Jak funguje lyofilizace a jsou lyofilizované potraviny zdravé?

- Pixabay

Barbora Nová

Lyofilizace, také známá jako sušení mrazem, je forma dehydratace. Potraviny se nejprve zmrazí a poté vysuší pod tlakem, aby se odstranil obsah vody (1).

Obecně se má za to, že lyofilizace je nejlepší metodou sušení. Jako taková je to běžná praxe v potravinářském a farmaceutickém průmyslu (1).

Ve skutečnosti můžete ve svém místním supermarketu snadno najít širokou škálu lyofilizovaných potravin, od hotových jídel po ovoce nebo svačiny.

Následuje vysvětlení, co je to lyofilizace a zda je zdravá nebo ne.

Co je to lyofilizace?

Lyofilizace nebo sušení mrazem je dehydratační technika založená na sublimaci vody v produktu (1, 2).

To znamená, že obsah vody ve výrobku přechází z pevného do plynného skupenství – nebo z ledu do páry – aniž by procházel kapalným skupenstvím (1).

Lyofilizace je považována za vysoce kvalitní metodu dehydratace z několika důvodů, včetně (1, 2):

• funguje při nízkých teplotách, což přispívá k zachování nutriční hodnoty, chuti, vzhledu a sloučenin citlivých na teplo
• zmrazování inhibuje chemické a mikrobiologické procesy, což výrazně oddaluje znehodnocení výrobku (prodlužuje tak jeho trvanlivost)

Jak to funguje?

Syrové ovoce, zelenina a maso jsou primárně složeny z vody, kterou lze rozdělit na „volnou“ a „vázanou“ vodu. Zatímco volná voda zamrzne, vázaná voda ne (1).

V procesu lyofilizace musí být odstraněna veškerá volná voda a část vázané vody a volná voda musí zůstat po celou dobu zmrzlá. Ve skutečnosti je to hlavní rozdíl mezi lyofilizací a vakuovým sušením – a nejnáročnější krok (1).

Proces lyofilizace lze rozdělit do tří kroků (1, 3, 4):

• Pomalé mrazení. Suroviny se nejprve hluboce zmrazí na teplotu mezi -50 až -100 °C. Tento proces trvá 12–35 hodin. Proč tak dlouho? Pokud by totiž surovina nebyla dokonale promrzlá, částice vody by se při nízkém tlaku začaly vařit a vznikla by pára, která by surovinu potrhala a spálila.
• Primární sušení. Následně dochází k pomalému zvyšování teploty, ale naopak ke snižování tlaku. Při postupném zvyšování tepla dochází k sublimaci a vzniklá vodní pára odchází do kondenzátoru, kde se znovu přemění na led. Primární sušení trvá zpravidla několik hodin až dní a plody přijdou až o 95 % vody.
• Sekundární sušení. Kousky, kterým první sušení nestačilo, prochází ještě druhou fází sušení. Při této fázi se odstraní zbývající molekuly vody, které se drží na povrchu. Teplota v sušící komoře se někdy zvedne až nad 0 °C, což naruší vazby mezi vodou a pevným materiálem. Tlak se obvykle ještě více sníží. Po druhém sušení v surovinách zůstává už jen 1–4 % vody. Jsou tak v té nejlepší lyofilizované kondici, připraveny vyrazit na cestu do skladu.

Lyofilizace by měla být prováděna za kontrolovaných podmínek, které nerozpouštějí vodu, protože přítomnost kapalné vody může změnit složení, tvar a fyzikální vlastnosti produktu (1).

To by pravděpodobně vedlo k výraznému snížení trvanlivosti produktu (1).

Jakmile je zmrzlá voda odstraněna sublimací, zbývající produkt vytvoří vysoce porézní strukturu. Přidáním vody se však produkt téměř okamžitě znovu rehydratuje (1).

Celý proces probíhá ve speciálním stroji, tzv. lyofilizátoru. Sušení mrazem má několik fází a některé suroviny se musí sušit i dvakrát.

Shrnutí:

• Lyofilizace je forma dehydratace, která odstraňuje obsah vody z produktu přeměnou z ledu na páru. Třífázový proces zachovává nutriční hodnotu, chuť a vzhled produktu a zároveň prodlužuje trvanlivost.

Jsou mrazem sušené potraviny zdravé?

Lyofilizované potraviny jsou zdravou volbou. Ve skutečnosti je lyofilizace jednou z nejběžnějších metod dehydratace díky svým četným výhodám.

Lyofilizace je jedním z nejlepších způsobů, jak zachovat aktivitu prospěšných rostlinných sloučenin, jako jsou fytochemikálie a živiny, při zachování barvy, chuti a struktury. To je důvod, proč se široce používá k výrobě vysoce hodnotných potravinářských produktů (3, 5, 6).

Studie například ukazují, že ve srovnání s jinými metodami sušení je lyofilizace nejúčinnější při zachování antioxidantů, jako jsou antokyany, flavonoidy a kyselina askorbová nebo vitamín C (3, 7).

Antioxidanty jsou prospěšné sloučeniny, které pomáhají bojovat proti škodlivým účinkům oxidačního stresu ve vašem těle. Jsou také sloučeninami, které jsou základem většiny zdravotních přínosů ovoce a zeleniny (7, 8).

