Majoritatea proprietarilor de animale de companie își hrănesc animalele cu hrană comercială. Deoarece hrana comercializată are avantajele unei nutriții bogate și complete, a unei hrane convenabile și așa mai departe. În funcție de diferitele metode de procesare și conținutul de apă, hrana pentru animale poate fi împărțită în hrană uscată, hrană semi-umedă și hrană conservată; în funcție de textură, hrana pentru animale poate fi împărțită în hrană mixtă, hrană umedă moale și hrană uscată. Uneori este dificil să schimbi comportamentul alimentar al unui animal de companie, chiar dacă noua hrană oferită este echilibrată din punct de vedere nutrițional și satisface nevoile acestuia.
Hrana uscată pentru animale de companie conține, în general, între 10% și 12% apă. Hrana uscată include, de asemenea, hrană sub formă de pudră grosieră, hrană granulată, hrană măcinată grosier, hrană extrudată expandată și hrană coaptă, printre care cea mai comună și populară este hrana extrudată expandată. Hrana uscată pentru animale de companie este compusă în principal din cereale, subproduse din cereale, produse din soia, produse de origine animală, subproduse de origine animală (inclusiv subproduse din lapte), grăsimi, vitamine și minerale. Hrana uscată pentru pisici este de obicei extrudată. Pisicile nu au mortar, așa că peletele de hrană pentru pisici trebuie modelate și dimensionate pentru a fi tăiate cu incisivii, mai degrabă decât măcinate cu molarii, iar procesul de extrudare este potrivit pentru a îndeplini această cerință specială (Rokey și Huber, 1994)(Nrc 2006).
Mâncare uscată expandată
01: Principiul expansiunii prin extrudare
Procesul de pufare constă în amestecarea diferitelor pulberi conform formulei proiectate, apoi supunerea la condiționare cu abur și apoi extrudarea la temperatură și presiune ridicată după îmbătrânire, iar apoi matrița de la ieșirea din camera de extrudare scade brusc în temperatură și presiune, provocând extinderea rapidă a particulelor de produs și tăierea în forma tridimensională necesară de către tăietor.
Procesul de pufare poate fi împărțit în pufare uscată și pufare umedă în funcție de cantitatea de apă adăugată; conform principiului de funcționare, poate fi împărțit în pufare prin extrudare și pufare prin presare la cald cu gaz. Extrudarea și pufarea sunt procese de condiționare și revenire a materialelor, extrudare continuă sub presiune, reducere bruscă a presiunii și expansiune a volumului.
În prezent, cea mai mare parte a hranei pentru câini vândute pe piață este produsă prin extrudare și pufare. Procesul de extrudare și pufare poate face ca amidonul din hrană să atingă un nivel ridicat de gelatinizare, astfel încât să se îmbunătățească digestibilitatea amidonului de către animalele de companie (Mercier și Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: Procesul de extrudare și pufare
Metoda unui sistem modern de extrudare tipic este de a pretrata diverse pulberi prin adăugarea de abur și apă pentru a se tempera și a se tempera, astfel încât materialele să fie înmuiate, amidonul să fie gelatinizat și proteinele să fie denaturate. În procesul de producție a hranei pentru animale de companie, uneori se adaugă suspensie de carne, melasă și alte substanțe pentru a îmbunătăți palatabilitatea.
Condiționarea este cel mai frecvent utilizat echipament de condiționare pentru producerea de pelete de hrană. Condiționarea cu abur este cel mai important factor în procesul de peletizare, iar cantitatea de abur adăugată depinde de conținutul de apă legată de hrană și de tipul de hrană. La condiționare, este necesar ca materialul și vaporii de apă să aibă un timp de staționare suficient de lung în condiționare, astfel încât apa să poată pătrunde complet în material. Dacă timpul este prea scurt, apa nu poate pătrunde în material, ci rămâne doar la suprafață sub formă de apă liberă. Aceasta nu este propice desfășurării proceselor ulterioare.
Condiționarea cu abur are o serie de avantaje:
①Reduce frecarea și prelungește durata de viață a peliculei de presare. La revenire, apa poate pătrunde în material, iar apa poate fi utilizată ca lubrifiant pentru a reduce frecarea dintre material și pelicula de presare, reducând astfel pierderea peliculei de presare și prelungind durata de viață.
