Większość właścicieli zwierząt domowych karmi swoje pupile komercyjną karmą. Ponieważ komercyjna karma dla zwierząt ma zalety kompleksowego i bogatego odżywiania, łatwego spożywania itd. Ze względu na różne metody przetwarzania i zawartość wody, karmę dla zwierząt można podzielić na suchą, półwilgotną i w puszkach. Ze względu na konsystencję karmę można podzielić na karmę mieszaną, miękką karmę mokrą i karmę suchą. Czasami trudno jest zmienić nawyki żywieniowe zwierzęcia, nawet jeśli nowa karma jest zbilansowana pod względem odżywczym i zaspokaja jego potrzeby.
Sucha karma dla zwierząt domowych zazwyczaj zawiera od 10% do 12% wody. Do suchej karmy zalicza się również karmę w proszku, karmę granulowaną, karmę grubo mieloną, karmę ekstrudowaną i karmę pieczoną, z których najpopularniejszą i najpopularniejszą jest karma ekstrudowana. Sucha karma dla zwierząt domowych składa się głównie ze zbóż, produktów ubocznych zbóż, produktów sojowych, produktów zwierzęcych, produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego (w tym produktów ubocznych mleka), tłuszczu, witamin i minerałów. Sucha karma dla kotów jest zazwyczaj ekstrudowana. Koty nie mają moździerzy, dlatego granulki karmy dla kotów muszą być ukształtowane i dostosowane do krojenia siekaczami, a nie do rozdrabniania zębami trzonowymi, a proces ekstruzji doskonale nadaje się do spełnienia tego szczególnego wymagania (Rokey i Huber, 1994)(Nrc 2006).
Suche, dmuchane jedzenie
01: Zasada rozszerzania przez wytłaczanie
Proces spulchniania polega na mieszaniu różnych proszków zgodnie z zaprojektowaną formułą, a następnie poddawaniu ich kondycjonowaniu parą wodną, a następnie wytłaczaniu w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem po procesie starzenia. Następnie matryca na wyjściu z komory wytłaczania gwałtownie obniża temperaturę i ciśnienie, powodując gwałtowne rozprężanie się cząstek produktu. Następnie są one cięte do wymaganego trójwymiarowego kształtu przez nóż tnący.
Proces wytłaczania można podzielić na wytłaczanie na sucho i na mokro, w zależności od ilości dodanej wody. Ze względu na zasadę działania, można go podzielić na wytłaczanie z użyciem ekstruzji i wytłaczanie z użyciem gazu w wysokiej temperaturze. Wytłaczanie i wytłaczanie to proces kondycjonowania i odpuszczania materiałów, ciągłego wytłaczania pod ciśnieniem, nagłej redukcji ciśnienia i zwiększania objętości.
Obecnie większość karmy dla psów dostępnej na rynku jest produkowana metodą ekstruzji i dmuchania. Proces ekstruzji i dmuchania pozwala na osiągnięcie przez skrobię w karmie odpowiednio wysokiego poziomu żelatynizacji, co poprawia jej strawność przez zwierzęta (Mercier i Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: Proces wytłaczania i spulchniania
Metoda typowego nowoczesnego systemu wytłaczania polega na wstępnej obróbce różnych proszków poprzez dodanie pary wodnej i wody w celu ich zmiękczenia, żelatynizacji skrobi i denaturacji białka. W procesie produkcji karmy dla zwierząt domowych, w celu poprawy smakowitości, czasami dodaje się zawiesinę mięsną, melasę i inne substancje.
Kondycjoner to najczęściej używany sprzęt kondycjonujący do produkcji paszy granulowanej. Kondycjonowanie parowe jest najważniejszym czynnikiem w procesie granulowania, a ilość dodawanej pary zależy od zawartości wody związanej w paszy oraz jej rodzaju. Podczas kondycjonowania wymagane jest, aby materiał i para wodna przebywały w kondycjonerze wystarczająco długo, aby woda mogła w pełni wniknąć w materiał. Jeśli czas jest zbyt krótki, woda nie może wniknąć w materiał, a jedynie pozostaje na powierzchni w postaci wolnej wody. Nie sprzyja to przebiegowi kolejnych procesów.
Klimatyzacja parowa ma szereg zalet:
①Zmniejszenie tarcia i wydłużenie żywotności folii prasowanej. Podczas hartowania woda może wnikać w materiał, a następnie służyć jako środek smarny, zmniejszając tarcie między materiałem a folią prasowaną, co zmniejsza straty folii prasowanej i wydłuża jej żywotność.
