De flesta djurägare ger sina husdjur kommersiellt foder. Kommersiellt foder har fördelarna med omfattande och rik näring, bekväm ätbarhet och så vidare. Beroende på olika bearbetningsmetoder och vattenhalt kan foder delas in i torrfoder, halvfuktigt foder och konserverat foder. Beroende på konsistens kan foder delas in i blandfoder, mjukt våtfoder och torrfoder. Ibland är det svårt att ändra ett husdjurs ätbeteende, även om det nya fodret som erbjuds husdjuret är näringsmässigt balanserat och uppfyller dess behov.
Torrfoder för husdjur innehåller vanligtvis 10 % till 12 % vatten. Torrfoder inkluderar även grovfoder, granulatfoder, grovmalet foder, extruderat puffat foder och bakat foder, bland vilka den vanligaste och mest populära är extruderat puffat foder. Torrfoder för husdjur består huvudsakligen av spannmål, spannmålsbiprodukter, sojaprodukter, animaliska produkter, animaliska biprodukter (inklusive mjölkbiprodukter), fett, vitaminer och mineraler. Torrfoder för katter är vanligtvis extruderat. Katter har inte murbruk, så kattfoderpellets måste formas och dimensioneras för att skäras med framtänder snarare än att malas med kindtänder, och extruderingsprocessen är väl lämpad för att uppfylla detta speciella krav (Rokey och Huber, 1994) (Nrc 2006).
Torrpuffad mat
01: Principen för extruderingsexpansion
Puffningsprocessen går ut på att blanda olika pulver enligt den designade formeln, sedan genomgå ångkonditionering och sedan extrudera under hög temperatur och högt tryck efter åldring. Sedan sjunker plötsligt temperatur och tryck i formen vid utgången av extruderingskammaren, vilket gör att produktpartiklarna expanderar snabbt och skärs till önskad tredimensionell form med skäraren.
Puffningsprocessen kan delas in i torrpuffning och våtpuffning beroende på mängden tillsatt vatten; enligt arbetsprincipen kan den delas in i extruderingspuffning och gaspresspuffning. Extrudering och puffning är en process för konditionering och anlöpning av material, kontinuerlig tryckextrudering, plötslig tryckreduktion och volymexpansion.
För närvarande produceras det mesta av hundfodret som säljs på marknaden genom extrudering och puffning. Extruderings- och puffningsprocessen kan göra att stärkelsen i fodret når en lämplig hög gelatineringsnivå, vilket förbättrar stärkelsens smältbarhet hos husdjur (Mercier och Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: Processen för extrudering och puffning
Metoden för ett typiskt modernt extruderingssystem är att förbehandla olika pulver genom att tillsätta ånga och vatten för att härda och härda, så att materialen mjuknar, stärkelsen gelatineras och proteinet denatureras. I produktionsprocessen för husdjursfoder tillsätts ibland köttslam, melass och andra ämnen för att förbättra smakligheten.
Konditioneringsmedel är den vanligaste konditioneringsutrustningen för pelletsfoderproduktion. Ångkonditionering är den viktigaste faktorn i pelleteringsprocessen, och mängden tillsatt ånga beror på innehållet av bundet vatten i fodret och typen av foder. Vid konditionering krävs att materialet och vattenångan har tillräckligt lång uppehållstid i konditioneringsmedlet, så att vattnet helt kan tränga in i materialet. Om tiden är för kort kan vattnet inte tränga in i materialet, utan stannar bara kvar på ytan i form av fritt vatten. Detta är inte gynnsamt för driften av efterföljande processer.
Ångkonditionering har ett antal fördelar:
①Minska friktion och förläng pressfilmens livslängd. Vid anlöpning kan vatten tränga in i materialet, och vattnet kan användas som smörjmedel för att minska friktionen mellan materialet och pressfilmen, vilket minskar förlusten av pressfilmen och förlänger livslängden.
