Alimentos liofilizados

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Antecedentes

A liofilização é um método relativamente recente de preservação de alimentos. Isso envolve o congelamento dos alimentos, a remoção de quase toda a umidade em uma câmara a vácuo e, por fim, a selagem dos alimentos em um recipiente hermético. Alimentos desidratados podem ser facilmente transportados em temperaturas normais, armazenados por um longo período de tempo e consumidos com um mínimo de preparação. Depois de preparados, os alimentos liofilizados têm praticamente a mesma aparência e sabor dos produtos naturais originais.

O processo de liofilização foi desenvolvido durante a Segunda Guerra Mundial como um método de preservação do plasma sanguíneo para emergências no campo de batalha, sem exigir refrigeração ou danificar a natureza orgânica do plasma. A tecnologia foi aplicada a produtos alimentícios de consumo após o fim da guerra. O café foi um dos primeiros produtos liofilizados a ser comercializado em grande escala. Hoje, muitas frutas, vegetais, carnes, ovos e condimentos alimentares são liofilizados.

Alimentos liofilizados têm muitas vantagens. Como até 98% do conteúdo de água foi removido, a comida é extremamente leve, o que reduz significativamente o custo de envio. Isso também o torna popular entre os velejadores e caminhantes que precisam carregar sua comida com eles. Como não requer refrigeração, os custos de envio e armazenamento são ainda mais reduzidos. Alimentos liofilizados também são relativamente livres de contaminação, pois o processo de desidratação torna virtualmente impossível a sobrevivência de leveduras e bactérias potencialmente prejudiciais. Finalmente, como a estrutura física do alimento não é alterada durante o processo de liofilização, o alimento retém muito de sua cor, forma, textura e sabor quando é preparado para consumo pela reintrodução de água. Isso o torna mais atraente para os consumidores do que alimentos conservados por alguns outros métodos.

Uma das principais desvantagens dos alimentos liofilizados é seu custo. O equipamento necessário para este processo requer um grande investimento de dinheiro e o processo em si é demorado e trabalhoso. Esses custos geralmente são repassados ​​ao consumidor, o que torna os alimentos liofilizados muito caros quando comparados a outros métodos de conservação de alimentos, como enlatados ou congelados.

Matérias-primas

Alguns alimentos são extremamente adequados para o processo de liofilização, outros não se saem tão bem. Líquidos, porções finas de carne e pequenas frutas e vegetais podem ser congelados facilmente. O café é o líquido liofilizado mais comum. Pedaços ou fatias de camarão, caranguejo, lagosta, carne bovina e frango podem ser liofilizados. Eles são frequentemente misturados com vegetais como parte de sopas ou pratos principais. Quase todas as frutas e vegetais podem ser liofilizados, incluindo feijão, milho, ervilha, tomate, frutas vermelhas, limão, laranja e abacaxi. Mesmo itens como azeitonas e castanhas-d'água podem ser processados ​​dessa forma.

Porções grossas de carne e frutas e vegetais inteiros maiores não podem ser liofilizados com sucesso. Com muitos outros alimentos, simplesmente não é econômico preservá-los por liofilização.

O processo de fabricação

Uma instalação de processamento de liofilização geralmente é uma grande instalação com equipamentos modernos. Seu áreas de manipulação de alimentos devem ser aprovadas pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, e a empresa e seus funcionários devem aderir aos procedimentos regulatórios do governo. A planta pode incluir uma área de recebimento e armazenamento para alimentos crus que chegam à planta a granel; uma área de cozimento de alimentos para aqueles alimentos que devem ser cozidos antes do processamento; uma grande área com várias grandes câmaras de congelamento e secagem; e uma área de embalagem. A instalação também pode incluir uma área de pesquisa onde métodos aprimorados de liofilização de alimentos são desenvolvidos e uma cozinha de teste onde novas técnicas de preparação para melhorar o sabor final, a qualidade e a textura dos alimentos são experimentadas. Algumas fábricas se dedicam à liofilização de apenas um produto, como o café liofilizado. Outros processam uma grande variedade de carnes, vegetais e frutas. Produtos não alimentícios, como produtos químicos e farmacêuticos, geralmente são processados ​​em fábricas separadas dos produtos alimentícios.