② Îmbunătățiți capacitatea de producție. Dacă conținutul de umiditate este prea scăzut în timpul extrudării, vâscozitatea dintre diferitele componente ale materialului va fi slabă, iar capacitatea de formare va fi, de asemenea, slabă. Creșterea conținutului de umiditate poate crește semnificativ capacitatea de producție a peletelor, iar atunci când efectul este bun, capacitatea de producție poate fi crescută cu 30%.
③ Reduceți consumul de energie. Atunci când conținutul de umiditate este scăzut, consumul de energie al extrudării ulterioare și al altor procese crește, iar numărul de operațiuni poate fi redus atunci când aceeași cantitate de alimente este produsă după condiționarea cu abur, reducând astfel consumul de energie.
④ Îmbunătățirea calității particulelor. Controlul cantității de vapori de apă adăugați în funcție de diferitele materii prime în timpul revenirii poate îmbunătăți calitatea granulelor.
⑤ Îmbunătățirea siguranței alimentare. În timpul procesului de condiționare cu abur, aburul la temperatură înaltă adăugat poate ucide diverse microorganisme patogene conținute în diverse materii prime pentru furaje și poate îmbunătăți siguranța alimentară.
Diversele pulberi, după condiționare, sunt trimise direct în camera de extrudare a extruderului, unde se adaugă abur suplimentar, apă și, uneori, suspensie de pulbere grosieră din cereale, suspensie de carne etc. Camera de extrudare este partea centrală a sistemului de extrudare, iar majoritatea sarcinilor întregului sistem sunt îndeplinite de această parte. Conține șurub, manșon și matriță etc. Această componentă va determina dacă extruderul va fi un șurub simplu sau dublu; dacă are doi arbori paraleli, va fi un extruder cu șurub dublu; dacă are doar unul, atunci va fi un extruder cu un singur șurub. Funcția principală a acestei părți este de a amesteca și găti ingredientele și poate fi umplută cu apă sau gaz, în funcție de situația reală. Camera de extrudare este împărțită în partea de alimentare, partea de amestecare și partea de gătire. Secțiunea de amestecare este intrarea prin care pulberea temperată intră în camera de extrudare, iar densitatea materiei prime este foarte scăzută în acest moment; Când presiunea internă a secțiunii de amestecare crește, densitatea materiei prime crește treptat, iar temperatura și presiunea din secțiunea de gătire cresc brusc. Structura materiei prime începe să se modifice. Frecarea dintre pulbere și peretele butoiului, șnec și pulbere devine din ce în ce mai mare, iar diverse pulberi sunt gătite și maturate sub efectele combinate ale frecării, forței de forfecare și încălzirii. Temperatura din camera de extrudare poate gelatiniza cea mai mare parte a amidonului și poate inactiva majoritatea microorganismelor patogene.
Unii producători de hrană pentru animale de companie adaugă în prezent pastă de carne în procesul de extrudare, ceea ce permite utilizarea cărnii proaspete în rețete în loc de carne uscată. Datorită conținutului mai mare de umiditate al cărnii netratate, acest lucru permite o proporție crescută de material animal în compoziția furajelor. Creșterea conținutului de carne proaspătă oferă oamenilor cel puțin o senzație de înaltă calitate.
Procesul de extrudare are mai multe avantaje:
①Temperatura ridicată și presiunea ridicată generate în procesul de extrudare pot steriliza eficient;
② Poate crește semnificativ gradul de expansiune al amidonului. Există dovezi că procesul de extrudare poate face ca gradul de expansiune al amidonului să ajungă la peste 90%, astfel încât digestibilitatea amidonului de către animalele de companie este, de asemenea, mult îmbunătățită;
③ Diverse proteine din materiile prime sunt denaturate pentru a îmbunătăți digestibilitatea proteinelor;
④ Eliminați diverși factori antinutriționali din materiile prime pentru furaje, cum ar fi antitripsina din soia.
La ieșirea extruderului există o matriță, iar când materia primă extrudată trece prin matriță, volumul se extinde rapid din cauza scăderii bruște a temperaturii și a presiunii. Prin modificarea orificiilor matriței, producătorii de hrană pentru animale de companie pot produce hrană pentru animale de companie în multe combinații de forme, dimensiuni și culori. Această capacitate de combinare este foarte importantă pe măsură ce piața evoluează, dar nu se pot schimba prea multe în ceea ce privește îndeplinirea cerințelor nutriționale ale hranei pentru animale de companie.
