Mit Gefriertrocknung Kräuter, Gewürze und Pflanzen konservieren

Seit langem bewährt und erfolgreich: Kräuter, Gewürze und Pflanzen mit Gefriertrocknung konservieren und Heilwirkung und Geschmack erhalten.

Die Gefriertrocknung ist ein komplexer Prozess, obwohl er nur aus wenigen Schritten besteht. Dennoch wird dieses Verfahren häufig eingesetzt, nicht zuletzt, weil es in der Regel zu einem deutlich stabileren Endprodukt führt als das Ausgangsmaterial. Tatsächlich kann die Lyophilisierung als schonendere Methode im Vergleich zu herkömmlichen Lufttrocknungsmethoden betrachtet werden. Es gibt viele verschiedene kreative Ansätze, wie die Gefriertrocknung uns bereichern kann.

• Mit der Gefriertrocknung kann man beispielsweise sehr gut Kräuter, Gewürze und andere Naturstoffe konservieren und gleichzeitig Geschmack und Heilwirkung erhalten. Die Gefriertrocknung wird in diesem Sinne auch häufig verwendet, um Lebensmittel haltbar und sie sehr leicht zu machen.

• Besonders beliebt wurde das Verfahren einst, als man damit gefriergetrocknetes Eis als Snack für NASA-Astronauten hergestellt hatte.

• In letzter Zeit wurde eine Vielzahl von Produkten entwickelt, da der Gefriertrocknungsprozess billiger geworden ist und kreatives Potenzial freigesetzt wird.

• Aus schwer verkäuflichen Lebensmitteln wie krummem Spargel werden beispielsweise neue Produkte wie Spargelpulver für die Lebensmittelindustrie.

• Bauern können das Gemüse und Obst weiterverarbeiten und zum Beispiel gefriergetrocknete Erdbeeren oder Aprikosen verkaufen.

• Konditoren veredeln ihre Kreationen mit gefriergetrockneten Zutaten.

Gefriertrocknung ideal für Kräuter, Gewürze und Pflanzenstoffe

Kräuter und Gewürze werden seit langem in der Küche, zur Konservierung und als Arzneimittel verwendet. Ihr charakteristischer Geschmack und ihr Aroma beruhen hauptsächlich auf den darin enthaltenen flüchtigen Stoffen.

Die enthaltenen Naturstoffe reagieren sehr empfindlich auf verschiedene Faktoren wie hohe Temperaturen, Feuchtigkeit oder Sauerstoff. Unter den verschiedenen künstlichen Trocknungsmethoden trägt die Gefriertrocknung oder Lyophilisierung der Kräuter, Gewürze und Pflanzen dazu bei, getrocknete Produkte mit guten Geschmackseigenschaften und voller Heilwirkung zu erhalten. Diese Methode verwendet niedrige Temperaturen und eine kürzere Verarbeitungszeit.

In diesem Sinne hat sich in letzter Zeit die Lyophilisierung als anerkannte Methode zur Konservierung von verschiedenen Kräutern und Gewürzen etabliert. Denn sie bietet im Vergleich zu anderen Trocknungs- und Konservierungstechniken viele Vorteile.

Was einen guten Gefriertrockner ausmacht

Der Gefriertrockner ist ausschließlich zum Absaugen von festen oder flüssigen Stoffen bestimmt, die keine giftigen oder explosiven Gase oder Flüssigkeiten freisetzen. Der Zusatz von Lösungsmitteln ist nicht zulässig. Vor allem eignet sich der Gefriertrockner zum Trocknen von Lebensmitteln und Pflanzen, insbesondere zur Wassergewinnung.

Die Hauptkomponenten des Gefriertrockners sind die Vakuumkammer, die Vakuumpumpe und das Kühlsystem. Der Gefriertrocknungsprozess besteht aus einer Kühlphase, in der das Trockengut auf ca. 10 °C unter den Erstarrungspunkt des Trockengutes (dieser variiert je nach Produkt) abgekühlt wird. Dies kann auch außerhalb des Gefriertrockners erfolgen.