② Zwiększenie wydajności produkcyjnej. Jeśli zawartość wilgoci jest zbyt niska podczas wytłaczania, lepkość między różnymi składnikami materiału będzie niska, a zdolność formowania również będzie słaba. Zwiększenie zawartości wilgoci może znacznie zwiększyć wydajność produkcyjną peletu, a przy dobrym efekcie, wydajność produkcyjna może wzrosnąć o 30%.
③ Zmniejszenie zużycia energii. Gdy zawartość wilgoci jest niska, wzrasta zużycie energii w procesie wytłaczania i innych procesach, a liczba operacji może zostać zmniejszona, gdy po kondycjonowaniu parowym zostanie wyprodukowana ta sama ilość żywności, co zmniejsza zużycie energii.
④ Poprawa jakości cząstek. Kontrola ilości pary wodnej dodawanej w zależności od surowców podczas hartowania może poprawić jakość granulatu.
⑤ Poprawa bezpieczeństwa żywności. Podczas procesu kondycjonowania parą, dodawana para o wysokiej temperaturze może zabić różne mikroorganizmy chorobotwórcze zawarte w różnych materiałach paszowych i poprawić bezpieczeństwo żywności.
Różne proszki po kondycjonowaniu są bezpośrednio przesyłane do komory ekstruzji wytłaczarki, a następnie dodawana jest dodatkowa para, woda, a czasami zawiesina proszku gruboziarnistego, zawiesina mięsna itp. Komora ekstruzji jest rdzeniem systemu ekstruzji i większość zadań całego systemu jest realizowana przez tę część. Zawiera ona ślimak, tuleję i matrycę itp. Ten komponent określi, czy wytłaczarka będzie pojedyncza czy podwójna. Jeśli ma dwa równoległe wały, będzie to wytłaczarka podwójna, jeśli ma tylko jeden, będzie to wytłaczarka pojedyncza. Główną funkcją tej części jest mieszanie i gotowanie składników, a w zależności od aktualnej sytuacji może być wypełniona wodą lub gazem. Komora ekstruzji jest podzielona na część podającą, mieszającą i gotującą. Sekcja mieszania to wejście, przez które hartowany proszek trafia do komory wytłaczania. Gęstość surowca jest w tym momencie bardzo niska. Wraz ze wzrostem ciśnienia wewnętrznego w sekcji mieszania, gęstość surowca również stopniowo wzrasta, a temperatura i ciśnienie w sekcji gotowania gwałtownie rosną. Struktura surowca zaczęła się zmieniać. Tarcie między proszkiem a ścianką bębna, ślimakiem i proszkiem staje się coraz większe, a różne proszki są gotowane i dojrzewane pod wpływem połączonego działania tarcia, siły ścinającej i ogrzewania. Temperatura w komorze wytłaczania może spowodować żelatynizację większości skrobi i dezaktywację większości mikroorganizmów chorobotwórczych.
Niektórzy producenci karmy dla zwierząt dodają obecnie do procesu ekstruzji zawiesinę mięsną, co pozwala na użycie w recepturach świeżego mięsa zamiast wyłącznie suchego. Ze względu na wyższą zawartość wilgoci w nieprzetworzonym mięsie, pozwala to na zwiększenie udziału materiału pochodzenia zwierzęcego w składzie paszy. Zwiększenie zawartości świeżego mięsa daje ludziom przynajmniej poczucie wysokiej jakości.
Proces wytłaczania ma kilka zalet:
①Wysoka temperatura i wysokie ciśnienie wytwarzane w procesie wytłaczania umożliwiają skuteczną sterylizację;
② Może znacznie zwiększyć stopień ekspandowania skrobi. Istnieją dowody na to, że proces ekstruzji może zwiększyć stopień ekspandowania skrobi do ponad 90%, co znacznie poprawia strawność skrobi przez zwierzęta domowe.
③ Różne białka w surowcach są denaturowane w celu poprawy strawności białka;
④ Wyeliminuj różne czynniki antyodżywcze w materiałach paszowych, takie jak antytrypsyna w soi.
Na wyjściu z wytłaczarki znajduje się matryca, a gdy wytłaczany surowiec przechodzi przez nią, jego objętość gwałtownie wzrasta z powodu nagłego spadku temperatury i ciśnienia. Zmieniając otwory matrycy, producenci karmy dla zwierząt mogą wytwarzać karmę w wielu kombinacjach kształtów, rozmiarów i kolorów. Ta możliwość łączenia jest bardzo ważna w miarę rozwoju rynku, ale niewiele może się zmienić pod względem spełnienia wymagań żywieniowych karmy dla zwierząt.
