Was ist Gefriertrocknung oder gefriergetrocknete Lebensmittel?

Der grundlegende Prozess des Gefriertrocknens von Lebensmitteln war den alten peruanischen Inkas der Anden bekannt. Gefriertrocknung oder Lyophilisierung ist die Sublimation (Entfernung) des Wassergehalts von gefrorenen Lebensmitteln. Die Dehydratisierung erfolgt unter Vakuum und bewirkt, dass das pflanzliche oder tierische Produkt während des Prozesses fest gefroren wird. Die Schrumpfung wird beseitigt oder minimiert, und es ergibt sich eine nahezu perfekte Konservierung. Gefriergetrocknete Lebensmittel haben eine längere Haltbarkeit als andere Konserven und sind sehr leicht, was sie ideal für die Raumfahrt macht. Die Inkas lagerten ihre Kartoffeln und andere Nahrungspflanzen auf den Berghöhen oberhalb von Machu Picchu. Die kalten Bergtemperaturen gefroren das Essen und das Wasser im Inneren verdampften langsam unter dem niedrigen Luftdruck der Höhenlagen.

Während des Zweiten Weltkriegs wurde das gefriergetrocknete Verfahren kommerziell entwickelt, als es zur Konservierung von Blutplasma und Penicillin eingesetzt wurde. Das Gefriertrocknen erfordert die Verwendung einer speziellen Maschine, die als Gefriertrockner bezeichnet wird und eine große Kammer zum Gefrieren und eine Vakuumpumpe zum Entfernen von Feuchtigkeit aufweist. Seit den 1960er Jahren wurden über 400 verschiedene gefriergetrocknete Lebensmittel kommerziell hergestellt. Zwei schlechte Kandidaten für die Gefriertrocknung sind Salat und Wassermelone, weil der Wassergehalt zu hoch ist und sie schlecht gefriergetrocknet werden. Gefriergetrockneter Kaffee ist das bekannteste gefriergetrocknete Produkt.

Der Gefriertrockner 

Besonderer Dank geht an Thomas A. Jennings, Ph.D., Autor vondie Antwort auf die Frage "Wer hat den ersten Gefriertrockner erfunden?" 

Thomas A. Jennings, "Lyophilisierung: Einführung und Grundprinzipien"

"Es gibt keine wirkliche Erfindung eines Gefriertrockners. Es scheint sich mit der Zeit aus einem Laborinstrument heraus entwickelt zu haben, das von Benedict und Manning (1905) als" chemische Pumpe "bezeichnet wurde. Shackell übernahm das grundlegende Design von Benedict und Manning und verwendete eine elektrisch angetriebene Vakuumpumpe anstelle der Verdrängung der Luft mit Ethylether, um das erforderliche Vakuum zu erzeugen - daher Gefriertrocknen. Die Literatur gibt nicht ohne weiteres Auskunft über die Person, die als erste die zur Durchführung dieser Form des Trocknens verwendete Ausrüstung als "Gefriertrockner" bezeichnet hat. "

Das Unternehmen von Dr. Jennings hat eine Reihe von Instrumenten entwickelt, die direkt auf den Gefriertrocknungsprozess anwendbar sind, darunter das patentierte D2- und DTA-Thermoanalysegerät.

Trivia 

Gefriergetrockneter Kaffee wurde erstmals 1938 hergestellt und führte zur Entwicklung von pulverförmigen Lebensmitteln. Die Firma Nestle erfand gefriergetrockneten Kaffee, nachdem sie von Brasilien gebeten wurde, eine Lösung für ihre Kaffeeüberschüsse zu finden. Nestles eigenes gefriergetrocknetes Kaffeeprodukt hieß Nescafe und wurde erstmals in der Schweiz eingeführt. Tasters Choice Coffee, ein weiteres sehr bekanntes gefriergetrocknetes Produkt, geht auf ein Patent von James Mercer zurück. Von 1966 bis 1971 war Mercer Chefentwickler bei Hills Brothers Coffee Inc. in San Francisco. Während dieser fünf Jahre war er für die Entwicklung einer kontinuierlichen Gefriertrocknungskapazität für Hills Brothers verantwortlich, für die er 47 US-amerikanische und ausländische Patente erhielt.

Wie funktioniert die Gefriertrocknung??

Gemäß Oregon Freeze Dry besteht der Zweck des Gefriertrocknens darin, ein Lösungsmittel (üblicherweise Wasser) aus gelösten oder dispergierten Feststoffen zu entfernen. Gefriertrocknung ist die Methode zur Konservierung von Materialien, die in Lösung instabil sind. Darüber hinaus kann die Gefriertrocknung verwendet werden, um flüchtige Substanzen abzutrennen und wiederzugewinnen sowie Materialien zu reinigen. Die grundlegenden Prozessschritte sind:

1. Einfrieren: Das Produkt ist eingefroren. Dies ist eine notwendige Voraussetzung für die Niedertemperaturtrocknung.
2. Vakuum: Nach dem Einfrieren wird das Produkt unter Vakuum gesetzt. Dies ermöglicht es dem gefrorenen Lösungsmittel in dem Produkt zu verdampfen, ohne die flüssige Phase zu passieren, ein Prozess, der als Sublimation bekannt ist.
3. Wärme: Das gefrorene Produkt wird mit Wärme beaufschlagt, um die Sublimation zu beschleunigen.
4. Kondensation: Niedertemperatur-Kondensatorplatten entfernen das verdampfte Lösungsmittel aus der Vakuumkammer, indem sie es wieder in einen Feststoff umwandeln. Damit ist der Trennvorgang abgeschlossen.

Anwendungen von gefriergetrockneten Früchten

Beim Gefriertrocknen sublimiert die Feuchtigkeit direkt vom festen Zustand in Dampf und erzeugt so ein Produkt mit kontrollierbarer Feuchtigkeit, das weder gekocht noch gekühlt werden muss und sein natürliches Aroma und seine natürliche Farbe beibehält. 

Quellen

"Zuhause." OFD Foods, 2017.

Jennings, Thomas A. "Lyophilisierung: Einführung und Grundprinzipien." 1. Auflage, CRC Press, 31. August 1999.