Liofilizacion de Productos Pesqueros - Lizandro

7/23/2019 Liofilizacion de Productos Pesqueros - Lizandro

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Inf. Tcn. Inst. Inv. Pesq. 38

1976

INSTITUTO DE

INV2STIGtCIONES

PESQUERAS

LAB.

D E V I G O

B I B L I O T E C A

Liofilizacin de productos pesqueros

alimenticios*

Por

M.

LPEZ-BENITO M. GIL

y

G

SAMPEDRO

* *

INTRODUCCIN

En este trabajo se lleva a cabo un estudio de liofilizacin de cigalas

Nephrops norvegicus

y

platos preparados a base de merluza congelada

Merluccius capensis y Merluccius paradoxus procedente de los caladeros

de gran altura.

La liof ilizacin es un proceso de conservacin basado en la congelacin

rpida de los alimentos

y

posterior sublimacin del hielo.

Las ventajas de este sistema son conocidas los productos liof ilizados

no contienen agua y por lo tanto no precisan de condiciones especiales pa-

ra mantener su estabilidad. La disminucin de peso por otra parte ofrece

grandes ventajas para su almacenamiento

y

transporte la prdida de valor

nutri tivo es mnima si se compara con otros sistemas de conservacin por

el calor por el fro o por desecacin y sus caracteres organolpticos sabor

olor as como su contextura se recuperan perfectamente en el tratamiento

de reconstitucin con agua.

Para nuestras experiencias hemos empleado un liofilizador TELSTAR.

modelo .Liolabor

3

dotado de un grupo frigorfico capaz de alcanzar

-55

C

en las bandejas

y -65 C

en el condensador con una cota de

vaco de 0.05 milmetros de mercurio.

Recibido el

9

de febrero de

1976

'

Laboratorio del Inst. Inv. Pesq. Muelle de Bouzas. VIGO.


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La materia prima empleada fueron cigadas procedentes del mercado y

platos preparados a base de merluza congelada guisantes y pimientos mo-

rrones.

P RTE EXPERIMENT L

El estudio se centr en la determinacin de la influencia que la varia-

cin de la temperatura de las bandejas del liofilizador tiene sobre los re-

sultados Finales. Las temperaturas ensayadas fueron 20 40 y 60 C.

La calidad de un alimento liofilizado se ve afectada por el tratamiento

previo del producto as como por las condiciones en las que se lleva a

cabo la criodeshidratacin. Entre stas las temperaturas de las bandejas

de la cmara de liofilizacin programadas para realizar el proceso de su-

blimacin pueden ser determinantes en los rendimientos la reduccin del

tiempo de proceso para obtener productos de humedad aceptable y la ca-

lidad final del producto terminado.

Todo ello viene a confirmar el hecho de que la liofilizacin de un ali-

mento no consiste solamente en un secado por sublimacin encaminado

a alcanzar su estabilidad en el tiempo ya que el control

y

modificacin de

ciertos parmetros fsicos que condicionan el procedimiento de conserva-

cin tales como la congelacin previa desecacin primaria deshidratacin

secundaria almacenamiento y regeneracin por inmersin en agua son de-

terminantes de la calidad rendimiento y costes del producto comercial.

Descripcin del procedimiento seguido

reparacin de cigalas

Las cigalas se cocieron durante cinco minutos en una disolucin de clo-

ruro de sodio al 10 . Se procedi a continuacin al descabezado y se les

quit el caparazn. Las colas se colocaron en cajas metlicas rectangulares

con una densidad de carga de 9 25 kg./m2 siendo posteriormente congela-

das a -30

C

y

liofilizadas.

repracin del plato precocinado de merluza

La merluza congelada utilizada se cort en rodajas de 2 5 c m de espe-

sor y se procedi a su coccin durante cinco minutos en disolucin de

cloruro de sodio al 3 . Una vez cocido el pescado se escurr i durante

quince minutos y se colocaron las rodajas en envases metlicos para pro-

ceder a su liofilizacin. La densidad de carga era de 17 5 kg./m2.


