De fleste kæledyrsejere fodrer deres kæledyr med kommercielt foder. Fordi det kommercielt tilgængelige foder har fordelene ved omfattende og rig ernæring, nem spisning osv. I henhold til forskellige forarbejdningsmetoder og vandindhold kan foder opdeles i tørfoder, halvfugtigt foder og dåsefoder. I henhold til tekstur kan foder opdeles i blandet foder, blødt vådfoder og tørfoder. Nogle gange er det vanskeligt at ændre et kæledyrs spiseadfærd, selvom det nye foder, der tilbydes kæledyret, er ernæringsmæssigt afbalanceret og opfylder dets behov.
Tørfoder til kæledyr indeholder generelt 10% til 12% vand. Tørfoder omfatter også groft pulverfoder, granulatfoder, groftmalet foder, ekstruderet puffet foder og bagt foder, hvoraf den mest almindelige og populære er ekstruderet puffet foder. Tørfoder til kæledyr består hovedsageligt af korn, kornbiprodukter, sojaprodukter, animalske produkter, animalske biprodukter (inklusive mælkebiprodukter), fedt, vitaminer og mineraler. Tørfoder til katte ekstruderes normalt. Katte har ikke mørtel, så kattefoderpiller skal formes og dimensioneres til skæring med fortænder i stedet for at male dem med kindtænder, og ekstruderingsprocessen er velegnet til at opfylde dette særlige krav (Rokey og Huber, 1994) (Nrc 2006).
Tør, puffet mad
01: Princippet for ekstruderingsekspansion
Puffeprocessen består i at blande forskellige pulvere i henhold til den designede formel, derefter gennemgå dampkonditionering og derefter ekstrudere under høj temperatur og højt tryk efter ældning. Derefter falder temperatur og tryk i matricen ved udgangen af ekstruderingskammeret pludselig, hvilket får produktpartiklerne til at udvide sig hurtigt og skæres i den ønskede tredimensionelle form af skæreren.
Puffeprocessen kan opdeles i tørpuffe og vådpuffe i henhold til mængden af tilsat vand; i henhold til arbejdsprincippet kan den opdeles i ekstruderingspuffe og gas-varmpuffing. Ekstrudering og puffe er en proces med konditionering og temperering af materialer, kontinuerlig trykekstrudering, pludselig trykreduktion og volumenekspansion.
I øjeblikket produceres det meste af det hundefoder, der sælges på markedet, ved ekstrudering og pufning. Ekstruderings- og pufningsprocessen kan få stivelsen i foderet til at nå et passende højt niveau af gelatinering, hvilket forbedrer stivelsens fordøjelighed hos kæledyr (Mercier og Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: Ekstrudering og pufningsprocessen
Metoden i et typisk moderne ekstruderingssystem er at forbehandle forskellige pulvere ved at tilsætte damp og vand for at temperere og temperere, så materialerne blødgøres, stivelsen gelatineres, og proteinet denatureres. I produktionsprocessen af kæledyrsfoder tilsættes kødopslæmning, melasse og andre stoffer undertiden for at forbedre smagen.
Konditioneringsmiddel er det mest anvendte konditioneringsudstyr til produktion af pelletfoder. Dampkonditionering er den vigtigste faktor i pelleteringsprocessen, og mængden af tilsat damp afhænger af indholdet af bundet vand i foderet og typen af foder. Ved konditionering kræves det, at materialet og vanddampen har en tilstrækkelig lang opholdstid i konditioneringsmiddelet, så vandet kan trænge helt ind i materialet. Hvis tiden er for kort, kan vandet ikke trænge ind i materialet, men forbliver kun på overfladen i form af frit vand. Dette er ikke befordrende for driften af efterfølgende processer.
Dampbehandling har en række fordele:
①Reducer friktion og forlæng pressefilmens levetid. Ved hærdning kan vand trænge ind i materialet, og vandet kan bruges som smøremiddel for at reducere friktionen mellem materialet og pressefilmen, hvorved tabet af pressefilmen reduceres og levetiden forlænges.