Wyprodukowany produkt jest cięty na granulki o określonej długości przez obrotowy nóż tnący. Nóż jest wyposażony w od 1 do 6 ostrzy. Aby regulować prędkość obrotową, nóż jest zazwyczaj napędzany wyłącznie małym silnikiem.
Zawartość tłuszczu w suchej, ekstrudowanej karmie dla zwierząt domowych waha się od 6% do ponad 25%. Jednakże, nie można dodać zbyt dużej zawartości tłuszczu w procesie ekstruzji, ponieważ wysoka temperatura i wysokie ciśnienie w procesie ekstruzji wpływają na nienasycone kwasy tłuszczowe, a także na ekstruzję i formowanie żywności. Dlatego metoda rozpylania tłuszczu na powierzchnię po rozdmuchaniu jest zazwyczaj stosowana w celu zwiększenia zawartości tłuszczu w produkcie. Gorący tłuszcz rozpylany na powierzchnię ekstrudowanej karmy jest łatwo wchłaniany. Ilość wtryskiwanego paliwa można regulować poprzez dostosowanie prędkości produkcji i szybkości dodawania tłuszczu, ale ta metoda jest podatna na duże błędy. Niedawno opracowano metodę sterowania, która umożliwia regulację ilości dodawanego tłuszczu. System ten obejmuje układ regulacji prędkości i układ pompy oleju wtryskowego o dodatnim ciśnieniu, a jego błąd mieści się w granicach 10%. Podczas spryskiwania wymagane jest, aby zawartość tłuszczu wynosiła ponad 5%, w przeciwnym razie nie można równomiernie rozpylić preparatu. Powszechnie stosuje się spryskiwanie powierzchni karmy dla zwierząt preparatami białkowymi i/lub aromatami, aby zwiększyć ich akceptację przez zwierzęta (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Po zakończeniu wytłaczania i dmuchania, karma musi zostać wysuszona, aby usunąć parę i wodę wtryskiwane podczas procesu wytłaczania. Zazwyczaj wilgotność w żywności może osiągnąć 22% do 28% podczas przetwarzania, a po przetworzeniu musi zostać wysuszona, aby osiągnąć wilgotność na poziomie 10% do 12%, aby dostosować się do okresu przydatności produktu. Proces suszenia jest zazwyczaj przeprowadzany w suszarce ciągłej z oddzielną chłodnicą lub w połączeniu suszarki i chłodnicy. Bez odpowiedniego suszenia, wytłaczana karma dla zwierząt może się zepsuć, powodując zakwity mikroorganizmów i wzrost grzybów w alarmującym tempie. Większość z tych mikroorganizmów może wywoływać choroby u kotów i psów, na przykład nawet niewielka ilość toksyn wytwarzanych przez pleśń w worku z karmą dla psów może mieć wpływ na psy. Powszechnie stosowaną miarą ilości wolnej wody w karmie dla zwierząt domowych jest wskaźnik aktywności wody, który definiuje się jako stosunek równowagi lokalnego ciśnienia wody do ciśnienia pary wodnej na powierzchni karmy w tej samej temperaturze. Zasadniczo większość bakterii nie może się rozwijać, jeśli aktywność wody jest niższa niż 0,91. Jeśli aktywność wody jest niższa niż 0,80, większość pleśni również nie będzie mogła się rozwijać.
Podczas procesu suszenia karmy dla zwierząt domowych bardzo ważne jest kontrolowanie zawartości wilgoci w produkcie. Na przykład, gdy wilgotność produktu spada z 25% do 10%, do wyprodukowania 1000 kg suchej karmy konieczne jest odparowanie 200 kg wody, a gdy wilgotność spada z 25% do 12%, do wyprodukowania 1000 kg karmy konieczne jest odparowanie zaledwie 173 kg wody. Większość karmy dla zwierząt domowych jest suszona w suszarkach taśmowych.
03: Zalety ekstrudowanej, dmuchanej karmy dla zwierząt
Oprócz zalet dobrej smakowitości, dmuchana karma dla zwierząt domowych ma również szereg innych zalet:
①Wysoka temperatura, wysokie ciśnienie, wysoka wilgotność i różnorodne czynniki mechaniczne występujące w procesie pęcznienia pokarmu mogą znacząco zwiększyć stopień żelatynizacji skrobi w paszy, denaturować zawarte w niej białko i jednocześnie niszczyć lipazę produkowaną przez różne mikroorganizmy, co przyczynia się do większej stabilności tłuszczu. Korzystnie wpływa to na poprawę strawności zwierząt i szybkości wykorzystania pokarmu.
