To efekt liofilizacji. Z owoców uleciała woda, a cały smak i zapach pozostają niemal nienaruszone. Ta technika wygląda na kuchenną alchemię, ale wcale nie jest nowa. Od lat stosowana w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym, a także w ładowniach statków kosmicznych. Astronauci, zanim wyruszą na orbitę, pakują do swoich torebek właśnie liofilizowane produkty.
Aby lepiej zrozumieć sedno tej metody, przypomnijmy sobie, jak rozkłada się zwykły owoc. Gdy leży w ciepłej kuchni, woda z jego miąższu tworzy środowisko sprzyjające bakteriom i pleśni. Natomiast w procesie liofilizacji woda w owocu zamarza na lód, a następnie – w warunkach głębokiej próżni – przechodzi w stan pary (sublimuje), omijając fazę ciekłą. Dlatego wewnętrzne struktury komórek pozostają prawie nienaruszone. Zachowują kształt, barwę, większość witamin i związków zapachowych.
Fizyka zamrożonej pary
Gdy myślimy o suszeniu owoców, przychodzi nam do głowy raczej proces w gorącym powietrzu, gdzie woda odparowuje z produktu i ulatuje. W liofilizacji jednak przebiega to zupełnie inaczej: najpierw owoc głęboko zamarza (nawet do -40 °C), a następnie w próżni o bardzo niskim ciśnieniu woda w postaci lodu przechodzi w parę (sublimuje). Taki proces wymaga sprawnej aparatury, bo trzeba utrzymać ciśnienie.
Wyobraźmy sobie małą truskawkę: przy zwykłym suszeniu w suszarce powietrznej, owoc się kurczy, a część składników odżywczych ulotni. W liofilizacji zamrożona truskawka zachowuje oryginalny kształt komórek. Potem lód sublimuje bezpośrednio w gaz. Dzięki temu truskawka zachowuje kształt i chrupie, gdy ją gryziesz.
Pod kątem składników odżywczych i aromatów niska temperatura robi swoje. Witamina C, niezwykle wrażliwa na ciepło i tlen, w procesie liofilizacji spada w niewielkim stopniu. Estry zapachowe odpowiedzialne za aromat także zostają w dużej mierze zatrzymane. Liofilizaty pachną niemal równie intensywnie, co świeży surowiec.
Udana liofilizacja potrzebuje niskiej temperatury i odpowiedniej próżni przez wystarczająco długi czas, by cała woda zdążyła uciec z produktu. W przeciwnym razie otrzymamy niedosuszony surowiec albo wystąpi częściowe topnienie lodu i degradacja struktury. Dlatego proces jest dość długi (może trwać kilkanaście lub kilkadziesiąt godzin) i energochłonny, przez to kosztowny. Ale efekt, czyli chrupiące plasterki owoców o intensywnym kolorze i wyraźnym smaku rekompensuje te nakłady.
Liofilizat na tle zamrażania, suszenia i wekowania
Gdy chcemy utrwalić owoce, mamy do wyboru kilka opcji: zamrażanie, suszenie w powietrzu, wekowanie (pasteryzacja), ewentualnie kandyzowanie lub kiszenie. Każda metoda ma swoje plusy i minusy. Zamrażanie jest łatwe, ale wymaga ciągłego chłodzenia w zamrażarce – i zwykle zajmuje sporo miejsca (wielka torebka truskawek), a po rozmrożeniu owoce są wodniste. Suszenie powietrzem z kolei obniża wilgotność, ale zmienia strukturę (miąższ twardy lub gumowaty). Część aromatu ulatuje w trakcie dłuższego kontaktu z ciepłem.
Wekowanie – czyli pasteryzacja w słoikach – pozwala zachować owoce nawet przez rok lub dłużej, ale zwykle wraz z dodatkiem cukru lub syropu. Przy tym tracimy kruchość i konsystencję, bo proces wymaga podgrzewania do temperatury bliskiej 100 °C, więc zniszczy wiele wrażliwych witamin.
Liofilizat praktycznie nie ma wody (wilgotność około 1–3%), może być przechowywany w zwykłym szczelnym opakowaniu.
Z perspektywy energetycznej liofilizat raz zrobiony, nie potrzebuje chłodzenia. Owszem, sama liofilizacja jest kosztowna, ale dobrze zabezpieczony produkt możemy przechowywać nawet kilkanaście lat. Pytacie: „Co jest najlepsze?”. Zależy od kontekstu. W tym tkwi piękno kuchni: każda metoda daje inny efekt. Ale w kwestii zatrzymania zapachu i świeżego wrażenia bez dodatków – liofilizacja ma pierwsze miejsce.
Zastanówmy się, jak wygląda ekonomiczna strona liofilizacji owoców. Z jednej strony drogi proces, bo wymaga specjalistycznego sprzętu i dużej porcji energii. Przemysłowe liofilizatory kosztują setki tysięcy złotych, a niewielkie modele do zastosowań rzemieślniczych i laboratoryjnych to nadal dziesiątki tysięcy.
W konsekwencji owoce po liofilizacji kosztują wiele więcej niż świeże w sezonie. Tymczasem klienci chętnie płacą za taką jakość, bo dostają unikatowy produkt o intensywnym smaku i barwie, a zarazem lekki jak piórko i błyskawiczny w użyciu.
A pod względem logistyki? Gdy usuwamy do 95% masy produktu (czyli wody), transport i magazynowanie są dużo tańsze. Ciężarówka wypełniona świeżymi truskawkami – to w większości woda! Owoce są też wrażliwe na uszkodzenia i wymagają chłodni. Z kolei chipsy z truskawek ważą ułamek tego, co oryginalny surowiec i nie potrzebują chłodni. W efekcie spada zużycie paliwa, a tym samym ślad węglowy.