② Forbedre produktionskapaciteten. Hvis fugtindholdet er for lavt under ekstrudering, vil viskositeten mellem de forskellige materialekomponenter være dårlig, og formningsevnen vil også være dårlig. Forøgelse af fugtindholdet kan øge pellets produktionskapacitet betydeligt, og når effekten er god, kan produktionskapaciteten øges med 30%.
③ Reducer strømforbruget. Når fugtighedsindholdet er lavt, øges strømforbruget til efterfølgende ekstrudering og andre processer, og antallet af operationer kan reduceres, når den samme mængde mad produceres efter dampbehandling, hvorved strømforbruget reduceres.
④ Forbedre partikelkvaliteten. Kontrol af mængden af vanddamp, der tilsættes under temperering i henhold til forskellige råmaterialer, kan forbedre granulatkvaliteten.
⑤ Forbedr fødevaresikkerheden. Under dampkonditioneringsprocessen kan den tilsatte højtemperaturdamp dræbe forskellige patogene mikroorganismer i forskellige fodermidler og forbedre fødevaresikkerheden.
Efter konditionering sendes de forskellige pulvere direkte ind i ekstruderens ekstruderingskammer, og yderligere damp, vand og undertiden grovkornet pulveropslæmning, kødopslæmning osv. tilsættes. Ekstruderingskammeret er kernedelen af ekstruderingssystemet, og de fleste af hele systemets opgaver udføres af denne del. Det indeholder snegle, muffe og matrice osv. Denne komponent bestemmer, om ekstruderen skal være en enkelt- eller dobbeltsnekkeekstruder. Hvis den har to parallelle aksler, skal den være en dobbeltsnekkeekstruder. Hvis den kun har én, skal den være en enkeltsnekkeekstruder. Hovedfunktionen af denne del er at blande og tilberede ingredienserne, og den kan fyldes med vand eller gas afhængigt af den faktiske situation. Ekstruderingskammeret er opdelt i en tilførselsdel, en blandingsdel og en tilberedningsdel. Blandingssektionen er indgangen, hvor det hærdede pulver kommer ind i ekstruderingskammeret, og råmaterialets densitet er meget lav på dette tidspunkt. Når det indre tryk i blandesektionen stiger, stiger råmaterialets densitet også gradvist, og temperaturen og trykket i kogesektionen stiger kraftigt. Råmaterialets struktur begynder at ændre sig. Friktionen mellem pulveret og tøndervæggen, skruen og pulveret bliver større og større, og forskellige pulvere koges og modnes under de kombinerede virkninger af friktion, forskydningskraft og opvarmning. Temperaturen i ekstruderingsrummet kan gelatinere det meste af stivelsen og inaktivere de fleste af de patogene mikroorganismer.
Nogle producenter af kæledyrsfoder tilsætter i øjeblikket kødopslæmning til ekstruderingsprocessen, hvilket gør det muligt at bruge frisk kød i opskrifter i stedet for tørret kød alene. På grund af det højere fugtindhold i ubehandlet kød giver dette mulighed for en øget andel af animalsk materiale i fodermaterialets sammensætning. En forøgelse af indholdet af frisk kød giver i det mindste folk en følelse af høj kvalitet.
Ekstruderingsprocessen har flere fordele:
①Den høje temperatur og det høje tryk, der genereres i ekstruderingsprocessen, kan effektivt sterilisere;
② Det kan øge stivelsens ekspansionsgrad betydeligt. Der er bevis for, at ekstruderingsprocessen kan få stivelsens ekspansionsgrad til at nå mere end 90%, så kæledyrs fordøjelighed af stivelse også forbedres betydeligt;
③ Forskellige proteiner i råmaterialer denatureres for at forbedre proteinfordøjeligheden;
④ Eliminer forskellige anti-næringsmæssige faktorer i fodermidler, såsom antitrypsin i sojabønner.
Der er en dyse ved ekstruderens udgang, og når det ekstruderede råmateriale passerer gennem dysen, udvides volumenet hurtigt på grund af det pludselige fald i temperatur og tryk. Ved at ændre dysehullerne kan producenter af kæledyrsfoder producere kæledyrsfoder i mange kombinationer af former, størrelser og farver. Denne evne til rent faktisk at kombinere er meget vigtig i takt med at markedet udvikler sig, men der kan ikke ændres meget med hensyn til at opfylde kæledyrsfoderets ernæringsmæssige egnethed.
