Antécédents de lyophilisation

Si la lyophilisation est une technique en constante évolution qui a révolutionné la production traditionnelle des aliments, des probiotiques, des cosmétiques, des nutraceutiques ou des médicaments, il faut remonter très loin dans l’histoire pour retrouver son origine.

En effet, elle a une curieuse origine née du besoin, comme tant d’autres découvertes qui ont permis la survie de l’homme et sont le reflet de son intelligence et sa capacité d’adaptation.

Où doit-on rechercher l’origine d’une technique aussi innovante que la lyophilisation ? Dans l’ancienne alchimie d’Égypte, de Perse, de Chine ou de Grèce ? Il serait logique de le penser, mais la vérité est qu’elle se trouve bien plus loin, à l’autre bout du monde.

Commençons notre voyage en Amérique du Sud, dans les anciennes cultures indigènes des Andes, pour rencontrer les Aymaras, une tribu pré-inca qui contrôlait les régions à proximité du lac Titicaca. Là-bas, à près de 4 000 mètres au-dessus du niveau de la mer, les terribles conditions météorologiques étaient un défi constant pour la survie.

Dans le régime alimentaire des Aymaras, basé principalement sur les produits de l’agriculture, la pomme de terre était un des aliments les plus importants (cette pomme de terre que, plus tard, les Espagnols rapporteraient dans la vieille Europe). Vous ignorez peut-être que la pomme de terre, si elle est soumise, par exemple, à une exposition solaire excessive, produit une substance toxique, la solanine, qui peut provoquer des symptômes plus ou moins graves d’intoxication.

Eh bien, les Aymaras ont découvert comment éliminer cette toxine et en même temps comment conserver les pommes de terre pour pouvoir se nourrir durant de longues périodes de temps. Pendant plus de 1 500 ans, ils ont préparé un aliment local appelé « chuño », élaboré à base de ces « papas » lyophilisées de façon rudimentaire mais incroyablement parfaite.

Le processus ancestral de la « papa » lyophilisée

Les « papas » étaient laissées hors des maisons aymaras toute la nuit et, par conséquent, à cette altitude, elles se congelaient facilement. Elles étaient ensuite écrasées avec les pieds, à la façon des raisins dans nos cultures méditerranéennes, puis elles étaient placées dans des paniers en osier et déposées plusieurs semaines dans des ruisseaux (ainsi, les tubercules sauvages libéraient jusqu’à 97 % de leurs toxines).

Passé ce temps, les pommes de terre étaient remises à la porte des maisons, où elles congelaient la nuit et séchaient au soleil la journée. Elles étaient pressées plusieurs fois, jusqu’à ce que toute l’eau qu’elles contenaient se soit évaporée.

De cette façon simple (mais ingénieuse), les Aymaras employaient les outils que leur offrait le milieu naturel : une haute altitude, une basse pression et un soleil radieux, pour réaliser un travail efficace : la première lyophilisation de l’histoire !

Depuis lors, les bases sont les mêmes. La lyophilisation implique l’emploi d’une basse pression, d’un froid extrême et d’une chaleur douce pour éliminer l’eau solide de l’aliment congelé, sans avoir à le faire fondre au préalable. Déjà à l’époque, cela permettait au peuple aymara d’obtenir des aliments comestibles et stockables pendant jusqu’à 20 ans.

Fin du XIXe siècle : Lyophilisation d’organes et virus de la rage

De nombreuses années se sont écoulées avant que n’apparaissent d’autres formes de lyophilisation dans le monde, et ce, au début, dans les domaines de la science et de la médecine. Ainsi, à la fin du XIXe siècle, un scientifique allemand parvint à lyophiliser des morceaux d’organes et, au début du XXe siècle, Vansteenberghe et d’Arsonval expérimentèrent et finirent par breveter une méthode pour lyophiliser le virus de la rage.

