DE69931510T2

DE69931510T2 - Kaubares spielzeug fuer haustiere auf proteinbasis

Info

Publication number: DE69931510T2
Application number: DE69931510T
Authority: DE
Inventors: Huan Shu Plano WANG; Cheng-Wen Richardson CHEN
Original assignee: Natural Polymer International Corp
Current assignee: Natural Polymer International Corp
Priority date: 1998-09-02
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2006-12-28
Anticipated expiration: 2019-05-01
Also published as: JP2002524062A; EP1124434A4; AU3773799A; CN1159975C; EP1124434A1; US6379725B1; JP4790907B2; EP1124434B1; DE69931510D1; CN1326320A; WO2000013521A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft nahrhafte und multifunktionale künstliche Hundeknochen und kaubare Haustierspielzeuge auf Proteinbasis. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Verfahren zur Herstellung solcher kaubaren Haustierspielzeuge und Hundeknochen.
STAND DER TECHNIK
Für viele Menschen spielen Hunde und andere Haustiere eine wichtige Rolle, indem sie für Glück und Geborgenheit in der familiären Umgebung sorgen. Die Menschen sorgen sich in zunehmendem Maße um die Gesundheit und Hygiene ihres Hundes oder Haustiers. Kaubare Spielzeuge und künstliche Hundeknochen werden allgemein verwendet, um dazu beitragen, das Zahnfleisch des Hundes oder anderen Haustiers zu massieren und seine Zähne zu kräftigen und zu reinigen. Da das Tier Kauenergie für den künstlichen Knochen oder das kaubare Tierspielzeug aufwendet, neigt das Tier außerdem weniger dazu, auf Haushaltgegenständen zu kauen und diese dabei zu beschädigen.
Gegenwärtig werden verschiedene künstliche Hundeknochen oder kaubare Tierspielzeuge vertrieben. Der FLEXIBONE Nylon Chew, der im US-Patent Nr. 5,339,771 offenbart wird, ist aus geformtem synthetischem Thermoplast mit in dem Kunststoffpolymer dispergiertem Tiermehl hergestellt. Dieser Hundekauartikel ist kräftig und verursacht keine Abnutzung der Zähne, welche bei natürlichen Knochen auftreten kann, doch er ist nicht essbar. Da das synthetische Polymer nicht biologisch abbaubar ist, kann es potenziell die Umwelt schädigen.
Ein anderer handelsüblicher künstlicher Hundeknochen oder ein Haustierkauartikel ist aus Material auf der Basis von Maisstärke mit inerten Materialien hergestellt, wie etwa "OL'ROY Dog Chews", die von Wal-Mart Stores, Inc. vertrieben werden. Ein weiterer Haustierkauartikel, der als "BOODA VELVETS" Hundekauartikel verkauft wird, ist aus einem Copolymer aus natürlicher Maisstärke und Vinylalkohol hergestellt, wie im US-Patent Nr. 5,419,283 offenbart ist. Die Hundekauartikel OL'ROY und BOODA VELVETS sind insofern keine nützlichen essbaren Produkte, als sie keinen Nährwert besitzen. Sie ersetzen oder ergänzen nicht die reguläre erforderliche Diät oder Nahrung des Hundes. US-A-4,419,372 von Greene et al. offenbart ein Produkt auf der Basis von Ölsamen-Protein, und US-A-5523293 von Jane et al. offenbart eine thermoplastische Zusammensetzung auf der Basis von Sojaprotein.
Viele künstliche Hundeknochen sind aus Rindsleder oder Schweinsleder hergestellt. Zu den Beispielen solcher künstlicher Hundeknochen gehören HARPER'S CHEWBLER BONE, hergestellt aus Rindsleder, und NATURAL BONES RAWHIDE CHEW TREATS, hergestellt von Pet Expo. Diese Produkte besitzen natürliches Aroma, doch es fehlt ihnen ein Nährstoffgehalt. Außerdem werden künstliche Kauspielzeuge, die aus Rohleder hergestellt sind, gewöhnlich schnell durch die Kautätigkeit, welche die Struktur des Materials auflöst, zerstört.
In allen Fällen ist Vorsicht geboten, wenn der Hund ein aggressiver Kauer ist und in der Lage ist, ein ungewöhnlich großes Stück des künstlichen Hundeknochens oder Hundekauartikels abzubrechen.
Es ist ersichtlich, dass in der Technik ein Bedarf an künstlichen Hundeknochen und kaubaren Tierspielzeugen besteht, welche haltbar und kräftig sind, die Oralhygiene verbessern und dem Hund oder Haustier einen Nährwert liefern.
Derartige künstliche Hundeknochen und kaubare Tierspielzeuge werden in der vorliegenden Patentschrift offenbart und beansprucht.
Unter einem Aspekt betrachtet, stellt die vorliegende Erfindung eine geformte kaubare thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis bereit, mit einer Textur und Zähigkeit, um das Zernagen durch ein Haustier zu begünstigen, welche umfasst:
eine große Menge, mehr als 70 Gew.-%, Protein, wobei das Protein eine Mischung aus pflanzlichem Protein und tierischem Protein umfasst;
8 bis 15 Gew.-% Wasser;
eine Menge Aromatisierungsmittel;
eine Menge essbares Plastifizierungsmittel;
eine Menge Faserverstärkungsmittel; und
einen Nährstoff- oder Hygienezusatzstoff.
Die vorliegende Erfindung hat essbare kaubare Tierspielzeuge, wie etwa künstliche Hundeknochen, und Verfahren zur Herstellung solcher kaubaren Tierspielzeuge zum Gegenstand. Die kaubaren Tierspielzeuge innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise aus einer thermoplastischen Zusammensetzung auf Proteinbasis hergestellt, welche von Pflanzen und tierisches Proteinmaterial und verschiedene Zusatzstoff- und Nährstoffbestandteile enthält. Kaubare Tierspielzeuge innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung besitzen Eigenschaften herkömmlicher künstlicher Hundeknochen, die aus synthetischem Polymer hergestellt sind, wie etwa eine gute Festigkeit und Härte. Zusätzlich enthalten die kaubaren Tierspielzeuge Nährstoffe und andere Bestandteile, die helfen sollen, Zähne und Knochen kräftig zu erhalten und das Wachstum und die Gesundheit des Haustiers zu fördern.
Die essbaren und kaubaren Tierspielzeuge innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise aus Thermoplasten auf Proteinbasis hergestellt. Die thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis ist aus pflanzlichem Protein hergestellt, wie etwa Sojaproteinisolat, Sojaproteinkonzentrat, Gluten (wie etwa Weizen-, Hafer- oder Reisgluten), Maiszein, Hordein, Avenin, Kafirin oder einer Kombination davon, allein oder kombiniert mit tierischem Protein, wie etwa Collagen, Casein, Albumin, Gelatine, Keratin, natürlichem Rindsleder, Schweinsleder oder Hühnerhaut.
Das Protein kann ein natives Protein oder ein chemisch modifiziertes Protein sein. Natives Protein ist unmodifiziertes Protein. Zu den chemisch modifizierten Proteinen gehört hydrolysiertes Protein, welches ein besseres Fließverhalten bei der Verarbeitung gewährleistet. Um die Wasserbeständigkeit des Proteins zu verbessern, kann eine organische Säure verwendet werden, um den pH-Wert der Proteinzusammensetzung auf einen pH-Wert zwischen 4,5 und 6,5 einzustellen. Zu typischen organischen Säuren gehören Milchsäure, Apfelsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Essigsäure, Bernsteinsäure usw. Zu den chemisch modifizierten Proteinen gehören außerdem Proteine, die mit Anhydriden behandelt wurden.
Die thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis enthält außerdem vorzugsweise verschiedene Nährstoffbestandteile, um die Knochen kräftig zu erhalten und das Wachstum und die Gesundheit von Hunden und Haustieren zu fördern. Zu derartigen Nährstoffbestandteilen können Vitamine, Mineralien, Rohfasern und Fasern in der Diät, getrocknete Fleischfasern und Aromatisierungsmittel gehören. Zu typischen Aromatisierungsmitteln gehören Rinder-, Schweine- und Hühneraromen, die gewöhnlich von Hunden und Haustieren bevorzugt werden. Die anderen Zusätze, wie etwa Mittel gegen Weinsteinbildung und Erfrischer, können ver wendet werden, um zu helfen, die Zähne sauber zu halten, und um eine gute Oralhygiene zu fördern.