O processo de liofilização varia nos detalhes de temperaturas, tempos, pressões e etapas intermediárias de um alimento para outro. A seguir está uma descrição generalizada do processo com várias exceções específicas observadas.

Teste e preparação

• 1 Os alimentos são primeiro verificados quanto à contaminação e pureza. Frutas, carnes e alguns outros alimentos são testados para contagem de bactérias e deterioração. Muito do trabalho da planta depende da época da colheita para cada alimento. Em janeiro, por exemplo, a fábrica estaria processando aipo, azeitonas, limões, laranjas e abacaxis. Em julho, ela processaria feijão verde, ervilha e morango, entre outros.
• 2 Alguns tipos de alimentos, como frutos do mar e carnes, devem ser cozidos antes da liofilização. Normalmente são adquiridos já cortados em pequenos pedaços. Se não foram pré-cozidos e congelados, esses alimentos são colocados em grandes chaleiras de tamanho industrial e devidamente cozidos. Frutas e vegetais geralmente são comprados já cortados, sem caroço e descascados. Esses alimentos são simplesmente lavados com jatos de água. Alguns vegetais, como ervilhas e milho, são escaldados ou escaldados rapidamente antes de serem congelados. O café é adquirido como um líquido concentrado pré-fermentado. Como o aroma do café é importante para os consumidores, uma pequena quantidade de óleo de grão de café pode ser adicionada ao líquido. Ao contrário da água, o óleo não é removido durante o processo de secagem.

Congelando

• 3 Os pedaços de comida são espalhados em bandejas de metal planas que são empilhadas de 20 a 30 de altura em fendas em um carrinho com rodas. Com alimentos pré-cozinhados e congelados, as bandejas são pré-resfriadas para evitar o descongelamento parcial durante o manuseio. Com líquidos como o café, o café pré-fermentado é despejado em frigideiras rasas. Os carrinhos são levados para uma grande sala fria, onde a temperatura pode ser tão baixa quanto -40 ° F (-40 ° C). Nesta temperatura extremamente fria, os alimentos são rapidamente congelados. Normalmente, há uma dúzia ou mais câmaras frigoríficas em operação e os carrinhos são mantidos lá até a hora de movê-los para a câmara de secagem.

Secagem

• 4 Os carrinhos são retirados da câmara fria e colocados em uma câmara de secagem a vácuo. No caso de líquidos como o café, o café congelado é primeiro moído em pequenas partículas em um moedor de baixa temperatura. A câmara de secagem é um cilindro grande, longo e horizontal com extremidades semi-elípticas. Uma extremidade é articulada para abrir e fechar. Quando as bandejas com pedaços de alimentos congelados estão dentro, a câmara é fechada e lacrada. Em uma grande planta, pode haver de 20 a 30 câmaras de secagem em operação a qualquer momento.
• 5 O procedimento de secagem envolve um processo conhecido como sublimação. Na sublimação, um material sólido é forçado a mudar de estado para um material gasoso sem nunca se tornar um líquido. No caso de alimentos liofilizados, os cristais de gelo sólidos presos nos pedaços de alimentos congelados são forçados a se transformar em vapor d'água sem nunca se tornarem água líquida. Na câmara de secagem, isso é realizado evacuando o ar com uma bomba de vácuo para reduzir a pressão para cerca de 0,036 psi (0,0025 bar). A temperatura da comida é elevada para cerca de 100 ° F (38 ° C) por condução direta através do fundo das bandejas, radiação de lâmpadas de calor ou aquecimento por microondas. Quando a câmara é evacuada de ar, a pressão está abaixo do limite no qual a água pode existir simultaneamente em um estado sólido, líquido e gasoso (vapor). Este limite é conhecido como o ponto triplo da água. Quando a pressão cai abaixo desse ponto, o calor faz com que os cristais de gelo presos nos pedaços congelados de comida se transformem diretamente em vapor d'água. O vapor é retirado e condensado dentro da câmara, deixando o alimento para trás. O alimento seco é preenchido com pequenos vazios, como uma esponja, onde os cristais de gelo estiveram presentes. Isso não apenas torna mais fácil para o alimento reabsorver água quando é preparado para consumo, mas o alimento desidratado mantém seu tamanho e forma originais. O tempo para este processo de secagem varia. Os líquidos liofilizados levam apenas cerca de quatro horas para serem preparados, enquanto os semissólidos e sólidos, como sopa e carnes fatiadas, podem levar 12 horas ou mais.