② Förbättra produktionskapaciteten. Om fukthalten är för låg under extrudering blir viskositeten mellan de olika materialkomponenterna dålig, och formningsförmågan blir också dålig. Att öka fukthalten kan avsevärt öka pelletsproduktionskapaciteten, och när effekten är god kan produktionskapaciteten ökas med 30 %.
③ Minska strömförbrukningen. När fukthalten är låg ökar strömförbrukningen för efterföljande extrudering och andra processer, och antalet operationer kan minskas när samma mängd mat produceras efter ångkonditionering, vilket minskar strömförbrukningen.
④ Förbättra partikelkvaliteten. Att kontrollera mängden vattenånga som tillsätts under anlöpning beroende på olika råvaror kan förbättra granulatens kvalitet.
⑤ Förbättra livsmedelssäkerheten. Under ångkonditioneringsprocessen kan den tillsatta högtemperaturångan döda olika patogena mikroorganismer som finns i olika foderråvaror och förbättra livsmedelssäkerheten.
De olika pulvren skickas efter konditionering direkt in i extruderns extruderingskammare, och ytterligare ånga, vatten och ibland grovkornigt pulver, köttslam etc. tillsätts. Extruderingskammaren är kärndelen av extruderingssystemet, och de flesta av hela systemets uppgifter utförs av denna del. Den innehåller skruv, hylsa och matris etc. Denna komponent avgör om extrudern ska vara en enkel- eller dubbelskruv, om den har två parallella axlar ska den vara en dubbelskruvextruder, om den bara har en så ska den vara en enkelskruvextruder. Huvudfunktionen för denna del är att blanda och tillaga ingredienserna, och den kan fyllas med vatten eller gas beroende på den faktiska situationen. Extruderingskammaren är uppdelad i en matningsdel, en blandningsdel och en tillagningsdel. Blandningssektionen är ingången där det härdade pulvret kommer in i extruderingskammaren, och råmaterialets densitet är mycket låg vid denna tidpunkt; När det inre trycket i blandningssektionen ökar, ökar även råmaterialets densitet gradvis, och temperaturen och trycket i tillagningssektionen ökar kraftigt. Råmaterialets struktur börjar förändras. Friktionen mellan pulvret och cylinderväggen, skruven och pulvret blir större och större, och olika pulver kokas och mognar under de kombinerade effekterna av friktion, skjuvkraft och uppvärmning. Temperaturen i extruderingsrummet kan gelatinera det mesta av stärkelsen och inaktivera de flesta av de patogena mikroorganismerna.
Vissa tillverkare av djurfoder tillsätter för närvarande köttslam i extruderingsprocessen, vilket gör att färskt kött kan användas i recept istället för enbart torrt kött. På grund av den högre fukthalten i obehandlat kött möjliggör detta en ökad andel animaliskt material i fodermaterialets sammansättning. Att öka innehållet av färskt kött ger åtminstone människor en känsla av hög kvalitet.
Extruderingsprocessen har flera fördelar:
①Den höga temperaturen och det höga trycket som genereras i extruderingsprocessen kan effektivt sterilisera;
② Det kan avsevärt öka expansionsgraden av stärkelse. Det finns bevis för att extruderingsprocessen kan göra att expansionsgraden av stärkelse når mer än 90 %, så att stärkelsens smältbarhet hos husdjur också förbättras avsevärt;
③ Olika proteiner i råvaror denatureras för att förbättra proteinets smältbarhet;
④ Eliminera olika anti-näringsfaktorer i foderråvaror, såsom antitrypsin i sojabönor.
Det finns en matris vid utgången av extrudern, och när det extruderade råmaterialet passerar genom matrisen expanderar volymen snabbt på grund av det plötsliga sänkandet av temperatur och tryck. Genom att ändra matrishålen kan tillverkare av husdjursfoder producera husdjursfoder i många kombinationer av former, storlekar och färger. Denna förmåga att faktiskt kombinera är mycket viktig i takt med att marknaden utvecklas, men inte mycket kan förändras när det gäller att uppfylla husdjursfodrets näringsmässiga lämplighet.
