DK145404B - Fremgangsmaade til fremstilling af et kaeledyrsfoder - Google Patents

Description

(S' (19) DANMARK \*3/

|j| <12) FREMLÆGGELSESSKRIFT ου 11+5401* B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 5159/73 (51) IntCI.3 A 23 K 1/18 (22) Indleveringsdag 20. sep. 1973 (24) Løbedag 20. sep. 1973 (41) Aim. tilgængelig 22, mar. 1974 (44) Fremlagt 15· nov. 1982 (86) International ansøgning nr. - (86) International indleveringsdag (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. -

(30) Prioritet 21. sep. 1972, 290794, US

(71) Ansøger RALSTON PURINA COMPANY, St. Louis, US.

(72) Opfinder Timothy Alien Miller, US: Carlo Johannes Hansen, US.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bureau.

(54) Fremgangsmåde til fremstilling af et kæledyrsfoder.

Dyrefoder, især kæledyrsfoder, forhandles i tre almindelige former: tørkost, dåsefoder og halvfugtigt foder. Tørkostfoderet har en ekspanderet, tør kornagtig tekstur og et vandindhold på ca. 10 vægtprocent. Dåsefoderet har sædvanligvis en kødlignende karakter og et typisk vandindhold på ca. 70 vægtprocent, Halvfugtigt kæledyrsfoder indtager en stilling et sted mellem tørre produkter og dåseprodukter; det er dannet a£ velafstemte proteinholdige -Uj stivelseholdige materialer og har typisk et vandindhold på ca. 25 vægtprocent 1

Cj- og en tekstur, der ligner et kødmateriale.

Ij. Tørkostfoderet har sædvanligvis udmærkede næringsegenskaber, bedre end O egenskaberne af dåsefoder og havfugtigt foder, hvilket til dels skyldes dét p« Større vandindhold i sidstnævnte produkter. De tørre produkter har også bedre opbevarings- og stabilitetsegenskaber end dåseprodukterne og de halvfugtige produkter • 2 U540 4 Dåseprodukter ødelægges hurtigt, når de fjernes fra dåsen, hvis de ikke afkøles, og halvfugtige produkter må have speciel pakning og være tilsat kemisk konserverende systemer til bibeholdelse af stabilitet og velsmag.

De tørre produkter er imidlertid almindeligvis ikke så velsmagende for dyr som dåseprodukterne og de halvfugtige produkter. Følgelig har de tørre produkter en konkurrencemæssig ulempe, når produktets velsmag tages i betragtning.

Tørre produkter har en hård, sprød tekstur, som er mindre appetitvækkende for dyr, specielt hvis de anvendes på tør form. Dåseprodukter eller halvfugtige produkter, som mere minder om kød, er selvsagt let acceptable for dyr.

Formålet med opfindelsen er at forøge velsmagen af tørt ekstruderet kæledyrsfoder ved at bibringe produktet en blød krummetekstur ved indføring af fedt i foder-grundmaterialet før dette underkastes en ekstrusion.

Hidtil har det ikke været muligt at inkorporere fedt direkte i grundmaterialet for ekstruderede produkter, fordi fedtet blev presset ud af ekstruderen under ekstrusionsprocessen, eller ekstrudatet havde ingen strukturel integritet. Ifølge den kendte teknik tilførte man fedt til ydersiden af de dannede, ekstruderede materialer til tilvejebringelse af de rette næringsmiddelforhold. Tilsætning af fedt til ydersiden af den dannede foderpartikel giver ikke den bløde krummetekstur, som bibringer den ønskede velsmag.

Det har imidlertid nu ifølge opfindelsen vist sig, at det er muligt at inkorporere fedtet i næringsmaterialet og ekstrudere det fedtholdige materiale ved anvendelse af lecithin, der virker som fedttransporterende middel, og ved at kombinere lecithinen og fedtet med grundmaterialet før ekstrusion og før en justering af blandingens fugtighedsindhold.

Ved fremgangsmåde ifølge opfindelsen fremstilles et blødt, ekspanderbart kæledyrsfoder ud fra en næringsmæssigt velafstemt stivelse- og proteinholdig blanding, idet blandingen ekstruderes under forhøjet temperatur og forhøjet tryk for at overføre materialet i en flydedygtig tilstand efterfulgt af ekstrusion af blandingen gennem et mundstykke til omgivelser, som har væsentligt lavere, tryk, og det ejendommelige ifølge opfindelsen er, at der til blandingen sættes 3-8 vægt% spiseligt fedt sammen med lecithin i en mængde på mellem 1 og 8% af blandingens vægt efterfulgt af justering af blandingens fugtighedsindhold til mellem 20 og 35 vægt% ved tilsætning af vand og eventuelt blødgøringsmiddel før ekstruderingen.