Dimensionamento e combinação

• 6 Os pedaços de alimentos secos são removidos da câmara de secagem e testados quanto ao teor de umidade e pureza.
• 7 Alguns pedaços de comida podem ser triturados em um tamanho menor ou podem ser reduzidos a um pó. Outros podem ser selecionados para separá-los por tamanho. Dois ou mais produtos diferentes também podem ser combinados para atender às especificações específicas do cliente.

Embalagem

• 8 Alimentos liofilizados devem ser selados em recipientes herméticos para evitar que absorvam a umidade do ar. Vários tipos de recipientes podem ser usados:bolsas de folha de plástico laminado, latas de metal e plástico, ou tambores de metal e fibra para embalagens a granel. Alguns alimentos liofilizados são embalados a vácuo, no qual o ar é evacuado do recipiente antes de ser selado. Outros alimentos têm um gás inerte como o nitrogênio injetado no recipiente antes de lacrar para deslocar o oxigênio do ar e evitar a oxidação ou deterioração dos alimentos. O empacotamento é feito na unidade de liofilização quase assim que os alimentos saem da câmara de secagem. A planta pode formar, preencher e lacrar os pacotes com o peso desejado para o usuário final. Os pacotes que devem ser vendidos diretamente ao consumidor são embalados em caixas de papelão, empilhados em paletes e transportados para o armazém do supermercado. Outros alimentos liofilizados são embalados a granel e vendidos a um processador secundário para incorporação em outros produtos alimentícios. Mirtilos liofilizados, por exemplo, podem ser enviados para uma empresa que fabrica misturas para panquecas e muffins.

Controle de qualidade

Cada alimento tem diferentes requisitos de processamento, armazenamento e reidratação. Algumas das variáveis ​​incluem o dimensionamento dos produtos alimentícios crus antes do congelamento, o tempo e a temperatura de cozimento ou branqueamento, a taxa de congelamento e a temperatura final de congelamento, a taxa de aplicação de vácuo e a pressão de vácuo final durante a secagem, a taxa e o método de aplicação de calor e a temperatura final do produto seco, o teor de umidade residual permitido após a secagem, a temperatura de armazenamento e a atmosfera (vácuo, nitrogênio, etc.) após a secagem e os procedimentos de reidratação. Em grandes instalações de liofilização, microprocessadores eletrônicos regulam os tempos, temperaturas e pressões em cada etapa do processo. Um computador central coleta esses dados, analisa-os usando métodos estatísticos de controle de qualidade e os armazena para referência posterior. Isso garante que os alimentos enviados ao público para consumo passaram por um processo estritamente controlado que atende às diretrizes do governo e varia apenas um pouco de lote para lote. O computador também coleta dados sobre os níveis de bactérias e de umidade dos produtos alimentícios crus e a granel que chegam à fábrica, bem como dos produtos finais secos por congelamento. Equipamentos especiais podem incluir cromatógrafos de gás computadorizados e analisadores de oxigênio. Até mesmo os materiais de embalagem são testados quanto à sua capacidade de prevenir a transmissão de vapor d'água e oxigênio.

O Futuro

A comida não é o único material que é liofilizado. Produtos farmacêuticos, como antibióticos e vacinas, costumam ser preservados dessa forma. Produtos químicos especiais, pigmentos e pós cerâmicos também são produzidos por meio de liofilização. Atualmente, há um trabalho de desenvolvimento de liofilização de vários sprays de aerossol. Uma das aplicações mais interessantes é a liofilização de flores para produzir buquês que podem ser armazenados por muitos meses antes de serem reativados para fazer flores "frescas". Isso seria especialmente benéfico para aqueles que desejam flores que desabrochem apenas durante uma curta temporada.