Den puffade produkten skärs till granuler av en viss längd med en roterande kniv. Kniven är utrustad med 1 till 6 blad. För att justera rotationshastigheten drivs kniven vanligtvis enbart av en liten motor.
Fetthalten i torrt extruderat husdjursfoder varierar från 6 % till mer än 25 %. Emellertid kan inte ett för högt fettinnehåll tillsättas i extruderingsprocessen, eftersom den höga temperaturen och det höga trycket i extruderingsprocessen kommer att påverka omättade fettsyror och även påverka extrudering och formning av livsmedel. Därför används metoden att spruta fett på ytan efter puffning vanligtvis för att öka produktens fettinnehåll. Varmt fett som sprutas på ytan av puffat foder absorberas lätt. Mängden bränsleinsprutning kan justeras genom att justera produktionshastigheten och fetttillsatshastigheten, men denna metod är benägen för stora fel. Nyligen har en kontrollmetod som kan justera mängden fetttillsats utvecklats. Detta system inkluderar ett hastighetsregleringssystem och ett positivt tryckinsprutningssystem för oljepump, dess fel ligger inom 10 %. Vid sprutning krävs att fetthalten når mer än 5 %, annars kan den inte sprutas jämnt. Det är vanligt att spraya proteinrester och/eller smakämnen på ytan av djurfoder för att förbättra djurens acceptans av fodret (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Efter att extruderingen och puffningen är klar måste den torkas för att avlägsna ångan och vattnet som injiceras under extruderingsprocessen. Vanligtvis kan fukthalten i maten nå 22 % till 28 % under bearbetningen, och efter bearbetningen måste den torkas för att fukthalten ska nå 10 % till 12 % för att anpassa sig till produktens hållbarhet. Torkningsprocessen utförs vanligtvis med en kontinuerlig torktumlare med en separat kylare eller en kombination av torktumlare och kylare. Utan korrekt torkning kan extruderat husdjursfoder bli dåligt, med mikrobiella blomningar och svamptillväxt i en alarmerande takt. De flesta av dessa mikroorganismer kan göra katter och hundar sjuka. Till exempel kan även en liten mängd gifter som produceras av mögel i en påse hundfoder påverka hundar. Det vanligaste måttet på mängden fritt vatten i husdjursfoder är vattenaktivitetsindexet, vilket definieras som jämviktsförhållandet mellan det lokala vattentrycket och ångtrycket på ytan av husdjursfodret vid samma temperatur. I allmänhet kan de flesta bakterier inte växa om vattenaktiviteten är lägre än 0,91. Om vattenaktiviteten är under 0,80 kommer de flesta mögelsvampar inte heller att kunna växa.
Det är mycket viktigt att kontrollera produktens fukthalt under torkningsprocessen för husdjursfoder. Till exempel, när produktens fuktighet torkas från 25 % till 10 %, måste 200 kg vatten avdunstas för att producera 1000 kg torrfoder, och när fuktigheten torkas från 25 % till 12 % är det nödvändigt att producera 1000 kg torrfoder. Torkning av husdjursfoder behöver bara avdunsta 173 kg vatten. Det mesta husdjursfodret torkas i cirkulära transportbandstorkar.
03: Fördelar med extruderat puffat djurfoder
Förutom fördelarna med god smaklighet har puffat husdjursfoder även en rad andra fördelar:
①Hög temperatur, högt tryck, hög luftfuktighet och olika mekaniska effekter i processen för matpussning kan avsevärt öka gelatineringsgraden av stärkelse i fodret, denaturera proteinet i det och förstöra lipaset som produceras av olika mikroorganismer samtidigt för att göra fettet mer stabilt. Det är fördelaktigt för att förbättra djurens smältbarhet och utnyttjandegraden av mat.
② Den höga temperaturen och det höga trycket hos råmaterialet i extruderingskammaren kan döda en mängd olika patogena mikroorganismer som finns i råmaterialet, så att livsmedlet kan uppfylla de relevanta hygienkraven och förhindra olika matsmältningssjukdomar orsakade av utfodring med livsmedel.