②Wysoka temperatura i wysokie ciśnienie surowca w komorze wytłaczania mogą zabić różnorodne patogenne mikroorganizmy zawarte w surowcu, dzięki czemu żywność może spełniać odpowiednie wymagania higieniczne i zapobiegać różnym chorobom układu pokarmowego wywoływanym przez karmienie piersią.
③Ekstruzja i rozdmuchiwanie umożliwiają wytwarzanie produktów granulowanych o różnych kształtach, np. karma dla kotów może przybierać kształt ryby, a karma dla psów kształt małych kości, co może zwiększyć apetyt zwierząt domowych.
④ Strawność pokarmu można poprawić poprzez dmuchanie, a także wzmocnić jego smakowitość i aromat, co jest szczególnie ważne w przypadku młodych psów i kotów, których narządy trawienne nie są jeszcze w pełni rozwinięte.
⑤ Zawartość wody w suchym, wytłaczanym granulacie paszowym wynosi zaledwie 10%–12%, dzięki czemu można go przechowywać przez długi czas bez ryzyka wystąpienia pleśni.
04: Wpływ ekstruzji na strawność składników odżywczych
Proces ekstruzji karmy dla zwierząt domowych ma znaczący wpływ na strawność różnych składników odżywczych, zwłaszcza skrobi, białka, tłuszczu i witamin.
Skrobia ulega żelatynizacji pod wpływem połączonego działania wysokiej temperatury, wysokiego ciśnienia i wilgoci podczas hartowania i wytłaczania. Specyficzny proces polega na tym, że skrobia w mieszance proszku zaczyna absorbować wodę i rozpuszczać się w wyniku kondycjonowania parą wodną, tracąc pierwotną strukturę krystaliczną. Podczas procesu wytłaczania, wraz z dalszym wzrostem wilgotności, temperatury i ciśnienia, efekt pęcznienia skrobi ulega nasileniu, a do pewnego stopnia granulki skrobi zaczynają pękać, a w tym czasie skrobia zaczyna żelatynizować. Gdy wytłoczony materiał jest wytłaczany z matrycy, ponieważ ciśnienie nagle spada do ciśnienia atmosferycznego, granulki skrobi gwałtownie pękają, a stopień żelatynizacji również gwałtownie wzrasta. Temperatura i ciśnienie w procesie wytłaczania bezpośrednio wpływają na stopień żelatynizacji skrobi. Mercier i in. (1975) stwierdzili, że przy zawartości wody wynoszącej 25% optymalna temperatura ekspansji skrobi kukurydzianej wynosiła 170–200°C. W tym zakresie strawność skrobi in vitro po żelatynizacji mogła osiągnąć 80%. W porównaniu ze strawnością przed ekspansją (18%) znacznie wzrosła o 18%. Chiang i in. (1977) stwierdzili, że stopień żelatynizacji skrobi wzrastał wraz ze wzrostem temperatury w zakresie 65–110°C, ale stopień żelatynizacji skrobi zmniejszał się wraz ze wzrostem prędkości podawania.
Proces kondycjonowania parą i ekstruzji ma również znaczący wpływ na strawność białka, a ogólną tendencją jest zmiana kierunku białka w kierunku korzystnym dla trawienia zwierząt. Pod wpływem kondycjonowania parą i ciśnienia mechanicznego białko ulega denaturacji, tworząc granulki, a rozpuszczalność w wodzie ulega zmniejszeniu. Im wyższa zawartość białka, tym bardziej zmniejsza się rozpuszczalność w wodzie.
Żelowanie skrobi ma również istotny wpływ na rozpuszczalność białka w wodzie. Żelowana skrobia tworzy wokół białka strukturę błony, co prowadzi do zmniejszenia rozpuszczalności białka w wodzie.
Po rozszerzeniu białka jego struktura również ulega zmianie, a jego struktura czwartorzędowa ulega degradacji do struktury trzeciorzędowej, a nawet drugorzędowej, co znacznie skraca czas hydrolizy białka podczas trawienia. Jednak kwas glutaminowy lub asparaginowy zawarty w białku reaguje z lizyną, co zmniejsza jej wykorzystanie. Reakcja Maillarda między grupą ε-aminową aminokwasów a cukrami w wyższych temperaturach również zmniejsza strawność białek. Czynniki antyodżywcze w surowcach, takie jak antytrypsyna, również ulegają zniszczeniu podczas ogrzewania, co z kolei poprawia strawność białka przez zwierzęta.
Podczas całego procesu produkcyjnego zawartość białka w żywności pozostaje zasadniczo niezmienna, a potencjał aminokwasów nie zmienia się znacząco.
Czas publikacji: 02-03-2023