Det har vist sig, at hvis vand og yderligere blødgøringsmidler tilsættes med fedtet og lecithinen eller før tilsætningen deraf, tilbageholdes fedtet ikke i det ekstruderede materiale, men det presses ud af produktet under eks-trusionen, eller produktet har ikke en strukturel integritet, hvilket resulterer i et produkt, som ikke har den ønskede bløde krummetekstur . Det er ønskeligt 3 U5404 omhyggeligt at imprægnere de tørre bestanddele med fedt og lecithin før tilsætning af procesvandet og blødgøringsmiddel.

Det fremstillede pfodukt har foruden den ønskede bløde krummeteksfur elasticitet, gode tyggeegenskaber og god næringsværdi» og det inkorporerede fedt vil forblive i det ekstruderede produkt. Det er ved fremgangsmåden muligt let at variere disse egenskaber og karakteristika.

Produktet er i stand til at blive pakket^ forsendt og opbevaret i væsentlige tidsrum, uden afkøling.

Fremgangsmåden er forholdsvis billig og er anvendelig til en forholdsvis stor produktion med kontinuerligt produktudtag.

Den stivelse-cg proteinholdige udgangsblanding kan indbefatte primære stivelseholdige bestanddele, som kan være en vilkårlig af de mere almindelige kornsorter, såsom majs, hvede, byg eller havre, samt formalede dele deraf,såsom jnajsmel, hvedemel, hvedekim eller gryn. Sædvanligvis forefindes de stivelse-hpldige bestanddele i mpngder på 20 til 40% af hele massen.

Fedtet kan være et vilkårligt af de velkendte spiselige fedtstoffer fra animalske og vegetabilske kilder. Det totale fedtindhold vil normalt ligge fra 5 til 10 vægtprocent afhængigt af mængden af fedt i de stivelseholdige og proteinholdige kilder. Fedttilsætningen til blandingen andrager som nævnt 3-8 vægt%.

Den stivelse- og proteinholdige blanding indbefatter også proteinholdige bestanddele, såsom mel af olieholdigt frø, proteinholdige biproduktmel-typer, kød, og mikrobielt protein. Biproduktmeltyperne indbefatter kødmel, fjer-kræmel og fiskemel; mel af olieholdigt frø kan f.eks. være sojabønnemel og bomuldsfrømel; det mikrobielle protein kan stamme fra kilder såsom torulagær, petro-protein og bryggerigær. Disse bestanddele, der fortrinsvis forefindes i en mængde på 25 til 50 % af hele blandingen, vil tilvejebringe det meste af proteinindholdet i slutproduktet. Ifølge en foretrukken udførelsesform for opfindelsen kan forholdet mellem proteinholdig bestanddel og stivelsesholdig bestanddel være fra 3:1 til 1:1. Et forhold på 2:1 er sædvanligt. Den stivelsesholdige bestanddel og den proteinholdige bestanddel kan tilsammen udgøre 55 til 85 % af hele blandingen.

Den proteinholdige bestanddel vil normalt blive udvalgt til tilvejebringelse af den nødvendige mængde og balance af protein. Fortrinsvis vil der være flere forskellige proteinholdige bestanddele til stede. Disse bestanddele vil blive udvalgt efter indbyrdes balance og balance overfor den stivelseholdige bestanddel, hvorved den endelige blanding afbalanceres med hensyn til ønskede aminosyrer.F.eks.

145404 4 har proteinet i majs et lavt tryptophanindhold, en essentiel aminosyre, hvorimod fiskemel har et højt indhold af denne komponent; tilsvarende har hvede et lavt lysinindhold, hvorimod kødmel tilvejebringer denne bestanddel. Følgelig foretrækkes det at anvende blandinger af disse komplementære bestanddele til tilvejebringelse af den ønskede balance.

Udgangsblandingen bør endvidere indeholde yderligere vitamin- og mineral-tilsætninger efter behov for at gøre foderet ernæringsmæssigt komplet.

