JP2015520613A - 押出ペットフード組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
押出調理は、前処理シリンダまたは容器などで、押出し前に水と混合されるデンプン成分を使用することがある。そのデンプン含有生地が、高温および高圧で押出機に押し通されるときに、デンプンは糊化し膨張し、生地が押出機のダイを通り抜けながら、「パフ」または「キブル」を形成する。このキブルは、押出し前の生地よりもいくぶん密度が低い。異なる食品配合物は、数多くの要因に基づいて、様々な変化程度に膨張する。要因の1つは、配合物中のデンプンの種類である。3種類の異なる分類のデンプンがキブルのテキスチャーに関連するであろう。B型デンプンとしては、ジャガイモと他の塊茎、ビート、タピオカ、ユッカなど、およびそれらの組合せに由来するものが挙げられる。B型デンプンは、低密度の結晶構造を有し、水和に応答して、比較的迅速かつ効率的に膨張する。A型デンプンとしては、トウモロコシ(コーンミールを含む)、穀物、小麦、米など、およびそれらの組合せに由来するものが挙げられる。A型デンプンは、密集した結晶構造を有する。水分が分子レベルでA型デンプンに浸透することは難しいので、このデンプンは一般に、温度、圧力、および水分レベルの同様の条件下では、それほど迅速に、またはB型デンプンと同じほど膨張しない。C型デンプンは、「高アミロース」デンプンと記載されることがある。C型デンプンとしては、エンドウ豆、ヒヨコマメ、レンズ豆、ケツルアズキ、他の豆類のデンプン、およびそれらの組合せが挙げられ、C型デンプンは、A型デンプンに似た構造の部分と、B型デンプンに似た構造の部分とを有する結晶相の混合物を有する。温度、圧力、および水分レベルの同様の条件下で、C型デンプンは、典型的に、B型またはA型デンプンよりも、膨らまない、または水を吸収しない(もしくはそれほど迅速に膨らまない、または水を吸収しない)。
押出調理過程は、実際の押出調理工程の前に、処理工程を含むことが多い。生地または生地の成分は、制御された条件下で蒸気および/または水を含む調節器内で混合して、生地を予備調理または予熱しても、全ての成分を混合して生地にしても、および/または押出調理中の所望の条件のために生地を(水和によるような)調製してもよい。一般に、ある程度の最小レベルの水和は、生地の配合と押出調理パラメータに依存するが、押出調理中に生地を膨張させるのに必要である。当該技術分野の見解では、この水分レベルは、押出調理後に要求される乾燥の量を最小にするために、できるだけ低く維持すべきである。周囲条件下でキブルを乾燥させる場合でさえ、調理工程での高い水分レベルにより、キブルを完全に乾燥させ、包装の準備をする前に、追加の保持時間が必要であろう。もちろん、キブルが熱および/または真空下で乾燥される場合、調理工程での高い水分レベルは、乾燥工程を完了するために、追加の加工時間および/またはエネルギー投入を必要とするであろう。その上、押出し前または最中に水分レベルを増加させると、押出し中のSMEが減少する。ペットフードを製造するための典型的な押出過程において、例えば、処理/押出し中に使用される水の量は、SMEを高く維持するために少なく、これにより、製品の膨張が増し、したがって、密度が減少する。しかしながら、その製品は、高い硬度も示す。さらに、押出調理後にキブルが耐えられる曝露の時間および温度に制限がある。ここで、過剰な熱の乾燥は、乾燥度(キブルが食べられるときの、美味しさまたは口当たりがよくない)、硬いテキスチャー(キブルを砕くまたは噛むのが硬いであろう)、および乾燥中にキブルが焦げた場合のまずさまたは美観の悪化の一因となる。これらの理由のいずれについても、押出前の生地の含水率は、通常、適度のレベルに維持される。
キブルは、空気乾燥または能動的乾燥(例えば、キブルから水分を除去するための熱または負の空気圧の印加)のいずれによって、押出し後に乾燥させてもよい。乾燥は、従来、製品の硬化に関連付けられている。すなわち、より長い乾燥時間およびより低い含水量が、硬化の増加に関連付けられる。押出前過程(生地の形成、前処理)中および押出し中に生地に加えられる水分を加減する場合、この関係を考慮しなければならない。しかしながら、意外なことに、硬度対乾燥度の曲線がおおよそ放物線状であることが分かった。すなわち、長期間の乾燥により、より短い期間に亘り乾燥した製品よりも硬度が低い製品が得られることがある。その曲線は、多量の天然タンパク質および調理済みBまたはC型デンプンを含有するキブルについて、より著しい。
