.jpg)
Лиофилизацията – уникален метод за съхранение на храните
Доц. д-р Димитър ПОПОВ
Безспорен факт е, че в наши дни светът изпитва крещящ недостиг от хранителни продукти. По данни на ООН всеки шести човек на планетата гладува или търпи сериозни лишения. Прогнозите са в близките едно-две десетилетия тази неоптимистична картина да придобие още по-тъмни краски. На фона на това фактът, че поради изтичане на срока на годност значителна част от произведените храни се разваля и изхвърля, е повече от тревожен. Смята се, че при плодовете и зеленчуците в световен мащаб загубите съставляват половината от произведената продукция! Само в Англия годишните загуби от унищожените поради негодност храни възлизат на повече от пет милиарда лири.
Затова в удължаването на срока на годност на храните се крият огромни резерви, чието използване в значителна степен би спомогнало за смекчаване на надвисналата световна хуманитарна криза.
Съществуват редица начини за запазване на хранителните продукти и удължаване на тяхната годност – хладилно съхранение, замразяване, консервиране, сушене, използване на природни или синтетични консерванти, лиофилизация и т.н., всеки от които има своите предимства и недостатъци. Сред тях лиофилизацията безспорно е методът, който е с най-много достойнства.
Лиофилизацията се основава на уникалното свойство на водата да сублимира
(да преминава от твърдо в газообразно състояние, „пропускайки” течното) при много ниски температури (от -20 до -800С). Технологичният процес преминава през следните етапи: замразяване на продукта, сублимация в условията на висок вакуум на съдържащата се в продукта вода и десорбция на остатъчната влага, като правило, при температура 45-500С. В края на процеса продуктът съдържа минимално (от 1 до 4%) количество вода. Методът е открит през 1906 г. от французите д-р Ж. Арсен д’Арсонвал – ръководител на биофизичната лаборатория на Колеж дьо Франс в Париж, и неговия лаборант Ф. Борда. Терминът лиофилизация (от гръцки lýo – разтваряне, и philéo – обичам) е въведен от шотландския биолог сър Александър Флеминг, откривател на пеницилина и носител на Нобелова награда.
Предвид характера на протичащите процеси методът е известен още и като сублимационно сушене.
Поради ниското влагосъдържание лиофилизираните продукти са изключително устойчиви на действието на съдържащите се в тях ензими, както и на бактериите и плесените. Съществени предимства на лиофилизацията в сравнение с другите методи за съхранение е отсъствието на денатурация на протеините и запазването на целостта на клетките, т.е. на формата, обема и структурата на продуктите. Веднъж лиофилизирани в херметични опаковки, предпазващи от достъпа на влага и кислород, те могат да се съхраняват при нормални условия в продължение на години! Както е известно, запазването на свежите и замразените продукти изисква значителни енергийни разходи при значително по-кратки срокове на тяхната годност за консумация. В резултат на сублимацията на водата в лиофилизираните продукти в почти непроменен вид се запазва микропорестата им структура. Ето защо при контакт с вода те за минути, на практика изцяло, възстановяват първоначалния си вид.
В резултат на рехидратацията хранителните продукти възстановяват 93% от първоначалната си форма, цвета и аромата си
при минимални загуби на биологично активните вещества, съдържащи се в тях – протеини, въглехидрати, липиди, полифеноли, антиоксиданти, витамини и минерални вещества. Лиофилизацията определено е един от най-добрите методи за продължително съхранение на плодове, зеленчуци, риба, месо, млечни продукти, яйца и множество други храни при максимално запазване на техните хранителни и органолептични качества. По принцип този начин на съхранение е приложим към всички хранителни продукти, с изключение на тези с високо съдържание на мазнини и сол. Т.е. може да се каже, че лиофилизираните храни са и здравословни... Масата на лиофилизираните продукти е до десет пъти по-малка от тази на свежите, което в значителна степен облекчава тяхната опаковка, съхранение и транспортиране.
