Nola hobetzen du liofilizadorea elikagaien kontserbazioaren kalitatea?

Liofilizatzailearen oinarriak: Izoztu eta lehertzearen zientzia

Hutsunepeko sublimazioa: Nola pasa da izotza zuzenean lurrun bihurtzen

Liofilizatzailearen teknologia batez ere sublimazio bidez funtzionatzen du, hau da, izotz solidoa zuzenean lurrun bihurtzen da, lehenik likido-egoerara sartu gabe. Fenomeno hau, normalean, 0,006 atmosfera baino baxuagoan ezarritako, eta uraren puntu hirukoitza dagoen inguruan, hau da, 0,01 gradu Zelzius inguruan, mantentzen den hutseko ingurune batean gertatzen da. Likido-egoeraren fasea kenduz gero, uraren mugimendu kaltegarria gelditzen da, eta horrela, zelula-egiturak, proteinak beren egitura egokian eta material biologiko sentikorrak suntsitu gabe mantentzen dira. Industrian erabiltzen diren gehieneko liofilizatzaileek hutseko sistema potentziak eta lurruna berriro izotz gisa harrapatzen duten hotz-kondentsadoreak erabiliz lortzen dute hori. Makina hauek jatorrizko egituraren %95 baino gehiago ura kendu dezakete, baina oraindik ere jatorrizko egitura ia osoa mantentzen dute.

Hiru etapako prozesua: Izoztea, Lehenengoa Lehorretzea eta Bigarren Lehorretzea azalduta

Liofilizazioa hiru etapa jarraian eta termodinamikoki desberdinetan burutzen da:

1. Izoztea hozketa azkarra –40°C–tik –50°C-ra arteko tenperaturara izotz-kristal txiki eta uniformeak eratzen ditu—garrantzitsua da zelula-morfologia gordetzeko eta lehorreratutako matrizean poro-egitura optimoa ezartzeko.
2. Lehen mailako lehortzea hutsaren pean (<0,1 mbar), gainerako berotze kontrolatua (–20°C-tik 0°C-ra arte) sublimazioa bultzatzen du. Ur-lurruna produktutik kondensadora mugitzen da, guztira %93 inguru ura kenduz, eta berotze-berrezarpena edo kolapsua saihestuz.
3. Bigarren lehortzea gainerako berotze-tenperatura handiagoetan (20°C–tik 40°C-ra arte), ur lotua geratzen dena difusio molekular bidez desorbortzen da—azken ur-edukia %2 baino gutxiagora murriztuz, mikroorganismoen inhibizioa eta egonkortasun kimiko luze-terminokoaren erreferentzia-balioa.

Nutrienteen mantentzea: Zergatik gordetzen dituzte liofilizadoreek bitaminak eta bioaktiboak hobeto metodo termikoekin konparatuta

Bero-sentsibleak diren konposatuak babestea (adibidez, bitamina C, B bitaminak, polifenoloak)

Lurruntze lehorra prozesua nutriente hauek sentikorrak diren bitartean mantentzen ditu, lehen lehorraketa-fasean bero altua erabiltzea erabiliz gabe geratzen delarik. Oven bidezko lehorraketa, aerosol bidezko lehorraketa edo zilindro bidezko lehorraketa bezalako metodo tradizionalak normalean 110 eta 150 gradu arteko tenperaturan funtzionatzen dute, eta horrek osagai fin asko suntsitu ditzake. Lurruntze lehorra bestelako modu batean funtzionatzen du. Prozesuaren zati handi batean hotz mantentzen da, bigarren lehorraketa-fasean soilik berotzen da pixka bat, baina tenperaturak oraindik ere konposatu gehienak kaltetzeko beharrezko maila baino askoz beherago mantentzen dira. Zientzia-aldizkarietan argitaratutako ikerketek adierazten dute lurruntze lehorrean lehortutako elikagaiak beren bitamina C edukiera %97 baino gehiago mantentzen dutela, baita B bitaminen eta polifenolen gehienak ere. Konparatu hori lehorraketa arruntetan lortzen den %40 eta %60 arteko mantenuarekin. Adibidez, antozianinak eta katekinak — landare koloretsuen konposatu hauek — 70 gradu baino gorago doan heinean azkar desegiten dira. Baina lurruntze lehorra prozesuan ongi mantentzen dira, eta horregatik elikagaiak bere antioxidante-indarra eta horrek dakarren osasun-eragin guztiak gordetzen ditu.

Enzimak degradatzea eta oxigenazioa gelditzea tenperatura baxuetan

Minus 40 gradu zelzius baino azkarrago izoztuta, polifenol oxidasaa eta peroxidasa bezalako enzimak gelditzen dira, horrek kolore gorrixka sortzea gelditzen du eta elikagaien nutrienteak galdu ez daitezen bermatzen du lehendabizi lehorreratze-prozesua hasten den aurretik. Aldi berean, hutsarena sortzeak inguruan dagoen oxigenoaren %99 baino gehiago kentzen du, eta horrek gantzak eta landare-konposatu hauskorrak kalte egiten dituen efektua murrizten du. Food Chemistry aldizkarian argitaratutako ikerketek erakusten dute lehorreratze izoztuaren bidezko elikagaien oxigenazio-tasa airean lehorreratutako produktu arruntengan baino hamabi aldiz txikiagoa dela. Horrek osasun-konposatu garrantzitsuen egonkortasuna bi urtetik gorako denbora luzean mantentzen du, kontserbatzaile artifizialak edo hotz-aldaketak beharrik gabe.