Wenn das Trocknungsgut ausreichend abgekühlt ist, wird die Vakuumpumpe eingeschaltet und in der Vakuumkammer, in der sich das Trocknungsgut befindet, ein Vakuum aufgebaut. Der Sublimationsprozess wird durch die Zufuhr von Wärme durch die Heizmatten unter den Schubladen gestartet, die das Wasser der Trockenware in Wasserdampf umwandelt. Da die Wand der Vakuumkammer kälter ist, strömt der Wasserdampf dorthin und gefriert an der Wand.

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Je nach Bedarf können mehrere Trocknungsphasen durchgeführt werden. Die Dauer des Trocknungszyklus hängt stark vom zu trocknenden Material und der Höhe des Vakuums ab. Die Gefriertrocknung wird manchmal als Lyophilisierung bezeichnet und ist ein vielversprechendes Konservierungsverfahren.

Bei der Gefriertrocknung wird ein Produkt zunächst eingefroren, dann der Druck abgesenkt und das Eis durch Sublimation entfernt. Sublimation ist die Umwandlung eines Stoffes von einem festen in einen gasförmigen Zustand, ohne sich vorher zu verflüssigen.

Im Gegensatz zu anderen Konservierungsverfahren, bei denen Wasser durch Hitze verdampft wird, wird bei der Gefriertrocknung Wasser in Form von Eis entfernt. Die niedrige Temperatur ermöglicht ein qualitativ hochwertiges Endprodukt. Das Produkt behält nicht nur seine ursprüngliche Form, sondern ist auch sehr Vitamin-schonend. Aus diesem Grund wird die Gefriertrocknung vor allem in der Biomedizin und Lebensmittelverarbeitung eingesetzt, da Nähr- und Wirkstoffe besonders gut erhalten bleiben.

Die ersten Experimente

Die Gefriertrocknung entwickelte sich getrennt in frühen Gemeinschaften in Amerika, Ostasien und Nordeuropa. Stämme in Peru froren bereits Knollen und Kartoffeln in den kalten Gipfeln der Anden. Anschließend legten sie das gefrorene Essen in die Sonne, damit das Eis verdunsten konnte. Daraus erhielten sie ein traditionelles Grundnahrungsmittel, das die Grundlage für viele verschiedene Mahlzeiten bildete.

So konnten sich die indigenen Völker das ganze Jahr über mit konservierten, schmackhaften Lebensmitteln versorgen. Wie die Peruaner mit Kartoffeln profitieren beispielsweise die Mönche Japans mit Tofu und die Wikinger mit Kabeljau von ihrem Wissen über die Gefriertrocknung.

Meilensteine

1890 wurde Gewebe erstmals in einem Labor bis zur Perfektion gefriergetrocknet und anschließend rehydriert. In den folgenden Jahrzehnten wurde die Gefriertrocknung weiter erforscht und ausgebaut, sodass während des Zweiten Weltkriegs Blutplasma mithilfe der Gefriertrocknung sicher konserviert und transportiert werden konnte.

Etwas später wurde die Technik auch zum Transport von Impfstoffen eingesetzt. Fast alle Lebensmittel für die Apollo-Missionen der NASA wurden zudem durch Gefriertrocknung konserviert.

Die Phasen der Gefriertrocknung

Das Einfrieren

Es gibt verschiedene Methoden, um das Produkt einzufrieren. Das Einfrieren kann in einem kalten Bad mit flüssigem Stickstoff, in einem Schockfroster, einem normalen Gefrierschrank oder auf einem Regal im Gefriertrockner erfolgen. Das Abkühlen des Materials unter seinen Tripelpunkt stellt sicher, dass das Produkt nicht aufgetaut, sondern sublimiert wird. So bleibt die Form des Produkts optimal erhalten. Große Eiskristalle, die durch langsames Einfrieren entstehen, sind für den Gefriertrockner am einfachsten zu trocknen. Wenn die Kristalle jedoch zu groß sind, können sie die Zellwände des Produkts zerstören, was zu einem minderwertigen Endprodukt führt. Um dies zu verhindern, wird der Gefriervorgang so schnell wie möglich durchgeführt.

