NO139072B - Fremgangsmaate for fremstilling av et forprodukt for kjaeledyr - Google Patents

Description

Dyrefor, spesielt for for kjæledyr, markedsføres vanligvis i tre typer: porsjoner av tørrmel-typen, hermetiske porsjoner og porsjoner med middels fuktighet. Porsjonene av tørr-melstypen har en ekspandert, tørr kornstruktur og et fuktighetsinnhold på ca. 10 vekt%. Hermetiserte porsjoner har vanligvis kjøtt-lignende karakter og har vanligvis et fuktighetsinnhold på ca. 70 vekt%. For for kjæledyr av middels fuktighet ligger mellom tørrmels-typen og hermetiserte produkter, de fremstilles av balanserte proteinholdige-karbohydratholdige materialer og har vanligvis et fuktighetsinnhold på ca. 25 vekt% og en struktur som ligner på kjøtt-materiale.

Porsjoner av tørr type har vanligvis utmerkede næringsegenskaper som er overlegne i forhold til egenskapene til hermetiserte porsjoner eller porsjoner med middels fuktighethet, og dette skyldes delvis fortynningseffekten av ytterligere fuktighet i disse produkter. De tørre produkter har også meget bedre lag-ringsevne og stabilitetskarakteristika i forhold til hermetiserte produkter og produkter med middels fuktighet. Hermetiserte produk-

ter ødelegges hurtig etter at boksen er åpnet dersom ikke produktene kjøles, og produkter med middels fuktighet må ha en spesiell emballasje og tilsettes kjemiske konserveringssystemer for å bibeholde stabilitet og god smak.

Dyrene synes ikke at de tørre produkter vanligvis

har så god smak som de hermetiserte produkter og produkter med middels fuktighet. Følgelig er ikke tørrproduktene så konkurranse-

dyktige hva velsmak angår. Tørrproduktene har en hård, sprø struktur som er mindre appetittvekkende overfor dyrene, spesielt dersom de gis i tørr tilstand. Hermetiserte produkter og produkter med middels fuktighet ligner meget på kjøtt og aksepteres lett av dyrene.

Det er funnet at man kan forbedre smaken av tørre, ekstruderte for for kjæledyr ved å gi produktene en myk krummestruktur. Strukturen er analog med strukturen i en tung kake, for eksempel en "pundkake". Tilsetning av fett i dyreformatrisen gir den bløte krummestruktur som brytes opp i store smuler når-den tygges og gir ønsket struktur og følelse i munnen.

Tidligere har det ikke vært mulig å tilsette fett direkte til matrisen av ekstruderte produkter, fordi fettet ble presset ut fra matrisen av ekstruderen i løpet av ekstruderingspro-sessen, eller det ekstruderte materiale hadde ikke strukturell form. Det er tidligere kjent å tilsette fett på overflaten av formede, ekstruderte materialer for å skaffe til veie passende næringsinnhold. Tilsetning av fett på overflaten av den formede forpartik-kel gir ikke den myke krummestruktur som gir den ønskede velsmak. Man er nå i stand til å tilsette fett til næringsmateriale og ekstrudere det fettholdige materiale ved å anvende et transportmiddel for fett og ved å kombinere transportmidlet for fett og fett med uLgangsprodukter før ekstruderingen.

Det er et mål ved foreliggende oppfinnelse å skaffe tilveie en ny, relativt billig metode for fremstilling av et ekspandert forprodukt for kjæledyr ut fra balanserte karbohydrat^proteinholdige kilder og fett, for å overføre disse fra et materiale som ikke smaker godt til et velsmakende og ønsket produkt som har en ønsket myk krummestruktur, elastisitet, gode tyggeegenskaper og næringsinnhold. Fremgangsmåten tillater at egenskaper og karakteristika lett kan varieres.

Et annet mål ved foreliggende oppfinnelse er å skaffe tilveie en ny metode for fremstilling av velsmakende forprodukter med høyt næringsinnhold ut fra balanserte karbohydrat-proteinholdige kilder, slik som mais, hvete, kjøttmei, kjøtt og sojamel, sammen med fett, slik at metoden gir relativt høy produksjon og kontinuerlig produktutbytte pr. omkostningsenhet av utstyr. Dessuten kan sammensetningen av produktet varieres sterkt, alt etter ønske.