Andre foretrukne bestanddele i produktet (typisk til stede i en totalmængde på 1 til 8 %) kan indbefatte: smagsingredienser, såsom fiske- eller kødaffald (når dette materiale ikke anvendes som hovedkilde for protein), hydrolyseret protein eller salt; farvende bestanddele og farvestoffer; fiber-bestanddele, såsom sojabønneskaller. Andre materialer kan om ønsket sættes til produktet, f.eks. konserverende og blødgørende materialer samt stoffer, der fremmer retentionen af fugt. Typiske blødgøringsmidler er glycerol, i en mængde på 0 til 5 vægtprocent, propylenglycol, i en mængde på mellem 0 og 5 vægtprocent, og sorbitol. Kaliumsorbat, sorbinsyre, citronsyre, BHA og BHT konserveringsmidler, majssirup (0 til 12 vægtprocent), glycosesirup (0 til 12 vægtprocent), majssirup-faststoffer (0 til 12 vægtprocent), invertsukker (0 til 5 vægtprocent), saccharose, melasse, korn-biprodukt-sukkerarter og lignende stoffer, der fremmer retentionen af fugt, kan også tilsættes.

Typiske produkter kan fremstilles ud fra følgende blandinger:

Bestanddele °L

Gul majs 2-20

Hvede 5-30

Havre 0-5

Majs glutenfoder 0-8

Majs glutenmel 0-10

Lever 0-15

Kylling 0-15

Sojabønnemel 10 - 25 Kød- og benmel 10 - 25 Kød, fisk eller kødbiprodukter 0-15

Hvedekimmel 0-3 Tørret skummetmælk 0-3

Smagsstoffer, farvestoffer 0-1

Vitamin- og mineraltilskud 2,0

Animalsk fedt 0-15

Vegetabilske olier 0-15 145Λ0Λ 5

For at ekstrudere de blandede stivelseholdige og proteinholdige materialer og fedt og bibeholde fedtet i den ekstruderede struktur sættes fedtet og det som fedttransporterende middel tjenende lecithin til de tørre næringsmaterialer og blandes omhyggeligt til dispergering af fedtet og lecithinen. Efter blanding af fedtet og lecithinen med de tørre næringsmidler blandes vand og eventuelle blødgøringsmidler i produktet. Blandingen kan derpå ekstruderes uden udpresning af fedtet.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan udføres i en konventionel ekstruder, såsom den i U.S. patent nr. 3.496.858 beskrevne. Den roterende snekke i ekstruderen frembringer i kombination med holdepladen i ekstruderen et højt tryk, som materialet i ekstruderen udsættes for. Det menes, at det partikelformige materiale, der indføres, ændrer form, indtil det endelig flyder på almindelig væskemåde, jævnt pressende sig rundt om den ydre periferi af snekken på en recirkulerende måde, hvilket forårsager en kraftig mekanisk bearbejdning af stoffet. Trykkene.' i ekstruderen forhøjes til et tital kg/cm og ligger normalt i området fra ca.

2 14 til 49 kg/cm . Trykket skyldes dels snekken og holdepladen, dels de høje temperaturer, som er et resultat både af friktionen mellem det flydende produkt og komponenter i ekstruderen og den varme, der tilsigtet tilføres ydersiden af ekstruderen ved normal drift. Denne tilførte vante opnås fortrinsvis ved at lade damp og/eller vand passere gennem en ringformet forkappe inde i ekstruderhuset, omkring men adskilt fra ekstruderkammerets forende. Damp kan også tilføres direkte i ekstruderen til forøgelse af materialets temperatur og/eller til forøgelse af fugtindholdet i materialet, om ønsket. Den mængde varme,der tilføres, kontrolleres efter typisk ventilteknik på en sådan måde, at der opnås tear1 peraturer, som ikke er høje nok til at forårsage, at produktet svides eller brændes, men som er tilstrækkelig høje til at forårsage de ønskede kemiske og fysiske reaktioner inde i materialet. Den mængde tilført varme, der kræves hertil, varierer med konstruktionen af den pågældende ekstruder, men kan let bestenmes ved forsøg under de indledende trin ved drift af anlægget.

De temperaturer, materialet opnår i ekstruderen, må være 100°C og skal helst være betydeligt højere, inden for et vist bestemt område,til dannelse af et produkt med en god cellestruktur.

Med stigende indhold af blødgøringsmiddel, fugtretentionsfremmende middel, fedt og lecithin fra 0 til 30 vægtprocent kan temperaturen i nærheden af mundstykket nedsættes fra 150°C til 105°G, men under 105°C er produktkvaliteten ringe. Det foretrukne temperaturinterval er 110-140°C, idet der er opnået optimale resultater ved ca. 120°C.

