La maggior parte dei proprietari di animali domestici nutre i propri animali con cibo commerciale. Questo perché il cibo commerciale offre i vantaggi di un'alimentazione completa e ricca, di un'alimentazione comoda e così via. In base ai diversi metodi di lavorazione e al contenuto d'acqua, il cibo per animali può essere suddiviso in cibo secco, cibo semi-umido e cibo in scatola; in base alla consistenza, il cibo per animali può essere suddiviso in cibo misto, cibo umido morbido e cibo secco. A volte è difficile modificare il comportamento alimentare di un animale domestico, anche se il nuovo cibo offerto è nutrizionalmente equilibrato e soddisfa le sue esigenze.
Il cibo secco per animali domestici contiene generalmente dal 10% al 12% di acqua. Il cibo secco comprende anche cibo in polvere grossolana, cibo in granuli, cibo macinato grossolanamente, cibo soffiato estruso e cibo cotto al forno, tra cui il più comune e popolare è il cibo soffiato estruso. Il cibo secco per animali domestici è composto principalmente da cereali, sottoprodotti dei cereali, prodotti a base di soia, prodotti animali, sottoprodotti animali (inclusi i sottoprodotti del latte), grassi, vitamine e minerali. Il cibo secco per gatti è solitamente estruso. I gatti non hanno mortai, quindi i pellet di cibo per gatti devono essere modellati e dimensionati per essere tagliati con gli incisivi piuttosto che macinati con i molari, e il processo di estrusione è adatto a soddisfare questo requisito speciale (Rokey e Huber, 1994) (Nrc 2006).
Cibo secco soffiato
01: Il principio dell'espansione per estrusione
Il processo di soffiaggio consiste nel mescolare varie polveri secondo la formula progettata, quindi sottoporle a condizionamento a vapore e infine estruderle ad alta temperatura e alta pressione dopo l'invecchiamento. Quindi, la filiera all'uscita della camera di estrusione subisce un calo improvviso di temperatura e pressione, causando una rapida espansione delle particelle del prodotto, che vengono tagliate nella forma tridimensionale richiesta dalla taglierina.
Il processo di soffiaggio può essere suddiviso in soffiaggio a secco e soffiaggio a umido a seconda della quantità di acqua aggiunta; in base al principio di funzionamento, può essere suddiviso in soffiaggio per estrusione e soffiaggio a caldo con gas. L'estrusione e il soffiaggio sono processi di condizionamento e rinvenimento dei materiali, estrusione continua pressurizzata, riduzione improvvisa della pressione ed espansione del volume.
Attualmente, la maggior parte del cibo per cani in commercio è prodotto mediante estrusione e soffiatura. Il processo di estrusione e soffiatura può far sì che l'amido presente nel cibo raggiunga un adeguato livello di gelatinizzazione, migliorandone la digeribilità da parte degli animali domestici (Mercier e Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: Il processo di estrusione e soffiaggio
Il metodo di un tipico sistema di estrusione moderno consiste nel pretrattare varie polveri aggiungendo vapore e acqua per la tempra e la tempra, in modo che i materiali vengano ammorbiditi, l'amido venga gelatinizzato e le proteine vengano denaturate. Nel processo di produzione di alimenti per animali domestici, a volte vengono aggiunti poltiglia di carne, melassa e altre sostanze per migliorarne l'appetibilità.
Il condizionatore è l'attrezzatura di condizionamento più comunemente utilizzata per la produzione di mangimi in pellet. Il condizionamento a vapore è il fattore più importante nel processo di pellettizzazione e la quantità di vapore aggiunta dipende dal contenuto di acqua legata al mangime e dal tipo di mangime. Durante il condizionamento, è necessario che il materiale e il vapore acqueo abbiano un tempo di residenza sufficientemente lungo nel condizionatore, in modo che l'acqua possa penetrare completamente nel materiale. Se il tempo è troppo breve, l'acqua non può penetrare nel materiale, ma rimane solo in superficie sotto forma di acqua libera. Ciò non favorisce il funzionamento dei processi successivi.
Il condizionamento a vapore presenta numerosi vantaggi:
1. Riduce l'attrito e prolunga la durata della pellicola di pressatura. Durante la tempra, l'acqua può penetrare nel materiale e può essere utilizzata come lubrificante per ridurre l'attrito tra il materiale e la pellicola di pressatura, riducendo così la perdita della pellicola di pressatura e prolungandone la durata.