Et annet mål ved foreliggende o<p>pfinnelse er å skaffe tilveie et nytt, meget velsmakende forprodukt med høy næringsverdi ut fra karbohydrat/proteinholdige kilder og fett, som kan pakkes, transporteres og lagres i lange tidsrom, uten kjøling, og som har en bløt krummestruktur i tørr tilstand.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å skaffe tilveie en fremgangsmåte for å ekstrudere et karbohydrat/proteinholdig f6r-materiale for kjæledyr som inneholder fett og å bibeholde fettet i den ekstruderte struktur.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således en fremgangsmåte for fremstilling av et ekspandert forprodukt som har myk krummestruktur og som inneholder fett, ut fra karbohydrat/protein-materiale, og fremgangsmåten er karakterisert ved at 55-85 vekt% karbohydrat/proteinmateriale blandes med 3-8 vekt% s<p>iselig fett, 1-8 vekt% lecitin, 1-5 vekt% glycerol og 0,1-12 vekt% maissirup-fast-stoffer i den angitte rekkefølge. Fuktighetsinnholdet i blandingen justeres så til mellom 20 og 35 vekt% ved tilsetning av vann til blandingen. Det blandede materiale bearbeides mekanisk mens det samtidig anvendes forhøyet trykk og også oppvarmes til temperaturer 104-149°C i et tidsrom som er tilstrekkelig til å overføre materialet til flytende tilstand. Endelig ekstruderes det oppvarmede, mekanisk bearbeidede materiale under trykk på 14-49 kg/cm<2 >gjennom en innsnevret åpning til omgivelser med vesentlig lavere trykk.

De karbohydrat/proteinholdige blandinger kan omfatte viktige karbohydratholdige ingredienser som kan være vanlig korn, f.eks. mais, hvete, bygg eller havre som eventuelt er malt, slik som maismel, hvetemel, hvetekim eller grøp. Vanligvis vil de karbohydratholdige ingredienser være til stede i mengder på 20 til 40 % av totalmengden. Fettet kan være velkjente spiselige fett-typer av animalsk og vegetabilsk opprinnelse. Totalfettet vil vanligvis være til stede i en mengde av fra 5 til 10 vekt%, avhengig av mengden av fett som er til stede i de karbohydratholdige og proteinholdige kilder. Vanlig fett-tilsetning er fra 3 til 8 %.

Den karbohydrat/proteinholdige blanding kan også omfatte proteinholdige ingredienser, f.eks. mel av oljefrø, mel av proteinholdige biprodukter, forskjellig kjøtt og mikrobielt protein. Biprodukt-kjøtt kan omfatte kjøttmei, fjærkremel og fiskemel; mel fra oljefrø kan være sojamel og bomullsfrømel; mikrobielt protein kan være fra slike kilder som torulagjær, petroprotein og bryggeri-gjær. Disse ingredienser er fortrinnsvis til stede i en mengde av 25 til 50 % av totalblandingen og vil gi hovedparten av proteininnholdet i sluttproduktet. Ved en foretrukket utførelsesform er forholdet mellom proteinholdig ingrediens og karbohydratholdig ingrediens fra ca. 3:1 til 1:1. Et forhold på 2:1 er vanlig. Den karbohydratholdige ingrediens og den proteinholdige ingrediens utgjør tilsammen 55 til 85 % av totalblandingen.

Den proteinholdige ingrediens velges vanligvis for å gi den nødvendige mengde og balanse av protein. Fortrinnsvis vil det være til stede en rekke <p>roteinholdige ingredienser. Disse ingredienser vil bli valgt slik at de avbalanserer hverandre og den karbohydratholdige ingrediens hvorved sluttblandingen er avbalansert med hensyn på de ønskede aminosyrer. Proteinet i mais har for eksempel et lavt innhold av tryptofan, en viktig aminosyre, mens fiskemel har et høyt innhold av denne komponent. Likeledes har hvete et lavt innhold av lysin, mens kjøttmei vil gi denne ingrediens. Blandinger av disse komplementære ingredienser vil således fortrinnsvis bli anvendt for å gi den ønskede balanse.

Andre foretrukne ingredienser i produktet (som vanligvis er til stede i mengder av fra 1 til 8 %) kan omfatte: smaksingre-dienser slik somfisk eller kjøttavfall (når dette materiale ikke anvendes som hovedkilde for protein), hydrolysert protein eller salt; farvende ingredienser og farvestoffer; fiberformede ingredienser, f.eks. sojabønneskall og vitaminer. Konserverende midler, myknere og fuktighetsbevarende materialer kan tilsettes til produktet om ønsket. Som myknere anvendes glycerol, i en tilsetningsmengde av 1-5 vekti, fortrinnsvis 1,5 vekt%. Kaliumsorbat, sorbinsyre, citronsyre, BHA- og BHT-konserveringsmidler, maissirup (0-12 vekt%), glukosesirup (0-12 vekt%), invert-sukker (0-5 vekt%), sukrose, me-lasse, korn-biprodukt-sukkere og lignende fuktighetsbevarende produkter kan også tilsettes.

Maissirupfaststoffer anvendes i en mengde av o,l-12 vekt%, fortrinnsvis 6 vekt%.

