宠物食品原料的特性与加工过程中的变量控制

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宠物食品原料选择对终产品的质地、均匀度、可膨化性、营养品质及经济性均有较大影响。营养品质是宠物食品加工考虑的首要因素,同时原料价格、均匀度、可利用率、宠物及其主人是否接受均重要。


配方应考虑狗对甜食的喜爱,猫对酸味的钟爱。当受配方所限时,膨化熟化过程可改善产品的很多特性(如:形状密度、吸水性、质地,甚至颜色)。为充分利用膨化熟化过程对原料的加工处理,应了解不同原料在不同参数操作情况下的特性。


一般来说,在膨化熟化谷物和蛋白混合物料时,湿粒状或粉状原料被制成了面团样。淀粉糊化导致了物料吸收水分和增加面团粘性。有些蛋白原料会影响面团的弹性和储气性,但有些(如:低蛋白溶解度的)则可能对形成面团的粘性和弹性影响不大。


01、宠物食品原料的特性


淀粉原料


淀粉原料占到了宠物食品总重的30%~70%。包括小麦、玉米、大麦、燕麦等谷物及其衍生物,如:玉米蛋 白 粉、玉米片、面筋、小麦麸或麦芽类,是淀粉和其它碳水化合物的主要来源。


淀粉是多数谷物的主要成分,不溶于冷水且带粘性,呈颗粒状。但在膨化熟化过程中,一经糊化后,不管是在冷水还是热水中,淀粉均可溶且会大量吸水。与其他碳水化合物一样,淀粉是宠物食品的重要能量来源。研究表明,Teeter(1979)证实含生淀粉的日粮会导致狗腹泻。


淀粉是很多配方的主要成分,这不但有助于物料膨胀和粘合(内聚现象),同时也是终产品能量的主要来源。


宠物食品原料的特性与加工过程中的变量控制


图片来源:千图网会员


蛋白原料


蛋白是决定产品营养价值的关键,并且影响产品的功能和特性。Hauk (1981) 和其他人员研究发现,单独使用谷物不能满足动物正常生长和机体维持所需的氨基酸平衡。因此,蛋白原料有助于加强谷物的氨基酸平衡,确保日粮的营养。动、植物来源的蛋白原料很多,如:豆粕和大豆粗粉、肉粉骨粉、禽肉粉和鱼粉等。此类原料一般占宠物饲料重量的20%-50%。


1.动物蛋白


动物蛋白(如:血粉、鱼粉、禽肉粉等)对膨化熟化宠物食品的结构没有影响,因为它们在加工过程中不膨化,或像淀粉或植物蛋白原料那样,可与其它原料发生粘结,这主要是由加工过程的高温所致。


近年来,由于原料加工技术的革新,生产出了高度可溶的蛋白原料,成为影响宠物食品专一性、适口性、功能性的有效原料。如:血粉常通过喷雾干燥代替在环状干燥机里干燥,以此来加强其蛋白质可溶性。


许多动物蛋白和动物副产品在其未经加工的天然新鲜状态下,被用作膨化熟化宠物食品的原料。动物和鱼类蛋白质可明显改善宠物配合饲料的营养品质,因此得到广泛使用。


2.植物蛋白


从宠物食品的构成和营养两方面来考虑,植物蛋白都起到了重要的作用。植物蛋白可被作为饲料配方中的蛋白源,也可以在干的或罐头宠物食品中被直接加工为肉的混合剂。


植物蛋白有如下特性:高水溶性、极好的吸水性和结合性、氨基酸不平衡、价格低廉。脱脂或部分脱脂的大豆及其它植物蛋白可经膨化熟化后形成像肉一样的终产品。在干或罐头宠物料中,此类产品可作为肉的混合剂或类似物。产品被水化或蒸汽加热后,物块的质地柔软黏着,就像肌肉组织。


近几年,配制此类质地的产品包括除大豆蛋白之外的植物蛋白和谷物或肉产品。全脂蛋白原料同样是很好的能量来源。


宠物食品原料的特性与加工过程中的变量控制


图片来源:千图网会员


原料颗粒大小


原料的颗粒大小将影响终产品的质地和均匀度。膨化熟化过程对原料颗粒度大小的要求不大,但物料颗粒大小和密度最好一致(并非必须),这样既可以减少膨化前混合和运输过程中出现的分级,又可以确保所有颗粒均匀的吸收水分。原料的存在形式有颗粒状、粕状、粉状等,且吸水率不相同。淀粉原料和蛋白原料的水分吸收率,受颗粒大小和水温影响。