I když však lyofilizace může někdy dokonce zvýšit fytochemickou koncentraci ovoce, v závislosti na ovoci může být pravdou i opak (3).

Kromě toho, vzhledem k tomu, že snížená aktivita vody inhibuje růst většiny bakterií, kvasinek a plísní, lyofilizace odstraněním obsahu vody z produktu pomáhá prodloužit trvanlivost potravin (2, 4, 5).

To je důležité zejména u čerstvých rostlinných potravin, které nemusí být dostupné po celý rok ( 3 ).

A konečně, odstranění obsahu vody v produktu vede ke snížení objemu a hmotnosti, což usnadňuje manipulaci, skladování a přepravu (2, 3, 4).

Shrnutí:

• Lyofilizace pomáhá zachovat živiny a fytochemikálie v potravinách. Proto jsou lyofilizované potraviny zdravou volbou. Prodlužuje také životnost produktu a usnadňuje skladování, manipulaci a přepravu.

Potraviny, které lze sušit mrazem

Lyofilizované potraviny se často používají pro pěší turistiku, kempování, průzkum vesmíru, nouzové a přežití a vojenské dávky. Jsou preferovány před běžnými potravinami kvůli jejich nízké hmotnosti, dlouhé trvanlivosti, přenosnosti a snadné přípravě (9).

Zatímco rostlinné potraviny jsou nejoblíbenějšími lyofilizovanými produkty, touto metodou lze konzervovat širokou škálu potravin.

Následuje seznam některých potravin, které lze sušit mrazem (3, 5, 9):

• Ovoce: jahody, jablka, ostružiny, banány, hrušky, pomeranče a ovocné pyré
• Zelenina: téměř veškerá zelenina, jako je mrkev, chřest, houby, paprika, dýně a rajčata
• Maso: hovězí, rybí, kuřecí, vejce, vepřové, krůtí a krevety
• Obiloviny: vařená rýže, fazole, těstoviny, quinoa a polenta
• Luštěniny: vařené fazole, čočka, hrášek a tofu
• Mražená jídla: celá jídla jako Pad Thai, dušená jídla, chilli a svačiny
• Nápoje: mléko, džusy, káva a čaj na instantní nápoje
• Koření: zázvor, oregano, máta, bazalka a česnek
• Sladidla: javorový sirup na práškový cukr

Jak dlouho vydrží například lyofilizované ovoce?

I když se jedná o ovoce bez konzervantů, díky speciální metodě sušení vydrží i 2 roky. Ale pozor, pouze pokud není balíček s ovocem otevřený, protože lyofilizace je náchylná na vlhkost. Doporučuje se tedy ovoce sušené mrazem zkonzumovat co nejdříve.

Shrnutí:

• Lyofilizací lze konzervovat širokou škálu potravin, včetně ovoce, zeleniny, masa, celých jídel, obilovin, nápojů, koření a sladidel.

Možné nevýhody lyofilizace

Lyofilizace je vynikající metodou konzervace potravin. Existují však některé potenciální nevýhody, které je třeba zvážit.

Za prvé, zatímco snížení dostupnosti vody produktu snižuje mikrobiální růst, mikroorganismy způsobující nemoci v syrovém mase nebo vejcích mohou přežít proces sušení a zůstat přítomny během skladování. Pokud jsou konzumovány bez vaření, mohou způsobit onemocnění z potravin (4).

Potraviny lze sušit mrazem vařené nebo syrové. Pokud sušíte syrové maso nebo vejce mrazem, budete je muset před konzumací řádně uvařit (10).

Za druhé, navzdory zachování obsahu antioxidantů v potravinách umožňuje vysoká poréznost lyofilizovaných produktů snadný přístup ke kyslíku, což může vést k vyšším úrovním oxidace nebo degradace bioaktivních sloučenin (2, 7).

Shrnutí:

• Lyofilizace nezabije všechny bakterie přítomné v syrové stravě. Před lyofilizací tedy musíte uvařit syrové potraviny, abyste se vyhnuli nemocem z potravin. Vysoká poréznost lyofilizovaných potravin může vést k větší degradaci živin.

Můžete doma sušit potraviny mrazem?

Lyofilizace vyžaduje specializované a často drahé zařízení, které pracuje při specifické teplotě a tlaku.

O sušení mrazem by se nemělo pokoušet bez náležitého vybavení a školení.

Kolik stojí lyofilizátor?

Nejmenší lyofilizátory, které zvládnou zpracovat několik kilogramů potravin, stojí asi 250 tisíc korun. Lyofilizátory pro potravinářskou výrobu vyjdou na několik milionů korun.

Shrnutí:

• Lyofilizace je proces vyžadující specializované vybavení a bez něj není bezpečné zkoušet.

Závěr

Lyofilizace je způsob sušení zmrazených potravin procesem, který přeměňuje led na páru, také známý jako sublimace.

Jedná se o zdravou metodu konzervace potravin, protože zachovává většinu prospěšných rostlinných sloučenin a živin v potravinách, stejně jako jejich barvu, chuť a vzhled.

Nicméně nezabíjí škodlivé bakterie. Proto byste měli důkladně vařit lyofilizované syrové potraviny, jako je maso nebo vejce.

Lyofilizace vyžaduje speciální vybavení. Pokud nemáte domácí lyofilizační stroj, nepokoušejte se potraviny sušit mrazem.