Verarbeitungshilfsmittel wie etwa Plastifizierungsmittel können verwendet werden, um das Fließverhalten der formbaren Zusammensetzung auf Proteinbasis zu verbessern. Konservierungsmittel können ebenfalls verwendet werden, um die Frische und den essbaren Charakter von Artikeln zu erhalten, die aus der thermoplastischen Zusammensetzung auf Proteinbasis hergestellt wurden.
Die vorliegende formbare Zusammensetzung auf Proteinbasis weist ein gutes Fließverhalten bei der Verarbeitung, ausgezeichnete mechanische Eigenschaften wie etwa eine Zugfestigkeit von etwa 20 bis 40 MPa und einen Elastizitätsmodul von etwa 800 bis 4000 MPa sowie eine gute Wasserbeständigkeit mit einer Wasserabsorption zwischen etwa 80 und 250 Gew.-% auf.
Bei der vorliegenden Erfindung kann die thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis leicht durch Spritzgießen, Formpressen, Spritzpressen, Druckluftformen oder andere ähnliche Formverfahren hergestellt werden. Bei der vorliegenden Erfindung erfolgt vorzugsweise ein Pressen oder Formen in die Form eines kaubaren Haustierspielzeugs oder in eine Gestalt, die einen natürlichen Tierknochen imitiert, wie etwa die formgepresste Knochenform, die in 1 dargestellt ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer typischen Tierknochenform eines geformten Hunde-Kauspielzeugs, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
2 ist ein Diagramm, welches den Zusammenhang zwischen dem Gehalt an Glycerin-Plastifizierungsmittel und dem Wassergehalt beim Spritzgießen von Sojaproteinisolat zeigt.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung hat essbare kaubare Haustierspielzeuge einschließlich künstlicher Hundeknochen und Verfahren zur Herstellung solcher Artikel zum Gegenstand. Die künstlichen Hundeknochen und Haustierspielzeuge werden aus einer thermoplastischen Zusammensetzung auf Proteinbasis hergestellt, die zubereitet wird, indem Pflanzenprotein, Tierprotein, verschiedene Nährstoffe, Verstärkungsfasern, Hygienezusatzstoffe, Konservierungsstoffe, Wasser, Verarbeitungshilfsmittel, Aromatisierungsmittel, Farbmittel und/oder Modifizierungsmittel kombiniert werden.
Die thermoplastischen Zusammensetzungen auf Proteinbasis weisen ein gutes Fließverhalten bei der Verarbeitung und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, wenn sie zu Artikeln geformt sind, auf. Die Zusammensetzungen sind nützlich beim Formen von Artikeln von unterschiedlicher Gestalt, Abmessung und Größe, wie etwa von kaubaren Haustierspielzeugen und anderen Artikeln, die hergestellt werden, um natürliche Tierknochenformen zu imitieren.
Hunde und andere Haustiere benötigen Protein. Proteine bilden die Enzyme, welche Nahrung in Energie metabolisieren, sowie die Hormone, welche verschiedene Körperfunktionen steuern. Die thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise eine große Menge, mehr als etwa 70 bis 80 Gew.-%, Protein. Geformte Artikel, die aus den thermoplastischen Zusammensetzungen auf Proteinbasis hergestellt sind, weisen ausgezeichnete mechanische Eigenschaften sowie eine ausgezeichnete Strukturstabilität und Wasserbeständigkeit auf. Die Textur, Bieg samkeit und Konsistenz der geformten Artikel regen zum Nagen an, was sie zu einem reinen Vergnügen für Hunde und andere Haustiere macht. Die Nagetätigkeit ermöglicht den Haustieren, sanft in das kaubare Haustierspielzeug einzudringen, was saubere, gesunde Zähne und frischen Atem fördert.
Die Zusammensetzung auf Proteinbasis wird nach einer Rezeptur mit einem Pflanzenprotein aufgebaut, wie etwa Sojabohnenprotein, allein oder kombiniert mit anderen, pflanzlichen oder tierischen Proteinen und/oder Mikroorganismen. Derartige Mikroorganismen können etwa Bäckerhefe oder Bierhefe sein. Zu den pflanzlichen Proteinen, welche für die Verwendung in der vorliegenden Zusammensetzung geeignet sind, gehören Sojabohnenprotein (wie etwa Sojabohnenisolat und Sojabohnenkonzentrat), Gluten (wie etwa Weizen-, Hafer- oder Reisgluten), Maiszein, Hordein, Avenin, Kafirin oder einer Kombination davon. Zu den tierischen Proteinen, welche für die Verwendung in der vorliegenden Zusammensetzung geeignet sind, gehören Casein, Albumin, Collagen, Gelatine und Keratin.
Sojabohnenprotein ist im Handel als Sojaproteinisolat, das wenigstens 90% Protein enthält, und Sojaproteinkonzentrat, das wenigstens ungefähr 65 bis 70% Protein enthält, erhältlich. Sojaprotein kann von verschiedenen Lieferanten bezogen werden, wie etwa Central Soya Co. Inc., Fort Wayne, Indiana; Archer Daniels Midland Company, Decatur, Illinois; Protein Technologies International, St. Louis, Missouri.
Die Nährstoffbestandteile der formbaren Zusammensetzung auf Proteinbasis können Vitamine und Mineralien enthalten. Nährstoffe sind vorzugsweise in der thermoplastischen Zusammensetzung auf Proteinbasis enthalten, um daraus geformte Artikel nahrhaft zu machen. Vitamine und Mineralien sind für eine richtige Absorption von Fetten und Kohlenhydraten und für die chemischen Reaktionen im Körper notwendig. Alle Haustiere benötigen für eine optimale Gesundheit Vitamine und Mineralien in den richtigen Mengen und Verhältnissen. Zu den gegenwärtig bevorzugten Vitaminbestandteilen gehören Vitamin B₁, B₂, B₃, B₁₂, Vitamin C, Vitamin E, Vitamin D, Niacin (Vitamin PP), Biotin (Vitamin H), Menadion (Vitamin K), Folsäure (Vitamin B₉), Pyridoxin (Vitamin B₆) und Vitamin A.
Mineralien sind für die Knochenbildung, den Muskelmetabolismus, die Fluidbilanz und die Funktion des Nervensystems wesentlich. Mineralien sind in lebenden Tieren entweder in größeren oder in Spurenkonzentrationen vorhanden. Obwohl der Bedarf an Spurenelementen in der Nahrung minimal ist, sind auch sie für eine allgemeine gute Gesundheit wesentlich. Mineralien, welche in größeren Konzentrationen enthalten sein können, sind Calcium, Kalium, Magnesium und Natrium. Mineralien, welche in Spurenkonzentrationen enthalten sein können, sind Eisen, Phosphor, Zink, Mangan, Jod, Selen und Cobalt.
Bei den Verstärkungsfasern, die in den Zusammensetzungen auf Proteinbasis der vorliegenden Erfindung verwendet werden, kann es sich um natürliche Rohcellulosefasern und Nahrungsfasern handeln. Die Fasern können physikalische Eigenschaften von geformten Artikeln verbessern, wie etwa Zugfestigkeit, Druckfestigkeit, Schubelastizitätsmodul, und sie können die Schrumpfung und Verformung der Produkte bei der Verarbeitung und der Verwendung reduzieren.
Zu typischen Naturcellulosefasern, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, gehören Grasfasern, Holzfasern, Häcksel, gehäckseltes Maisstroh, Bagasse, Laubhäcksel, gehäckselte Maishüllen, Hanffasern und andere Cellulosefasern von Wurzeln, Stengeln und Blättern, die aus rohen Naturpflanzen und davon abgeleiteten Produkten hergestellt sind, oder Mischungen davon. In den meisten Fällen ist eine Vorbehandlung der Naturcellulosefasern gewöhnlich not wendig. Eine solche Vorbehandlung beinhaltet ein Reinigen, Trocknen, Mahlen, Färben oder eine Veredlungsbehandlung mittels bestimmter geeigneter Zusatzstoffe, um die Zusammensetzung essbar zu machen. Die endgültige Abmessung der Fasern liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 40 bis 100 Mesh.