Baliogarritasun-ebatzi luzatua: Nola lortzen duten liofilizadoreek egonkortasun luze-terminokoa frigorifikozioa beharrik gabe

Kritikoaren ur-edukia (gutxiago bi ehuneko): Mikroorganismoen hazkuntza eta akats kimikoak gelditzea

Liofilizatzaileek gela-tenperaturan kontserbatzeko iraupena luzatzen dute, eraikuntzako ura %2 baino gutxiagora murriztuz, eta horrek ur-aktibitatea (Aw) 0,2 baino beherago jaitsiarazten du. Ur-aktibitatea maila horretara jaisten denean, mikroorganismo gehienak ez dira gehiago ugaltzen, entzimak asko moteldu egiten dira, eta Maillard-en erreakzioak bezalako kolore aldaketa indesiragarriak praktikan gelditzen dira. Lehorragailu beroek ez dute ondorengo emaitzarik lortzen, uraren banaketa desberdina uzten dutelako eta kanpoko geruza zihardua sortzen dutelako. Liofilizatutako produktuak esponja-moduko egitura bat du, eta horrek ur-aktibitate baxua eta uniformea mantentzen du material osoan zehar. Abantaila fisiko eta kimiko horien ondorioz, Estatu Batuetako Elbarria eta Sendagaien Administrazioa (FDA) edo Europako Farmakopeia bezalako erakundeek %2ko ur-edukia mugakidea ezartzen dute biologikoen esterilizazioa mantentzeko eta osasun-osagarrien kalitatea luzez mantentzeko.

Errealitateko errendimendua: Liofilizatutako janarien 24–36 hilabeterako kontserbazio-iraupena gela-tenperaturan

Liofilizatutako produktuek gela-tenperaturan gorde ondoren 2–3 urte inguru egonkortasun ona erakutsi dute, eta hori baieztatu da janari-prozesamenduan, medikuntza-produkzioan eta diagnostiko-kitetan bezalako hainbat ezarpenetan. ICH-ren zeharkako zahartze-mota azeleratuen probak burutzen ditugunean, IVb zonako baldintzetan (inguru 30 ºC-ko tenperatura eta %75eko hezetasuna), potentziaren aldaketarik ez dagoela ikusten dugu, kolorea kontserbatzen dela eta testura ia berbera mantentzen dela jatorrizko produkto berriki egin bezala. Hori gertatzen da izoztu eta lehorreratze-prozesuan produktua hainbat etapatan pasatzen delako: lehenik, ura izoztu egiten da solido bihurtzeko, gero izotza zuzenean lurrun bihurtzen da (sublimazioa), eta azkenik, geratzen den ur lotua kentzen da. Horrek amorfoko egoera beiratsua sortzen du, non molekulak askoz gutxiago mugitu ahal izaten diren, eta horrek prozesu kimikoak motelagotzen ditu. Berriro ureztatutakoan, produktu hauek jatorrizko usaina, zaporea eta balio nutrizionalaren %95 baino gehiago mantentzen dute. Ezabatze-spraya edo zilindroezko lehorreratzea bezalako beste metodo batzuk alderatzen baditugu, izoztu eta lehorreratutako produktuek iraupen luzeagoa dute eta funtzionalki ere hobeto jarduten dute.

Fidelitate Organoleptikoa: Nola Mantentzen duten Liofilizatzaileek Usua, Testura, Kolorea eta Aromak

Matrize Porotsuaren Kontserbazioak Berrizhidratatze Instantaneoa eta Sentikortasunaren Autentikotasuna Ahalbidetzen ditu

Sublimazioaz hitz egiterakoan, gertatzen dena da jatorrizko zelula-egitura ia osoa mantentzea. Honek esan nahi du material porotsuak lortzen ditugula, zulo txiki askorekin, eta zulo horietan terpenoak eta esterroak bezalako usainaren konposatu garrantzitsuenak gorde ditzakegu, baita antozianinak eta karotenoidak bezalako koloreak ematen dituzten substantziak eta testura ematen duten proteinak ere. Ez dago likido-faseko etaparik, beraz, usainaren osagai hauek ez dira galdu egiten lurrun-bidalketa bidez edo beroak karamelu-itxurako substantzietan bihurtzean, hala nola aerosol-lehorretzean edo batera-lehorretzean gertatzen den bezala. Emaitza amaierakoak beira-itxurako egitura bat du, non molekula sentikorrak ixten diren baina ura azkar eta uniformeki sartzen den berriro hidratatzen denean. Klinikan probatzen duten pertsonen arabera, izoztu eta lehorretutako fruituak, landareak eta probiotikoak ere, freskoen antzeko usaina eta zaporea dute. Usainaren indarra, mihia nola sentitzen den eta koloreen biziraupena neurtzeko ebaluazioetan puntu gehien lortzen dituzte. Zentzu sensorial honen eta %2 baino gutxiagoko ureztasun-gehiegirik ez dagoelako, erraza da ulertzea zergatik den izoztu eta lehorretzea elikagai-osagarrien kalitate handikoak eta erabilera medikoetarako nutrizio-espezializatuen metodo nagusia.