Primärtrocknung (Sublimation)

Die zweite Phase der Gefriertrocknung ist die sogenannte Primärtrocknung (Sublimation), bei der der Druck abgesenkt (ein Vakuum entsteht) und dem Produkt Wärme zugeführt wird, damit das Wasser sublimieren kann .

Das Vakuum fördert die Sublimation. Der Kondensator bietet eine Oberfläche für den Wasserdampf, bei WAVE Gefriertrocknern ist die Vakuumkammerwand der Kondensator, an dem der Wasserdampf haften bleibt und in Form von Eis erstarrt. Der Kondensator schützt auch die Vakuumpumpe vor dem Wasserdampf. Zu viel Hitze auf einmal kann die Struktur und Form des Materials beeinträchtigen. Wir empfehlen, Wärme in kleinen Schritten zuzuführen, um das Material nicht zu überhitzen, da sonst das Eis schmilzt und die Struktur verloren geht.

Sekundärtrocknung (Adsorption)

Es folgen weitere Phasen der Gefriertrocknung, Sekundärtrocknung (Adsorption), in der ionisch gebundene Wassermoleküle entfernt werden. Durch die in kleinen Schritten höhere Temperatureinstellung als in der Primärtrocknungsphase werden die Bindungen zwischen dem Material und den Wassermolekülen aufgebrochen. Diese Trocknungsstufen können beispielsweise in Intervallen von 5 °C bis 10 °C erfolgen und durch die Siemens-Steuerung der WAVE-Gefriertrockner flexibel angepasst werden.

Gefriergetrocknete Materialien behalten eine poröse Struktur. Nach Beendigung des Gefriertrocknungsprozesses kann das Vakuum gebrochen werden, bevor das Material luftdicht verschlossen wird. Dank dieses Verfahrens können die meisten Materialien auf 1-5 % Restfeuchte getrocknet werden.

Vorteile der Gefriertrocknung

● Behandelte Produkte behalten ihre ursprüngliche Form und Struktur
● Aromen bleiben besser erhalten als bei anderen Trocknungsverfahren
● Besserer Geschmack und Konsistenz für Lebensmittel
● Ein schonendes Verfahren, das Vitamine, Nähr- und Wirkstoffe gut erhält
● Weniger Gewicht trotz Originalstruktur
● Kann rehydriert werden.
● Schimmelgefahr beim Trocknen vermeiden
● Sehr schneller Trocknungsprozess
● Gefriertrocknung tötet dabei fast alle Keime und Bakterien ab
● Das Material ist bis zu 20 Jahre lagerfähig

Einsatzmöglichkeiten der Gefriertrocknung

Die Gefriertrocknung wird am häufigsten in der pharmazeutischen Wissenschaft verwendet, um die Haltbarkeit wichtiger Produkte wie Impfstoffe und andere Injektionspräparate zu verlängern. Durch Entfernen des Wassers aus dem Material und Verschließen in einem Fläschchen kann das Material leicht 4 gelagert, versendet und später zur Injektion in seine ursprüngliche Form rehydriert werden.

Literatur:

Ward KR, Matejtschuk P. The Principles of Freeze-Drying and Application of Analytical Technologies. Methods Mol Biol. 2021;2180:99-127. doi: 10.1007/978-1-0716-0783-1_3. PMID: 32797409.

Hazarika U, Gosztola B. Lyophilization and its effects on the essential oil content and composition of herbs and spices – A review. Acta Sci Pol Technol Aliment. 2020 Oct-Dec;19(4):467-473. doi: 10.17306/J.AFS.0853. PMID: 33179486.

Quelle:

WAVE Trockensysteme GmbH
Wien

Website: https://wave.cc/