Більшість власників домашніх тварин годують своїх улюбленців комерційним кормом. Оскільки комерційний корм має переваги комплексного та багатого харчування, зручного харчування тощо. Залежно від різних методів обробки та вмісту води, корм для домашніх тварин можна розділити на сухий корм, напіввологий корм та консервований; за текстурою корм можна розділити на змішаний корм, м'який вологий корм та сухий корм. Іноді важко змінити харчову поведінку улюбленця, навіть якщо новий корм, який пропонується тварині, збалансований за поживністю та відповідає потребам.
Сухий корм для домашніх тварин зазвичай містить від 10% до 12% води. Сухий корм також включає грубий порошкоподібний корм, гранульований корм, грубо подрібнений корм, екструдований повітряний корм та запечений корм, серед яких найпоширенішим та найпопулярнішим є екструдований повітряний корм. Сухий корм для домашніх тварин в основному складається із зерна, зернових побічних продуктів, соєвих продуктів, продуктів тваринного походження, побічних продуктів тваринного походження (включаючи молочні побічні продукти), жиру, вітамінів та мінералів. Сухий корм для котів зазвичай екструдується. У котів немає ступок, тому гранули котячого корму повинні мати форму та розмір для різання різцями, а не для подрібнення молярами, і процес екструзії добре підходить для виконання цієї особливої вимоги (Rokey And Huber, 1994) (Nrc 2006).
Сухий повітряний корм
01: Принцип екструзійного розширення
Процес накачування полягає у змішуванні різних порошків відповідно до розробленої формули, подальшій обробці парою та екструдуванні під високим тиском та температурою після витримки. Після цього температура та тиск у матриці на виході з екструзійної камери раптово знижуються, що призводить до швидкого розширення частинок продукту, а різак надає їм необхідну тривимірну форму.
Процес надування можна розділити на сухе та вологе надування залежно від кількості доданої води; за принципом роботи його можна розділити на екструзійне надування та надування гарячим пресом за допомогою газового преса. Екструзія та надування – це процес кондиціонування та загартування матеріалів, безперервної екструзії під тиском, різкого зниження тиску та розширення об'єму.
Наразі більшість кормів для собак, що продаються на ринку, виробляється методом екструзії та розпушування. Процес екструзії та розпушування може призвести до досягнення крохмалю в кормі відповідного високого рівня желатинізації, що покращує засвоюваність крохмалю домашніми тваринами (Mercier and Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: Процес екструзії та розпилювання
Метод типової сучасної екструзійної системи полягає в попередній обробці різних порошків шляхом додавання пари та води для темперування та темперування, щоб матеріали пом'якшилися, крохмаль желатинізувався, а білок також денатурувався. У процесі виробництва корму для домашніх тварин іноді додають м'ясну суспензію, патоку та інші речовини для покращення смакових якостей.
Кондиціонер є найпоширенішим обладнанням для кондиціонування у виробництві гранульованих кормів. Парове кондиціонування є найважливішим фактором у процесі гранулювання, а кількість доданої пари залежить від вмісту зв'язаної води в кормі та типу корму. Під час кондиціонування необхідно, щоб матеріал і водяна пара мали достатньо тривалий час перебування в кондиціонері, щоб вода могла повністю проникнути в матеріал. Якщо час занадто короткий, вода не може проникнути в матеріал, а лише залишається на поверхні у вигляді вільної води. Це не сприяє роботі наступних процесів.
Парове кондиціонування має ряд переваг:
①Зменшення тертя та подовження терміну служби пресувальної плівки. Під час загартування вода може проникати в матеріал, і воду можна використовувати як мастило для зменшення тертя між матеріалом та пресувальною плівкою, тим самим зменшуючи втрати пресувальної плівки та подовжуючи термін служби.
② Збільшення виробничої потужності. Якщо вміст вологи під час екструзії занадто низький, в'язкість між різними компонентами матеріалу буде низькою, а формувальна здатність також буде низькою. Збільшення вмісту вологи може значно збільшити виробничу потужність пелет, а за гарного ефекту виробничу потужність можна збільшити на 30%.
③ Зменшення споживання енергії. Коли вміст вологи низький, споживання енергії для подальшої екструзії та інших процесів збільшується, а кількість операцій можна зменшити, коли після кондиціонування парою виробляється та сама кількість їжі, тим самим зменшуючи споживання енергії.
④ Покращення якості частинок. Контроль кількості водяної пари, що додається залежно від різних видів сировини під час відпуску, може покращити якість гранул.
⑤ Покращення безпеки харчових продуктів. Під час процесу кондиціонування парою високотемпературна пара, що додається, може знищувати різні патогенні мікроорганізми, що містяться в різних кормових матеріалах, та покращувати безпеку харчових продуктів.