Foruden dampkappen til tilførsel af varme tangiver en ringformet kølekappé den bageste del af ekstruderkammeret.Dette har vist sig ønskeligt under normaladrift 145404 6 til opretholdelse af lavere temperaturer i de indledende trin under driften.

Under drift sættes fedtet og lecithinen til de stivel-séholdige og proteinholdige materialer, og der blandes omhyggeligt. Eventuelt tilsat spiseligt blødgørende materiale, såsom sukker, glycerol eller propylen-glycol, sættes til de blandede materialer. Derpå tilsættes vand til tilvejebringelse af en vandmængde på 20 til 35 vægtprocent af den resulterende blanding (Karl Fischers metode). Derpå føres blandingen ind gennem ekstruderindgangen, mens snekken drejes med en væsentlig hastighed, f.eks. ca. 150 omdr. pr. min. Under denne operation sendes damp gennem forkappen, og normalt sendes . kølevand gennem bagkappen. Foderblandingen bevæges fremad i ekstruderen af snekken, mens dens temperatur forøges til et sted mellem 105°C og 150°C af den tilførte dampvarme, af friktionen ved den mekaniske bearbejdning og eventuelt af de kemiske ændringer, der sker. Da snekken har en tendens til at føre materialet fremad hurtigere end det kan passere gennem den begrænsede åbning., opbygges der et tryk i kammeret på et tital kg/cm , sædvanligvis omkring 14 til 49 kg/cm , mens produktet bearbejdes kraftigt mekanisk i ekstruderen. På det tidspunkt, hvor blandingen når ekstruderens holdeplade, forefindes den i form af et flydende stof, som presses fra hovedekstrusionskammeret, efter en opholdstid på sædvanligvis 30 til 40 sekunder, gennem udgangsåbningen ind i det supplementerende kammer. Materialet forbliver under forhøjet tryk og temperatur, mens det af trykforskellen føres frem gennem det andet kammer gennem det forlængede rør, til mundstykkets udførselsdyse. Da det kommer ud fra dysen under det høje indre tryk til det meget lavere atmosfæriske tryk, flashfordamper det overhedede vand delvist under ekspansion af produktet og delvis køling. Efter flash-. fordampning til et fugtindhold på mellem 18 og 30 vægtprocent tørres produktet til et fugtindhold på mellem 8 og 17 vægtprocent. Normalt vil det . resterende.vandindhold i materialet ligge mellem 10 og 14 vægtprocent, men kan om ønsket være højere. Inden for dette fugtområde bevarer det tørrede produkt en behagelig blød krummestruktur på grund af virkningen af fedtet og det fedttransporterende middel. Tilsætning af de fremhævede stoffer, der fremmer retentionen af fugt, udvider området med omgivende fugt og tidsfaktorer, hvilket bevirker bevarelse af den ønskede bløde krummestruktur. Under normale betingel-. ser vil den bløde krummestruktur bevares i 6 måneder eller mere. Hvis produktet behandles hensigtsmæssigt, vil det komme ud i form af et sammenhængende aflangt ekspanderet legeme som kan bibeholdes i den sammenhængende form eller deles i individuelle stykker, efterhånden som det kommer ud, af et sædvanligt skæremiddel. Det ekspanderede produkt er porøst og har en blød krumraestruktur. Det vil' normalt være ønskeligt at. tilsætte farvende materialer til produktet før ekstru-dering og at tilsætte smagsstoffer før eller efter ekstrudering. Yderligere fedt 145404 7 kan om ønsket tilsættes efter ekstrudering, skønt der normalt vil være inkorporeret tilstrækkeligt fedt i produktet før ekstrusion. Produktet er røSringsmæssigt afbalanceret som det kommer ud, er sterilt, velsmagende og sundt.

Velsmags- og ernæringsforsøg har vist, at det ekstruderede produkt*»ed blød krummestruktur er et udmærket og ønskeligt foder for kæledyr og andre dyr. Produktet udgør et udmærket kæledyrsfoder, som er yderst velsmagende for dyr. Materialet kan anvendes på forskellige former, kan farves og/eller tilsmages på mange forskellige måder, og kan på kontrollerbar måde varieres i egenskabet.

Ved kontrol af fødehastigheden for produktet gennem ekstruderen, temperaturer, ekspansionsgrad, additiver, proteinindhold, organiske opløsningsmiddeladditiver og lignende, kan produktets karakter varieres under bibeholdelse af dets bløde krummestruktur inden for vide grænser.