2. Migliorare la capacità produttiva. Se il contenuto di umidità è troppo basso durante l'estrusione, la viscosità tra i vari componenti del materiale sarà scarsa e anche la capacità di formatura sarà scarsa. Aumentare il contenuto di umidità può aumentare significativamente la capacità produttiva dei pellet e, quando l'effetto è buono, la capacità produttiva può essere aumentata del 30%.
3 Ridurre il consumo energetico. Quando il contenuto di umidità è basso, il consumo energetico dell'estrusione successiva e di altri processi aumenta e il numero di operazioni può essere ridotto quando viene prodotta la stessa quantità di cibo dopo il condizionamento a vapore, riducendo così il consumo energetico.
④ Migliora la qualità delle particelle. Il controllo della quantità di vapore acqueo aggiunto in base alle diverse materie prime durante la tempra può migliorare la qualità dei granuli.
⑤ Migliora la sicurezza alimentare. Durante il processo di condizionamento a vapore, il vapore ad alta temperatura aggiunto può uccidere vari microrganismi patogeni contenuti in vari materiali per mangimi e migliorare la sicurezza alimentare.
Dopo il condizionamento, le varie polveri vengono inviate direttamente alla camera di estrusione dell'estrusore, dove vengono aggiunti vapore, acqua e talvolta anche polvere di grano grossolana, poltiglia di carne, ecc. La camera di estrusione è la parte centrale del sistema di estrusione e la maggior parte delle funzioni dell'intero sistema vengono svolte da questa parte. Contiene vite, manicotto, filiera, ecc. Questo componente determinerà se l'estrusore sarà monovite o bivite: se ha due alberi paralleli sarà un estrusore bivite, se ne ha solo uno, sarà un estrusore monovite. La funzione principale di questa parte è quella di miscelare e cuocere gli ingredienti e può essere riempita con acqua o gas a seconda della situazione. La camera di estrusione è suddivisa in sezione di alimentazione, sezione di miscelazione e sezione di cottura. La sezione di miscelazione è l'ingresso della polvere temperata nella camera di estrusione e la densità della materia prima è molto bassa in questa fase; All'aumentare della pressione interna della sezione di miscelazione, aumenta gradualmente anche la densità della materia prima, mentre la temperatura e la pressione nella sezione di cottura aumentano bruscamente. La struttura della materia prima inizia a cambiare. L'attrito tra la polvere e la parete del cilindro, la vite e la polvere diventa sempre più grande, e diverse polveri vengono cotte e maturate sotto l'effetto combinato di attrito, forza di taglio e riscaldamento. La temperatura nella camera di estrusione può gelatinizzare la maggior parte dell'amido e inattivare la maggior parte dei microrganismi patogeni.
Alcuni produttori di alimenti per animali domestici aggiungono attualmente poltiglia di carne al processo di estrusione, consentendo di utilizzare carne fresca nelle ricette al posto della sola carne secca. Grazie al maggiore contenuto di umidità della carne non trattata, ciò consente una maggiore percentuale di materiale animale nella composizione del mangime. Aumentare il contenuto di carne fresca offre almeno una sensazione di elevata qualità.
Il processo di estrusione presenta numerosi vantaggi:
①L'alta temperatura e l'alta pressione generate nel processo di estrusione possono sterilizzare efficacemente;
2 Può aumentare significativamente il grado di espansione dell'amido. È stato dimostrato che il processo di estrusione può portare il grado di espansione dell'amido a oltre il 90%, migliorando notevolmente anche la digeribilità dell'amido da parte degli animali domestici;
3 Diverse proteine presenti nelle materie prime vengono denaturate per migliorare la digeribilità delle proteine;
④ Eliminare vari fattori antinutrizionali nei mangimi, come l'antitripsina nella soia.
All'uscita dell'estrusore è presente una filiera e, quando la materia prima estrusa passa attraverso la filiera, il volume si espande rapidamente a causa del calo improvviso di temperatura e pressione. Modificando i fori della filiera, i produttori di alimenti per animali domestici possono produrre alimenti in numerose combinazioni di forme, dimensioni e colori. Questa capacità di combinare è molto importante con l'evoluzione del mercato, ma non può cambiare molto in termini di conformità all'idoneità nutrizionale degli alimenti per animali domestici.