Різні порошки після кондиціонування безпосередньо надсилаються в екструзійну камеру екструдера, а також додаються додаткова пара, вода, а іноді й суспензія грубого зернового порошку, м'ясна суспензія тощо. Екструзійна камера є основною частиною екструзійної системи, і більшість завдань усієї системи виконує ця частина. Вона містить шнек, гільзу, матрицю тощо. Цей компонент визначає, чи буде екструдер одно- чи двошнековим. Якщо він має два паралельні вали, це буде двошнековий екструдер, якщо ж лише один, то це буде одношнековий екструдер. Основна функція цієї частини полягає у змішуванні та варінні інгредієнтів, і вона може бути заповнена водою або газом залежно від фактичної ситуації. Екструзійна камера поділена на частину подачі, частину змішування та частину варіння. Секція змішування - це вхід, через який загартований порошок потрапляє в екструзійну камеру, і щільність сировини в цей час дуже низька; Коли внутрішній тиск у секції змішування збільшується, щільність сировини також поступово зростає, а температура та тиск у секції варіння різко зростають. Структура сировини починає змінюватися. Тертя між порошком та стінкою бочки, шнеком та порошком стає все більшим і більшим, і різні порошки варяться та дозрівають під комбінованим впливом тертя, сили зсуву та нагрівання. Температура в екструзійній камері може призводити до желатинізування більшої частини крохмалю та інактивації більшості патогенних мікроорганізмів.
Деякі виробники кормів для домашніх тварин наразі додають м'ясну суспензію до процесу екструзії, що дозволяє використовувати в рецептах свіже м'ясо замість сухого. Через вищий вміст вологи в необробленому м'ясі це дозволяє збільшити частку тваринних матеріалів у складі кормової сировини. Збільшення вмісту свіжого м'яса принаймні дає людям відчуття високої якості.
Процес екструзії має кілька переваг:
①Висока температура та високий тиск, що утворюються в процесі екструзії, можуть ефективно стерилізувати;
② Може значно збільшити ступінь розширення крохмалю. Існують дані, що процес екструзії може призвести до досягнення ступеня розширення крохмалю понад 90%, тому засвоюваність крохмалю домашніми тваринами також значно покращується;
③ Різні білки в сировині денатуруються для покращення засвоюваності білка;
④ Усунути різні антинутрієнтні фактори в кормових матеріалах, такі як антитрипсин у сої.
На виході з екструдера є матриця, і коли екструдована сировина проходить через матрицю, її об'єм швидко збільшується через раптове падіння температури та тиску. Змінюючи отвори матриці, виробники кормів для домашніх тварин можуть виробляти корми для домашніх тварин у багатьох комбінаціях форм, розмірів та кольорів. Ця здатність фактично комбінувати дуже важлива, оскільки ринок розвивається, але мало що може змінитися з точки зору задоволення харчової придатності кормів для домашніх тварин.
Подрібнений продукт розрізається на гранули певної довжини роторним різаком. Різак оснащений від 1 до 6 лез. Для регулювання швидкості обертання різак зазвичай приводиться в рух лише невеликим двигуном.
Вміст жиру в сухому екструдованому кормі для домашніх тварин коливається від 6% до понад 25%. Однак занадто високий вміст жиру не можна додавати в процес екструзії, оскільки висока температура та високий тиск у процесі екструзії впливають на ненасичені жирні кислоти, а також на екструзію та формування харчових продуктів. Тому для збільшення вмісту жиру в продукті зазвичай використовується метод розпилення жиру на поверхню після розпилення. Гарячий жир, розпилений на поверхню розпиленого корму, легко поглинається. Кількість палива, що впорскується, можна регулювати, регулюючи швидкість виробництва та швидкість додавання жиру, але цей метод схильний до великих похибок. Нещодавно був розроблений метод керування, який може регулювати кількість доданого жиру. Ця система включає систему регулювання швидкості та систему впорскування олії з позитивним тиском, її похибка становить у межах 10%. Під час розпилення необхідно, щоб вміст жиру перевищував 5%, інакше його не можна було б розпилювати рівномірно. Зазвичай на поверхню корму для домашніх тварин розпилюють білкові розчини та/або ароматизатори, щоб покращити сприйняття їжі тваринами (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Після завершення екструзії та розпушування корм необхідно висушити, щоб видалити пару та воду, що впорскуються під час процесу екструзії. Як правило, вміст вологи в їжі під час обробки може досягати від 22% до 28%, а після обробки його потрібно висушити, щоб вміст вологи досяг від 10% до 12%, щоб адаптуватися до терміну придатності продукту. Процес сушіння зазвичай здійснюється за допомогою сушарки безперервної дії з окремим охолоджувачем або комбінацією сушарки та охолоджувача. Без належного сушіння екструдований корм для домашніх тварин може зіпсуватися, спричиняючи мікробне цвітіння та ріст грибків з тривожною швидкістю. Більшість цих мікроорганізмів можуть викликати захворювання у котів та собак, наприклад, навіть невелика кількість токсинів, що виробляються цвіллю в пакеті з кормом для собак, може вплинути на собак. Загальноприйнятим показником кількості вільної води в кормі для домашніх тварин є індекс активності води, який визначається як співвідношення рівноваги місцевого тиску води та тиску пари на поверхні корму для домашніх тварин за однакової температури. Загалом, більшість бактерій не можуть рости, якщо активність води нижча за 0,91. Якщо активність води нижча за 0,80, більшість цвілі також не зможуть рости.