Følgende eksempler belyser fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Eksempel 1 7,7 kg ernæringsmæssigt afbalanceret stivelsesholdigt - proteinholdigt materiale blev anvendt, og det havde følgende sammensætning:

Malet majs 10 vægtdele

Hvede 10 "

Hel havre 3 "

Majs glutenfoder 7 "

Majs glutenmel 8 tt

Sojabønnemel 12 tt Kød- og bennæ 1 17 vægtdele

Vitamin- og mineraltilskud 2 "

Materialet blev blandet med 2 1/4 vægtdele animalsk fedt og 1 1/2 dele lecithin.

1 1/2 Dele glycerol og 6 % høj DE majssirup blev sat til de blandede materialer indeholdende fedt og lecithin. Der blev tilsat tilstrækkeligt vand til at bringe blandingens fugtindhold op på 25 vægtprocent. Dér blev anvendt et konventionelt ekstrusionsanlæg, hvor damp blev tilført forkappéh til opretholdelse af en temperatur for afgangsvandet på 90 til 120°C , og hvor kølevand ved stuetemperatur konstant blev ført gennem bagkappen. Åbningen i holdepladen havde en diameter på 3/8 am. tonnne, og snekken blev roteret med 150 omdr. pr. min. Blandingen blev således mekanisk bearbejdet inde i ekstruderen ved en temperatur på ca.

120°C med tryk varierende noget, men generelt over 14 kg/cm . Materialet blev kontinuerligt ført gennem ekstruderen, idét det passerede gennem det forlængede rør og ud i en rektangulær ekstruderdyse med en størrelse på 3/8 gange 1/2 aa. tommer. Opholdstiden for materialet inde i ekstruderen var ca. 30 sekunder. Blandingen blev drevet ud fra dysen i en kontinuerlig strøm og var et sambenhangende materiale, som ekspanderede ved passage gennem dysen under dannelse af en porøs 8 usm . struktur.

Fedtet- forblev bundet i produktet og blev ikke presset ud under ekstrusionen· Produktet blev tørret til et Vandindhold på 12 1/2 vægtprocent (Karl Fishers metode) og havde en udmærket blød krummestruktur.

Eksempel 2 (sammenligningseksempel)

Der blev anvendt 7,7 kg ernæringsmæssigt afbalanceret stivelsesholdigt-proteinholdigt materiale med følgende sammensætning:

Malet majs 10 vægtdele . Hvede -10 "

Hel havre 3 "

Majs glutenfoder 7 "

Majs glutenmel 8 »

Sojabønnemel 12 11 Kød- og benmel 17 11

Vitamin- og mineraltilskud 2 11

Materialet blev blandet med 2 1/4 vægtdele animalsk fedt. 1 1/2 Dele glycerol og 6 % høj DE majssirup blev sat til de blandede tørre bestanddele, og der blev blandet. Der blev tilsat tilstrækkeligt vand til at bringe blandingens fugtindhold op på 25 vægtprocent. Der blev anvendt et konventionelt ekstrusionsanlæg, hvor damp og vand blev tilført til forkappen til vedligeholdelse af en afgangstemperatur for vandet på 30-120° C, og hvor kølevand ved stuetemperatur konstant blev passeret gennem bagkappen. Åbningen i holdepladen havde en diameter på 3/8 am. tomme, og snekken blev roteret med 150 omdr. pr. min. Blandingen blev således mekanisk bearbejdet inde i ekstruderen ved en temperatur på ca. 120°C, idet trykkene varierede noget, men generelt var over 14 kg/cm . Materialet blev kontinuerligt passeret gennem ekstruderen, idet det passerede gennem det forlængede rør og ud af en rektangulær ekstruderdyse med en størrelse på 3/8 x 1/2 am. tommer. Opholdstiden for materialet inde i ekstruderen var ca. 30 sekunder. Blandingen blev presset ud fra dysen i en sammenhængende strøm. Det ekstruderede produkt var kompakt og hårdt og havde en sprød hård struktur, når det blev tørret. Produktet udviste ikke en blød krummestruktur.

Eksempel 3

Fremgangsmåden ifølge eksempel 1 blev gentaget, bortset fra, at 7 vægtprocent animalsk fedt og 7 vægtprocent lecithin blev sat til grundmaterialet og iblandet før tilsætningen af glycerol og majssirup. Blandingen blev ekstruderet og tørret som beskrevet i eksempel 1. Produktet havde en udmærket blød krummestruktur og strukturel integritet. Per blev ikke udpresset fedt af produktet under ekstrusionen.