Die Lebensmittelkonservierung ist seit Jahrhunderten eines der wichtigsten Ernährungsthemen im menschlichen Leben. Im Laufe der Geschichte hat die Menschheit verschiedene Möglichkeiten erfunden, Lebensmittel ohne Qualitätsverlust aufzubewahren. Das Vergraben von Fleisch unter der Erde war eine ursprüngliche Methode der prähistorischen Menschen. Über viele Jahrhunderte hinweg waren Trocknen, Salzen, Marinieren, Räuchern und Fermentieren die beliebtesten Methoden zur Haltbarmachung von Lebensmitteln. Heutzutage ist die Gefriertrocknung jedoch die effektivste Methode, mit der Sie den Nährwert von Produkten bewahren und Lebensmittel richtig lagern können.
Gefriertrocknung – was ist das?
Gefriertrocknung ist ein technologisch fortschrittliches Verfahren zur Konservierung von Lebensmitteln. Dieser Begriff definiert die Entfernung von Wasser aus einem zuvor gefrorenen Produkt durch Sublimation von Eis. Eis verwandelt sich unter Umgehung des flüssigen Zustands direkt in Wasserdampf. Möglich wird dies durch die Methode, das Produkt in der Gefriertrocknungskammer einzufrieren und gleichzeitig den Druck in diesem Bereich zu reduzieren. Das Hauptziel des Verfahrens besteht daher darin, das Wasser schnell und korrekt einzufrieren, um die Lebensmittel im bestmöglichen Zustand zu konservieren. Diese Maßnahme ermöglicht es daher, die hohe Qualität des Produkts und seine lange Haltbarkeit aufrechtzuerhalten.
Dieses Verfahren ist in der Pharma- und Lebensmittelindustrie weithin als sichere Methode zur Verarbeitung und Erhaltung des Nährwerts des Produkts bekannt. Es gibt keine Eingriffe in die Inhaltsstoffe. Dadurch ist das Produkt sehr lange haltbar und es sind keine Zusatzstoffe, Pasteurisierungs- oder Konservierungsstoffe erforderlich.
Darüber hinaus ermöglicht es die Destabilisierung verschiedener Arten chemischer Komponenten. Viele Verbindungen sind in flüssiger Form instabil und dadurch auch temperaturempfindlich. Dabei kommt es zu chemischen Reaktionen mit anderen, was im Rahmen der Lebensmittelkonservierung höchst unerwünscht ist. Diese Kombination der Inhaltsstoffe führt zu einer kurzen Haltbarkeit und erfordert eine besondere Lagerung des Produkts. Gefriertrocknung ist eine gute Möglichkeit, diese Probleme zu vermeiden und Ihre Lebensmittel richtig zu lagern.
Prozessstufen
Während der Prozess in vielen Unternehmen auf der ganzen Welt leicht variieren kann, sind die Hauptschritte klar erkennbar. Die Gefriertrocknung umfasst die folgenden Schritte:
Vorbehandlung
Diese Phase ist die Einführungsphase der Gefriertrocknung. Es deckt jede Art der Produktverarbeitung vor dem Einfrieren ab. Mögliche Methoden umfassen die Konzentration des Produkts, die Vergrößerung der Oberfläche, die Reduzierung des Lösungsmittels mit hohem Dampfdruck oder die Änderung der Formulierung. Letzteres lässt sich beispielsweise durch den Einbau von Bauteilen zur Erhöhung der Stabilität erreichen. Einige pharmazeutische Produkte erfordern eine Sterilisation und anschließend eine mehrstufige Filtration. Daher zielt die Vorbehandlungsphase darauf ab, das Produkt auf das Einfrieren vorzubereiten.
Einfrieren
Diese Phase umfasst alle Methoden zum Einfrieren des Produkts. Das zur Gefriertrocknung vorgesehene Material muss ordnungsgemäß eingefroren sein. Dies ist von großer Bedeutung, da es enormen Einfluss auf den gesamten Prozess und das Endergebnis hat.
Typischerweise wird das Produkt bei einer Temperatur von etwa -40 Grad Celsius in einem speziellen Gefrierschrank oder mit flüssigem Stickstoff eingefroren. Dies geschieht bei Normaldruck. Obwohl große Eiskristalle, die durch Glühen oder langsames Einfrieren gewonnen werden, der einfachste Weg sind, den Gefriertrocknungsprozess abzuschließen, ist es besser, ihn schnell zu erreichen. Der Hauptgrund ist die Fähigkeit großer Kristalle, Zellwände aufzubrechen, was wiederum zu einem falschen Gefriertrocknungseffekt führt. Durch schnelles Einfrieren werden solche Probleme vermieden.