ここに開示された配合、押出し、および押出後の詳細は、個別に有用であろうが、それらを組合せで使用することが都合よいことがある。例えば、押出機内でSMEを増加させるために、配合物が遊離脂肪を著しいレベルで含まない場合が、最も効率的であろう。理論により縛ることを意図しないが、遊離脂肪は、加工中の生地を滑らかにし、目的のSME入力の効果を減少させ得ると考えられる。別の例として、押出しの前と最中の高い水分レベルは、食品中のデンプンの糊化を助け、それによって、膨張を増加させ、キブルの硬度を低下させ得る(しかし、必ずではない)密度のより低いキブルを生じることがある。デンプンの糊化とタンパク質のアンフォールディングの組合せ(より大きい細孔サイズおよび細孔間のより薄い壁の傾向がある)によるよりも、デンプンの糊化(直径が小さい細孔の数が多くなる傾向がある)のみにより得られた場合、キブルの気孔率が異なるであろう。しかしながら、押出しの前および/または最中の高い水分レベルは、キブルが押出し後に8%未満の含水率まで乾燥される場合、キブルの硬度を低下させる上で最も効果的であろう。
先に開示されたように製造されたキブルは、従来のキブルに対して並外れた性質を有することがある。例えば、先に開示されたように製造されたキブルは、約245から約300g/Lの密度および/または約3から約8gkf/cm2の硬度を有するであろう。比較して、従来のキブルは、約400g/L超の密度、および約9と約20kgf/cm2の硬度を有するであろう。先に開示されたように製造されたキブルは、60%超、または70%超、または75%超、または60%と75%の間、または70%と75%の間の気孔率を有することがある。
硬度
食品硬度試験は圧縮歪み試験である。1KNの荷重セルおよびプレート/アンビル構成を備えた、較正済みInstron圧縮テスター(または同等物)を使用して、キブル片を試験時点でできるだけ平らに配置する(これは、試験されるキブルの形状に応じて変わるであろう)。アンビルは、円柱状の平底試験固定具であり、試験されるキブルよりも直径が大きくなければならない。テスターがキブルを元の高さの33.33%まで圧縮するように構成する。試験されるキブルの各タイプについて少なくとも25個のキブル片について繰り返す。サンプル間のどのような破片または残留物も払拭する。最大荷重(kgf)圧力(最大の観察された荷重/キブルの表面積)を報告する。各組25個のサンプルについて、平均最大圧力を報告する。Instron圧縮テスターを使用する場合、以下のパラメータを使用する:
・試験パラメータ
○試験速度=6.35mm/分
○制御モード=圧縮伸張
○試験値1の終わり=33%の圧縮歪み
・圧縮試験結果は最大荷重(kgf)として報告される。
1グラム以上の分解能を有する較正済み秤を清浄にし、水平にする。清浄で乾燥した較正済み1リットルのカップを使用して、秤の風袋を量る。試験すべきキブルが自由に流れるほど十分な最小直径、およびキブルを1Lのカップまたは容器に向けるための同じ地点での最大直径を有する漏斗を、漏斗の底(出口)を塞いで1Lのカップの上端から約2インチ(約5.08cm)上に配置する。この漏斗に、1Lをわずかに上回る試験すべきキブルで穏やかに充填する。1Lのカップを漏斗の下に置いて、漏斗を通して、キブルを1Lのカップに流す。真っ直ぐな縁(定規または擦り切り棒など)を使用して、真っ直ぐな縁を1Lのカップの上端を平坦に横切るように滑らせることによって、過剰のキブルを取り除く。キブルは、1Lのカップの周縁と同じ高さにあるべきではない。風袋を測定した秤に1Lのカップを置き、結果を記録する。嵩密度は、1Lで割った秤の読み取り値(グラム)である。
Scanco System
Scanco Medical AG(スイス国)社のmicro−CTシステムであるCT80シリアル番号06071200号をデータ収集に使用した。
サンプルは、キブルの小袋から無作為に選択した個々のキブルであった。
特注多層サンプル管を使用して、走査のためにサンプルをより容易に配置した。特注管は、1つのキブルを保持する、特別に設計された4層のインサートを有する直径約35mmのScanco管からなり、各層は、高さが約16mmであり、内径が28mmである。サンプルを、走査のために適所に保持するために、インサート内の2層の微細なスポンジの間に配置する。
