A maioria dos donos de animais de estimação alimenta seus animais com ração comercial. Isso ocorre porque a ração comercializada oferece as vantagens de nutrição completa e rica, praticidade na alimentação, entre outras. De acordo com os diferentes métodos de processamento e teor de água, a ração pode ser dividida em ração seca, ração semi-úmida e ração enlatada; de acordo com a textura, a ração pode ser dividida em ração mista, ração úmida e ração seca. Às vezes, é difícil mudar o comportamento alimentar de um animal de estimação, mesmo que a nova ração oferecida seja nutricionalmente balanceada e atenda às suas necessidades.
A ração seca para animais de estimação geralmente contém de 10% a 12% de água. A ração seca também inclui ração em pó grosso, ração granulada, ração moída grosseira, ração extrusada e ração assada, sendo a ração extrusada a mais comum e popular. A ração seca para animais de estimação é composta principalmente de grãos, subprodutos de grãos, produtos de soja, produtos de origem animal, subprodutos de origem animal (incluindo subprodutos do leite), gordura, vitaminas e minerais. A ração seca para gatos geralmente é extrusada. Os gatos não possuem almofariz, portanto, os pellets de ração devem ser moldados e dimensionados para cortes com incisivos em vez de trituração com molares, e o processo de extrusão é adequado para atender a esse requisito especial (Rokey e Huber, 1994) (Nrc 2006).
Alimento seco e inchado
01: O Princípio da Expansão por Extrusão
O processo de sopro consiste em misturar vários pós de acordo com a fórmula projetada, submeter-se a um condicionamento a vapor e, em seguida, extrudar sob alta temperatura e alta pressão após o envelhecimento. Em seguida, a temperatura e a pressão da matriz na saída da câmara de extrusão caem repentinamente, fazendo com que as partículas do produto se expandam rapidamente e sejam cortadas no formato tridimensional necessário pela fresa.
O processo de sopro pode ser dividido em sopro seco e sopro úmido, de acordo com a quantidade de água adicionada; de acordo com o princípio de funcionamento, pode ser dividido em sopro por extrusão e sopro por prensagem a gás quente. Extrusão e sopro são processos de condicionamento e têmpera de materiais, extrusão pressurizada contínua, redução repentina de pressão e expansão de volume.
Atualmente, a maior parte dos alimentos para cães vendidos no mercado é produzida por extrusão e expansão. O processo de extrusão e expansão pode fazer com que o amido presente no alimento atinja um nível adequado de gelatinização, de modo a melhorar a digestibilidade do amido pelos animais de estimação (Mercier e Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: O Processo de Extrusão e Explosão
O método típico de um sistema de extrusão moderno consiste em pré-tratar diversos pós adicionando vapor e água para temperar e revenir, de modo que os materiais sejam amolecidos, o amido seja gelatinizado e a proteína também seja desnaturada. No processo de produção de rações para animais de estimação, às vezes são adicionados chorume de carne, melaço e outras substâncias para melhorar a palatabilidade.
O condicionador é o equipamento de condicionamento mais comumente utilizado na produção de ração peletizada. O condicionamento a vapor é o fator mais importante no processo de peletização, e a quantidade de vapor adicionada depende do teor de água presente na ração e do tipo de ração. Durante o condicionamento, é necessário que o material e o vapor d'água tenham um tempo de residência suficientemente longo no condicionador para que a água possa penetrar completamente no material. Se o tempo for muito curto, a água não consegue penetrar no material, permanecendo apenas na superfície na forma de água livre. Isso não favorece a operação de processos subsequentes.
O condicionamento a vapor tem uma série de vantagens:
①Reduz o atrito e prolonga a vida útil do filme de prensagem. Durante a têmpera, a água pode penetrar no material, que pode ser usado como lubrificante para reduzir o atrito entre o material e o filme de prensagem, reduzindo assim a perda do filme de prensagem e prolongando a vida útil.