Zu den typischen Nahrungsfasern, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, gehören sowohl lösliche als auch unlösliche Fasern. Unlösliche Fasern, wie etwa Weizenkleie, lösliche Fasern, wie etwa die von Gemüse und Früchten, und bestimmte Körner, wie etwa Hafer und Gerste. Unter den verschiedenen Quellen von Nahrungsfasern als Massebildner für die Darmreinigung ist wahrscheinlich Weizenkleie die am gründlichsten untersuchte und eine der wirksamsten.
Die größten physiologischen Vorteile der Naturrohfasern, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind die nützliche Rolle einer Förderung der Regelmäßigkeit und Verhinderung einer Verstopfung sowie ihr Schutzeffekt vor Dickdarmkrebs und anderen Krebsarten.
Zu den Hygienezusatzstoffen, die in den Zusammensetzungen auf Proteinbasis der vorliegenden Erfindung verwendet werden, gehören Mittel gegen Weinsteinbildung und Erfrischer, die helfen sollen, die Zähne und Knochen des Haustiers kräftig zu erhalten und eine gute Oralhygiene zu fördern. Zu den Hygienezusatzstoffen können Calciumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Zinkcitrat und Calciumhydrogenphosphat als reinigende Scheuermittel gehören, um zu helfen, die Zähne des Haustiers zu reinigen. Zu den Hygienezusatzstoffen können auch Erfrischer wie etwa entmentholisiertes Pfefferminzöl, Spearmintöl, Sorbitol und Sorbitan gehören.
Konservierungsmittel sind in Nahrungsmitteln oft notwendig. Hundenahrungshersteller verwenden verschiedene Antioxidantien, um einen Zerfall von fettlöslichen Vitaminen zu verhindern und ein Verderben von Nahrungsmitteln zu verhindern. Zu den gewöhnlich verwendeten Konservierungsmitteln gehören butyliertes Hydroxyanisol (BHA), butyliertes Hydroxytoluol (BHT), Ethoxyquin (6-ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinolin) und die Vitamine C und E. BHA und BHT werden oft gemeinsam verwendet, und sie sind von der Food and Drug Administration der USA allgemein als sicher (GRAS) anerkannt. Ethoxyquin ist ein von der Monsanto Chemical Company hergestelltes Antioxidant, das in den USA seit vielen Jahren in Hundenahrung verwendet wird, es ist jedoch in Europa verboten. Zu den Konservierungsmitteln, die in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können auch Bakterizide gehören, wie etwa Calciumpropionat, Sorbinsäure, Kaliumsorbat, Milchsäure, Benzoesäure, Natriumbenzoat, Ethyl-p-hydroxybenzoat und Propyl-p-hydroxybenzoat.
Wasser ist in allen natürlichen Biopolymeren vorhanden. Wasser fungiert als ein Plastifizierungsmittel während des Mischens und Verarbeitens von Bestandteilen. In den Zusammensetzungen auf Proteinbasis innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise eine wirksame Menge Wasser enthalten, um das Fließverhalten der Zusammensetzung bei der Verarbeitung zu verbessern. Der Wassergehalt der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung ist vorzugsweise auf etwa 15 bis 35 Gew.-% eingestellt. Der größte Teil des Wassergehalts wird während der Verarbeitung und des Formens des Artikels entfernt, und danach wird das Produkt getrocknet. Der endgültige geformte Artikel enthält vorzugsweise von 8 bis 15 Gew.-% Wasser. Zu viel Feuchtigkeit ohne Konservierungsmittel hat zur Folge, dass der Hundekauartikel oder das Haustierspielzeug schimmelt und fault.
Andere Plastifizierungsmittel können als Verarbeitungshilfsmittel verwendet werden. Solche Plastifizierungsmittel verbessern das Fließverhalten der thermoplastischen Zusammensetzungen auf Proteinbasis der vorliegenden Erfindung bei der Verarbeitung, und sie erhöhen die Flexibilität der aus ihnen hergestellten Artikel. Vorzugsweise wird eine wirksame Menge Plastifizierungsmittel verwendet, die im Bereich von etwa 5 bis 30 Gew.-% liegt. Die Plastifizierungsmittel sind vorzugsweise essbar und mit den Zusammensetzungen auf Proteinbasis innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung chemisch verträglich. Zu den typischen essbaren Plastifizierungsmitteln, welche bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Glycerin, Sorbitan, Ethylenglycol, Propylenglycol, Diethylenglycol, Dipropylenglycol, Mannitol und Sorbitol.
In den formbaren Zusammensetzungen auf Proteinbasis sind vorzugsweise Aromatisierungsmittel enthalten, um für einen Geschmack oder Geruch zu sorgen, welcher den Hund oder das Haustier anzieht und lockt. Die aromatisierenden Bestandteile sind vorzugsweise in der gesamten formbaren Zusammensetzung verteilt, so dass der anziehende Geruch oder Geschmack während der gesamten Lebensdauer des kaubaren Haustierspielzeugs oder künstlichen Hundeknochens erhalten bleibt. Zu den typischen Aromatisierungsmitteln, welche gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören pflanzliche und tierische Aromen, wie etwa Knoblauchpulver, Salz, Zwiebelpulver, Pflanzenöle, wie etwa Maisöl und Erdnussöl, und natürliches Tierfleisch und tierische Produkte, wie etwa Rindsleder, Schweinsleder, Hühnerfleisch und -fett, Rindfleisch und Rinderfett, Schweinefleisch und -fett sowie getrocknete Fleischfasern.
Modifizierungsmittel können verwendet werden, um die mechanischen Eigenschaften der vorliegenden Zusammensetzung auf Proteinbasis zu verbessern, und außerdem, um die physikalischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften zu verbessern. Zu den typischen Modifizierungsmitteln, welche gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, gehören Pektin, Carrageenan, Johannisbrotgummi, Agar, Mannan und Natriumalginat.
Durch ein sorgfältiges Auswählen von essbaren Bestandteilen mit Lebensmittelqualität (Food Grade) für die formbare Zusammensetzung auf Proteinbasis können die aus der formbaren Zusammensetzung erhaltenen geformten Artikel essbar sein. Außerdem werden die Bestandteile vorzugsweise im Einklang mit den zutreffenden Gesetzen und Bestimmungen für den Umgang mit Lebensmitteln und die Lebensmittelhygiene verarbeitet und gehandhabt.
Die formbare Zusammensetzung auf Proteinbasis der vorliegenden Erfindung kann leicht durch Spritzgießen, Extrudieren, Spritzpressen und Formpressen geformt werden. Die resultierenden geformten Artikel, wie etwa künstliche Hundeknochen und kaubare Tierspielzeuge, haben ausgezeichnete physikalische Eigenschaften, Zugfestigkeit, Flexibilität, Steifigkeit und Oberflächenhärte, und sie können außerdem essbar und nahrhaft sein.
Bei der Herstellung der formbaren Zusammensetzungen auf Proteinbasis innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung werden die Bestandteile vorzugsweise gleichmäßig gemischt. Das Mischen kann auf verschiedene Weise durchgeführt werden, wie etwa durch einfaches Mischen bei Raumtemperatur durch Verwendung eines Rührmischers, oder sämtliche Bestandteile können in einem Hochgeschwindigkeitsmischer vorgemischt werden. Ein weiters Mischen und Pelletieren kann in einem Gleichlauf-Doppelschneckenextruder mit einer Stangendüse (Länge/Breite von 3:1) durchgeführt werden. Der Doppelschneckenextruder ist vorzugsweise eine Doppelschnecke mit mehreren Betriebsarten mit im Gleichlauf rotierender Schnecke. Sämtliche Bestandteile können auch direkt in dem Doppelschneckenextruder gemischt werden. Die Bestandteile werden dem Extruder von einzelnen Aufgabetrichtern in vorgegebenen Abschnitten des Doppelschneckenextruders zugeführt.
