Useimmat lemmikkien omistajat ruokkivat lemmikkejään kaupallisella lemmikkiruoalla. Koska kaupallisella lemmikkiruoalla on etunaan kattava ja runsas ravinto, helppo syöminen ja niin edelleen. Erilaisten käsittelymenetelmien ja vesipitoisuuden mukaan lemmikkien ruoka voidaan jakaa kuivaan lemmikkien ruokaan, puolikosteaan lemmikkien ruokaan ja säilykeruokaan. Koostumuksen mukaan lemmikkien ruoka voidaan jakaa sekaruokaan, pehmeään märkäruokaan ja kuivaruokaan. Joskus lemmikin ruokailutottumusten muuttaminen on vaikeaa, vaikka lemmikille tarjottu uusi ruoka olisi ravitsemuksellisesti tasapainoinen ja vastaisi tarpeita.
Kuiva lemmikkieläinten ruoka sisältää yleensä 10–12 % vettä. Kuivaan ruokaan kuuluvat myös karkea jauheruoka, rakeinen ruoka, karkeaksi jauhettu ruoka, puristettu turvotettu ruoka ja paistettu ruoka, joista yleisin ja suosituin on puristettu turvotettu ruoka. Kuiva lemmikkieläinten ruoka koostuu pääasiassa viljoista, viljan sivutuotteista, soijatuotteista, eläintuotteista, eläintuotteista (mukaan lukien maidon sivutuotteet), rasvasta, vitamiineista ja kivennäisaineista. Kuiva kissanruoka on yleensä puristettua. Kissoilla ei ole morttelia, joten kissanruokapelletit on muotoiltava ja kooltaan leikattavaksi etuhampailla eikä jauhamalla poskihampailla, ja pursotusprosessi soveltuu hyvin tämän erityisvaatimuksen täyttämiseen (Rokey ja Huber, 1994)(Nrc 2006).
Kuiva turvotettu ruoka
01: Ekstruusiolaajenemisen periaate
Turvotusprosessissa sekoitetaan erilaisia jauheita suunnitellun kaavan mukaisesti, sitten ne höyrykäsitellään ja sitten puristetaan korkeassa lämpötilassa ja paineessa vanhentamisen jälkeen. Tämän jälkeen pursotinkammion ulostulossa olevan muotin lämpötila ja paine laskevat äkillisesti, jolloin tuotehiukkaset laajenevat nopeasti ja leikataan haluttuun kolmiulotteiseen muotoon leikkurilla.
Turvotusprosessi voidaan jakaa kuiva- ja märkäturvotukseen lisätyn veden määrän mukaan; toimintaperiaatteen mukaan se voidaan jakaa ekstruusioturvotukseen ja kaasukuumapuristukseen. Ekstruusio ja turvotus on prosessi, jossa materiaaleja käsitellään ja karkaistaan jatkuvalla paineistetulla ekstruusiolla, painetta alennetaan äkillisesti ja tilavuutta laajennetaan.
Tällä hetkellä suurin osa markkinoilla myytävästä koiranruoasta valmistetaan ekstruusiolla ja turvotuksella. Ekstruusio- ja turvotusprosessilla voidaan saada ruoan tärkkelys saavuttamaan sopivan korkea gelatinisoitumisaste, mikä parantaa tärkkelyksen sulavuutta lemmikeillä (Mercier ja Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: Pursotus- ja turvotusprosessi
Tyypillinen moderni ekstruusiojärjestelmä käsittelee erilaisia jauheita höyryllä ja vedellä karkaisua varten, jolloin materiaalit pehmenevät, tärkkelys hyytelöityy ja proteiini denaturoituu. Lemmikkieläinten ruoan tuotantoprosessissa lisätään joskus lihalietettä, melassia ja muita aineita maittavuuden parantamiseksi.