Il prodotto soffiato viene tagliato in granuli di una certa lunghezza da una taglierina rotante. La taglierina è dotata di 1-6 lame. Per regolare la velocità di rotazione, la taglierina è solitamente azionata solo da un piccolo motore.
Il contenuto di grassi negli alimenti secchi estrusi per animali domestici varia dal 6% a oltre il 25%. Tuttavia, non è possibile aggiungere un contenuto di grassi troppo elevato nel processo di estrusione, poiché l'alta temperatura e l'alta pressione nel processo di estrusione influiscono sugli acidi grassi insaturi e influenzano anche l'estrusione e lo stampaggio degli alimenti. Pertanto, il metodo di spruzzatura del grasso sulla superficie dopo la soffiatura viene generalmente utilizzato per aumentare il contenuto di grassi del prodotto. Il grasso caldo spruzzato sulla superficie dell'alimento soffiato viene facilmente assorbito. La quantità di carburante iniettato può essere regolata regolando la velocità di produzione e la velocità di aggiunta dei grassi, ma questo metodo è soggetto a grandi errori. Recentemente, è stato sviluppato un metodo di controllo in grado di regolare la quantità di grassi aggiunti. Questo sistema include un sistema di regolazione della velocità e un sistema di pompaggio dell'olio a iniezione a pressione positiva, con un errore entro il 10%. Durante la spruzzatura, è necessario che il grasso raggiunga più del 5%, altrimenti non può essere spruzzato in modo uniforme. È comune spruzzare digeriti proteici e/o aromi sulla superficie del cibo per animali domestici per aumentare l'accettazione del cibo da parte degli animali (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Una volta completate l'estrusione e il soffiaggio, è necessario essiccarlo per rimuovere il vapore e l'acqua iniettati durante il processo di estrusione. Generalmente, l'umidità negli alimenti può raggiungere il 22-28% durante la lavorazione e, dopo la lavorazione, è necessario essiccarli per raggiungere il 10-12% di umidità, in modo da adattarli alla durata di conservazione del prodotto. Il processo di essiccazione viene generalmente completato da un essiccatore continuo con un refrigeratore separato o da una combinazione di essiccatore e refrigeratore. Senza un'adeguata essiccazione, il cibo per animali estruso può deteriorarsi, con proliferazioni microbiche e crescita fungina a un ritmo allarmante. La maggior parte di questi microrganismi può far ammalare cani e gatti; ad esempio, anche una piccola quantità di tossine prodotte dalla muffa in un sacchetto di cibo per cani può avere effetti negativi sui cani. La misura comunemente utilizzata per misurare la quantità di acqua libera nel cibo per animali domestici è l'indice di attività dell'acqua, definito come il rapporto di equilibrio tra la pressione locale dell'acqua e la pressione di vapore sulla superficie del cibo per animali domestici alla stessa temperatura. In generale, la maggior parte dei batteri non può crescere se l'attività dell'acqua è inferiore a 0,91. Se l'attività dell'acqua è inferiore a 0,80, anche la maggior parte delle muffe non sarà in grado di crescere.
È molto importante controllare il contenuto di umidità del prodotto durante il processo di essiccazione del cibo per animali. Ad esempio, quando l'umidità del prodotto viene essiccata dal 25% al 10%, è necessario far evaporare 200 kg di acqua per produrre 1000 kg di cibo secco; quando l'umidità viene essiccata dal 25% al 12%, è necessario produrre 1000 kg di cibo essiccato; il cibo deve evaporare solo 173 kg di acqua. La maggior parte del cibo per animali viene essiccata in essiccatori a nastro circolare.
03: Vantaggi del cibo estruso e soffiato per animali domestici
Oltre ai vantaggi di una buona appetibilità, il cibo soffiato per animali domestici presenta anche una serie di altri vantaggi:
1. L'alta temperatura, l'alta pressione, l'elevata umidità e vari effetti meccanici nel processo di soffiatura degli alimenti possono aumentare significativamente il grado di gelatinizzazione dell'amido nel mangime, denaturare le proteine in esso contenute e distruggere la lipasi prodotta da vari microrganismi allo stesso tempo, rendendo il grasso più stabile. È utile per migliorare la digeribilità degli animali e il tasso di utilizzo del cibo.