Die Verarbeitungsbedingungen können je nach Erfordernis variiert werden, um ein effizientes Mischen zu erreichen und homogene Pellets zu formen. Zum Beispiel variieren die Temperaturverteilung entlang des Extruders, der Druck, die Drehzahl und Gestalt der Schnecke, die Zuführungsgeschwindigkeit des Bestandteils und die Durchsatzmenge. Ein Beispiel eines geeigneten Misch-Doppelschneckenextruders ist ein Gleichlauf-Doppelschneckenextruder, der unter der Bezeichnung Leistritz Micro-18 vertrieben wird. Der Feuchtigkeitsgehalt der Pellets kann durch Trocknen für die spätere Verwendung eingestellt werden. Der Wassergehalt der Pellets beträgt vorzugsweise von etwa 10 bis 35 Gew.-%.
Nach dem Mischen und Pelletieren wird die formbare Zusammensetzung vorzugsweise durch Spritzgießen zu einem geformten Artikel wie etwa einem künstlichen Hundeknochen oder einem kaubaren Haustierspielzeug verarbeitet. Für die vorliegenden Erfindung ist eine nützliche Spritzgießmaschine die Boy 80M, Boy Machines, Inc. Schneckendurchmesser 48 mm, Länge-Breite-Verhältnis der Schnecke 17, maximales Spritzgewicht (mit Polystyrol) 234 g. Während des Spritzens werden die festen Pellets bis zu einem geschmolzenen Zustand erwärmt, wobei sie einen Wassergehalt von etwa 10 bis 30 Gew.-%, einen Gehalt an Plastifizierungsmittel von 0 bis 25 Gew.-% und einen Proteingehalt von 50 bis 70 Gew.-% aufweisen. Die Zusammensetzung wird in die Form eines Hundekauartikels oder kaubaren Haustierspielzeugs und eines standardmäßigen ASTM-Probestabs gespritzt.
Der gegenwärtig bevorzugte Spritzdruck beträgt etwa 860 bis 1200 MPa. Das Temperaturprofil der Spritzverarbeitung war: Zone 1 (Trichter)/Zone 2/Zone 3/Zone 4/Zone 5 (Düse) = 25/85/120–125/120–135/120–135°C. Die Formtemperatur lag zwischen 25 und 40°C, die mittlere Durchlaufzeit betrug 1 bis 2 Minuten und die Spritzzeit betrug 0,8 Sekunden.
Die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann so geformt werden, dass massive Artikel unterschiedlicher Formen, Größen und Abmessungen bereitgestellt werden, welche für vielfältige Anwendungen erwünscht sein könnten. Die geformten Artikel besitzen eine hohe Zugfestigkeit im Bereich von etwa 20 bis 40 MPa, eine gute Flexibilität, eine hohe Steifigkeit und Oberflächenhärte und eine gute Wasserbeständigkeit. Die Wasserabsorption beträgt etwa 80 bis 250 Gew.-%, so dass der Artikel unter Einwirkung von Wasser einige Tage strukturell intakt bleibt.
Die vorliegende Zusammensetzung enthält verschiedene Bestandteile, darunter Nährstoffe und Hygienezusatzstoffe, welche helfen, Zähne und Knochen kräftig zu erhalten, die Oralhygiene verbessern und das Wachstum und die Gesundheit von Hunden und anderen Haustieren fördern.
In den folgenden Beispielen wurden Zusammensetzungen innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung zu einem Standard-Probestab geformt, wie im Standard der American Society for Testing and Materials (ASTM D 638-86) beschrieben. Die Zugeigenschaften der geformten Artikel wurden gemäß dem Verfahren des ASTM-Standards D638-86 unter Verwendung eines Instron Universal Testing Systems (Modell 4465) geprüft. Die Wasserabsorption in Prozent wurde gemäß der Verfahrensweise von ASTM D570-81 gemessen.
Beispiel 1
Die Beziehung zwischen Plastifizierungsmitteln und Feuchtigkeitsgehalt beim Spritzgießen von Sojaproteinisolat
In diesem Beispiel wurden essbare Plastifizierungsmittel und Wasser verwendet, um das Fließverhalten von Sojaprotein bei der Verarbeitung zu verbessern. Das hauptsächliche Sojabohnenprotein ist ein globuläres Molekül, welches normalerweise kompakt gefaltet ist, wobei es einen inneren hydrophoben Bereich und einen äußeren hydrophilen Bereich aufweist. Das Wasser und die Plastifizierungsmittel bewirken, dass das Sojabohnenprotein entfaltet wird, indem der hydrophile Bereich unterbrochen wird und der hydrophobe Bereich exponiert wird. Dies ist möglich, weil Wasser und wasserlösliche Plastifizierungsmittel wie etwa mehrwertige Alkohole Wasserstoffbrücken zwischen dem hydrophoben und dem hydrophilen Bereich bilden können.
2 zeigt die Beziehung zwischen dem Gehalt an Plastifizierungsmittel Glycerin und dem Wassergehalt beim Spritzgießen von Sojabohnenisolat. Die Kurven I und II definieren Bereiche A, B und C. Im Bereich B ließ sich die Sojaproteinisolat-Zusammensetzung unter den Bedingungen der Spritzgießverarbeitung leicht zum Fließen bringen. In der Region C ließ sich die Sojaproteinisolat-Zusammensetzung schwer zum Fließen bringen und zeigte duroplastisches Verhalten. In der Region A floss die Sojaproteinisolat-Zusammensetzung besser und zeigte thermoplastisches Verhalten. Aus 2 ist ersichtlich, dass die Zugabe von zu viel Glycerin zum Wasser die Polypeptide entfaltende Wirkung des Wassers abschwächen kann. Bevorzugte Verhältnisse von Plastifizierungsmittel wie etwa Glycerin und Wasser bei Spritzgießanwendungen sind aus 2 ersichtlich. Derzeit wird angenommen, dass die Beziehung zwischen Plastifizierungsmittel und Wasser beim Spritzgießen von Sojaproteinisolat auf tierische Proteine ausgedehnt werden kann.
In diesem Beispiel war die Spritzgießmaschine eine Boy 80M, Boy Machines, Inc., mit einem Schneckendurchmesser von 48 mm und einem Länge-Breite-Verhältnis der Schnecke von 17. Der Spritzdruck betrug etwa 860 bis 1200 MPa. Das Temperaturprofil der Spritzverarbeitung war: Zone 1 (Trichter)/Zone 2/Zone 3/Zone 4/Zone 5 (Düse) = 25/85/125/135/135°C. Die Formtemperatur lag zwischen 25 und 40°C, und die Spritzzeit betrug 0,8 Sekunden.
Beispiel 2
Die Auswirkung von tierischem Protein auf die mechanischen Eigenschaften einer Sojaproteinisolat-Zusammensetzung in Hundekauartikeln
In diesem Beispiel wurden die Bestandteile zusammen in einem Hochgeschwindigkeitsmischer (Henschel Mixers America, Inc., FM10 Heizmischer) bei Raumtemperatur vorgemischt, Mischerdrehzahl 1800 U/min, Dauer 6 bis 8 Minuten. Die Bestandteile wurden mittels eines Gleichlauf-Doppelschneckenextruders Leistritz Micro-18 weiter verarbeitet, welcher sechs Zylinderzonen mit dem folgenden Temperaturprofil aufweist: Zone 1/Zone 2/Zone 3/Zone 4/Zone 5/Zone 6 = 95/100/105/110/105/98°C. Die Düsentemperatur betrug 87°C und die Schneckendrehzahl betrug 180 U/min. Der Düsendruck betrug 345 bis 605 psi. Nachdem das Extrudat granuliert wurde, wurde der Feuchtigkeitsgehalt der Granalien 30 Minuten bei 130°C mittels eines Feuchtigkeitsanalysators (Ohaus Modell MB 200) gemessen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Granalien betrug zwischen 31 und 36 Gew.-%. Die Granalien wurden mittels einer Formpressmaschine, Modell B 3710 – ASTM, Carver, Inc., bei 130°C, 10 Tonnen Kraft bei einer Dauer von 10 Minuten, zu einem Probestab nach ASTM-Standard verarbeitet. Der Probestab nach ASTM-Standard wurde gemäß dem Verfahren der American Society for Testing and Materials (ASTM D 638-86) geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1 zeigt die Auswirkungen des tierischen Proteins auf die mechanischen Eigenschaften einer Zusammensetzung von pflanzlichem Sojaproteinisolat. Die mechanischen Eigenschaften des Sojaproteinisolats, wie etwa Zugfestigkeit und Dehnung, wurden wesentlich verbessert, und der Elastizitätsmodul wurde aufgrund der zugegebenen Gelatine oder des zugegebenen Caseins verringert. Die Festigkeit und die Flexibilität geformter Artikel wurden verbessert, indem pflanzliches Protein mit tierischem Protein gemischt wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann das pflanzliche Protein mit etwa 10 bis 50 Gew.-% tierischem Protein und vorzugsweise etwa 10 bis 30 Gew.-% tierischem Protein als Mischung angesetzt werden. Die Zusammensetzungen auf Proteinbasis weisen ein thermoplastisches Fließverhalten auf, wobei Wasser als das hauptsächliche Plastifizierungsmittel verwendet wird.
Tabelle 1