Det puffede produkt skæres i granulat af en bestemt længde af en roterende skærer. Skæremaskinen er udstyret med 1 til 6 klinger. For at justere rotationshastigheden drives skæreren normalt af en lille motor alene.
Fedtindholdet i tørt ekstruderet kæledyrsfoder varierer fra 6% til mere end 25%. Imidlertid kan et for højt fedtindhold ikke tilsættes i ekstruderingsprocessen, fordi den høje temperatur og det høje tryk i ekstruderingsprocessen vil påvirke umættede fedtsyrer og også påvirke ekstrudering og formning af fødevarer. Derfor bruges metoden med at sprøjte fedt på overfladen efter pufning generelt til at øge produktets fedtindhold. Varmt fedt, der sprøjtes på overfladen af puffet mad, absorberes let. Mængden af brændstofindsprøjtning kan justeres ved at justere produktionshastigheden og fedttilsætningshastigheden, men denne metode er tilbøjelig til store fejl. For nylig er der udviklet en kontrolmetode, der kan justere mængden af fedttilsætning. Dette system inkluderer et hastighedsreguleringssystem og et positivt trykindsprøjtningsoliepumpesystem, og dets fejl er inden for 10%. Ved sprøjtning kræves det, at fedtindholdet når op på mere end 5%, ellers kan det ikke sprøjtes jævnt. Det er almindeligt at sprøjte proteinfordøjelser og/eller smagsstoffer på overfladen af kæledyrsfoder for at forbedre kæledyrets accept af foderet (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Efter ekstrudering og pufning skal foderet tørres for at fjerne den damp og det vand, der sprøjtes ind under ekstruderingsprocessen. Generelt kan fugtigheden i foderet nå op på 22% til 28% under forarbejdning, og efter forarbejdning skal det tørres for at opnå en fugtighed på 10% til 12% for at tilpasse sig produktets holdbarhed. Tørreprocessen udføres generelt med en kontinuerlig tørretumbler med en separat køler eller en kombination af tørretumbler og køler. Uden korrekt tørring kan ekstruderet kæledyrsfoder blive dårligt med mikrobiel opblomstring og svampevækst i alarmerende tempo. De fleste af disse mikroorganismer kan gøre katte og hunde syge. For eksempel kan selv en lille mængde toksiner produceret af skimmelsvamp i en pose hundefoder påvirke hunde. Det almindeligt anvendte mål for mængden af frit vand i kæledyrsfoder er vandaktivitetsindekset, som defineres som ligevægtsforholdet mellem det lokale vandtryk og damptrykket på overfladen af kæledyrsfoderet ved samme temperatur. Generelt kan de fleste bakterier ikke vokse, hvis vandaktiviteten er lavere end 0,91. Hvis vandaktiviteten er under 0,80, vil de fleste skimmelsvampe heller ikke være i stand til at vokse.
Det er meget vigtigt at kontrollere produktets fugtighedsindhold under tørringsprocessen af kæledyrsfoder. For eksempel, når produktets fugtighed er tørret fra 25% til 10%, skal der fordampes 200 kg vand for at producere 1000 kg tørfoder, og når fugtigheden er tørret fra 25% til 12%, er det nødvendigt at producere 1000 kg tørfoder. Der skal kun fordampes 173 kg vand til tørring af kæledyrsfoder. Det meste kæledyrsfoder tørres i cirkulære transportbåndstørrere.
03: Fordele ved ekstruderet puffet kæledyrsfoder
Ud over fordelene ved god smag har puffet kæledyrsfoder også en række andre fordele:
①Høj temperatur, højt tryk, høj luftfugtighed og forskellige mekaniske effekter i processen med at puste foderet op kan øge gelatineringsgraden af stivelse i foderet betydeligt, denaturere proteinet i det og samtidig ødelægge lipasen produceret af forskellige mikroorganismer for at gøre fedtet mere stabilt. Det er gavnligt at forbedre dyrenes fordøjelighed og udnyttelsesgraden af foderet.