Ilmastointilaite on yleisimmin käytetty ilmastointilaite pellettirehun tuotannossa. Höyrykäsittely on tärkein tekijä pelletointiprosessissa, ja lisättävän höyryn määrä riippuu rehun sitoutuneen veden pitoisuudesta ja rehun tyypistä. Ilmastoinnin aikana materiaalin ja vesihöyryn on oltava riittävän kauan ilmastointilaitteessa, jotta vesi voi tunkeutua kokonaan materiaaliin. Jos aika on liian lyhyt, vesi ei pääse tunkeutumaan materiaaliin, vaan jää vain pinnalle vapaana vetenä. Tämä ei edistä seuraavien prosessien toimintaa.
Höyrykäsittelyllä on useita etuja:
①Vähentää kitkaa ja pidentää puristuskalvon käyttöikää. Karkaisun aikana vesi pääsee tunkeutumaan materiaaliin, ja vettä voidaan käyttää voiteluaineena materiaalin ja puristuskalvon välisen kitkan vähentämiseksi, mikä vähentää puristuskalvon hävikkiä ja pidentää käyttöikää.
2. Parantaa tuotantokapasiteettia. Jos kosteuspitoisuus on liian alhainen ekstruusion aikana, eri materiaalikomponenttien välinen viskositeetti on huono ja muovattavuus on myös heikko. Kosteuspitoisuuden nostaminen voi merkittävästi lisätä pellettien tuotantokapasiteettia, ja kun vaikutus on hyvä, tuotantokapasiteettia voidaan lisätä 30 %.
③ Vähennä virrankulutusta. Kun kosteuspitoisuus on alhainen, myöhempien ekstruusioprosessien ja muiden prosessien virrankulutus kasvaa, ja toimintojen määrää voidaan vähentää, kun höyrykäsittelyn jälkeen tuotetaan sama määrä ruokaa, mikä vähentää virrankulutusta.
4. Paranna hiukkasten laatua. Lisättävän vesihöyryn määrän säätäminen eri raaka-aineiden mukaan karkaisun aikana voi parantaa rakeiden laatua.
5. Parantaa elintarviketurvallisuutta. Höyrykäsittelyprosessin aikana lisätty korkean lämpötilan höyry voi tappaa erilaisia patogeenisiä mikro-organismeja, joita on eri rehuaineissa, ja parantaa elintarviketurvallisuutta.
Käsittelyn jälkeen erilaiset jauheet lähetetään suoraan ekstruuderin ekstruusiokammioon, ja lisätään höyryä, vettä ja joskus karkeaa viljajauhelietettä, lihalietettä jne. Ekstruusiokammio on ekstruusiojärjestelmän ydinosa, ja se suorittaa suurimman osan koko järjestelmän tehtävistä. Se sisältää ruuvin, holkin ja suulakkeen jne. Tämä komponentti määrittää, onko ekstruuderi yksi- vai kaksiruuvinen. Jos siinä on kaksi rinnakkaista akselia, se on kaksiruuvinen ekstruuderi. Jos siinä on vain yksi akseli, se on yksiruuvinen ekstruuderi. Tämän osan päätehtävänä on sekoittaa ja kypsentää ainekset, ja se voidaan täyttää vedellä tai kaasulla tilanteen mukaan. Ekstruusiokammio on jaettu syöttö-, sekoitus- ja kypsennysosaan. Sekoitusosa on sisäänkäynti, josta karkaistu jauhe tulee ekstruusiokammioon, ja raaka-aineen tiheys on tässä vaiheessa hyvin alhainen. Kun sekoitusosan sisäinen paine kasvaa, myös raaka-aineen tiheys kasvaa vähitellen, ja kypsennysosan lämpötila ja paine nousevat jyrkästi. Raaka-aineen rakenne alkaa muuttua. Jauheen ja tynnyrin seinämän, ruuvin ja jauheen välinen kitka kasvaa ja kasvaa, ja erilaiset jauheet kypsyvät ja kypsyvät kitkan, leikkausvoiman ja lämmön yhteisvaikutuksessa. Ekstruusiohuoneen lämpötila voi hyytelöidä suurimman osan tärkkelyksestä ja inaktivoida suurimman osan patogeenisistä mikro-organismeista.
