La liofilizzazione (anche crioessiccazione o, all’inglese, freeze-drying) è una particolare metodica di essiccazione che viene utilizzata in ambito farmaceutico (è stato questo il primo campo di applicazione della liofilizzazione) e, soprattutto, in ambito alimentare; in alcuni casi viene utilizzata anche in campo chimico (serve alla purificazione dei prodotti e alla preparazione di catalizzatori).
La liofilizzazione è una metodica praticamente obbligata qualora il prodotto da essiccare si alteri utilizzando altre tecniche di essiccazione; la liofilizzazione, infatti, consente la riduzione dell’umidità residua dei materiali a valori particolarmente bassi (in alcuni casi si scende persino sotto l’1%) senza la struttura del materiale venga modificata in modo irreversibile, cosa che invece avviene con altre tecniche di essiccazione.
La liofilizzazione è quindi una metodica particolarmente utile e indicata qualora si debbano essiccare sostanze che o si decompongono in seguito al riscaldamento o che risultano instabili quando sono in soluzione concentrata.
Dal momento che la liofilizzazione, come vedremo, passa anche attraverso una fase di congelamento, essa è di notevole utilità in quasi in cui è fondamentale operare in condizioni di sterilità (è noto che nei materiali sottoposti a congelamento non si hanno né crescita batterica né trasformazioni enzimatiche).
Un altro notevole vantaggio della liofilizzazione è dato dal fatto che per un rapido ripristino del prodotto nella sua forma originaria è sufficiente aggiungere il solvente rimosso (il termine liofilizzazione per indicare il processo di crioessiccazione è appunto dovuto al fatto che il materiale essiccato è liofilo, ovvero mantiene, per il solvente che è stato eliminato, la medesima affinità che aveva prima di essere sottoposto al trattamento).
Il processo di liofilizzazione
Il processo di liofilizzazione avviene in particolari apparecchiature dette, appunto, liofilizzatori.
Le tappe di tale processo sono diverse; sommariamente l’intero processo può essere descritto così:
preparazione del materiale da liofilizzare – congelamento – liofilizzazione – confezionamento del materiale.
La liofilizzazione vera e propria consta essenzialmente di tre fasi ben distinte, ovvero essiccamento primario (o sublimazione sottovuoto), essiccamento secondario (evaporazione sottovuoto) e rottura del vuoto.
La reidratazione dei materiali liofilizzati risulterà molto rapida o può essere effettuata tramite aspersione o per immersione in acqua.
I prodotti liofilizzati hanno l’enorme vantaggio, una volta che sono confezionati in contenitori impermeabili all’aria e all’umidità (questo passaggio è fondamentale) di tempi di conservazione decisamente importanti (anche anni).
La perfetta chiusura dei contenitori contenenti i prodotti liofilizzati è, come accennavamo, di vitale importanza; i materiali liofilizzati, infatti, sono notevolmente igroscopici (negli ambiti chimico e fisico, si dice igroscopica una sostanza che, quando è esposta all’aria, è capace di assorbirne l’umidità) ed è quindi necessario che la chiusura dei contenitori venga effettuata operando in ambienti perlopiù sterili e con umidità relativa bassissima.
Gli alimenti liofilizzati, per esempio, vengono confezionati operando in atmosfera protetta o controllata, in contenitori in grado di resistere all’aria e all’umidità (generalmente si tratta di alluminio e di polietilene, ma anche il vetro viene spesso utilizzato). Quanto più il confezionamento viene effettuato a regola d’arte, tanto più il prodotto liofilizzato manterrà per anni la propria integrità.
La liofilizzazione in ambito alimentare
Il processo di liofilizzazione consente di conservare molti alimenti a temperatura ambiente anche per un lungo periodo di anni. Esso si basa sul principio per cui, togliendo la componente di acqua presente in ogni alimento in quantità variabile, il prodotto si conserva senza rischi di degenerazione o contaminazione da germi. L’acqua, infatti, viene eliminata completamente, impedendo ai germi, patogeni e no, di riprodursi e contaminare i cibi. La perdita di acqua quasi totale (circa il 98%) non compromette le proprietà nutritive e i sapori dei cibi.
La grande diffusione dei prodotti liofilizzati si deve alla facilità di conservazione (a temperatura ambiente) e al trasporto e immagazzinamento (sono molto leggeri e facilmente trasportabili in grandi quantità). L’elevato standard igienico ha fatto della liofilizzazione uno dei metodi più efficaci per la preparazione e la conservazione dei cibi per i neonati.
La liofilizzazione lascia inalterati, oltre al contenuto proteico, anche caratteristiche nutritive più delicate, come le vitamine e i sali minerali, oltre a lasciare immutati il sapore e gli aromi contenuti negli alimenti.
Una volta rimesso a contatto con l’acqua, l’alimento liofilizzato riacquista tutta la sua consistenza e senza alcun bisogno di aggiunta di ulteriori ingredienti.
I casi più comuni di alimenti liofilizzati sono il latte in polvere e molti a base di verdure, carne e pesce per l’infanzia.
Una volta che l’alimento è stato liofilizzato è pronto per essere inscatolato e confezionato. La fase di preparazione varia ovviamente dal tipo di alimento e ha lo scopo di ottenere un cibo sminuzzato in piccole parti; per esempio, la frutta viene affettata e la carne o le verdure sono ridotte in piccoli cubetti.
La liofilizzazione richiede un processo industriale notevolmente sofisticato e ciò è un’ulteriore garanzia di controlli accurati e di alto standard igienico. Inoltre, poiché la sola eliminazione dell’acqua è una garanzia di conservazione non è necessario aggiungere conservanti o additivi.