Дуже важливо контролювати вміст вологи в продукті під час процесу сушіння корму для домашніх тварин. Наприклад, коли вологість продукту висушується з 25% до 10%, для виробництва 1000 кг сухого корму необхідно випарувати 200 кг води, а коли вологість висушується з 25% до 12%, для виробництва 1000 кг сухого корму необхідно випарувати лише 173 кг води. Більшість кормів для домашніх тварин сушиться в кругових конвеєрних сушарках.
03: Переваги екструдованого повітряного корму для домашніх тварин
Окрім переваг гарного смаку, повітряний корм для домашніх тварин також має низку інших переваг:
①Висока температура, високий тиск, висока вологість та різні механічні впливи в процесі подрібнення їжі можуть значно підвищити ступінь желатинізації крохмалю в кормі, денатурувати білок у ньому та одночасно зруйнувати ліпазу, що виробляється різними мікроорганізмами, що робить жир більш стабільним. Це корисно для покращення засвоюваності тваринами та швидкості використання їжі.
②Висока температура та високий тиск сировини в екструзійній камері можуть знищувати різноманітні патогенні мікроорганізми, що містяться в сировині, завдяки чому харчові продукти можуть відповідати відповідним гігієнічним вимогам та запобігати різним захворюванням травного тракту, спричиненим годуванням їжею.
③Екструзія та розпилення можуть виробляти гранульовані продукти різної форми, такі як корм для котів може бути виготовлений у формі риби, корм для собак може бути виготовлений у формі дрібних кісточок, що може покращити бажання домашніх тварин їсти.
④ Засвоюваність їжі можна покращити шляхом розпушування, а також посилити смакові якості та аромат їжі, що особливо важливо для молодих собак та котів, органи травлення яких ще не розвинені.
⑤Вміст води в сухому екструдованому гранульованому кормі становить лише 10%-12%, що дозволяє зберігати його протягом тривалого часу, не спричиняючи утворення цвілі.
04: Вплив екструзії на засвоюваність поживних речовин
Процес екструзії корму для домашніх тварин має значний вплив на засвоюваність різних поживних речовин, особливо крохмалю, білка, жиру та вітамінів.
Крохмаль зазнає желатинізації під спільною дією високої температури, високого тиску та вологи під час темперування та екструзії. Специфічний процес полягає в тому, що крохмаль у порошковій суміші починає поглинати воду та розчинятися внаслідок парового кондиціонування, втрачаючи свою початкову кристалічну структуру. Під час процесу екструзії, з подальшим підвищенням вологи, температури та тиску, ефект набухання крохмалю ще більше посилюється, і певною мірою гранули крохмалю починають розриватися, і в цей час крохмаль починає желатинізуватися. Коли екструдований матеріал видавлюється з матриці, через раптове падіння тиску до атмосферного, гранули крохмалю різко лопаються, і ступінь желатинізації також різко зростає. Температура та тиск в процесі екструзії безпосередньо впливають на ступінь желатинізації крохмалю. Мерсьє та ін. (1975) виявили, що при вмісті води 25% оптимальна температура розширення кукурудзяного крохмалю становила 170-200°C. У цьому діапазоні засвоюваність крохмалю in vitro після желатинізації може досягати 80%. Порівняно з засвоюваністю до розширення (18%), вона значно збільшилася на 18%. Chiang та ін. (1977) виявили, що ступінь желатинізації крохмалю збільшується зі збільшенням температури в діапазоні 65-110°C, але ступінь желатинізації крохмалю знижується зі збільшенням швидкості подачі.
Процес кондиціонування парою та екструзії також має значний вплив на засвоюваність білка, і загальна тенденція полягає в тому, щоб змінювати білок у напрямку, сприятливому для травлення тварин. Під дією кондиціонування парою та механічного тиску білок денатурується, утворюючи гранули, а розчинність у воді знижується. Чим вищий вміст білка, тим більше знижується розчинність у воді.
Желатинізація крохмалю також має значний вплив на розчинність білка у воді. Желатинізований крохмаль утворює обгортальну мембранну структуру навколо білка, що призводить до зниження розчинності білка у воді.
Після розширення білка його структура також змінюється, а четвертинна структура деградує до третинної або навіть вторинної, що значно скорочує час гідролізу білка під час травлення. Однак глутамінова кислота або аспарагінова кислота всередині білка реагує з лізином, що знижує швидкість використання лізину. Реакція Майяра між ε-аміногрупою амінокислот і цукрами за високих температур також знижує засвоюваність білків. Антинутриційні фактори в сировині, такі як антитрипсин, також руйнуються при нагріванні, що покращує засвоюваність білка тваринами з іншого боку.
Протягом усього виробничого процесу вміст білка в їжі практично не змінюється, а активність амінокислот суттєво не змінюється.
Час публікації: 02 березня 2023 р.