Jotkut lemmikkieläinten ruoanvalmistajat lisäävät tällä hetkellä lihalietettä ekstruusioprosessiin, minkä ansiosta resepteissä voidaan käyttää tuoretta lihaa pelkän kuivalihan sijaan. Käsittelemättömän lihan korkeamman kosteuspitoisuuden ansiosta eläinperäisten aineiden osuutta rehumateriaalin koostumuksessa voidaan lisätä. Tuoreen lihan pitoisuuden lisääminen antaa ihmisille ainakin korkealaatuisen tunteen.
Ekstruusioprosessilla on useita etuja:
①Suulakepuristusprosessissa syntyvä korkea lämpötila ja korkea paine voivat steriloida tehokkaasti;
② Se voi merkittävästi lisätä tärkkelyksen laajenemisastetta. On näyttöä siitä, että ekstruusioprosessi voi nostaa tärkkelyksen laajenemisasteen yli 90 %:iin, mikä parantaa myös tärkkelyksen sulavuutta lemmikkieläimillä huomattavasti.
③ Raaka-aineiden erilaisia proteiineja denaturoidaan proteiinin sulavuuden parantamiseksi;
4. Poistaa rehuaineista erilaisia ravitsemuksellisia haitta-aineita, kuten soijapavuista saatavan antitrypsiinin.
Ekstruuderin ulostulossa on suutin, ja kun ekstrudoitu raaka-aine kulkee suulakkeen läpi, tilavuus laajenee nopeasti lämpötilan ja paineen äkillisen laskun vuoksi. Muuttamalla suulakkeen reikiä lemmikkieläinten ruoanvalmistajat voivat tuottaa lemmikkieläinten ruokaa monissa eri muodoissa, kokoisina ja väreinä. Tämä kyky yhdistää tuotteita on erittäin tärkeää markkinoiden kehittyessä, mutta lemmikkieläinten ruoan ravitsemuksellisen soveltuvuuden kannalta ei voi tapahtua paljon muutoksia.
Turvotettu tuote leikataan tietyn pituisiksi rakeiksi pyöröleikkurilla. Leikkurissa on 1–6 terää. Leikkuria käytetään yleensä pelkällä pienellä moottorilla pyörimisnopeuden säätämiseksi.
Kuivan, puristetun lemmikkieläinten ruoan rasvapitoisuus vaihtelee 6 prosentista yli 25 prosenttiin. Puristusprosessissa ei kuitenkaan voida lisätä liian suurta rasvapitoisuutta, koska puristusprosessin korkea lämpötila ja paine vaikuttavat tyydyttymättömiin rasvahappoihin ja myös puristukseen ja ruoan muovaukseen. Siksi tuotteen rasvapitoisuuden lisäämiseksi käytetään yleensä menetelmää, jossa rasvaa ruiskutetaan pinnalle paisutuksen jälkeen. Paisutetun ruoan pinnalle ruiskutettu kuuma rasva imeytyy helposti. Polttoaineen ruiskutuksen määrää voidaan säätää säätämällä tuotantonopeutta ja rasvan lisäysnopeutta, mutta tämä menetelmä on altis suurille virheille. Äskettäin on kehitetty ohjausmenetelmä, jolla voidaan säätää rasvan lisäyksen määrää. Tämä järjestelmä sisältää nopeuden säätöjärjestelmän ja positiivisen paineen ruiskutusöljypumppujärjestelmän, ja sen virhe on 10 prosentin sisällä. Ruiskutuksessa rasvan on oltava yli 5 prosenttia, muuten ruiskutus ei onnistu tasaisesti. Lemmikkien ruoan pinnalle on yleistä suihkuttaa proteiiniuutteita ja/tai makuaineita, jotta lemmikkien ruoanhyväksyntä paranisi (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Kun pursotus ja turvotus on valmis, se on