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 tratarUsar los equipos únicamente para Liofilizar y
no para congelarPartir de un proveedor confiable que me entregue
materia prima a satisfacción en tamaños
exigidos ,grados brix permitidos y en cadena de
fríoHaciendo producciones Independientes por materia
primaUsar o no sustancias de carga
orgánicas.Preguntar.Utilizar liofilizadores con calentamiento de
placas.PreguntarEnfriamiento rápido con descongelamiento
inmediato y posterior enfriamiento más bajoEspesores delgados
Forzar sublimación controlada
Bajo valor de desorpción
Para líquidos o pulpas de fruta
líquidas hacer concentraciones previasPartir 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