Wenn die Materialien Merkmale aufweisen, die zu Ausfällungen führen, kann Glühen eingesetzt werden. Dabei geht es darum, das Produkt schnell einzufrieren und die Temperatur zu erhöhen, damit Kristalle wachsen.
Sublimation (primäre Trocknungsphase)
Der Abschluss der Gefrierphase führt zur nächsten Phase, nämlich zu der Sublimation. Dann sinkt der Druck im Gefriertrockner. Wenn er unter den Dampfdruck von Eis fällt, ist eine ordnungsgemäße Sublimation des Produkts möglich. Zu diesem Zeitpunkt wird das Eis von der gefrorenen Außenschicht entfernt. Unmittelbar danach verwandelt es sich in Wasserdampf. Dieses letztere Element wird dann auf den Kondensatorplatten abgeschieden. Sie zeichnen sich durch eine niedrigere Temperatur aus. An diesem Punkt kann das Wasser wieder fest werden.
In dieser Phase werden etwa 95 % des im gefrorenen Produkt enthaltenen Wassers entfernt. Die Sublimationsphase kann ein langsamer Prozess sein. Es ist zu beachten, dass die Hitze nicht zu hoch sein sollte, da sie die Struktur des Produkts verändern oder sogar zerstören kann.
Adsorption (die sekundäre Trocknungsphase)
Die Adsorption, die letzte Phase des gesamten Prozesses, führt zur Entfernung ionisch gebundener Wassermoleküle. Mit zunehmender Temperatur lösen sich die Verbindungen zwischen ihnen und dem Material auf. Sie ist höher als während der ersten Trocknungsphase. Die Struktur des gefriergetrockneten Materials ist porös und das Produkt kann vakuumverpackt werden, was eine langfristige Lagerung ermöglicht. Der Endwassergehalt ist sehr gering (ca. 1-4 %).
Was kann gefriergetrocknet werden?
Gefriertrocknung ist ein Verfahren, das hauptsächlich in der Lebensmittelindustrie eingesetzt wird. Eines der beliebtesten Anwendungsgebiete dieses Verfahrens ist die Gefriertrocknung von Früchten. Diese Technik wird unter anderem verwendet für Preiselbeeren, Heidelbeeren, Johannisbeeren, Ananas, Äpfel, Pflaumen, Mangos, Erdbeeren und Himbeeren. Bei Gemüse wird die Gefriertrocknung vor allem zur Haltbarmachung von Karotten, Sellerie, Petersilie, Lauch, Bohnen, Erbsen und Paprika eingesetzt. Dieser Vorgang wird häufig auch zum Einfrieren von Fisch, Fleisch, Aufschnitt, Pilzen und Kaffee durchgeführt. Diese Technik ist eine sehr beliebte Praxis zum Konservieren von Nudeln, Suppen, Eintöpfen und Essenssets.
Vorteile der Gefriertrocknung
Die mit Abstand beste Methode zur Lebensmittelkonservierung ist die Gefriertrocknung. Dadurch behalten die Produkte ihren ursprünglichen Zustand und ihre gute Qualität. Ihr Nährwert bleibt unverändert. Sie stecken noch immer voller Vitamine und biologischer Stoffe wie Proteine, Kohlenhydrate, Fette und Mineralstoffe. Sublimierte Lebensmittel sind daher sehr lange haltbar, was ein wesentlicher Vorteil der Gefriertrocknung ist. Darüber hinaus besteht keine Notwendigkeit, andere Konservierungsstoffe zu verwenden. Erwähnenswert ist auch, dass Sie durch Gefriertrocknung die Entwicklung verschiedener Arten von Mikroflora vermeiden können. Gefriertrocknung hemmt die Feuchtigkeit, so dass Pilze und Bakterien keine günstigen Bedingungen für ihre Entwicklung haben. Dies bietet einen zusätzlichen Schutz für Tiefkühlprodukte. Ein enormer Vorteil von gefriergetrockneten Gerichten besteht darin, dass man sie einfach mit Wasser übergießt und eine Weile wartet, bis sie wieder ihre ursprüngliche Form annehmen, und sie genießen kann.