kuivattava pursotusprosessin aikana ruiskutetun höyryn ja veden poistamiseksi. Yleensä ruoan kosteus voi nousta 22–28 prosenttiin käsittelyn aikana, ja käsittelyn jälkeen se on kuivattava 10–12 prosenttiin tuotteen säilyvyyden takaamiseksi. Kuivausprosessi suoritetaan yleensä jatkuvatoimisella kuivaimella, jossa on erillinen jäähdytin, tai kuivausrummun ja jäähdyttimen yhdistelmällä. Ilman asianmukaista kuivausta puristettu lemmikkieläinten ruoka voi pilaantua, ja mikrobien kukinta ja sienten kasvu voivat alkaa tapahtua hälyttävällä nopeudella. Useimmat näistä mikro-organismeista voivat sairastuttaa kissoja ja koiria. Esimerkiksi pienikin määrä homeen tuottamia toksiineja koiranruokapussissa voi vaikuttaa koiriin. Yleisesti käytetty mittari lemmikkieläinten ruoan vapaan veden määrälle on vesiaktiivisuusindeksi, joka määritellään paikallisen vedenpaineen ja höyrynpaineen tasapainosuhteena lemmikkieläinten ruoan pinnalla samassa lämpötilassa. Yleisesti ottaen useimmat bakteerit eivät pysty kasvamaan, jos veden aktiivisuus on alle 0,91. Jos veden aktiivisuus on alle 0,80, useimmat homeetkaan eivät pysty kasvamaan.
Lemmikkieläinten ruoan kuivausprosessin aikana on erittäin tärkeää kontrolloida tuotteen kosteuspitoisuutta. Esimerkiksi kun tuotteen kosteus laskee 25 prosentista 10 prosenttiin, 1000 kg kuivaruokaa tuotetaan haihduttamalla 200 kg vettä. Ja kun kosteus laskee 25 prosentista 12 prosenttiin, 1000 kg kuivaruokaa tuotetaan haihduttamalla vain 173 kg vettä. Suurin osa lemmikkieläinten ruoasta kuivataan pyöreissä kuljetinkuivaimissa.
03: Puristetun turvotetun lemmikkieläinten ruoan edut
Hyvän maittavuuden lisäksi turvotetulla lemmikkieläinten ruoalla on myös useita muita etuja:
①Korkea lämpötila, korkea paine, korkea kosteus ja erilaiset mekaaniset vaikutukset ruoan turvotusprosessissa voivat merkittävästi lisätä rehun tärkkelyksen gelatinisoitumisastetta, denaturoida sen proteiinia ja tuhota eri mikro-organismien tuottamaa lipaasia samanaikaisesti, mikä tekee rasvasta vakaampaa. Se on hyödyllistä eläinten sulavuuden ja ruoan käyttöasteen parantamiseksi.
② Raaka-aineen korkea lämpötila ja paine pursotuskammiossa voivat tappaa erilaisia raaka-aineessa olevia patogeenisiä mikro-organismeja, jotta ruoka täyttää asiaankuuluvat hygieniavaatimukset ja ehkäisee erilaisia ruoansulatuskanavan sairauksia, joita ruoansulatus aiheuttaa.
③Puristamalla ja turvottamalla voidaan tuottaa erimuotoisia rakeisia tuotteita, kuten kissanruokaa kalanmuotoon ja koiranruokaa pienen luun muotoon, mikä voi parantaa lemmikkien ruokahalua.
④ Ruoan sulavuutta voidaan parantaa pullistamalla, ja ruoan maittavuutta ja tuoksua voidaan vahvistaa, mikä on erityisen tärkeää nuorille koirille ja kissoille, joiden ruoansulatuselimet eivät ole vielä kehittyneet.
Kuivapuristetun pellettirehun vesipitoisuus on vain 10–12 %, ja sitä voidaan säilyttää pitkään aiheuttamatta hometta.