Няколко години след откриването на лиофилизацията тя намира първото си значимо практическо приложение.
През 1909 г. Л. Шакел, използвайки сублимационното сушене, получава в сух вид вируса на бяса, както и редица серуми. Следваща значима крачка била направена през 30-те години на миналия век от Е. Флосдорф, който получил лиофилизирана кръвна плазма, с което се поставя началото на широкото приложение на този метод във фармацевтичната индустрия.
В наши дни чрез лиофилизация се получават редица медицински препарати – хормонални, ензимни, тромбин, фибриноген, различни ваксини, пробиотици и т.н. Значителна част от т.нар. разтворимо кафе се получава също чрез лиофилизация на екстракт от кафе. В пчеларството лиофилизацията отдавна се използва за сушене на пчелно млечице и пчелен прашец.
В резултат на лиофилизирането на плодове като арония, касис, малини, боровинки и др. се получават сухи препарати с многократно по-висока концентрация на биологично активни вещества от изходните суровини, които намират приложение в производството на различни биодобавки.
Не са забравени и заклетите гастрономи – получени са дори лиофилизиран хайвер и трюфели.
Неотдавна на пазара се появи и лиофилизиран... крил – скаридоподобен зоопланктон, който е богат източник на изключително важните за човешкия организъм омега-3 мастни киселини (ейкозапентаенова и докозахексаенова), на мощните антиоксиданти астаксантин и бета-каротен, селен, йод, мед и редица други ценни нутриенти. Независимо от това, че крилът е основна храна на китовете, тюлените, калмарите и албатросите, неговите световни запаси са огромни и се изчисляват на близо 800 милиона тона, което прави това производство изключително интересно и перспективно.
Съществен недостатък на лиофилизацията е нейната продължителност и значителна енергоемкост –
от 5 до 10 пъти по-висока от тази при „класическото” въздушно сушене например. В условията на нашата страна обработката на 1 кг продукт струва около 23 лв., което повишава значително себестойността на продукцията. Предвид на това към настоящия момент лиофилизираните продукти се използват главно от космонавтите, пътешествениците, алпинистите и мореплавателите, както и за нуждите на специални части на армията.
Нашата страна е една от водещите в тази област на хранителните технологии, наред със САЩ и Русия.
Една от възможностите за понижаване размера на енергийните разходи, а оттам – и на цената на крайния продукт, е използването на фотоволтаични панели, което се прилага в някои френски предприятия. Търсят се и други начини за намаляване на себестойността на продукцията – осъществяване на процеса при атмосферно налягане, а не под вакуум, диелектрично загряване с помощта на ток с висока честота с цел съкращаване продължителността на сублимационния процес, използването на т.нар. криопротектори, понижаващи температурата на замръзване на разтворите и препятстващи образуването на ледени кристали в клетките, и т.н.
Постепенно лиофилизираните храни, предвид необичайните си качества и възможности, си създадоха стабилна и постоянно прогресираща ниша и сред обикновените консуматори. Световното производство на тези продукти се оценява на около 2 милиона тона годишно с подчертана тенденция към нарастване на интереса и търсенето.
В интерес на историческата правда истински откриватели на лиофилизацията са... инките, които седем-осем столетия преди французите Д’Арсонвал и Борда широко са използвали този метод за удължаване на срока на съхранение на картофената си реколта, месото и др. За целта те отнасяли храните високо в планините край митичния град Мачу Пикчу, където в условията на ниски нощни температури, разреден въздух и на слънчево греене през деня те изгубвали голяма част от съдържащата се в тях вода и ставали много по-устойчиви на развала. Всъщност това е и едно от главните достойнства на лиофилизацията.
Най-интересните статии на доц. д-р Димитър Попов, публикувани във в. "Животът днес", са събрани в книгата "Мантри за здраве и дълголетие", която се разпространява от книжарниците „Хеликон”.
gpopov_bg@yahoo.com