Produsul expandat este tăiat în granule de o anumită lungime de către un cuțit rotativ. Cuțitul este echipat cu 1 până la 6 lame. Pentru a-i regla viteza de rotație, cuțitul este de obicei acționat doar de un motor mic.
Conținutul de grăsime al hranei uscate extrudate pentru animale de companie variază de la 6% la peste 25%. Cu toate acestea, un conținut prea mare de grăsime nu poate fi adăugat în procesul de extrudare, deoarece temperatura și presiunea ridicate din procesul de extrudare vor afecta acizii grași nesaturați, precum și extrudarea și turnarea alimentelor. Prin urmare, metoda de pulverizare a grăsimii pe suprafața după umflare este în general utilizată pentru a crește conținutul de grăsime al produsului. Grăsimea fierbinte pulverizată pe suprafața alimentelor umflate este ușor absorbită. Cantitatea de combustibil injectată poate fi ajustată prin ajustarea vitezei de producție și a vitezei de adăugare a grăsimii, dar această metodă este predispusă la erori mari. Recent, a fost dezvoltată o metodă de control care poate ajusta cantitatea de grăsime adăugată. Acest sistem include un sistem de reglare a vitezei și un sistem de pompă de ulei cu injecție cu presiune pozitivă, eroarea sa fiind de până la 10%. La pulverizare, este necesar ca grăsimea să atingă mai mult de 5%, altfel nu poate fi pulverizată uniform. Este obișnuit să se pulverizeze digeste proteice și/sau arome pe suprafața hranei pentru animale de companie pentru a le spori acceptarea acesteia (Corbin, 2000) (Nrc2006).
După finalizarea extrudării și a pufării, produsul trebuie uscat pentru a elimina aburul și apa injectate în timpul procesului de extrudare. În general, umiditatea din alimente poate ajunge la 22% până la 28% în timpul procesării, iar după procesare, trebuie uscat pentru ca umiditatea să ajungă la 10% până la 12%, pentru a se adapta la durata de valabilitate a produsului. Procesul de uscare este, în general, finalizat de un uscător continuu cu un răcitor separat sau o combinație de uscător și răcitor. Fără o uscare corespunzătoare, hrana extrudată pentru animale de companie se poate strica, cu înfloriri microbiene și creștere fungică într-un ritm alarmant. Majoritatea acestor microorganisme pot îmbolnăvi pisicile și câinii. De exemplu, chiar și o cantitate mică de toxine produse de mucegai într-o pungă de hrană pentru câini poate afecta câinii. Măsura utilizată în mod obișnuit pentru cantitatea de apă liberă din hrana pentru animale de companie este indicele activității apei, care este definit ca raportul de echilibru dintre presiunea locală a apei și presiunea vaporilor pe suprafața hranei pentru animale de companie la aceeași temperatură. În general, majoritatea bacteriilor nu pot crește dacă activitatea apei este mai mică de 0,91. Dacă activitatea apei este sub 0,80, nici majoritatea mucegaiurilor nu vor putea crește.
Este foarte important să se controleze conținutul de umiditate al produsului în timpul procesului de uscare a hranei pentru animale de companie. De exemplu, când umiditatea produsului este uscată de la 25% la 10%, trebuie evaporate 200 kg de apă pentru a produce 1000 kg de hrană uscată, iar când umiditatea este uscată de la 25% la 12%, este necesar să se producă 1000 kg de hrană uscată. Pentru uscarea hranei, este nevoie doar de evaporarea a 173 kg de apă. Majoritatea hranei pentru animale de companie este uscată în uscătoare cu transportor circular.
03: Avantajele hranei extrudate pufoase pentru animale de companie
Pe lângă avantajele unei palatabilități bune, hrana expandată pentru animale de companie are și o serie de alte avantaje:
①Temperatura ridicată, presiunea ridicată, umiditatea ridicată și diverse efecte mecanice în procesul de umflare a alimentelor pot crește semnificativ gradul de gelatinizare a amidonului din furaje, pot denatura proteinele din acestea și pot distruge simultan lipaza produsă de diverse microorganisme, pentru a face grăsimea mai stabilă. Este benefic pentru îmbunătățirea digestibilității animalelor și a ratei de utilizare a alimentelor.