2. L'alta temperatura e l'alta pressione della materia prima nella camera di estrusione possono uccidere una varietà di microrganismi patogeni contenuti nella materia prima, in modo che il cibo possa soddisfare i requisiti igienici pertinenti e prevenire varie malattie del tratto digerente causate dall'alimentazione.
3. L'estrusione e la soffiatura possono produrre prodotti granulari di varie forme, ad esempio il cibo per gatti può essere prodotto a forma di pesce, il cibo per cani può essere prodotto a forma di piccolo osso, il che può aumentare il desiderio di mangiare degli animali domestici.
④ La digeribilità del cibo può essere migliorata soffiando, e la gradevolezza e l'aroma del cibo possono essere esaltati, il che è particolarmente importante per i cani e i gatti giovani i cui organi digestivi non sono ancora sviluppati.
⑤Il contenuto di acqua del mangime per pellet estruso secco è solo del 10%-12%, il che può essere conservato a lungo senza causare muffa.
04: L'effetto dell'estrusione sulla digeribilità dei nutrienti
Il processo di estrusione del cibo per animali domestici ha un impatto significativo sulla digeribilità di vari nutrienti, in particolare amido, proteine, grassi e vitamine.
L'amido subisce la gelatinizzazione sotto l'azione combinata di alta temperatura, alta pressione e umidità durante il rinvenimento e l'estrusione. Il processo specifico consiste nel fatto che l'amido nella miscela di polvere inizia ad assorbire acqua e a dissolversi durante il condizionamento a vapore, perdendo la struttura cristallina originale. Durante il processo di estrusione, con l'ulteriore aumento di umidità, temperatura e pressione, l'effetto di rigonfiamento dell'amido si intensifica ulteriormente e, in una certa misura, i granuli di amido iniziano a rompersi e, in questo momento, l'amido inizia a gelatinizzarsi. Quando il materiale estruso viene estruso dalla filiera, poiché la pressione scende improvvisamente a quella atmosferica, i granuli di amido scoppiano bruscamente e anche il grado di gelatinizzazione aumenta notevolmente. La temperatura e la pressione nel processo di estrusione influenzano direttamente il grado di gelatinizzazione dell'amido. Mercier et al. (1975) hanno scoperto che quando il contenuto d'acqua era del 25%, la temperatura di espansione ottimale dell'amido di mais era di 170-200 °C. In questo intervallo, la digeribilità in vitro dell'amido dopo la gelatinizzazione poteva raggiungere l'80%. Rispetto alla digeribilità prima dell'espansione (18%), è aumentata notevolmente del 18%. Chiang et al. (1977) hanno scoperto che il grado di gelatinizzazione dell'amido aumentava con l'aumento della temperatura nell'intervallo di 65-110 °C, ma il grado di gelatinizzazione dell'amido diminuiva con l'aumento della velocità di alimentazione.
Anche il processo di condizionamento a vapore e di estrusione ha un impatto significativo sulla digeribilità delle proteine e la tendenza generale è quella di modificare la proteina nella direzione che risulta vantaggiosa per la digestione animale. Sotto l'azione del condizionamento a vapore e della pressione meccanica, la proteina viene denaturata formando granuli e la solubilità in acqua si riduce. Maggiore è il contenuto proteico, maggiore è la diminuzione della solubilità in acqua.
La gelatinizzazione dell'amido ha anche un impatto significativo sulla solubilità in acqua delle proteine. L'amido gelatinizzato forma una struttura a membrana avvolgente attorno alla proteina, che porta alla diminuzione della solubilità in acqua delle proteine.
Dopo l'espansione della proteina, anche la sua struttura cambia e la sua struttura quaternaria si degrada in una struttura terziaria o addirittura secondaria, il che riduce notevolmente il tempo di idrolisi delle proteine durante la digestione. Tuttavia, l'acido glutammico o l'acido aspartico all'interno della proteina reagiranno con la lisina, riducendone il tasso di utilizzo. Anche la reazione di Maillard tra il gruppo ε-amminico degli amminoacidi e gli zuccheri a temperature più elevate riduce la digeribilità delle proteine. Anche i fattori antinutrizionali presenti nelle materie prime, come l'antitripsina, vengono distrutti dal calore, il che migliora la digeribilità delle proteine da parte degli animali da un altro punto di vista.
Durante l'intero processo produttivo, il contenuto proteico del cibo rimane sostanzialmente invariato e la potenza degli amminoacidi non cambia in modo significativo.
Data di pubblicazione: 02-03-2023