多数宠物食品在膨化前要进行重新粉碎。干膨化宠物饲料一般先用孔径为1.6 mm或1.2 mm的锤式粉碎机粉碎混合物料。半湿软膨化宠物食品混合物在被膨化之前需要更小的颗粒。不需要粉状原料,原料混合物一般要过20目筛。


如果终产品有精致的形状或膨化机上的模具很小,颗粒大小就会变得更加重要。如果模具孔径小于3.2 mm,原料混合物应当被磨碎然后过20目的筛子。


原料的颗粒大小均匀统一,可以确保所有颗粒在被熟化和膨化过程中的均匀度,避免终产品中出现硬的、未完全熟化的颗粒。若原料颗粒太大,终产品则可能含一些尚未熟化的物料颗粒,产品外观和适口性较差,使产品降级。若原料颗粒尺寸大于模具孔径,就会填塞或部分阻塞模具的孔口,影响产品外观。


02、宠物食品的适口性


罐装和半湿宠物食品比干膨化的产品更可口(Owens,1982),因其含有更多的水分,饲喂时向干狗粮里加水可以提高采食量,高密度食物要比低密度的更受欢迎。


为避免基本原料成分和工艺参数的变化,可配合使用风味剂来改善适口性。此类风味剂包括脂肪、液态肉类提取物、糊精、蔬菜或鱼油、动物脂肪提取物、牛脂化合物、大蒜洋葱、糖、牛肉及其它肉类的消化产物、脱脂奶粉等。


另据报道,与对照组相比添加0.6%碳酸氢钾可改善适口性并使采食量提高近1倍。试验还表明,物料密度一定时,添加0.6%的碳酸氢钾可提高膨化产品产量25%;或膨化处理量相同条件下,产品密度降低5%(Chedid,1997)。配方中所占比例较少的配料可在膨化前同原料一起混合或通过喷洒、翻动、浸渍等方法将其作为终产品的包被物。


03、宠物食品原料加工过程中的变量控制


淀  粉


淀粉和其它碳水化合物是多数宠物食品的主要成分。宠物食品膨化过程中淀粉糊化且扩展,因此在减压通过膨化模具时将会迅速膨胀。淀粉膨化物从定型模具孔口排出后很快就变硬。仔细观察膨化产物,其呈现出连续疏松的细胞状结构。这种结构是温度、水分、剪切和驻留时间(淀粉经过膨化腔和在最后减压过程模具中交换的时间)综合作用的结果。高浓度的淀粉产生更显著的细胞结构,使得终产品更容易膨化。


若宠物食品包含大量糊化的淀粉或淀粉类谷物(通常占混合物总重的20%-50%),并在相对低温(110-135℃)条件下使用,仓驻留平均时间为20-~40s的中型切刀膨化机,生产的终产品密度为450~550 kg/m3。


相比那些在低湿、高温条件下加工的产品,这样生产的宠物食品的颜色将更深,且更易定型。这是多数生产半湿和部分生产半干宠物食品的典型工艺条件。


若膨化设备中有合适的水分含量(18%~25%湿基)和合适的膨化温度130-150℃,那么使膨化腔中的驻留平均时间为20~40s的中型切刀膨化机,加工糊化的宠物食品,最终的膨化产物的密度为257~375 kg/m3。相似的条件下加工干膨化的宠物食品,膨化干燥后的产品较脆。


宠物食品加工熟化不完全将从终产品特性上表现出来,可能是淀粉没有完全糊化。了解加工过程中淀粉在不同参数下的状态,对于避免不合格终产品的出现非常重要。


水和性差、遇水快速分解及物料密度过高,都是淀粉糊化不正常的结果(Hauck和Nielsen,1983)。恰当加工含淀粉的配料能改善宠物食品的消化率。


加工熟化程度随植物及其它淀粉源或含淀粉谷物的不同而不同。玉米和块茎类原料更容易膨化,且一般生产的宠物食品密度较低。而生产相似密度和产量的小麦和稻谷或面粉需要更大的动力。甚至在谷物之间(如小麦),加工处理能力也会变化,软小麦及其衍生物比包含更多蛋白质的硬小麦更容易膨化。