② Melhorar a capacidade de produção. Se o teor de umidade for muito baixo durante a extrusão, a viscosidade entre os vários componentes do material será baixa e a capacidade de conformação também será baixa. Aumentar o teor de umidade pode aumentar significativamente a capacidade de produção dos pellets e, quando o efeito for bom, a capacidade de produção pode ser aumentada em 30%.
3. Redução do consumo de energia. Quando o teor de umidade é baixo, o consumo de energia da extrusão subsequente e de outros processos aumenta, e o número de operações pode ser reduzido quando a mesma quantidade de alimento é produzida após o condicionamento a vapor, reduzindo assim o consumo de energia.
④ Melhore a qualidade das partículas. Controlar a quantidade de vapor d'água adicionado de acordo com as diferentes matérias-primas durante o revenimento pode melhorar a qualidade dos grânulos.
⑤ Melhora a segurança alimentar. Durante o processo de condicionamento a vapor, o vapor de alta temperatura adicionado pode matar diversos microrganismos patogênicos contidos em diversos materiais de ração, melhorando a segurança alimentar.
Após o condicionamento, os diversos pós são enviados diretamente para a câmara de extrusão da extrusora, onde são adicionados vapor, água e, às vezes, pasta de pó grosso, polpa de carne, etc. A câmara de extrusão é a parte central do sistema de extrusão, e a maioria das tarefas de todo o sistema são realizadas por esta parte. Ela contém parafuso, luva e matriz, etc. Este componente determinará se a extrusora será de parafuso simples ou duplo. Se tiver dois eixos paralelos, será uma extrusora de parafuso duplo; se tiver apenas um, será uma extrusora de parafuso simples. A principal função desta parte é misturar e cozinhar os ingredientes, podendo ser preenchida com água ou gás, de acordo com a situação real. A câmara de extrusão é dividida em parte de alimentação, parte de mistura e parte de cozimento. A seção de mistura é a entrada por onde o pó temperado entra na câmara de extrusão, e a densidade da matéria-prima é muito baixa neste momento; À medida que a pressão interna da seção de mistura aumenta, a densidade da matéria-prima também aumenta gradualmente, e a temperatura e a pressão na seção de cozimento aumentam acentuadamente. A estrutura da matéria-prima começou a mudar. O atrito entre o pó e a parede do cilindro, a rosca e o pó está ficando cada vez maior, e vários pós são cozidos e amadurecidos sob os efeitos combinados de atrito, força de cisalhamento e aquecimento. A temperatura na sala de extrusão pode gelatinizar a maior parte do amido e inativar a maioria dos microrganismos patogênicos.
Alguns fabricantes de alimentos para animais de estimação atualmente adicionam polpa de carne ao processo de extrusão, o que permite o uso de carne fresca em receitas em vez de apenas carne seca. Devido ao maior teor de umidade da carne não tratada, isso permite uma maior proporção de material animal na composição da ração. Aumentar o teor de carne fresca, pelo menos, proporciona às pessoas uma sensação de alta qualidade.
O processo de extrusão tem várias vantagens:
①A alta temperatura e a alta pressão geradas no processo de extrusão podem esterilizar eficazmente;
② Pode aumentar significativamente o grau de expansão do amido. Há evidências de que o processo de extrusão pode fazer com que o grau de expansão do amido atinja mais de 90%, melhorando significativamente a digestibilidade do amido pelos animais de estimação.
③ Várias proteínas em matérias-primas são desnaturadas para melhorar a digestibilidade da proteína;
④ Eliminar vários fatores antinutricionais em materiais de alimentação, como a antitripsina na soja.
Há uma matriz na saída da extrusora e, quando a matéria-prima extrudada passa por ela, o volume se expande rapidamente devido à queda repentina de temperatura e pressão. Ao alterar os furos da matriz, os fabricantes de alimentos para animais de estimação podem produzir alimentos em diversas combinações de formatos, tamanhos e cores. Essa capacidade de combinação é muito importante à medida que o mercado evolui, mas pouca coisa pode mudar em termos de adequação nutricional dos alimentos para animais de estimação.