Możemy transportować liofilizowane owoce z Ameryki Południowej do Europy lub Azji bez kosmicznych kosztów chłodzenia. Rynek liofilizowanych produktów rośnie. Lepiej wrzucić do jogurtu garść suchych malin niż kupować owoce sprowadzane samolotem w styczniu.
Od laboratoriów NASA do kuchni
Pamiętajmy o kosmicznych źródłach liofilizacji. Metodę opracowano i udoskonalono dość wcześnie, ale prawdziwej sławy przysporzyły jej programy kosmiczne NASA w latach 60. Astronauci mieli jeść w warunkach nieważkości i ograniczonego miejsca na zapasy. W takiej sytuacji liofilizowane mięso i owoce były darem z niebios: lekkie, trwałe, łatwe do rehydratacji.
W latach 90. pierwsze liofilizowane truskawki trafiły do supermarketów i szerszej gastronomii. Wtedy to jeszcze była ekstrawagancja. Wkrótce jednak branża odkryła, że można pakować te chrupiące owoce do musli, jogurtów w proszku, batonów proteinowych, a nawet do posypek do deserów. W efekcie, liofilizacja jest standardem, choć konsument nie zawsze o tym wie.
Wielu szefów kuchni docenia liofilizowane zioła. Dodają głęboki aromat, jednocześnie nie psują się jak świeże. Poza światem gastronomii mamy wielkie grono entuzjastów przygody i surwiwalu. Łatwo nosić w plecaku paczkę liofilizowanych posiłków.
Jak wygląda liofilizacja w skali przemysłowej? To dość złożone urządzenie. W dużym uproszczeniu działa to tak:
- Owoce (lub inne produkty) rozłożone na półkach.
- Mrożenie do temperatury poniżej -40 °C.
- W szczelnej komorze pompa próżniowa obniża ciśnienie do wartości rzędu kilkudziesięciu lub kilkuset Pascali (poniżej 0,1 mbar).
- W takich warunkach lód sublimuje – przechodzi prosto w parę.
- Wewnątrz liofilizatora kondensator wychwytuje uwalnianą parę wodną i odprowadza jako szron.
- Po pewnym czasie (od 18 do 36 godzin, zależnie od produktu i kubatury) większość wody odparowuje.
- Ostatni etap, tzw. dosuszanie usuwa resztki wilgoci.
To proces szczególnie energochłonny. Potrzebujemy energii elektrycznej do sprężarek, pomp próżniowych i ogrzewania w końcowej fazie. Ale można odzyskiwać ciepło odpadowe. Na przykład, generowane przez sprężarki skierować do pobliskich szklarni.
Zaletą liofilizatorów jest skalowalność. Naturalnie, im większa skala, tym niższy koszt jednostkowy produktu, ale też większe ryzyko, bo jeśli coś pójdzie nie tak (np. awaria w połowie cyklu), to mnóstwo surowca można zmarnować. Przeciętny cykl trwa do kilkudziesięciu godzin, więc planowanie i logistyka mają spore znaczenie.
Liofilizacja to domena wielkich koncernów, ale na rynku wyrastają mniejsze manufaktury i start-upy. Stawiają na unikatowe produkty. Na przykład owoce trudniej dostępne przetworzone w proszek do smoothie. Niewielkie firmy współpracują z sadownikami, wykorzystują owoce klasy II (nie do końca idealne w kształcie, ale wciąż smaczne). To dobry pomysł na wspieranie zero-waste.
Trzeba dobrze zaplanować strategię sprzedaży. Celem są klienci detaliczni, bary fitness, sklepy ze zdrową żywnością? Albo umowa z jedną dużą siecią? Może subskrypcja smoothie-box i co miesiąc dostarczasz paczkę różnych liofilizowanych owoców wraz z przepisami? Takich pomysłów jest mnóstwo.
Co zamiast liofilizatora za 40 tysięcy
Oczywiście, nie każdy ma ochotę wydać kilkadziesiąt tysięcy złotych na profesjonalny liofilizator. A jednak możemy zadbać o zachowanie smaku i składników odżywczych w prostszych warunkach. Niekoniecznie uzyskamy tak kosmiczną chrupkość.
Suszenie w niskiej temperaturze – np. przy 40 °C w suszarce do żywności. Wprawdzie nie będzie to liofilizat, ale i tak znacznie lepsze to niż smażenie lub intensywna pasteryzacja. Można też eksperymentować z pojemnikami próżniowymi.
Poza tym dochodzą metody typu kiszenie lub konserwacja w soku z cytryny i niewielkiej ilości cukru. Jeśli zależy nam głównie na zachowaniu witamin, to zakwaszenie. Wekowanie wiąże się z utratą witaminy C.
Jakość wody w domowych przetworach jest bardzo ważna. Jeśli używamy chlorowanej kranówki, część związków zareaguje z barwnikami owocowymi. Stąd coraz więcej osób wykorzystuje dzbanki filtrujące albo filtry przepływowe pod zlewem. Przy robieniu galaretek i dżemów widać różnicę: klarowniejsza barwa, mniej osadu na ściankach słoika i lepszy aromat.
Oczywiście, żadna z tych metod nie da nam liofilizowanej chrupkości. Stąd różne eksperymenty z próżnią, absorbowaniem tlenu saszetkami i chłodnym suszeniem. Mimo wszystko, jeśli ktoś raz spróbuje jedzenia prawdziwie liofilizowanego zrozumie, że to inna liga.
—
Artykuł partnera
