¿Por qué se deshidratan los alimentos al congelarse?

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La respuesta rápida a esta pregunta sería que, los alimentos se deshidratan debido a que en nuestro congelador no existe un equilibrio entre la humedad relativa del ambiente y la actividad de agua de los alimentos, induciendo así, una migración del agua del alimento al ambiente, provocando con ello su deshidratación. 

Para no ser tan precisa y escueta, desarrollaré un poco más a fondo a continuación el tema, así que quien guste, está invitado a sumergirse en el mundo de la conservación por congelación.
Empezaremos por: ¿En qué consiste la congelación? 

Todos sabemos que existen varios métodos de conservación de los alimentos, mediante calor, como puede ser la pasteurización o la esterilización, mediante deshidratación, por irradiación, métodos de conservación química, aditivos…y conservación mediante frío entre muchos otros.

La congelación es un método de conservación por frío  que consiste en disminuir y mantener la temperatura de los alimentos por debajo del punto de la temperatura de congelación del agua de estos, consiguiendo con ello una conservación a largo plazo.

¿Qué nos aporta?

La congelación cesa el crecimiento microbiológico de los alimentos, que no es lo mismo confundir con una mejora de su calidad microbiológica. La salubridad de los alimentos dependerá de su calidad inicial, de las condiciones de almacenamiento y del proceso de descongelación.

A su vez, ralentiza o cesa las reacciones químicas y enzimáticas responsables de la vida útil del alimento, todo ello, como consecuencia de la baja temperatura.

Pero… ¿Dónde está el secreto?

Desde el punto de vista microbiológico, todo empieza por la necesidad de los microorganismos de la presencia de agua para poder desarrollarse. Este parámetro, definido como actividad de agua, se explica como la relación entre la presión de vapor de agua del sustrato alimenticio y la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura: 

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Relacionado a su vez con la humedad relativa (medida de la cantidad de vapor de agua en el aire (a una temperatura específica) en comparación con la cantidad máxima de vapor de agua del aire puede contener a dicha temperatura ) con la siguiente ecuación. 

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La actividad de agua de la mayor parte de los alimentos frescos se sitúa por encima de 0,99. A continuación se puede ver una tabla donde se muestran algunos valores mínimos de referencia de actividad de agua para el desarrollo de los microorganismos: 

El secreto desde el punto de vista químico, se explica debido a que todas las reacciones químicas que suceden en las células necesitan un medio acuoso para poder llevarse a cabo. 

La congelación, aprovechando estas debilidades químicas y microbiológicas, disminuye el "agua libre" disponible para que estos sucesos no ocurran.

Vistos estos puntos, relacionemos conceptos para responder la pregunta principal: ¿Por qué se deshidratan los alimentos al congelarse? 

Hemos hablado de la actividad de agua y la humedad relativa del ambiente, ¿Qué relación existe entre ambas?

La HR del entorno donde se almacena un alimento es importante desde dos puntos de vista, la actividad de agua del interior del alimento y el posible crecimiento de los microorganismos en la superficie del producto.

Cuando un alimento con una baja actividad de agua se localiza en un ambiente de HR elevada, el producto capta agua hasta que se establece un equilibrio. Del mismo modo, un producto de elevada actividad de agua, pierde humedad al incorporarlo a un ambiente de escasa HR, tal y como ocurre en el congelador de nuestra casa.

En conclusión, la hidratación o deshidratación de un alimento viene determinada por la actividad de agua del alimento y la humedad relativa del ambiente donde se encuentra. 

¿Porqué puede ser más o menos influido?

Por las oscilaciones de temperatura, totalmente inevitables a nivel casero.
Al abrir la puerta del congelador, es inevitable que parte del aire del exterior entre y permanezca dentro una vez cerrado. Este aire, a mayor temperatura que el que se encuentra en el interior del congelador, tiene una mayor capacidad de absorber humedad, y puesto que la única fuente de humedad presente es la que se encuentra en los alimentos, roba su humedad provocando su desecación.

Puesto que estos efectos se suceden continuamente, cuanto mayor sea el tiempo de almacenamiento de un alimento en congelación, mayor será su deshidratación.

¿Que consecuencias tiene esta pérdida de agua?

La falta de humedad en el ambiente provoca la sublimación del agua congelada de la superficie del alimento, dando lugar a quemaduras por frío (deshidratación y alteraciones de las características organolépticas)

Se produce una pérdida de peso y una pérdida de consistencia (debido a que las áreas deshidratadas no absorben en igual medida el agua en el proceso de descongelación).

No sería la primera vez que nos encontramos un filete olvidado en el congelador que parece cualquier cosa menos lo que realmente es...

Ejemplo de daños por frio.
Suele ocurrir cuando con las prisas no se protege bien el alimento...

Hay que saber que, no solo el proceso de congelación es importante a la hora de mantener las cualidades iniciales de un alimento, sino que también juega un papel importante la descongelación, podeís disponer de más información al respecto en el siguiente enlace: Congelar, descongelar y ¿recongelar?

Espero haberle sido de ayuda a Ramón, persona que se dirigió a mí para preguntarme, y a todos aquellos que interiormente se hacían esta misma pregunta.
  
Bibliografía:

- Fellows, P. (1985). Tecnología del procesado de los alimentos. Acribia 

- James M JAy, Martin J.Loessner, David A.Golden (2009). Microbiologia moderna de los alimentos. Acribia