempos en el equipo ;que harán que las producciones sean defectuosas porque la fruta que terminó primero su proceso de Liofilización tendrá que verse sometida a que las que no han terminado lo hagan, lo que conlleva a que se sobreexpongan dando como resultado la eliminación del agua de constitución que no se debe tocar y se conviertan de esta manera en un producto excesivamente seco .Todo esto se traduce en sabor en textura ,en olor y en la conservación de las propiedades de la fruta original.

Si nos acercamos al campo en donde se siembran las frutas y vemos la orientación del sol sobre dicho cultivo ,observamos que la incidencia de la luz solar no es la misma sobre los determinados surcos de nuestra siembra, el sol incide de manera diferencial en los diversos potreros que contienen nuestros vegetales ,esto hace que de una misma cosecha se obtengan productos de la misma variedad ,con el mismo manejo, pero si analizamos por refractometría los niveles de azúcar de estos varían, no grandemente pero nos ayuda a orientar que nunca encontraremos dos productos iguales, pero si podemos lograr mucha similitud entre uno y otro que hay que referirlo en la etiqueta del producto final en donde advertimos en pocas palabras dicha condición.

Fruto de mi trabajo he tenido la fortuna de enfrentarme a empresarios que desean el diseño de un producto liofilizado terminado ,basado en frutas y me han puesto a "catar" bolsas de Liofilizados de muchos países con más trayectoria en Liofilización que nosotros, pese a la antigüedad de estas en el mercado, continúan manteniendo errores ,especialmente en los empaques que contienen los mix tratados anteriormente o también por algunas deficiencias en el empaque que hacen que la fruta recupere humedad ,llegando a presentar un estado cauchoso.

Después de haber tocado estos temas que espero sean de interés debemos concentrarnos en que equipos debemos utilizar para la obtención de los productos deseables y que sustancias podrían llegar a funcionar bastante bien para lograr corregir errores y mejorar sabor, textura y apariencia final.

Existen equipos de Liofilización de farmacia, de flores de laboratorio, de alimentos y de estos últimos unos adecuados a liofilización de alimentos líquidos y sólidos; no todos los liofilizadores son iguales, no todos tienen las mismas temperaturas, ni se adecuan a las presiones requeridas, no todos tienen la misma eficiencia en el calentamiento de producto a fin de desequilibrar el sistema y estar haciendo todo el tiempo una sublimación forzada. Liofilizar alimentos no es una ciencia ,pero aunque no lo es ,debemos tener en cuenta variables que manejándolas de la mejor manera nos hará obtener producciones que podemos repetir y tener clientes satisfechos obteniendo los mismos resultados en un alto porcentaje.

Los mejores Liofilizadores para la producción alimenticia son aquellos que poseen calefacción en las placas para todo el tiempo estar dándole grados de más para lograr desequilibrar el sistema para que la sublimación sea formada, máxime que los poros de la materia prima al interior del liofilizador se van cerrando y cada vez es más complicada encontrar la salida de la humedad en forma de vapor, cada vez el recorrido será más tortuoso por lo cual hay que forzar la salida mediante dicho desequilibrio.

Ahora bien ,se logran curvas inmejorables de Liofilización con las cuáles debemos alimentar el PLC de nuestro equipo ,para que nuestras producciones sean cada vez más económicas y de ellas se logren los mejores productos terminados ,entendiéndose como los de mejor sabor, los más crujientes con homogeneidad en sabor .

Pero cómo mejoramos las Producciones?

Las producciones en Liofilización están sujetas a mejoras por el conocimiento de las propiedades térmicas de la materia a tratar.

En Colombia no existen sitios especializados para dicho fin, pero por varios métodos podemos llegar a determinar los valores claves de congelación total de frutas ,verduras, especias,nutraceuticos,otros,logrando conocer cuál es el punto menor de congelamiento de todas las sustancias componentes de una materia prima, igualmente si conocemos dicho punto final o eutéctico sabemos que esta va a quedar cubierta bajo una congelación total.

Ocurren varias cosas que en una materia prima mal congelada pueden ocurrir siendo las de mayor importancia dos:

La primera consiste en : cuando la materia prima se encuentra congelada en parte ,existirá agua en estado líquido que no sublimará sino que al encender la bomba de vacío se irá directo a esta y contaminará el aceite ,o desbordará la carga de dicha bomba y se regará ,esto hace que la bomba pueda dañarse ,teniendo en cuenta que esta en un Liofilizador es mucho más del cincuenta por ciento.

Ahora si existe agua líquida y se cae la presión en el equipo parte del hielo de congelación se sumará a esta cantidad de humedad, evidenciándose una fusión en frío, donde vemos como si el producto se estuviera derritiendo en frío, o como si estuviera hirviendo en un ambiente congelado, dañando materia prima y naturalmente deteriorando el equipo cuyo valor es alto.