¹ Die Bestandteile sind in Teilen angegeben, auf der Basis von Sojaproteinisolat als 100 Teile.
² Sojaprotein: SUPRO^® 500E, Isolat Sojaprotein, Protein Technologies International.
³ Gelatine: Typ A, ungefähr 300 Bloom von Schweinsleder, SIGMA Chemical Co.
⁹ Casein: aus Kuhmilch, ungefähr 90% Protein (Biuret) und 0,2% Lactose. SIGMA Chemical Co.
⁵ Glycerin: 99,7% Glycerin, USP, Dow Chemical Company.
⁶ Knoblauchpulver: Heart-Loc zur Verwendung in Restaurants, Spice Adrice.
⁷ Zwiebelpulver: Heart-Loc zur Verwendung in Restaurants, Spice Adrice.
⁸ Natriumchlorid: jodiertes Salz, Morton International, Inc.
⁹ Calciumpropionat: Calciumpropionat 97%, Aldrich Chemical Company, Inc.
¹⁰ Kaliumsorbat: TS/VG 12250, Wego Chemical & Mineral Corp.

Beispiel 3
Die Auswirkung von tierischem Protein auf die mechanischen Eigenschaften einer Sojaproteinisolat-Zusammensetzung
Es wurden verschiedene Sojaproteinisolat-Zusammensetzungen nach der Verfahrensweise von Beispiel 2 hergestellt, welche jedoch die in den Tabellen 2 und 3 angegebenen Konzentrationen der Bestandteile aufweisen. Tabelle 2 zeigt die Auswirkung verschiedener Gelatinekonzentrationen auf die mechanischen Eigenschaften einer Sojaproteinisolat-Zusammensetzung. Tabelle 3 zeigt die Auswirkung verschiedener Caseinkonzentrationen auf die mechanischen Eigenschaften einer Sojaproteinisolat-Zusammensetzung. Die mechanischen Eigenschaften Zugfestigkeit, Dehnung und Elastizitätsmodul wurden mit erhöhtem Gelatine- und Caseingehalt verbessert. Die aus den Sojaproteinisolat-Zusammensetzungen geformten Artikel wiesen eine gute Steifigkeit, Festigkeit und Stabilität auf.
Tabelle 2

¹ Die Bestandteile sind in Teilen angegeben, auf der Basis von Sojaproteinisolat als 100 Teile.
² Sojaprotein: SUPRO^® 500E, Isolat Sojaprotein, Protein Technologies International.
³ Gelatine: Typ A, ungefähr 300 Bloom von Schweinsleder, SIGMA Chemical Co.

Tabelle 3

¹ Die Bestandteile sind dieselben wie in Tabelle 2.
² Casein: aus Kuhmilch, ungefähr 90% Protein (Biuret) und 0,2% Lactose. SIGMA Chemical Co.

