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Prof. Dr.-Ing. Petra Först ist Professorin für Food Process Engineering an der Technischen Universität München und forscht zur Trocknung von temperaturempfindlichen Lebensmitteln.
Wie der Name schon sagt, läuft die Gefriertrocknung in zwei Schritten ab: Zunächst werden die Lebensmittel tiefgefroren und anschließend im Vakuum getrocknet. Eine Erdbeere wird am besten direkt nach der Ernte gewaschen, bei Bedarf zerkleinert und schockgefrostet. Dabei wird sie besonders schnell auf etwa –40 °C heruntergekühlt, sodass das in ihr enthaltene Wasser – rund 90 Prozent der Frucht – vollständig gefriert. Durch dieses »Schockfrosten« entstehen nur sehr kleine Eiskristalle, wodurch die Zellstruktur der Erdbeere weitgehend erhalten bleibt.
In einem zweiten Schritt kommen die gefrorenen Stücke in einen Gefriertrockner. Diese Geräte gibt es in verschiedenen Bauarten, sie bestehen jedoch immer aus einem vakuumdichten Behälter, einer Wärmequelle (zum Beispiel einem beheizten Blech), einer Vakuumpumpe und einem Kondensator. Dort wird ein starkes Vakuum erzeugt. Der Druck liegt dabei unter etwa 6 Millibar – dem sogenannten Tripelpunkt von Wasser. Dieser beschreibt die Kombination von Temperatur und Druck, bei der alle drei Aggregatzustände – fest, flüssig und gasförmig – gleichzeitig im Gleichgewicht bestehen. Unterhalb dieses Punktes schmilzt das Eis nicht. Stattdessen geht das gefrorene Wasser in der Erdbeere beim vorsichtigen Erwärmen direkt in Wasserdampf über. Dieser Vorgang wird Sublimation genannt. Das Eis »verschwindet« also aus dem Inneren des Lebensmittels, ohne dass die Erdbeere schrumpft. Dort, wo zuvor Eiskristalle waren, bleiben viele kleine Hohlräume zurück. Dadurch entsteht die typische trockene, poröse Struktur, die gefriergetrocknete Früchte so leicht und knusprig macht.
Der gesamte Prozess dauert, je nach Größe des Produktes, bis zu 24 Stunden. Er ist technisch aufwendig und energieintensiv, weshalb Gefriertrocknung in der Lebensmittelindustrie vor allem bei hochwertigen Produkten wie Beeren, Kräutern oder Instant-Kaffee eingesetzt wird, bei denen der Aromaerhalt besonders relevant ist. Da bei sehr niedrigen Temperaturen gearbeitet wird, bleiben empfindliche Aromastoffe und viele Vitamine besser erhalten als bei herkömmlichen Trocknungsverfahren mit heißer Luft. Durch das Entziehen des Wassers konzentriert sich zudem der Geschmack – gefriergetrocknete Lebensmittel schmecken daher häufig besonders intensiv. Tipp für die Lagerung: Durch ihre poröse Struktur nehmen gefriergetrocknete Lebensmittel schnell wieder Feuchtigkeit auf und verlieren dann ihre typische Knusprigkeit. Deshalb sollten sie luftdicht und trocken aufbewahrt und nach dem Öffnen schnell verzehrt werden.
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