蛋白质


未加工的油籽蛋白质(大多数宠物食品的主要成分)能部分溶于水。当在膨化系统中经历了温度、水物。变性蛋白失去许多功能特征,且变得无活力很难恢复伸展性。因此,许多溶解性差的动物蛋白原料对膨化的帮助非常小,甚至妨碍膨化。


由于许多植物蛋白水溶性好,通过膨化熟化加工成的产品具有蛋白质地。在膨化过程中结构性蛋白质密度的控制,与含淀粉配料密度的控制一样。因为每种原料独特的加工特性,将淀粉原料和蛋白原料混合,可生产出多种品质的产品。


淀粉与蛋白质的相互作用


高水平的淀粉原料在膨化期间最利于膨化,而后是水溶性蛋白质(一般是植物蛋白);难溶蛋白(一般是动物蛋白)。因此,当配方含高水平蛋白、少量淀粉时,淀粉来源应为纯淀粉或精选的谷物才最有利于膨化。若淀粉水平不能满足膨化需要,蛋白应添加水溶性植物蛋白,如小麦麸或豆粉,以促进膨化。


脂  肪


脂肪来源包括动物脂肪(牛脂或猪油)家禽脂肪、各种植物油、皂角、海产油以及混合油。使用硬脂肪(高熔点)可减少零售包装中脂肪含量。和蛋白质一样,脂肪或油可增加咀嚼性和硬度。脂肪为配方提供油性和可塑性,但总水平低于8%会提高膨化熟化宠物食品的膨化效果;超过8%,会使面团变软且不利于膨化,还会软化产品。


在同营养均衡的配方混合前,将脂肪加热到40~60℃会使它的粘性变化最小,帮助熟化全部的产品,且减少对膨化的抑制作用。


在高能日粮中,宠物食品产品中的脂肪水平超过17%,产品干燥和冷却后应额外添加脂肪。总量达22%的油脂,可通过设计增加在预调质和膨化仓的驻留时间来加工。即使有了这些改良,一些膨化产品还不合格,且物料密度在400~-560 kg/m3。脂肪水平可超过30%,但一般在成品前少于22%,其余部分一般作为包被物使用。


如果膨化加工在高温(>150℃)、低湿(<20%)条件下进行,很可能形成脂类/直链淀粉和脂类/蛋白质合成物。这种情况下,游离脂肪酸和极性脂类还有活性,这种脂类结合不影响宠物消化。


膨化产品的脂肪分析必须包括酸水解,不仅仅是索氏浸提法。膨化过程中,脂肪来源同样对膨化有影响。天然脂肪比添加纯或近似纯的脂肪对膨化的影响更小。如全脂双低菜粕提供占15%的脂肪与纯双低菜油提供同量的脂肪相比,前者对膨化的影响更小。


其他配料


饲料中加入0.5%~1%的甘油一酯可消除产品粗糙的地方,减少残渣,产品更独特。虽然其作用模式与脂类类似,但其可与直链淀粉和蛋白质结合,降低膨化产品的粘性。


纤维素及其它纤维成分是相对没有活性的成分,且当其含量占混合物总重的15%时,对膨化不利。饲喂熟化的碳水化合物,能提高动物对纤维素的消化能力(Moore等,1980)。食欲抑制剂无效时,可食的纤维素能有效减少或调节能量的摄入,控制那些缺少运动宠物的肥胖(Corbin,1981)。


灰分含量是由日粮中根据营养需要设定的不同矿物元素水平决定的。低灰分原料,可改善膨化、减少膨化成分中金属离子的流失。考虑到营养和健康,选低灰分的配料对猫粮尤为关键。多数宠物食品配方中均包含矿物质盐、维生素添加剂、乳化剂及其它次要原料。随混合物中这些成分的提高会减少膨化效果。


宠物食品中添加染料和色素主要是满足宠物主人对产品的要求,并非宠物自身需要。多数食品、药品和化妆品的染料有膨化稳定性,其强度随膨化的增大而降低。



文章来源: 宠物食品联盟

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