② Temperatura ridicată și presiunea ridicată a materiei prime din camera de extrudare pot ucide o varietate de microorganisme patogene conținute în materia primă, astfel încât alimentele să poată îndeplini cerințele igienice relevante și să prevină diverse boli ale tractului digestiv cauzate de hrănirea cu alimente.
③Extrudarea și pufarea pot produce produse granulare de diferite forme, cum ar fi hrana pentru pisici care poate fi produsă în formă de pește, hrana pentru câini poate fi produsă în formă de os mic, ceea ce poate îmbunătăți dorința animalelor de companie de a mânca.
④ Digestibilitatea alimentelor poate fi îmbunătățită prin pufare, iar palatabilitatea și aroma alimentelor pot fi îmbunătățite, ceea ce este deosebit de important pentru câinii și pisicile tinere ale căror organe digestive nu sunt încă dezvoltate.
⑤Conținutul de apă al furajului uscat extrudat pe pelete este de numai 10%-12%, putând fi depozitat mult timp fără a provoca mucegai.
04: Efectul extrudării asupra digestibilității nutrienților
Procesul de extrudare a hranei pentru animale de companie are un impact semnificativ asupra digestibilității diferiților nutrienți, în special a amidonului, proteinelor, grăsimilor și vitaminelor.
Amidonul se gelatinizează sub acțiunea combinată a temperaturii ridicate, presiunii ridicate și umidității în timpul temperării și extrudării. Procesul specific constă în faptul că amidonul din amestecul de pulbere începe să absoarbă apa și să se dizolve din abur, pierzându-și structura cristalină originală. În timpul procesului de extrudare, odată cu creșterea suplimentară a umidității, temperaturii și presiunii, efectul de umflare al amidonului se intensifică și mai mult, iar într-o anumită măsură, granulele de amidon încep să se rupă, iar în acest moment, amidonul începe să se gelatinizeze. Când materialul extrudat este extrudat în afara matriței, deoarece presiunea scade brusc la presiunea atmosferică, granulele de amidon se sparg brusc, iar gradul de gelatinizare crește, de asemenea, brusc. Temperatura și presiunea în procesul de extrudare afectează direct gradul de gelatinizare a amidonului. Mercier și colab. (1975) au constatat că atunci când conținutul de apă era de 25%, temperatura optimă de expansiune a amidonului de porumb era de 170-200°C. În acest interval, digestibilitatea in vitro a amidonului după gelatinizare putea ajunge la 80%. Comparativ cu digestibilitatea înainte de expansiune (18%), a crescut semnificativ cu 18%. Chiang și colab. (1977) au constatat că gradul de gelatinizare a amidonului a crescut odată cu creșterea temperaturii în intervalul 65-110°C, dar gradul de gelatinizare a amidonului a scăzut odată cu creșterea vitezei de alimentare.
Procesul de condiționare cu abur și extrudare are, de asemenea, un impact semnificativ asupra digestibilității proteinelor, iar tendința generală este de a schimba proteina în direcția benefică digestiei animalelor. Sub acțiunea condiționării cu abur și a presiunii mecanice, proteina este denaturată pentru a forma granule, iar solubilitatea în apă este redusă. Cu cât conținutul de proteine este mai mare, cu atât solubilitatea în apă scade mai mult.
Gelatinizarea amidonului are, de asemenea, un impact semnificativ asupra solubilității proteinelor în apă. Amidonul gelatinizat formează o structură membranară înfășurătoare în jurul proteinei, ceea ce duce la scăderea solubilității proteinelor în apă.
După ce proteina este expandată, structura sa se modifică și ea, iar structura sa cuaternară se degradează într-o structură terțiară sau chiar secundară, ceea ce scurtează considerabil timpul de hidroliză a proteinei în timpul digestiei. Cu toate acestea, acidul glutamic sau acidul aspartic din interiorul proteinei va reacționa cu lizina, ceea ce reduce rata de utilizare a lizinei. Reacția Maillard dintre gruparea ε-amino a aminoacizilor și zaharuri la temperaturi mai ridicate reduce, de asemenea, digestibilitatea proteinelor. Factorii antinutriționali din materiile prime, cum ar fi antitripsina, sunt, de asemenea, distruși la încălzire, ceea ce îmbunătățește digestibilitatea proteinelor de către animale dintr-un alt aspect.
Pe parcursul întregului proces de producție, conținutul de proteine din alimente este practic neschimbat, iar potența aminoacizilor nu se modifică semnificativ.
Data publicării: 02 martie 2023