MATRICOL®
Gefriertrocknung
Was passiert bei der Lyophilisation / Gefriertrocknung?
Die Gefriertrockung ist ein zweistufiges High-Tech-Verfahren zur schonenden Trocknung wertvoller Produkte. Es nutzt die physikalische Regel, dass im Vakuum Eis direkt in Wasserdampf umgewandelt wird - ohne das Abtauen zu Wasser. Dieser Vorgang der direkten Umwandlung festen Eises in Wasserdampf wird Sublimation genannt. In der Phase I der Gefriertrocknung wird das zu trocknende Produkt, z.B. eine homogene Collagen- oder Algenemulsion, bei hohen Minusgraden schockgefroren.
In der Phase II verweilt das Produkt viele Stunden oder Tage in einer Vakuumkammer. Das Eis löst sich im Vakuum zu Wasserdampf auf, der sich an tiefgekühlten Kondensatoren als Eis niederschlägt.
So entsteht eine trockene, schwammähnliche Matrix mit einer dreidimensionalen Struktur. Die natürlichen biologischen und physikalischen Eigenschaften des Rohmaterials bleiben voll erhalten. Die vom Wasser befreiten Zellsysteme bilden eine große innere Oberfläche mit einer sehr großen Saugfähigkeit. Dadurch lässt sie sich schnell hydratisieren.
Welche Vorteile hat die Lyophilisation / Gefriertrocknung?
Die Gefriertrocknung erhält die natürlichen biologischen und physikalischen Eigenschaften des Rohmaterials. Deshalb wurde sie zuerst zur Konservierung von Blutplasma im zweiten Weltkrieg angewendet. Erst 20 Jahre später wurden ihre Vorteile für die Konservierung von Nahrungsmitteln entdeckt, weil die Gefriertrockung auch Geschmack, Aroma, Farbe und Form von Rohstoffen voll erhält. Das führte zur Entwicklung von gefriergetrocknetem Instant-Kaffee und der Gefriertrocknung von Fleisch für Instant-Gerichte sowie von Früchten für Müslis und Schokoladen.
Die thermische Trocknung mit hohen Temperaturen führt im Gegensatz zur Gefriertrockung zu Veränderungen der Rohstoffe. Temperaturempfindliche Aromen verschwinden, Eiweiße koagulieren (Beispiel: Eierkochen), Früchte, Gemüse und Kräuter schrumpfen (Lufttrocknung). Die physikalische Struktur wird durch den Wasserentzug zerstört und eine Wiederbefeuchtung (Rehydratisierung) der Produkte ist schwieriger und kann zu zähen Produkten führen. Das ist ganz anders bei der Gefriertrocknung.
Warum werden die Produkte gefriergetrocknet?
Eine grundlegende Voraussetzung für die Wirksamkeit biologischer Substanzen ist eine native, physikalisch intakte Struktur. Proteine und Enzyme können z.B. durch äußere Einwirkungen (Temperatur, Chemikalien und Druck) so verändert werden, daß ihre ursprüngliche drei-dimensionale Gestalt verändert wird. In den allermeisten Fällen verlieren die Substanzen dadurch ihre biologische Funktion, sie denaturieren. Da in der Gefriertrocknung die native, drei-dimensionale Struktur der Inhaltsstoffe konserviert wird, erhält man Produkte, welche noch ein Höchstmaß an biologischer Aktivität aufweisen. Ein weiterer wichtiger Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Substanzen keinen hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Temperaturlabile Substanzen werden geschützt und bleiben biologisch aktiv.
Durch den Wasserentzug erhält man trockene Produkte. Diese wasserlose Umgebung bietet Mikroorganismen keine Lebensgrundlage. Aus diesem Grund müssen gefriergetrocknete Substanzen nicht zusätzlich chemisch konserviert werden. Dies macht die Produkte gerade für die Kosmetikindustrie interessant, da durch Konservierungsstoffe immer häufiger Hautirritationen auftreten.