Beispiel 4
Die Auswirkung von Nahrungsfasern auf die mechanischen Eigenschaften von Zusammensetzungen auf Proteinbasis Die Nahrungsfasern können die physikalischen Eigenschaften geformter Artikel verändern. Außerdem haben sie spezielle physiologische Funktionen einer Förderung der Regelmäßigkeit und Verhinderung einer Verstopfung. Außerdem wird angenommen, dass Nahrungsfasern vor Dickdarmkrebs und anderen Krebsarten schützen.
Tabelle 4A

¹ Die sind in Teilen angegeben, auf der Basis von Sojaproteinisolat als 100 Teile.
² Sojaprotein: SUPRO^® 500E, Isolat Sojaprotein, Protein Technologies International.
³ Gelatine: Typ A, ungefähr 300 Bloom von Schweinsleder, SIGMA Chemical Co.
⁴ Glycerin: 99,7% Glycerin, USP, Liq, Witco Corporation.
⁵ Nahrungsfaser: gereinigtes Cellulosepulver, International Filler Corporation. Grade HS40FCC, 100 Mikrometer.

Die Zusammensetzungen dieses Beispiels wurden auf dieselbe Weise wie im obigen Beispiel 2 verarbeitet. Tabelle 4A zeigt, dass die Werte der mechanischen Eigenschaften Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Dehnung mit zunehmendem Gehalt an gereinigten Nahrungsfasern in Form von Cellulosepulver verringert wurden. Tabelle 4A zeigt außerdem, dass die Zusammensetzung auf Proteinbasis etwa 0 bis 15 Gew.-% Nahrungsfasern enthalten kann, und vorzugsweise zwischen 0 und 5 Gew.-%.
Tabelle 4B

¹ Die Bestandteile sind in Teilen angegeben, auf der Basis von Sojaproteinisolat als 100 Teile.
² Sojaprotein: Proben 1–5: SUPRO^® 500E, Isolat Sojaprotein, Protein Technologies International; Proben 6–7: Isolat Sojaprotein Nr. 066-646, Archer Daniels Midland Company.
³ Gelatine: 250 Bloom, Dynagel, Inc.
⁴ Glycerin: 99,7% Glycerin, USP, LIQ, Witco Corporation.
^5a Nahrungsfaser: gereinigtes Cellulosepulver, International Filler Corporation. Grade HS40FCC, 100 Mikrometer.
^5b Nahrungsfaser: gereinigtes Cellulosepulver, International Filler Corporation. Grade BH65FCC, 50 Mikrometer.

Die Zusammensetzungen dieses Beispiels wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 5 verarbeitet. In Tabelle 4B zeigen die Ergebnisse der Proben 1 bis 3 die Auswirkung der Größe von Nahrungsfasern auf die mechanischen Eigenschaften von Zusammensetzungen auf Proteinbasis. Die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul wurden verringert. Die Dehnung wurde mit zusätzlichem Gehalt an Nahrungsfasern erhöht. Längere Nahrungsfasern (100 Mikrometer) hatten eine größere Auswirkung auf die mechanischen Eigenschaften der Zusammensetzung auf Proteinbasis als kürzere Nahrungsfasern (50 Mikrometer).
Die Ergebnisse der Proben 4–7 zeigen eine andere Auswirkung von Nahrungsfasern auf die mechanischen Eigenschaften von Zusammensetzungen auf Proteinbasis. Die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul wurden erhöht. Die Dehnung wurde mit zugegebenen Nahrungsfasern (100 Mikrometer) verringert. Das Sojaproteinisolat in den Proben 1 bis 3 war SUPRO^® 500E, welches eine hohe Viskosität und Löslichkeit aufweist und thermostabile Emulsionen bildet. SUPRO^® 500E Sojaproteinisolat hat einen pH-Wert von 6,9 von 7,3. Das Sojaproteinisolat in den Proben 4–7 war Nr. 066-646 von Archer Daniels Midland Company. Dieses Sojaproteinisolat weist eine mittlere niedrige Viskosität und einen pH-Wert von 6,3 bis 6,7 auf. Somit beeinflusst die Wahl des Sojaproteinisolats gleichfalls die mechanischen Eigenschaften der resultierenden Zusammensetzung. Es wurde beobachtet, dass gereinigtes Cellulosepulver ein besserer Verstärker ist und die physikalischen Eigenschaften hergestellter geformter Artikel verbessern kann.
Bei den Proben 4–7 zeigen die Ergebnisse die Auswirkung des Feuchtigkeitsgehalts auf mechanische Eigenschaften von Zusammensetzungen auf Proteinbasis. Probe 4 weist dieselbe Formulierung wie Probe 5 auf, und Probe 6 weist dieselbe Formulierung wie Probe 7 auf. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul mit einer trockeneren Zusammensetzung verbessert wurden. Die Dehnung wurde mit abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt der geformten Probe verringert.
Beispiel 5
Die mechanischen Eigenschaften von Hundekauartikeln oder kaubaren Tierspielzeugen aus einer Zusammensetzung auf Proteinbasis beim Spritzgießen
In diesem Beispiel wurden die Bestandteile zusammen in einem Hochgeschwindigkeitsmischer (Henschel Mixers America, Inc., FM10 Heizmischer) bei Raumtemperatur und einer Mischerdrehzahl von 1800 U/min 6 bis 8 Minuten vorgemischt. Die Bestandteile wurden mittels eines Gleichlauf-Doppelschneckenextruders Leistritz Micro-18 weiter verarbeitet. Er wies sechs Zylinderzonen mit einer Stangendüse und dem folgenden Temperaturprofil auf: Zone 1/Zone 2/Zone 3/Zone 4/Zone 5/Zone 6 = 95/100/105/110/105/95°C. Der Düsendruck betrug etwa 160 bis 410 psi. Nachdem das Extrudat granuliert wurde, wurde der Feuchtigkeitsgehalt der Granalien 30 Minuten bei 130°C mittels eines Feuchtigkeitsanalysators (Ohaus Modell MB200) gemessen. Der Feuchtigkeitsgehalt der Granalien betrug zwischen 25–30%.
Die Granalien wurden mittels einer Spritzgießmaschine Boy 80M, Boy Machines, Inc., mit einem Schneckendurchmesser von 48 mm und einem Länge-Breite-Verhältnis der Schnecke von 17 zu einem Probestab nach ASTM-Standard verarbeitet. Die Schneckendrehzahl bei der Spritzverarbeitung betrug 36 U/min, und der Spritzdruck betrug 540 bis 680 MPa. Das Temperaturprofil der Spritzverarbeitung war: Zone 1 (Trichter)/Zone 2/Zone 3/Zone 4 (Düse) = 25/85/125/135/135°C. Die Formtemperatur lag zwischen 25 und 40°C. Die Spritzgeschwindigkeit betrug 0,8 Sekunden. Die Versuchsergebnisse sind unten in Tabelle 5 angegeben.
Tabelle 5