O produto expandido é cortado em grânulos de um determinado comprimento por um cortador rotativo. O cortador é equipado com 1 a 6 lâminas. Para ajustar sua velocidade de rotação, o cortador geralmente é acionado apenas por um pequeno motor.
O teor de gordura dos alimentos secos extrudados para animais de estimação varia de 6% a mais de 25%. No entanto, um teor muito alto de gordura não pode ser adicionado no processo de extrusão, pois a alta temperatura e a alta pressão no processo de extrusão afetarão os ácidos graxos insaturados, além de afetar a extrusão e a moldagem dos alimentos. Portanto, o método de pulverização de gordura na superfície após a expansão é geralmente usado para aumentar o teor de gordura do produto. A gordura quente pulverizada na superfície do alimento expandido é facilmente absorvida. A quantidade de combustível injetado pode ser ajustada ajustando a velocidade de produção e a velocidade de adição de gordura, mas esse método está sujeito a grandes erros. Recentemente, foi desenvolvido um método de controle que pode ajustar a quantidade de adição de gordura. Este sistema inclui um sistema de regulagem de velocidade e um sistema de bomba de óleo de injeção de pressão positiva, com uma margem de erro de até 10%. Ao pulverizar, é necessário que a gordura atinja mais de 5%, caso contrário, a pulverização não será uniforme. É comum borrifar digestores de proteína e/ou sabores na superfície de alimentos para animais de estimação para aumentar a aceitação do alimento pelos animais (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Após a extrusão e a expansão, o alimento precisa ser seco para remover o vapor e a água injetados durante o processo de extrusão. Geralmente, a umidade do alimento pode atingir de 22% a 28% durante o processamento e, após o processamento, precisa ser seco para atingir de 10% a 12%, adaptando-se à vida útil do produto. O processo de secagem geralmente é realizado por um secador contínuo com um resfriador separado ou por uma combinação de secador e resfriador. Sem a secagem adequada, a ração extrusada pode estragar, com proliferação microbiana e crescimento de fungos a uma taxa alarmante. A maioria desses microrganismos pode causar doenças em cães e gatos. Por exemplo, mesmo uma pequena quantidade de toxinas produzidas por mofo em um saco de ração pode afetá-los. A medida comumente utilizada para medir a quantidade de água livre em alimentos para animais de estimação é o índice de atividade de água, que é definido como a razão de equilíbrio entre a pressão local da água e a pressão de vapor na superfície dos alimentos à mesma temperatura. Em geral, a maioria das bactérias não consegue crescer se a atividade de água for inferior a 0,91. Se a atividade de água for inferior a 0,80, a maioria dos fungos também não conseguirá crescer.
É muito importante controlar o teor de umidade do produto durante o processo de secagem de ração para animais de estimação. Por exemplo, quando a umidade do produto é de 25% a 10%, 200 kg de água devem ser evaporados para produzir 1.000 kg de ração seca. Já quando a umidade é de 25% a 12%, são necessários 1.000 kg de ração seca. A secagem da ração requer apenas 173 kg de água. A maioria das rações para animais de estimação é seca em secadores de correias transportadoras circulares.
03: Vantagens da ração extrusada e tufada para animais de estimação
Além das vantagens de boa palatabilidade, a ração tufada também apresenta uma série de outras vantagens:
①A alta temperatura, a alta pressão, a alta umidade e diversos efeitos mecânicos no processo de expansão dos alimentos podem aumentar significativamente o grau de gelatinização do amido na ração, desnaturar a proteína presente e destruir a lipase produzida por vários microrganismos simultaneamente, tornando a gordura mais estável. Isso é benéfico para melhorar a digestibilidade dos animais e a taxa de utilização dos alimentos.
