W kosmosie też trzeba jeść, Sławosz zjadł pierogi. Ale liofilizacja jest z nami od dawna
W kosmosie też trzeba jeść. Sławosz Uznański-Wiśniewski na pokład Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) jak inni astronauci zabrał z sobą także żywność. Drugi Polak w kosmosie będzie jadł to, co „zaprojektowała” polska firma we współpracy ze znanym restauratorem, a będą to m.in. zupa pomidorowa, leczo z kaszą gryczaną, pierogi z kapustą i grzybami, a na deser – szarlotka. Wszystkie te potrawy trafiły na orbitę w postaci liofilizatów.
Liofilizacja to sposób pozbawiania produktów spożywczych wody. Jest to istotne w kosmicznych wyprawach z dwóch względów. Po pierwsze, żywność zawiera zwykle sporo wody (nawet do 80 proc.), a pozbawiona jej żywność jest lżejsza i zabiera mniej miejsca w ekwipunku.
Drugim powodem jest trwałość. Żywność suszono od wieków, by przedłużyć jej przydatność do spożycia. Gdy nie ma wody, mikroby mają utrudnione zadanie, suche produkty psują się najwolniej. Suszoną żywność, głównie mięso, doceniano podczas wypraw już setki lat temu.
Czym jednak różni się liofilizacja od suszenia?
Liofilizacja, czyli „suszenie przez zamrażanie”
Jak wiadomo, suszenie polega na odparowaniu wody. Suszony produkt trzeba poddać działaniu wysokich temperatur, najczęściej przez dłuższy czas. Są jednak takie produkty, których nie da się wysuszyć, bo są niestabilne termicznie.
Liofilizacja to „szuszenie przez zamrażanie”. W trakcie tego procesu produkt jest bardzo szybko schładzany do niskiej temperatury (zwykle pomiędzy −50 a −80 st. C). Następnie w komorze liofilizacyjnej obniża się ciśnienie (do kilku tysięcznych ciśnienia atmosferycznego). Bardzo niskie ciśnienie sprawia, że woda odparowuje bardzo szybko, zanim zdąży zamienić się w lód (czyli sublimuje). W ten sposób produkty tracą do 95 proc. wody.
Liofilizowane produkty – w przeciwieństwie do mrożonych i suszonych – są bardziej zbliżone kształtem, konsystencją i aromatem do świeżych. Liofilizować można także płyny, co wykorzystuje się w produkcji kawy rozpuszczalnej. To po prostu wysuszony przez mrożenie napar kawy.
Liofilizowane ziemniaki Inków
Liofilizowanie ma – wbrew pozorom – długa historię. Stosowali ją już w XIII w. Inkowie, którzy w ten sposób konserwowali ziemniaki.
Wysoko w Andach temperatury nocą często spadają poniżej zera. Inkowie wystawiali wtedy ziemniaki na zewnątrz, by zamarzły. Za dnia wykładali je z kolei na działanie słońca. W podobny sposób na płaskowyżu Altiplano (położonym od 3,3 do 3,8 tys. m n.p.m.) konserwowano także mięso.
W XVI w. na podobny pomysł wpadli Japończycy w górskiej prefekturze Nagano, którzy przez liofilizację konserwowali tofu. Te pierwsze próby „suszenia przez zamrażanie” wymagały kilku, kilkunastu cykli zamrażania w nocy i suszenia w dzień. Były jednak dość skuteczne.
Współczesną liofilizację wynalazł Richard Altmann, niemiecki histopatolog, który szukał sposobu na konserwowanie roślinnych i zwierzęcych preparatów. Wpadł na pomysł suszenia przez zamrażanie w 1890 r. W 1909 niezależnie od niego komorę próżniową (również do celów konserwacji naukowych preparatów) zbudował Amerykanin – L.F. Schackell.
Te wynalazki umknęły światu na dekady. Dopiero na przełomie lat 20. i 30. ubiegłego stulecia opatentowano pierwsze liofilizatory.
Osocze na wojnie
Przełomem okazały się potrzeby drugiej wojny światowej. Odkryto wtedy, że liofilizować można potrzebne do transfuzji osocze krwi oraz penicylinę. Po drugiej wojnie liofilizację często stosowano już w przemyśle farmaceutycznym. Wkrótce zaczęto także próby w przemyśle spożywczym.
Liofilizowaną żywność doceniły NASA i amerykańska armia. Zajmuje ona mało miejsca, niewiele waży, co ma znaczenie w żołnierskim plecaku i ładunku rakiety kosmicznej. Ma długą trwałość i łatwo ją przygotować, zalewając wodą.
Do lat 60. armie polegały na puszkach. W konserwach były przetwory mięsne, dania obiadowe, a nawet chleb. W 1963 r. amerykański Departament Obrony zebrał wojskowych kucharzy i naukowców, by stworzyli racje żywnościowe, które będą lekkie, trwałe i smaczne. Rok później powstały racje LRP (Long Range Patrol), czyli liofilizowane posiłki.
Okazały się jednak zbyt drogie do stosowania na szeroką skalę. W latach 80. wyparły je gotowe do podgrzania (nieliofilizowane) porcje obiadowe MRE (Military, Ready to Eat), które nawiasem mówiąc, nie cieszą się szczególną popularnością wśród żołnierzy.
Liofilizowane produkty są w innych amerykańskich wojskowych racjach żywnościowych (pakietach MCW/LRP, czyli Meal, Cold Weather/Food Packet, Long Range Patrol) przeznaczonych dla żołnierzy stacjonujących w mroźnych klimatach i na długich patrolach. Zawierają liofilizowane wędliny, drób, ryby, owoce i warzywa.
Owoce w kosmosie
W kosmicznych wyprawach liczy się jednak przede wszystkim niewielka waga i objętość. Liofilizowane dania to podstawa menu astronautów. Liofilizowane są także napoje: kawa, herbata, lemoniada.
Świeże produkty, zwykle owoce, warzywa, placki tortilli oraz specjalnie konserwowane steki, są dostarczane z Ziemi, jednak mają krótki okres przydatności. Zwykle jest to do dwóch dni, a tak często dostawy na Międzynarodową Stację Kosmiczną nie przybywają (zapasy wysyłane są najczęściej raz na 40–45 dni, czyli osiem do dziewięciu razy w roku). Świeże produkty są jednak ważne. To rodzaj psychologicznego wsparcia dla astronautów.
Prócz rzadkich dostaw świeżych produktów oraz żywności liofilizowanej astronauci mają do dyspozycji także orzechy, ciastka, herbatniki i batoniki musli. Nic dziwnego, że Sławosz Uznański-Wiśniewski postanowił zabrać na pokład pomidorową i pierogi. Ileż można wytrzymać na ciastkach.
Co nie mniej istotne, na pokładzie ISS jest też ograniczona możliwość przygotowywania potraw. Nie da się ugotować czy podsmażyć, co sprawia, że liofilizaty są nieocenione. Liofilizowaną pomidorową i pierogi wystarczy zalać gorącą wodą.
Drugiemu Polakowi w kosmosie życzymy zatem smacznego.