③Extrudering och puffning kan producera granulära produkter i olika former, såsom kattmat som kan produceras i fiskform, hundmat som kan produceras i små benformar, vilket kan förbättra husdjurs lust att äta.
④ Matens smältbarhet kan förbättras genom att puffa, och matens smak och arom kan förstärkas, vilket är särskilt viktigt för unga hundar och katter vars matsmältningsorgan ännu inte är utvecklade.
⑤Vattenhalten i torrt extruderat pelletsfoder är endast 10% -12%, vilket kan lagras under lång tid utan att orsaka mögel.
04: Effekten av extrudering på näringsämnens smältbarhet
Extruderingsprocessen för husdjursfoder har en betydande inverkan på smältbarheten hos olika näringsämnen, särskilt stärkelse, protein, fett och vitaminer.
Stärkelse genomgår gelatinering under den kombinerade effekten av hög temperatur, högt tryck och fukt under anlöpning och extrudering. Den specifika processen är att stärkelsen i pulverblandningen börjar absorbera vatten och lösas upp från ångkonditioneringen, och förlorar sin ursprungliga kristallstruktur. Under extruderingsprocessen, med ytterligare ökning av fukt, temperatur och tryck, intensifieras stärkelsens svällningseffekt ytterligare, och i viss utsträckning börjar stärkelsegranulatet att brista, och vid denna tidpunkt börjar stärkelsen att gelatineras. När det extruderade materialet extruderas ut ur formen, på grund av att trycket plötsligt sjunker till atmosfärstryck, spricker stärkelsegranulatet kraftigt, och gelatineringsgraden ökar också kraftigt. Temperaturen och trycket i extruderingsprocessen påverkar direkt gelatineringsgraden av stärkelse. Mercier et al. (1975) fann att när vattenhalten var 25 % var den optimala expansionstemperaturen för majsstärkelse 170–200 °C. Inom detta intervall kunde stärkelsens in vitro-smältbarhet efter gelatinering nå 80 %. Jämfört med smältbarheten före expansion (18 %) har den ökat kraftigt med 18 %. Chiang et al. (1977) fann att graden av stärkelsens gelatinering ökade med temperaturökningen i intervallet 65–110 °C, men graden av stärkelsens gelatinering minskade med ökande matningshastighet.
Processen med ångkonditionering och extrudering har också en betydande inverkan på proteinets smältbarhet, och den allmänna trenden är att proteinet förändras i den riktning som är gynnsam för djurens matsmältning. Under inverkan av ångkonditionering och mekaniskt tryck denatureras proteinet till granuler, och vattenlösligheten minskar. Ju högre proteinhalten är, desto mer minskar vattenlösligheten.
Gelatiniseringen av stärkelse har också en betydande inverkan på proteinets vattenlöslighet. Den gelatinerade stärkelsen bildar en omslutande membranstruktur runt proteinet, vilket leder till minskad proteinets vattenlöslighet.
Efter att proteinet har expanderat förändras även dess struktur, och dess kvaternära struktur bryts ner till en tertiär eller till och med sekundär struktur, vilket kraftigt förkortar proteinets hydrolystid under matsmältningen. Emellertid reagerar glutaminsyra eller asparaginsyra inuti proteinet med lysin, vilket minskar lysinets utnyttjandegrad. Maillard-reaktionen mellan ε-aminogruppen av aminosyror och sockerarter vid högre temperaturer minskar också proteinernas smältbarhet. Antinäringsfaktorer i råvaror, såsom antitrypsin, förstörs också vid uppvärmning, vilket förbättrar proteinernas smältbarhet hos djur ur en annan aspekt.
Under hela produktionsprocessen är proteininnehållet i livsmedlet i princip oförändrat, och aminosyrornas styrka förändras inte signifikant.
Publiceringstid: 2 mars 2023