②A alta temperatura e a alta pressão da matéria-prima na câmara de extrusão podem matar uma variedade de microrganismos patogênicos contidos na matéria-prima, para que o alimento possa atender aos requisitos de higiene relevantes e prevenir várias doenças do trato digestivo causadas pela alimentação.
③A extrusão e a expansão podem produzir produtos granulares de vários formatos, como comida de gato que pode ser produzida em formato de peixe, comida de cachorro que pode ser produzida em formato de osso pequeno, o que pode melhorar o desejo dos animais de estimação de comer.
④ A digestibilidade dos alimentos pode ser melhorada ao inalar, e a palatabilidade e o aroma dos alimentos podem ser realçados, o que é especialmente importante para cães e gatos jovens cujos órgãos digestivos ainda não estão desenvolvidos.
⑤O teor de água da ração seca extrudada em pellets é de apenas 10%-12%, podendo ser armazenada por um longo período sem causar mofo.
04: O Efeito da Extrusão na Digestibilidade dos Nutrientes
O processo de extrusão de alimentos para animais de estimação tem um impacto significativo na digestibilidade de vários nutrientes, especialmente amido, proteína, gordura e vitaminas.
O amido sofre gelatinização sob a ação combinada de alta temperatura, alta pressão e umidade durante o revenimento e a extrusão. O processo específico consiste em que o amido na mistura em pó começa a absorver água e se dissolver no condicionamento a vapor, perdendo sua estrutura cristalina original. Durante o processo de extrusão, com o aumento da umidade, temperatura e pressão, o efeito de intumescimento do amido é ainda mais intensificado e, até certo ponto, os grânulos de amido começam a se romper, momento em que o amido começa a se gelatinizar. Quando o material extrudado é extrudado para fora da matriz, devido à queda repentina da pressão para a pressão atmosférica, os grânulos de amido rompem-se bruscamente e o grau de gelatinização também aumenta acentuadamente. A temperatura e a pressão no processo de extrusão afetam diretamente o grau de gelatinização do amido. Mercier et al. (1975) descobriram que, quando o teor de água era de 25%, a temperatura ideal de expansão do amido de milho era de 170-200 °C. Dentro dessa faixa, a digestibilidade in vitro do amido após a gelatinização pode atingir 80%. Em comparação com a digestibilidade antes da expansão (18%), houve um aumento significativo de 18%. Chiang et al. (1977) descobriram que o grau de gelatinização do amido aumentou com o aumento da temperatura na faixa de 65-110 °C, mas diminuiu com o aumento da velocidade de alimentação.
O processo de condicionamento a vapor e extrusão também tem um impacto significativo na digestibilidade da proteína, e a tendência geral é fazer com que a proteína mude na direção benéfica para a digestão animal. Sob a ação do condicionamento a vapor e da pressão mecânica, a proteína é desnaturada para formar grânulos, e a solubilidade em água é reduzida. Quanto maior o teor de proteína, maior a solubilidade em água.
A gelatinização do amido também tem um impacto significativo na solubilidade das proteínas em água. O amido gelatinizado forma uma estrutura de membrana envolvente ao redor da proteína, o que leva à diminuição da solubilidade das proteínas em água.
Após a expansão da proteína, sua estrutura também muda, e sua estrutura quaternária é degradada em uma estrutura terciária ou mesmo secundária, o que reduz significativamente o tempo de hidrólise da proteína durante a digestão. No entanto, o ácido glutâmico ou ácido aspártico presente na proteína reage com a lisina, o que reduz a taxa de utilização da lisina. A reação de Maillard entre o grupo ε-amino dos aminoácidos e os açúcares em temperaturas mais altas também reduz a digestibilidade das proteínas. Fatores antinutricionais presentes nas matérias-primas, como a antitripsina, também são destruídos quando aquecidos, o que melhora a digestibilidade da proteína pelos animais sob outro aspecto.
Durante todo o processo de produção, o conteúdo de proteína no alimento permanece basicamente inalterado, e a potência dos aminoácidos não muda significativamente.
Horário da postagem: Mar-02-2023