¹ Die sind in Teilen angegeben, auf der Basis von pflanzlichem Protein als 100 Teile.
² Probe 1 des pflanzlichen Proteins ist Sojaproteinisolat SUPRO^® 500E, Protein Technologies International; Probe 2 des pflanzlichen Proteins ist Sojaproteinkonzentrat Profine^® VF., Central Soya Company, Inc., die Probe 3 besteht aus 50 Gew.-% Sojaproteinisolat 500E und 50 Gew.-% Weizengluten (Gluvital 21000, mindestens 78,0% Protein, Cerestar USA, Inc.), bezogen auf die Gesamtmenge des pflanzlichen Proteins.
³ Gelatine: 250 Bloom, Gelatine, Dynagel, Inc.
⁴ Glycerin: 99,7% Glyceringehalt, USP.LIQ, Witco Corporation.
⁵ Nahrungsfaser: gereinigtes Cellulosepulver, International Filler Corporation, Grade HS40 FCC, 100 Mikrometer.
⁶ Knoblauchpulver: Heart-Loc zur Verwendung in Restaurants, Spice Adrice.
⁷ Zwiebelpulver: Heart-Loc zur Verwendung in Restaurants, Spice Adrice.
⁸ Calciumpropionat: Ashland Chemical Company.
⁹ Tricalciumphosphat: Food Grade Powder (Pulver mit Lebensmittelqualität), FWC Corporation, Chemical Products Group.
¹⁰ Calciumcarbonat: Food Grade (Lebensmittelqualität) FCC, Specialty Minerals Inc.
¹¹ L-Lysin-Monohydrochlorid: SIGMA Chemical Co.
¹² L-Ascorbinsäure: WEGO Chemical & Mineral Corporation.
¹³ Kaliumsorbat: Ashland Chemical Company.

Tabelle 5 zeigt, dass Zusammensetzungen auf Proteinbasis der vorliegenden Erfindung von Pflanzen stammendes Protein kombiniert mit tierischem Protein enthalten können. Das von Pflanzen stammende Protein ist vorzugsweise Sojaproteinisolat oder Sojaproteinkonzentrat. Das pflanzliche Protein kann Sojaproteinisolat kombiniert mit einem anderen von einer Pflanze stammenden Protein wie etwa Weizengluten sein. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass die Zusammensetzung auf Proteinbasis gemäß der vorliegenden Erfindung gute mechanische Eigenschaften aufweist. Wenn der Gehalt an Plastifizierungsmittel etwa 5,0 Gew.-% betrug, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, war die Zugfestigkeit des spritzgegossenen Probestückes verbessert (etwa 18 bis 26 MPa); der Elastizitätsmodul und die Dehnung waren ebenfalls besser. Das spritzgegossene Probestück wies auch eine bessere Steifigkeit auf.
Beispiel 6
Beurteilung von Nährwert, Oralhygiene und Haltbarkeit von Hundekauartikeln und kaubaren Haustierspielzeugen, die aus Zusammensetzungen auf Proteinbasis hergestellt wurden
Die Zusammensetzungen auf Proteinbasis innerhalb des Schutzbereiches der vorliegenden Erfindung weisen einen hohen Nährwert und eine ausgezeichnete Verdaulichkeit auf. Proteine sind aus Aminosäuren zusammengesetzt. Obwohl Hunde bestimmte Aminosäuren in ihrem Körper herstellen können, müssen die meisten Aminosäuren in der Nahrung des Hundes zugeführt werden. Protein aus tierischen Quellen, wie etwa Fleisch oder Fleischnebenprodukte, sind vollständiger und leichter zu extrahieren und zu verdauen. Das Protein aus pflanzlichen Quellen hat im Wesentlichen denselben Nährwert wie Protein aus tierischen Quellen.
Die bei der vorliegenden Erfindung verwendeten Sojaproteine sind manchmal mit allergischen Reaktionen bei Haustieren in Verbindung gebracht worden. Die zwei Antigene, die am häufigsten mit allergischen Reaktionen auf Sojaprotein identifiziert wurden, sind die Speicherproteine Glycinin und Beta-Conglycinin. Gegenwärtig können die Anteile dieser Antigene um 99,99% auf nicht nachweisbare Anteile reduziert werden. Zum Beispiel sind sowohl Profine^® II als auch Profine^® VF von Central Soya so verarbeitet, dass sie dieses niedrige Niveau der Antigenizität aufweisen.
Trypsininhibitoren, die in vielen Proteinquellen einschließlich von Sojaproteinen vorhanden sind, hemmen die wichtigen Verdauungsenzyme Trypsin und Chymotrypsin. Wenn diese Enzyme deaktiviert werden, wird die Verdaulichkeit von Proteinen wesentlich reduziert. Dies ist insbesondere bei jungen Tieren wichtig, welche niedrige Niveaus der Trypsinaktivität aufweisen. Die Einwirkung von Wärme verringert die Aktivität von Trypsininhibitoren in Sojaprotein erheblich, was eine bessere Verdaulichkeit ermöglicht. Zum Beispiel enthält Sojamehl, welches nicht behandelt ist, hohe Anteile an Trypsininhibitor, welche im Allgemeinen zwischen 15 und 20 (mg/g) betragen. Der Anteil an Trypsininhibitor in Sojaproteinkonzentrat kann so verringert werden, dass es Anteile an Trypsininhibitor von weniger als 3 (mg/g) enthält, wie etwa Profine^® II und Profine^® VF von Central Soya. Sojaproteinisolat ist eine Quelle von Protein aus Pflanzen, welches in hohem Maße verdaulich und ausgezeichnet für Nahrungsmittel ist. SUPRO^® 500E ist ein isoliertes Sojaprotein, welches Textur- und Emulsionsstabilität und eine ausgezeichnete Verdaulichkeit gewährleistet, wie in Tab. 6 angegeben. Tabelle 6
Beispiel 7
Der Einfluss der Verarbeitungstemperatur auf die mechanischen Eigenschaften von Zusammensetzungen auf Proteinbasis
Die Zusammensetzungen dieses Beispiels wurden auf dieselbe Weise verarbeitet wie in Beispiel 5. Tabelle 7 zeigt den Einfluss des Temperaturprofils der Spritzverarbeitung auf die mechanischen Eigenschaften von Zusammensetzungen auf Proteinbasis während des Spritzgießens. Von den in Tabelle 7 angegebenen Ergebnissen war ein bevorzugtes Temperaturprofil der Spritzverarbeitung Zone 1 (Trichter)/Zone 2/Zone 3/Zone 4/Zone 5 (Düse) = 25/85/125/130/125–130°C. Tabelle 7

¹ Die Bestandteile sind in Teilen angegeben, auf der Basis von Sojaproteinisolat als 100 Teile. Die Quellen der Bestandteile sind dieselben, die in Tabelle 5 aufgeführt sind, mit Ausnahme von Vitamin D und Monocalciumphosphat.
² Monocalciumphosphat: Food Grade Powder (Pulver mit Lebensmittelqualität), FWC Corporation, Chemical Products Group.
³ Vitamin D: General Nutrition Corporation.