3−Dの36マイクロメートルの等方走査の画像収集パラメータは以下を含む:
145μAの電流、8ワット、および55kVpのピークエネルギーのX線管セットに関する中分解能(500投影);
0.5mm厚のアルミニウムフィルタを使用した;
積分時間40ミリ秒、4で平均設定;
36マイクロメートルのスライス増分、キブルのサイズに応じて、約2.5〜4.5時間の撮像時間で、約7〜13mmの面積を覆う関心領域を有する;
これらのスライスを使用して、36マイクロメートルの画素分解能で、1024×1024の画素行列でCT画像を再現した。
パーセントの気孔率は、関心のある3D領域におけるボクセルの総数で割った、固定閾値未満のボクセルのパーセントとて定義される。関心のある3D領域は、キブル内に全体が嵌まるであろう最大の単一の矩形の3D体積として手動で選択した。キブルはサイズが異なるので、関心のある領域の体積は、各キブルで異なる。キブルをバックグラウンドと区別するために使用した閾値は、0から1000の段階で49であった。再現に関するScanco換算係数は4096であった。そのソフトウェアは、閾値より大きいボクセルのパーセントを測定し、これは、その結果を1から引くことによって、パーセントの気孔率に変換できる。
RAPID VISCO ANALYZER(RVA)を使用したレオロジー特性
乾燥成分(鶏肉粉など)のレオロジー特性は、オーストラリア国、ウォリーウッド、NSW 2102所在のNewport Scientific Pty. Ltd.社により供給されるRapid Visco Analyzer(RVA)モデルRVA−4を使用して測定する。含水率補正を含む装置は、製造業者の使用説明書にしたがって(Standard Profile 1を使用)作動させるべきである。
1.サンプルの%水分(M)を以下のように決定する:
a.)サンプルを最も近い0.01グラムで秤量する;
b.)サンプルを3時間に亘り130℃の対流式オーブン内で乾燥させる;
c.)サンプルをオーブンから取り出した直後に、サンプルを最も近い0.01グラムで秤量する;
d.)サンプルの乾燥質量をサンプル初期質量で割り、その結果に100をかける。これが、サンプルの%水分である。
Claims (15)
- 押出食品を製造するための生地であって、
少なくとも4%のC型デンプン、および
前記生地のタンパク質含有量の質量パーセントとして、少なくとも20%の天然タンパク質源、
を含む生地。 - 増粘剤をさらに含む、請求項1記載の生地。
- 3%未満の遊離脂肪を含む、請求項1または2記載の生地。
- 1%と5%の間の還元糖の供給源を含む、請求項1から3いずれか1項記載の生地。
- 請求項1から4いずれか1項記載の生地を調理する方法において、前記生地を前処理する工程および該生地を押出調理する工程を有してなり、該生地が前処理条件中に19〜35%の含水率を有する、方法。
- 前記生地が押出調理されてキブルを形成し、該キブルが押出後に8%未満の水分レベルまで乾燥される、請求項5記載の方法。
- 前記キブルが5%未満の水分レベルまで乾燥される、請求項6記載の方法。
- 前記キブルが加熱下で乾燥される、請求項6記載の方法。
- 押出調理中に前記生地に印加されるSMEが15と35W・h/kgの間である、請求項6記載の方法。
- 糊化デンプンマトリクスを有するキブルを押出調理する方法において、
少なくとも4%のC型デンプンを含む生地を提供または形成する工程、
前記生地を19〜35%の水分レベルで前処理する工程、
前記生地を19〜35%の含水率で押し出す工程、および
押し出された生地を乾燥させて、10%未満の含水率を有するキブルを形成する工程、
を有してなる方法。 - 押出中の前記SMEが15と40W・h/kgの間である、請求項10記載の方法。
- 前記キブルが加熱下で乾燥される、請求項10または11記載の方法。
- 前記キブルが1%と8%の間の水分レベルまで乾燥される、請求項10から12いずれか1項記載の方法。
- 前記キブルが1%と5%の間の水分レベルまで乾燥される、請求項13記載の方法。
- 前記生地が3%未満の遊離脂肪を含む、請求項10からか14いずれか1項記載の方法。
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