Tpis para la producción de la Mejor Futa Liofilizada

  • Determinar las propiedades térmicas de la materia prima a tratar

  • Usar los equipos únicamente para Liofilizar y no para congelar

  • Partir de un proveedor confiable que me entregue materia prima a satisfacción en tamaños exigidos ,grados brix permitidos y en cadena de frío

  • Haciendo producciones Independientes por materia prima

  • Usar o no sustancias de carga orgánicas.Preguntar.

  • Utilizar liofilizadores con calentamiento de placas.Preguntar

  • Enfriamiento rápido con descongelamiento inmediato y posterior enfriamiento más bajo

  • Espesores delgados

  • Forzar sublimación controlada

  • Bajo valor de desorpción

  • Para líquidos o pulpas de fruta líquidas hacer concentraciones previas

  • Partir de Materias primas homogéneas de alta Calidad.

  • Ninguna planta del país salvo una que diseñe posee alta calidad de aire en planta de producción, por lo cual hay que diseñar manejo de aire ,dado que el equipo trabaja en frío y vacío y al presurizar con aire viciado toma toda la contaminación del entorno y este se posiciona sobre los productos terminados ,destruyendo toda la labor lograda en muchas horas.

Con estos y más Tips que con gusto les propondré se realizarán las mejores liofilizaciones, entregando cada vez mejores snacks o producto liofilizado seco de alta rehidratación ,sujetos a ser convertidos en Polvo para ser integrados en dicho estado en las diferentes preparaciones o para ser comercializados como productos naturales liofilizados en polvo ciento por ciento puros.

Pero el agua encontrada dentro del condensador de los equipos ,que no es más que agua de composición de la materia prima en cuestión ,podrá ser utilizada en una propuesta que normalmente he venido haciendo y es:

Reutilización del agua de condensación en labores culturales de la planta.

Dos usarla lógicamente con una excelente separación del condensador como agua de frutas en medicina alternativa (existen clientes satisfechos brindando baños en piscinas de agua de frutas) obtenida por la labor de condensación en diversas empresas de alimentos .Usualmente utilizada en Spas.

En Aromaterapia, uso del agua embotellada como medicina alternativa también.

Y en el mejor de los casos logrando separarla de las mejor forma, que debe ser realizada perfectamente se obtiene agua líquida de composición del interior de frutas de muy buena trazabilidad que proporciona agua de excelente calidad que en algún momento y después de muchos análisis deberá ser considerada como una segunda fuente de ingresos de un mismo proceso. Y solo para hacernos una idea :si tenemos un equipo que tenga un condensador de una tonelada y que cargamos con cerca de 1100 kilos de una materia prima que contenga una actividad de agua del 90 %,en él podremos condensar cerca de una tonelada de hielo la cual por densidad equivaldría a cerca de mil litros de agua, éstos mil litros envasados en recipientes de 250 centímetros cúbicos nos entregará por bache 4000 botellitas de agua envasada de fruta X ,lo que reiterando después de muchos análisis podrá dársele un uso comercial y como en el mundo un galón de agua pura bebible envasada es más caro que uno de gasolina podemos hallarle una ubicación a este preciado líquido haciendo que nuestro proyecto sea cada vez más rentable.

Existen en Colombia muy pocas empresas de Liofilización de las cuales el menor porcentaje de ellas hace las cosas bien. El mercado del Liofilizado es enorme, millonario, muy rentable y está en manos de unos pocos muy ricos que no desean que el conocimiento se difunda pese a no poder proveer el enorme mercado que exige cada vez productos secos de mejor calidad.

Un ejemplo muy claro es Chile en donde un ex-Presidente de la República le apostó al negocio y posicionó una empresa en quien nadie creía; en una de las más importantes de su país y es de Liofilización de alimentos con énfasis en frutas y verduras, Empresa que estamos esperando crear en Colombia.

Alimentos a producir por Liofilización:

1 Frutas y verduras:

Snacks ,cubos,slices,otros

2 Raciones Alimenticias de Emergencia

3 Nutraceuticos

4 Aromáticas

5 Plantas Medicinales

6 Hongos

7 Café

8 Aloe vera en Polvo.

(n) mil productos.

Ver Frutimania,Brothers all Natural,Mountain House,otros.

 

 

Autor:

Dr Jorge Rivera Biólogo

Universidad de los AndesConsultor experto en Liofilización No. 725998 Intota ExpertsEspecialidad en Biotecnologia AgrícolaEspecialidad en Conservacion de AlimentosFarmacología Vegetal (Plantas Medicinales) Universidad Juan N CorpasMiembro de International Society of Lyophilization - Freeze Drying Inc. ISL-FDSkype: liofilizaciononline1Móvil 3112128296. Líder Técnico de Liofilizacion de América Latina Cima Industries Inc


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