Liofilización - Concepto - Parte II Tecnologías para la Industria Alimentaria Técnica Magalí Parzanese

Una sustancia pura puede existir como sólido, líquido o gas y puede cambiar de estado por medio de un proceso en el cual libera o absorbe calor a temperatura constante (calor latente), de esto depende hacia donde se direcciona dicho cambio.

El cambio de fase de sólido a gas o sublimación, debe realizarse en condiciones de presión y temperatura menores a las del punto triple (punto en el que conviven los tres estados de la materia), ya que por debajo de éste no existe la fase líquida. En el caso del agua el punto triple se encuentra a 4,58 Torr y 0,008 °C. Por ejemplo si se tiene agua congelada, al calentarla a una presión menor a la de dicho punto el hielo sublima.

Las sustancias moleculares disueltas en el agua disminuyen su punto de fusión (descenso crioscópico), por esto es conveniente describir el enfriamiento y posterior congelación de una solución de este tipo en varias etapas. Al bajar la temperatura de una solución, inicialmente se produce un subenfriamiento que origina los núcleos de cristalización, luego la temperatura aumenta hasta la de equilibrio. A partir de ese momento comienzan a desprenderse los cristales de hielo puro, por lo que la solución se concentra hasta alcanzar la menor temperatura a la cual puede existir solución en equilibrio con hielo, denominada temperatura eutéctica. Por debajo de esta temperatura debería existir, idealmente, equilibrio entre hielo y soluto. Sin embargo las soluciones que contienen polímeros naturales como azúcares no cristalizan en este punto, sino que aumentan su viscosidad a medida que disminuye la temperatura y el agua se congela. Esta etapa finaliza cuando el sistema alcanza su temperatura de transición vítrea, donde su viscosidad aumenta significativamente en un pequeño rango de temperatura dando lugar a un sólido amorfo y frágil. Con relación a la conservación de alimentos, es importante destacar que el flujo viscoso dentro de este sólido es prácticamente nulo, casi no existe flujo de materia, lo que evita que ocurran reacciones químicas. Cabe aclarar que no toda el agua que compone un alimento está disponible para que los microorganismos puedan llevar a cabo sus actividades metabólicas, solo el agua libre cumple dicho propósito. El contenido de agua libre en un alimento se define como aw – actividad de agua. Al deshidratar un producto su disponibilidad de agua (libre) disminuye drásticamente.

Para eliminar entonces la mayor parte del agua libre contenida en el sólido obtenido, se le debe entregar calor a fin de lograr la sublimación total del hielo, cuidando que la temperatura del producto se mantenga siempre por debajo de su temperatura de transición vítrea. Al final de este cambio de fase se obtiene un producto que conserva el volumen y tamaño original, presentado la forma de un vidrio altamente poroso.

La ventaja de esta estructura es que permite una rápida rehidratación, no obstante es frágil por lo que requiere de una protección que prevenga los posibles daños ocasionados por una inadecuada manipulación. Asimismo, debido a la porosidad de dicha estructura es necesario realizar el empaque del producto de forma tal que se evite la penetración de oxígeno, a fin de impedir procesos oxidativos sobre los lípidos.

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