Seconde Guerre mondiale: lyophilisation du plasma sanguin

Toutefois, c’est au cours de la Seconde Guerre mondiale que les Nord-américains virent dans ce processus la meilleure façon de conserver le plasma sanguin et la pénicilline. Le besoin de les transporter et les stocker dans les meilleures conditions possibles aiguisa le génie des scientifiques et donna naissance aux techniques modernes de lyophilisation.

Années 1950 et 1960

Pendant les années 1950, la technologie s’affina, s’étendit à d’autres domaines de l’industrie et devint courante dans les produits de consommation alimentaire, y compris la nourriture de camping, ou pour aller sur la Lune !  Depuis les années 1960, nous trouvons des centaines d’aliments lyophilisés dans les boutiques, à commencer par le café instantané.

Technologie de la NASA : la création de la première glace lyophilisée

Les premiers jours du programme spatial, dans les années 1970, un des grands défis à relever était l’alimentation des astronautes au cours de leurs expéditions. Ils avaient besoin d’aliments stables, stockables, de longue durée de conservation, légers et faciles à préparer.

Au début, ils se nourrissaient de petits cubes de la taille d’une bouchée, de poudres lyophilisées et semi-liquides concentrées dans des tubes en aluminium, semblables à du dentifrice. Rien de très appétissant, alors il a fallu innover et, petit à petit, grâce à l’amélioration des processus de lyophilisation, des aliments sont apparus qui pouvaient être reconstitués dans de l’eau froide en seulement 10 minutes, voire moins. Bien sûr, ces techniques de lyophilisation ont été extrapolées non seulement à la fabrication de nourriture pour les traversées et les expéditions, mais aussi sur les marchés de consommation habituels, où elles ont triomphé.

CURIOSITÉS BARNALAB lyophilisés:

CAvec des millions de personnes captivées par l’atterrissage des astronautes sur la Lune, l’intérêt pour le programme spatial donna naissance à des initiatives très ingénieuses. Ainsi, l’Ames Research Centre, situé en Californie, eut l’idée de faire goûter la nourriture des astronautes aux visiteurs. Et à partir de là, plus difficile encore, ils inventèrent la première glace lyophilisée de l’histoire ! C’est ainsi qu’est née Astronaut Ice Cream, qui est disponible aujourd’hui dans plus de 1 000 points de vente aux États-Unis et est le produit le plus vendu au Smithsonian Air and Space Museum. Astronaut Foods vend désormais des confiseries lyophilisées et prévoit même d’incorporer une gamme de friandises pour animaux de compagnie.

Nous pouvons dire que la lyophilisation est aujourd’hui à la mode. Elle est tendance en gastronomie et de plus en plus utilisée pour la fabrication de probiotiques, de cosmétiques, de nutraceutiques ou de médicaments, pour la conservation des vaccins, des antibiotiques, des hémodérivés ou du lait maternel, et même pour la taxidermie et la conservation de documents et de livres anciens.

Le marché mondial des aliments lyophilisés

Le marché mondial des aliments lyophilisés croît à un rythme annuel de 7,4 %, d’après les données de Mordor Intelligence, avec en première place le nord-américain qui atteint 35 % de part de marché, ceux dont la croissance est la plus rapide étant l’Amérique du Sud et la région Asie-Pacifique.

Les processus, quant à eux, se sont beaucoup perfectionnés. L’eau est éliminée des aliments préalablement congelés dans un système à faible énergie au moyen de la sublimation, et une pompe à vide réduit la pression pratiquement à zéro, de sorte que l’eau congelée dans l’aliment commence à s’évaporer. Près de 99 % de l’eau contenue dans le produit est ainsi extraite ; celui-ci conserve sa forme et son volume, mais son poids est réduit. Une fois réhydraté, il retrouvera sa texture, son arôme et sa saveur d’origine.

En définitive, la lyophilisation est non seulement une façon ingénieuse d’assurer la survie (les Aymaras en savent quelque chose), mais également une technique incroyable pour conserver les nutriments (les aliments lyophilisés retiennent 97 % de leurs nutriments) et les propriétés organoleptiques des aliments.