El proceso de liofilización

Artículo de revisión

LIOFILIZACIÓN

LIOFILIZATION

Ruiz, E., Sanclemente, K., Sepúlveda, A.

Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira, Facultad de Ingeniería y Administración, Programa Ingeniería Agroindustrial.

Palmira - Valle del Cauca, Colombia. Octubre  2019

Resumen

El objetivo de este artículo es dar a conocer el proceso de liofilización y sus aplicaciones en alimentos. Para ellos se parte de un recuento histórico y su relación con los productos alimentarios. La liofilización se definió como un proceso de conservación mediante sublimación utilizado con el fin de reducir las pérdidas de los componentes volátiles o termo-sensibles. Dicho proceso se realiza en 4 fases o etapas: Preparación de la materia prima, Congelación, Desecación primaria (Sublimación) y desecación secundaria. Se han encontrado múltiples aplicaciones de la liofilización en los sectores alimenticios y no alimenticios: unos ejemplos del sector alimenticio fue el de pitahaya y carambola liofilizada. A manera de conclusión se puede decir que el proceso de liofilización es muy efectivo para mantener las características organolépticas casi intactas, pero a un alto costo  y un largo tiempo de espera en el proceso. Aunque actualmente se buscan nuevas técnicas que acompañen a la liofilización para disminuir el tiempo de proceso y los costos.

Abstract

The objective of this article is to publicize the lyophilization process and its applications in food. For them, it is based on a historical account and its relationship with food products. Lyophilization was defined as a preservation process by sublimation used in order to reduce the losses of volatile or thermo-sensitive components. This process is carried out in 4 phases or stages: Preparation of the raw material, Freezing, Primary drying (Sublimation) and secondary drying. Multiple applications of lyophilization have been found in the food and non-food sectors: some examples of the food sector were that of pitahaya and lyophilized carambola. In conclusion, it can be said that the lyophilization process is very effective in keeping the organoleptic characteristics almost intact, but at a high cost and a long waiting time in the process. Although new techniques are currently being sought that accompany lyophilization to reduce process time and costs.

Introducción

El proceso de liofilización consiste en la eliminación del agua de un producto por sublimación del agua libre de la fase sólida (Abdelwahed, 2006). Esta da como resultado productos deshidratados de alta calidad debido a la ausencia de agua líquida y las bajas temperaturas requeridas en el proceso. El estado sólido de agua durante la liofilización protege la estructura primaria y minimiza los cambios en la forma del producto, con una reducción mínima de volumen (Ratti, 2001). Además, contribuye a preservar constituyentes como minerales y vitaminas, así como para conservar el sabor y el aroma” (George y Datta, 2002).

Un proceso rudimentario de liofilización fue inventado por los incas para la fabricación del chuño (papa liofilizada) y charqui (carne de llama), 200 años a. C y aprovechado posteriormente por los vikingos para la conservación del pescado. A mitad del siglo XIX reaparece en escena este procedimiento por la necesidad de conservación de tejidos animales y vegetales debido a los trabajos de Pasteur y otros científicos. En 1943 el profesor Alexander Fleming le atribuyó formalmente el nombre de liofilización a éste proceso (Ramírez, 2006).

Durante el Segunda Guerra Mundial la liofilización se desarrolló comercialmente al ser utilizada para conservar plasma sanguíneo, dicho trabajo realizado por Greaves, Henaff y Flosdorf. Este método también fue utilizado para la preparación de los primeros antibióticos de penicilina por Chain. (Rey, 1975) A partir de los años 70’s fue aplicado a diferentes diferentes alimentos que se liofilizan y comercializan.

La liofilización no altera la estructura físico-química del material, pero permite su conservación indefinida sin cadena de frío, con menos del 5% de humedad y alta estabilidad microbiológica (Alvarado, 1996). A diferencia de lo que ocurre en el secado por calor, con la liofilización en alimento el encogimiento es mínimo, el aspecto, la textura, el sabor y el aroma no se pierden, se intensifican y se mantienen las características nutricionales (Charm 1981; Yanovsky 2003). Es ideal para conservar productos alimenticios, farmacéuticos y biológicos,  que no deben calentarse ni siquiera a temperaturas moderadas. (Geankoplis, 1999).

El objetivo de este artículo es dar a conocer el proceso de liofilización y sus aplicaciones en el sector alimentario y no alimentario.

Procedimiento

El proceso de liofilización se divide en 4 etapas, las cuales son: Preparación Congelación Desecación primaria  y Desecación secundaria

Preparación

Antes de comenzar el proceso, es fundamental el acondicionamiento de la materia prima, ya que los productos liofilizados no pueden ser manipulados una vez completado el proceso.  Se lleva a cabo en congeladores independientes o en el mismo equipo liofilizador.  (Ramírez, 2006)

Congelación 

El objetivo es congelar el agua libre del producto. Para ello se trabaja a temperaturas entre -20 y -40°C. Se debe controlar: • La temperatura en la que ocurre la máxima solidificación. • La velocidad óptima de enfriamiento. • La temperatura mínima de fusión incipiente.  (Ramírez, 2006)

Desecación primaria 

Consiste en la desecación primaria del producto, por sublimación del solvente congelado (agua).  Para este cambio de fase es necesario reducir la presión en el interior de la cámara, mediante una bomba de vacío, y aplicar calor al producto (alrededor de 550 Kcal/Kg), sin subir la temperatura. (Ramírez, 2006)

...