Auf der Basis der Zusammensetzung der Beispiele 5 und 7 wurden nahrhafte und multifunktionale Hundekauartikel und Haustierspielzeuge hergestellt. Die in den Zusammensetzungen verwendeten Proteine bestanden aus pflanzlichem Protein, darunter Sojaproteinisolat, Sojaproteinkonzentrat und einer Mischung aus Sojaproteinisolat und Weizengluten, und aus dem tierischen Protein Gelatine.
Die oben beschriebenen Hundekauartikel und Haustierspielzeuge waren ausreichen hart, um für eine nutzbringende Aktivität für die Zähne und das Zahnfleisch der Hunde zu sorgen. Der Hund benötigt normalerweise eine halbe Stunde oder mehr, um die Hundekauartikel zu verzehren. Die Kaugeschwindigkeit ist vom Hund und von der Größe des Hundekauartikels abhängig. Versuche von beträchtlichem Umfang zeigten, dass nahezu alle Hunde an den Hundekauartikeln und Haustierspielzeugen interessiert waren, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
Die Hundekauartikel und kaubaren Haustierspielzeuge sind, da sie auf Proteinen basieren, reich an Aminosäuren. Die zugesetzten Aromatisierungsstoffe waren Pflanzenaromen, Knoblauchpulver und Zwiebelpulver. Beobachtungen zeigten, dass die aromatisierten Hundekauartikel Hunden sehr gefallen. Die Zusammensetzung enthält reichlich zugesetzte Calcium- und Phosphormineralien, Ca 0,6%, P 0,18%, und weist ein Verhältnis Ca/P von 3,4:1 auf. L-Lysin-Monohydrochlorid, Vitamin D und L-Ascorbinsäure wurden aufgrund ihres Nutzens für die Ernährung zugesetzt. Kaliumsorbat wurde als Konservierungsmittel zugesetzt. Die Nahrungsfasern wurden zugegeben, damit ihre hauptsächlichen physiologischen Nutzwirkungen zum Tragen kommen. Das Glycerin wurde als ein Plastifizierungsmittel und Lösungsmittel für Konservierungsmittel und unlösliche Bestandteile zugesetzt.
Wie oben angegeben, ist die Zusammensetzung auf Proteinbasis in den Beispielen 5 und 7 eine an Aminosäuren reiche Nahrung, die nicht nur Vitamine und Mineralien wie Calcium und Phosphor für kräftige Zähne und Knochen aufweist und außerdem für das Reinigen der Zähne sorgt.
Die Formulierung der Zusammensetzung kann variiert werden, so dass optimale und gewünschte Mengen und Verhältnisse von Protein, Vitaminen und Mineralien für eine optimale Gesundheit in Abhängigkeit vom Alter und von der Art des Tieres gewährleistet werden. Hygienezusatzstoffe wie etwa Mittel gegen Weinsteinbildung und Erfrischer werden in den Zusammensetzungen auf Proteinbasis der vorliegenden Erfindung ebenfalls verwendet, um zu helfen, die Zähne des Haustiers zu reinigen und den Atem zu erfrischen.
Zusammengefasst, sind die Zusammensetzungen auf Proteinbasis für Hundekauartikel und Haustierspielzeuge gemäß der vorliegenden Erfindung in hohem Maße verdauliche und ausgezeichnete Hundenahrungsprodukte. Außerdem fördern sie saubere, gesunde Zähne.
Es ist offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung künstliche Hundeknochen und kaubare Haustierspielzeuge bereitstellt, welche haltbar und fest sind, die Oralhygiene verbessern und dem Hund oder anderen Haustier Nährwert liefern.

Claims

Geformte kaubare thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis mit einer Textur und Zähigkeit, um das Zernagen durch ein Haustier zu begünstigen, umfassend: eine große Menge, mehr als 70 Gew.-%, Protein, wobei das Protein eine Mischung aus von Pflanzen stammendem Protein und von Tieren stammendem Protein umfasst; 8 bis 15 Gew.-% Wasser; eine Menge Aromatisierungsmittel; eine Menge essbares Plastifizierungsmittel; eine Menge Faserverstärkungsmittel und einen Nährstoff- oder Hygienezusatzstoff.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das von Pflanzen stammende Protein Sojabohnenprotein ausgewählt aus Sojaproteinkonzentrat, Sojaproteinisolat und Mischungen davon ist.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das aus Pflanzen stammende Protein Gluten, Zein, Hordein, Avenin, Kafirin oder eine Kombination davon ist.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das von Tieren stammende Protein aus Casein, Albumin, Collagen, Gelatine, Keratin und einer Kombination davon ausgewählt ist.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das Protein ein natives Protein oder ein chemisch modifiziertes Protein ist.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das essbare Plastifizierungsmittel aus Glycerin, Sorbitan, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Mannitol, Sorbitol und Kombinationen davon ausgewählt ist.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das Aromatisierungsmittel aus tierischen und pflanzlichen Aromen ausgewählt ist.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das Aromatisierungsmittel ein tierisches Aroma ausgewählt aus Rinderfleisch, Rinderfett, Schweinefleisch, Schweinefett, Hühnerfleisch und Hühnerfett ist.
Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das Aromatisierungsmittel ein pflanzliches Aroma ausgewählt aus Knoblauchpulver, Salz, Zwiebelpulver, Pflanzenöl und pflanzlichem Öl ist.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei die thermoplastische Zusammensetzung ferner ein Modifizierungsmittel ausgewählt aus Pektin, Carrageen, Johannisbrotgummi, Agar, Mannan und Natriumalginat umfasst.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei das Faserverstärkungsmittel ausgewählt ist aus Ballaststoffen und natürlichen Cellulosefasern.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei die thermoplastische Zusammensetzung ferner ein Konservierungsmittel ausgewählt aus Calciumpropionat, Sorbinsäure, Kaliumsorbat, butyliertem Hydroxyanisol (BHA), butyliertem Hydroxytoluol (BHT), Ethoxyquin, Milchsäure, Benzoesäure, Natriumbenzoat, Ethyl-p-hydroxybenzoat und Propyl-p-hydroxybenzoat umfasst.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei die Nährstoffe mindestens ein Vitamin ausgewählt aus Vitamin A₁, Thiaminhydrochlorid (B₁), Riboflavin (Vitamin B₂), Nicotinsäure, Nicotinamid, L-Ascorbinsäure (Vitamin C), Tocopherol (Vitamin E), Cholecalciferol (Vitamin D₃), Vitamin B₁₂, Folsäure (Vitamin B₉), Pyridoxin (Vitamin B₈), Menadion (Vitamin K) und Biotin (Vitamin H) enthalten.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei die Nährstoffe mindestens ein Mineral ausgewählt aus Natrium, Calcium, Phosphor, Kalium, Magnesium, Eisen, Zink, Mangan, Iod, Selen und Kobalt enthalten.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei der Hygienezusatzstoff ausgewählt ist aus Calciumpyrophosphat, Natriumtripolyphosphat, Zinkcitrat, Calciumhydrogenphosphat, entmentholisiertem Pfefferminzöl, Spearmintöl, Sorbitol und Sorbitan.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung im geformten Zustand eine Zugfestigkeit im Bereich von 20 bis 40 MPa hat.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung im geformten Zustand eine Wasserabsorption im Bereich von 80 bis 250 Gew.-% hat.
Thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorhandene Menge an essbarem Plastifizierungsmittel im Bereich von 5 bis 30 Gew.-% liegt.
Kaubares Haustierspielzeug oder künstlicher Hundeknochen, der die thermoplastische Zusammensetzung auf Proteinbasis nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.
Kaubares Haustierspielzeug oder künstlicher Hundeknochen nach Anspruch 19, der so gestaltet ist, dass er eine natürliche Tierknochenform imitiert.
Kaubares Haustierspielzeug oder künstlicher Hundeknochen nach Anspruch 19, der durch Spritzgießen, Formpressen, Spritzpressen oder Extrusionsformen hergestellt ist.