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En otras experiencias se liofilizaron asimismo guisantes y pimientos

morrones procedentes de productos comerciales en conserva. Despus de

proceder a su escurrido, la densidad de carga era 2,7

y

10,2 kg/m2, res-

pectivamente.

uncionamiento del liofilizador

Los alimentos se colocan en las bandejas 1) del liofilizador fig. 1) por

el interior de las cuales hay un doble circuito. La expansin del fren, com-

presor 2), logra congelar el producto. Se cambia posteriormente el ci r-

cuito del gas frigorfico de forma que el condensador 3) alcance la tempe-

ratura de -60 C. Se pone en funcionamiento la bomba de vaco y se co-

munica con la cmara de liofilizacin comenzando la sublimacin del pro-

ducto. Por el segundo circuito de las bandejas, con el auxilio de la bomba

de circulacin

(4)

y calefaccin

5)

e hace circular un fluido a una tempe-

ratura programada para aportar el necesario calor de sublimacin. Este tra-

tamiento se mantiene hasta que las curvas del regist rador correspondientes

a temperatura en las bandejas y en el producto, coincidan y el vaco en la

cmara de liofilizacin y en la bomba se iguale

y

se mantenga constante.

Se procede a la descongelacin, se interrumpe el vaco con atmsfera seca

e inerte y se finaliza el proceso.

La fase de sublimacin es muy delicada por lo cual debe controlarse mi-

nuciosamente al objeto de evitar alcanzar la temperatura de comienzo de

fusin.

Durante esta fase se mantiene un equilibrio entre la aportacin de ca-

lor y el enfriamiento que se produce en la sublimacin del hielo. De esta

forma el alimento pierde su humedad sin cambiar de forma.

Como se expresa en la fig. 2 la presin en el punto triple, en el caso

del agua, en el que estn presentes en equilibrio las tres fases, slido, I-

quido y vapor, es de 4 6 mm de mercurio a C No obstante, se necesi-

ta un vaco ms elevado para lograr la sublimacin del hielo en un pro-

ducto biolgico congelado fig. 3).

En dicha figura se indica asimismo el proceso de liofilizacin que he-

mos seguido con el liofilizador TELSTAR, representndose las curvas de

temperatura en el interior del producto a liofilizar, temperatura de las

bandejas, vaco en la cmara de liofilizacin

y

temperatura en el conden-

sador. Una dificultad importante es la resistencia a la transmisin del ca-

lor y a la evaporacin, que presenta el producto a liofilizar a medida que

se sublima el hielo, debido a la estructura porosa que adquiere dicho

producto.


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T e m p e r a t u r a OC

Fig.

2.-

Diagrama de fases del agua.

La desecacin secundaria elimina el agua adsorbida sobre la superfi-

cie del alimento poroso que ha sufrido la sublimacin fig. 3 proceso

este que se lleva a cabo a una temperatura elevada vaco intenso. La

desecacin secundaria o desorcin isotrmica se mantiene hasta que la

humedad residual del alimento sea suficientemente baja para asegurar su

estabilidad, dependiendo de la intensidad de este tratamiento el precio fi-

nal del alimento liofilizado.

RESULT DOS EXPERIMENT LES

En el cuadro

1

se expresan los resultados que hemos obtenido en el

estudio de la influencia del tiempo de liofilizacin, a diferentes temperatu-


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ras de las bandejas, sobre la prdida de peso y humedad final de ciga-

las y el plato preparado, compuesto de merluza, guisantes y pimientos

morrones.

Las prdidas de peso por deshidratacin durante el proceso de liofili-

zacin de estos productos alimenticios, quedan esquematizadas en la fi-

gura 4 evidencindose el carcter asinttico de las curvas, al alcanzar

los niveles de humedad correspondientes a los de las materias primas.

Se observa asimismo un desplazamiento de las curvas correspondientes

a inferior temperatura (20 C), con relacin a las dos de temperaturas

superiores (40 y 60 C), como consecuencia de una pobre aportacin de

calor por las bandejas.

La proximidad, en el tramo ascendente, de las

curvas correspondientes a los guisantes (C), indica una fcil desecacin

primaria a las temperaturas por nosotros ensayadas, mientras que en el

caso de la merluza

B) ,

la variacin de la temperatura, acusa notables

diferencias en

la prdida de peso.

Se ha pretendido para cada producto, alcanzar un mnimo de humedad,

que garantice la estabilidad de estos alimentos. Debido a que la natura-

leza de las materias primas, es diferente entre s, se necesitan condicio-

nes de procesamiento (tiempo y temperatura de liofilizacin), diferentes

para cada caso, hasta conseguir dicho mnimo, lo que influye como con-

secuencia, de manera directa sobre el coste del producto final.

Temperatura

E

E

o

.-

p n i M a n lA D E ~ E C A CI O

SECUNDARIA

-. - -

Tempera tu ra en e l condensado r

760

T i e m p o

Fig.

3.

armetros registrados por nuestro liofilizador TELSTAR durante el procesamiento.