② Den høje temperatur og det høje tryk i råmaterialet i ekstruderingskammeret kan dræbe en række patogene mikroorganismer i råmaterialet, så fødevaren kan opfylde de relevante hygiejniske krav og forhindre forskellige fordøjelseskanalsygdomme forårsaget af fodring med mad.
③Ekstrudering og pustning kan producere granulerede produkter i forskellige former, såsom kattefoder, der kan produceres i fiskeform, og hundefoder, der kan produceres i små benform, hvilket kan forbedre kæledyrs lyst til at spise.
④ Fordøjelsen af mad kan forbedres ved at puste, og madens smag og aroma kan forstærkes, hvilket er især vigtigt for unge hunde og katte, hvis fordøjelsesorganer endnu ikke er udviklede.
⑤ Vandindholdet i tørt ekstruderet pelletfoder er kun 10%-12%, hvilket kan opbevares i lang tid uden at forårsage meldug.
04: Ekstruderingens effekt på næringsstoffers fordøjelighed
Ekstruderingsprocessen af kæledyrsfoder har en betydelig indflydelse på fordøjeligheden af forskellige næringsstoffer, især stivelse, protein, fedt og vitaminer.
Stivelse undergår gelatinering under den kombinerede virkning af høj temperatur, højt tryk og fugt under temperering og ekstrudering. Den specifikke proces er, at stivelsen i pulverblandingen begynder at absorbere vand og opløses fra dampkonditioneringen og mister sin oprindelige krystalstruktur. Under ekstruderingsprocessen, med den yderligere stigning i fugt, temperatur og tryk, intensiveres stivelsens hævelseseffekt yderligere, og i en vis grad begynder stivelsesgranulerne at briste, og på dette tidspunkt begynder stivelsen at gelatinere. Når det ekstruderede materiale ekstruderes ud af dysen, fordi trykket pludselig falder til atmosfærisk tryk, brister stivelsesgranulerne kraftigt, og gelatineringsgraden stiger også kraftigt. Temperaturen og trykket i ekstruderingsprocessen påvirker direkte gelatineringsgraden af stivelse. Mercier et al. (1975) fandt, at når vandindholdet var 25%, var den optimale ekspansionstemperatur for majsstivelse 170-200°C. Inden for dette område kunne in vitro-fordøjeligheden af stivelse efter gelatinering nå 80%. Sammenlignet med fordøjeligheden før ekspansion (18%) er den steget kraftigt med 18%. Chiang et al. (1977) fandt, at graden af gelatinering af stivelse steg med stigende temperatur i området 65-110°C, men graden af gelatinering af stivelse faldt med stigende tilførselshastighed.
Dampkonditionering og ekstrudering har også en betydelig indflydelse på proteinets fordøjelighed, og den generelle tendens er at ændre proteinets retning i en retning, der er gavnlig for dyrs fordøjelse. Under påvirkning af dampkonditionering og mekanisk tryk denatureres proteinet til granulat, og vandopløseligheden reduceres. Jo højere proteinindholdet er, desto mere falder vandopløseligheden.
Gelatiniseringen af stivelse har også en betydelig indflydelse på proteinets vandopløselighed. Den gelatinerede stivelse danner en omsluttende membranstruktur omkring proteinet, hvilket fører til et fald i proteinets vandopløselighed.
Efter proteinet er udvidet, ændres dets struktur også, og dets kvaternære struktur nedbrydes til en tertiær eller endda sekundær struktur, hvilket forkorter proteinets hydrolysetid betydeligt under fordøjelsen. Imidlertid vil glutaminsyre eller asparaginsyre inde i proteinet reagere med lysin, hvilket reducerer lysins udnyttelsesgrad. Maillard-reaktionen mellem ε-aminogruppen af aminosyrer og sukkerarter ved højere temperaturer reducerer også proteinernes fordøjelighed. Anti-ernæringsmæssige faktorer i råmaterialer, såsom antitrypsin, ødelægges også ved opvarmning, hvilket forbedrer proteinets fordøjelighed hos dyr på en anden måde.
Under hele produktionsprocessen er proteinindholdet i fødevaren stort set uændret, og aminosyrernes styrke ændrer sig ikke væsentligt.
Opslagstidspunkt: 2. marts 2023