04: Ekstruusion vaikutus ravintoaineiden sulavuuteen
Lemmikkieläinten ruoan puristusprosessilla on merkittävä vaikutus erilaisten ravintoaineiden, erityisesti tärkkelyksen, proteiinin, rasvan ja vitamiinien, sulavuuteen.
Tärkkelys gelatinisoituu korkean lämpötilan, korkean paineen ja kosteuden yhteisvaikutuksessa karkaisun ja ekstruusion aikana. Tarkempi prosessi on, että jauheseoksen tärkkelys alkaa imeä vettä ja liueta höyrykäsittelystä ja menettää alkuperäisen kiderakenteensa. Ekstruusioprosessin aikana kosteuden, lämpötilan ja paineen kasvaessa tärkkelyksen turpoaminen voimistuu entisestään, ja tärkkelysrakeet alkavat jossain määrin repeytyä, ja tällöin tärkkelys alkaa gelatinisoitua. Kun ekstrudoitu materiaali puristetaan ulos suuttimesta, paine laskee äkillisesti ilmakehän paineeseen, mikä johtaa tärkkelysrakeiden halkeamiseen jyrkästi ja gelatinisoitumisaste kasvaa myös jyrkästi. Ekstruusioprosessin lämpötila ja paine vaikuttavat suoraan tärkkelyksen gelatinisoitumisasteeseen. Mercier ym. (1975) havaitsivat, että kun vesipitoisuus oli 25 %, maissitärkkelyksen optimaalinen laajenemislämpötila oli 170–200 °C. Tällä alueella tärkkelyksen gelatinisoitumisen jälkeinen in vitro -sulavuus voi nousta 80 prosenttiin. Verrattuna sulavuuteen ennen paisutusta (18 %), se on parantunut huomattavasti, 18 %. Chiang ym. (1977) havaitsivat, että tärkkelyksen gelatinisoitumisaste kasvoi lämpötilan noustessa 65–110 °C:n välillä, mutta laski syöttönopeuden kasvaessa.
Höyrykäsittelyllä ja ekstruusiolla on myös merkittävä vaikutus proteiinin sulavuuteen, ja yleinen trendi on saada proteiini muuttumaan eläinten ruoansulatuksen kannalta hyödylliseen suuntaan. Höyrykäsittelyn ja mekaanisen paineen vaikutuksesta proteiini denaturoituu rakeiksi, ja sen vesiliukoisuus heikkenee. Mitä suurempi proteiinipitoisuus, sitä enemmän vesiliukoisuus heikkenee.
Tärkkelyksen gelatinisoitumisella on myös merkittävä vaikutus proteiinin vesiliukoisuuteen. Gelatinisoitunut tärkkelys muodostaa proteiinin ympärille kalvorakenteen, mikä johtaa proteiinin vesiliukoisuuden heikkenemiseen.
Proteiinin laajentuessa myös sen rakenne muuttuu ja sen kvaternäärinen rakenne hajoaa tertiääriseksi tai jopa sekundaariseksi rakenteeksi, mikä lyhentää huomattavasti proteiinin hydrolyysiaikaa ruoansulatuksen aikana. Proteiinin sisällä oleva glutamiinihappo tai asparagiinihappo reagoi kuitenkin lysiinin kanssa, mikä vähentää lysiinin käyttöastetta. Maillard-reaktio aminohappojen ε-aminoryhmän ja sokereiden välillä korkeammissa lämpötiloissa heikentää myös proteiinien sulavuutta. Myös raaka-aineiden antinutritionaaliset tekijät, kuten antitrypsiini, tuhoutuvat kuumennettaessa, mikä parantaa proteiinin sulavuutta eläimillä toisaalta.
Koko tuotantoprosessin ajan elintarvikkeen proteiinipitoisuus pysyy periaatteessa muuttumattomana, eikä aminohappojen teho muutu merkittävästi.
Julkaisun aika: 02.03.2023