6 38)


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Como puede apreciarse, en los resultados de nuestras experiencias

[fig. 5) se observa un incremento en la velocidad de deshidratacin, a me-

dida que aumenta la temperatura de las bandejas, as, para conseguir un

nivel mnimo de humedad de 2,5

O/O,

que estimamos como idneo para

la buena estabilidad de estos productos, se necesitan 24 horas de trata-

miento en el liofilizador, cuando la temperatura de las bandejas es de

20 C 17 horas si esta temperatura es de 40 C y 15 horas cuando se

trabaja a 60

C

en la liofilizacin de cigalas; en la merluza se alcanza la

humedad idnea y en orden a estas temperaturas, a las 24, 22 y 17 ho-

ras, en los guisantes en 21, 6 y 4,5 horas y en los pimientos morrones a

las 27, 21 y 12 horas.

Se observa en todos los casos, que al descender a bajos niveles de hu-

medad, la velocidad de deshidratacin en la liofilizacin, disminuye de

forma muy apreciable, fenmeno ste que es ms acusado cuando la tem-

peratura de las bandejas es ms baja.

Reconstitucin de los alimentos liofilizados

Dicha reconstitucin se hizo manteniendo los productos liofilizados

durante quince minutos en un bao de agua salada al 2 OO a la temperatu-

ra de 50 C.

Hemos determinado la humedad de las cigalas una vez reconstituidas

que result ser muy similar en todos los casos a la de otros ejemplares

que no haban sufrido la liofilizacin.

Humedad del producto

reconstituido

%o

Cigalas no liofilizadas 74,86

Cigalas liofilizadas tempe ratura

de las bandejas 20 C

73,30

Cigalas liofilizadas temp eratura

de las bandejas 40 C 72,90

Cigalas liofilizadas temperatura

de las bandejas 60 C

73,lO

Un jurado calificador formado por diez miembros especializados no

encontraron diferencias apreciables en la calificacin de los alimentos

liofilizados a temperaturas de bandejas de 20, 40 y 60 C comparados con

los mismos alimentos sin liofilizar.


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Si a esto aadimos que la calidad result ser muy similar entre los

alimentos liofilizados a diferentes temperaturas de bandejas se con-

cluye que resulta ms aconsejable liofilizar a una temperatura de ban-

dejas de

60

C,

lo que permite un considerable ahorro en el tiempo de

procesamiento.

Un calentamiento ms intenso de las bandejas reducira la duracin

del secado por lo tanto el coste de la operacin a la vez que aumenta-

ra la rotacin del producto en una instalacin tan costosa como es la de

liofilizacin pero al producirse fusiones parciales se originan unas alte-

raciones bioqumicas que haran descender la calidad del alimento lio-

filizado.


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SUMMARY

FREEZE-DRYING OF FlSH FOOD PRODUCTS. n this paper we essay th e keep ing

by freeze-drying of prawns and pre-cooking hake foods.

We study the influence of the shelves-temperature of the freeze-drying chamber, and

the process ing time, on the weight-loss, end moistu re, qual i ty, and organoleptical cha-

racter st ics of the f ina l product.

This qual i ty was good in every case, and the products obtained by freeze-drying were

simi lar to the tresh products.

We have been able to check up, in our exper iences, that to get the least moisture-

level of 2,5 OO when the shelves-temperature is of 60 C, i t is necessary a freeze-dry ing

t ime of 15 hours, i f we work wi th prawns,

17

hours, when the raw material is hake, and 4,s

o r 12 hours in the case of peas and red peppers respectively.

Al though the qual i ty of the product obta ined in these condi t ions, after the recons-

t i tu t ion wi th water, is very s imi lar to the one of the products freeze-dr ied at lower shel -

ves-temperature (20 and 40 C) whi le the processing t ime is shorter , t i s be t te r to

freeze-dry at a shelves-tem perature of 60 C as this gives us a saving in the freeze-

dry ing t ime.

For a higher drying-speed in the frozen product we equil ibrate the heat supply with

the evaporative cool ing speed.

In any case for a regular drying we shal l work with an equal thickness product, trying

a good contact with al1 food surface.

The cri tical temperature for beg inning the disfreezing in vacuum

is very important

in the freeze-dry ing processing, i f th is temperature is surpassed the product wi l l contract

and harden and after we shal l not be able to reconsti tute

t

wi th wa te r .

The temperature that we must use in the condenser and the vapour pressure in th e

drying chamber wil l depend on the cri tical temperature.


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