Qu’est-ce que la lyophilisation ? Les aliments lyophilisés gardent-ils leur valeur nutritive ?

La lyophilisation, anciennement appelée cryodessiccation, est un procédé d’élimination de l’eau (la dessiccation) généralement utilisé pour conserver des matières périssables, dans le but de prolonger leur durée de conservation et/ou de les préparer au transport. La lyophilisation consiste à congeler le produit, puis à réduire la pression et à ajouter de la chaleur pour permettre à l’eau gelée du produit de se transformer directement en vapeur (sublimation). Une fois l’aliment ou le produit lyophilisé, il suffit de le réhydrater avec un liquide (eau, lait,…) pour qu’il retrouve sa forme, son goût et sa couleur.

Lorsque des produits solides comme les fraises sont lyophilisés, la forme originale du produit est conservée. Si le produit à lyophiliser est un liquide, comme c’est souvent le cas dans les applications pharmaceutiques, les propriétés du produit final sont optimisées par la combinaison d’excipients (c’est-à-dire d’ingrédients inactifs). Les principales applications de la lyophilisation comprennent la biologie (par exemple, les bactéries comme la spiruline, et les levures), la biomédecine (par exemple, les greffes chirurgicales), la transformation des aliments (par exemple, le café) et la conservation.

Fraises déshydratées ou lyophilisées
Des fraises lyophilisées, aliment notoire de la nourriture des astronautes.

Comment fonctionne la lyophilisation ?

La lyophilisation se déroule en trois phases :

  • Congélation
  • Séchage primaire (sublimation)
  • Séchage secondaire (adsorption)

Une lyophilisation correcte peut réduire les temps de séchage de 30 %.

Phase de congélation

La congélation est la phase la plus critique de la lyophilisation, et il existe de nombreuses méthodes pour la réaliser. La congélation peut se faire dans un congélateur, un bain réfrigéré (congélateur en coquille) ou sur une étagère dans le lyophilisateur. Le fait de refroidir le matériau en dessous de son point triple garantit que la sublimation, plutôt que la fusion, se produira. Cela préserve sa forme physique. La congélation s’effectue entre -20°C et -80°C.

Qu'est-ce que le point triple ?
Le point triple est un point où coexistent trois phases différentes : solide, liquide et gazeuse. Ce point intervient à une pression et à une température précise;

La lyophilisation est plus facile à réaliser avec de gros cristaux de glace, qui peuvent être produits par une congélation lente ou un recuit. Cependant, avec les matériaux biologiques, lorsque les cristaux sont trop gros, ils risquent de briser les parois cellulaires, ce qui entraîne des résultats de lyophilisation moins qu’optimaux. Pour éviter cela, la congélation se fait rapidement. Pour les matériaux qui ont tendance à précipiter, on peut utiliser le recuit. Ce procédé implique une congélation rapide, puis une augmentation de la température du produit pour permettre la croissance des cristaux.

Phase de séchage primaire (sublimation)

La deuxième phase de la lyophilisation est le séchage primaire (sublimation), au cours duquel la pression est abaissée et la chaleur est ajoutée au matériau afin que l’eau se sublime. Le vide accélère la sublimation. Le condenseur froid fournit une surface à laquelle la vapeur d’eau peut adhérer et se solidifier. Le condenseur protège également la pompe à vide de la vapeur d’eau. Environ 95 % de l’eau contenue dans le matériau est éliminée au cours de cette phase. Le séchage primaire peut être un processus lent. Une chaleur trop importante peut altérer la structure du matériau.

Phase de séchage secondaire (adsorption)

La dernière phase de la lyophilisation est le séchage secondaire (adsorption), au cours duquel les molécules d’eau liées aux ions sont éliminées. En élevant la température à un niveau supérieur à celui de la phase de séchage primaire, les liaisons sont rompues entre le matériau et les molécules d’eau. Les matériaux lyophilisés conservent une structure poreuse. Une fois le processus de lyophilisation terminé, le vide peut être rompu avec un gaz inerte avant que le matériau ne soit scellé. La plupart des matériaux peuvent être séchés jusqu’à 1-5% d’humidité résiduelle.

Les aliments lyophilisés conservent-ils leurs nutriments ?

En raison de la basse température utilisée dans le traitement, la qualité du produit réhydraté est excellente.
Les aliments lyophilisés sont aussi sains que lorsqu’ils étaient frais. Les aliments lyophilisés conservent 97% des nutriments par rapport à d’autres méthodes de conservation des aliments telles que la mise en conserve qui ne conserve que 40% ou la déshydratation qui ne conserve que 60%.

Les autres méthodes de conservation des aliments, comme la mise en conserve et la déshydratation, utilisent des températures plus élevées qui dégradent la valeur nutritive des aliments. Une fois réhydratés, les aliments lyophilisés conservent 97 % de la valeur nutritionnelle qu’ils avaient lorsqu’ils étaient frais. La plus grande perte de nutriments que vous constaterez au cours du processus de lyophilisation/réhydratation est celle des vitamines A, C et E.

La lyophilisation conserve une grande partie de la saveur et de la texture d’origine lorsqu’elle est réhydratée. Les aliments lyophilisés ne rétrécissent pas. Elle ne rend pas non plus les aliments durs.
Les aliments lyophilisés, s’ils sont conservés correctement, ont une durée de vie de 10 à 25 ans. Jusqu’à 20 ans de plus que les autres méthodes de conservation telles que la mise en conserve (3 ans en moyenne), la déshydratation (4 ans en moyenne), ou encore la congélation (2 ans en moyenne).

La lyophilisation existe depuis longtemps. Elle existe depuis 1906 et a été perfectionnée au fil des ans pour maintenir les aliments à leur niveau nutritionnel optimal tout en conservant leur goût.
Les aliments lyophilisés contiennent peu ou pas de conservateurs ou d’additifs. Les aliments lyophilisés utilisent de vrais aliments et ingrédients.

Sam Zylberberg
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