Vanlige produkter kan fremstilles med følgende ingredienser:

For å ekstrudere blandede karbohydrat/proteinholdige materialer og fett, og for å bibeholde fettet i den ekstruderte struktur, tilsettes fettet og lecitinet til de tørre næringsmaterialer og blandes godt for å dispergere fettet og lecitinet. Etter at fettet og lecitinet er blandet med de tørre næringsmaterialer blandes vann og eventuelt ytterligere mykere inn i produktet. Denne blanding kan deretter ekstruderes uten at fettet presses ut. Det har vist seg at dersom vann og ytterligere mykner tilsettes sammen med fett og lecitin eller før tilsetningen av disse, bibeholdes ikke fettet i den ekstruderte struktur og presses ut av produktet under ekstruderingen, eller produktet har ikke den strukturelle beskaffenhet og man får et produkt som ikke har den ønskede bløte krummestruktur. Det er ønskelig at man impregnerer de tørre ingrendienser godt med fett og lecitin før tilsetningen av vann og mykner.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan utføres ved hjelp av et konvensjonelt ekstruderingsutstyr, slik som beskrevet i

U.S.-patentskrift nr. 3 496 858. Den roterende skrue i ekstruderen gir sammen med struperplaten i ekstruderen et høyt trykk i materialet i ekstruderen. Det antas at det partikkelformede materiale som tilsettes forandrer form inntil det til slutt strømmer lett og til og med presses rundt ytteromkretsen av skruen på en resirkulerende måte, og forårsaker en kraftig mekanisk bearbeidelse: av materialet. Trykket i ekstruderen øker til et titalls kg/cm 2 og ligger i omra-det fra 14 til 49 kg/cm o. En del av trykket skyldes skruen og struperplaten. En del av trykket skyldes de høye temperaturer som er et resultat både av friksjonen mellom produktet som beveger seg og ekstruderdelene og varmen som med hensikt tilføres til ut-siden av ekstruderen ved normal drift. Denne tilførte varme får man vanligvis ved å føre damp og/eller vann gjennom en ringformet forkappe i ekstruderhuset, men adskilt fra forenden av ekstruderkammeret. Dampen kan også tilsettes direkte til ekstruderen for å øke temperaturen av materialet og/eller om ønsket å heve fuktighetsinnholdet av materialet. Mengden av varme som tilføres, regu-leres ved hjelp av vanlig ventileringsteknikk på en slik måte at man oppnår temperaturer som ikke er så høye at man svir eller bren-ner produktet, men er tilstrekkelig høye til å gi de ønskede kjemiske og fysiske reaksjoner i materialet. Mengden av tilført varme for å fremkalle dette varierer med den spesielle ekstruderkonstruksjon, men kan lett bestemmes ved forsøk under drift.

Temperaturen som materialet i ekstruderen oppvarmes til, er fortrinnsvis 121°C. Det oppnås da et produkt med god celle-struktur.

I tillegg til dampkappen for tilsetning av varme finnes en ringformet kjølekappe som omgir bakdelen av ekstruderkammeret. Dette har vist seg ønskelig ved normal drift for å holde lave temperaturer i de første driftstrinn.

Ved drift tilsettes fett, lecitin, glycerol og maissirupfaststoffer til de karbohydrat/proteinholdige materialer og blandes godt. Vann tilsettes deretter til man får en fuktighetsmengde på 20 til 35 vekt% av den resulterende blanding (Karl Fischers metode). Denne blanding tilsettes deretter til ekstruderinnløpet idet ekstru-derskruen roterer med god hastighet, for eksempel ca. 150 omdreininger pr. minutt. Under denne operasjon går dampen gjennom forkappen, kjølevann går vanligvis gjennom bakkappen. Blandingen føres gjennom ekstruderen ved hjelp av skruen, mens temperaturen økes til mellom

104°C og 149°C ved tilførsel av damp, ved mekanisk friksjon'og eventuelt på grunn av de kjemiske forandringer som finner sted. Siden skruen har en tendens til å føre materialet med seg hurtigere enn det kan gå ut gjennom det strupede utløp, bygger det seg opp et trykk i kammeret på 14 til 49 kg/cm 2, mens produktet bearbeides kraftig mekanisk i ekstruderen. Når blandingen når ekstruderens struperplate, har den form av et flytende materiale som tvinges fra hovedekstruderingskammeret, etter en retensjonstid på 30 til 40 sekunder, gjennom utløpsåpningen til tilleggskammeret. Materialet

forblir under ..forhøyet trykk og temperatur og føres frem ved hjelp av trykkforskjellen gjennom det sekundære kammer, gjennom det forlengede rør til dyseutløpsmunnstykket. Idet det forlater dysen under høyt indre trykk og ut til det meget lavere atmosfæretrykk, av-går overopphetet fuktighet ved fordampning og forårsaker ekspansjon av produktet og delvis avkjøling. Etter fordampning til et fuktighetsinnhold på 18-30 vekt%, tørkes produktet til et fuktighetsinnhold på 8-17 vekt%. Vanligvis vil rest-vannet i materialet ligge mellom 10 og 14 vekt%, men kan om ønsket være høyere. I dette fuk-tighetsområde bibeholder det tørkede produkt en oehagelig bløt, krummestruktur, som skyldes virkningen av fett og lecitin. Tilsetningen av de angitte fuktighetsbevarende midler gjør området av omgi-velsesfuktighet bredere og også tidsfaktorene som gir bibehold av den ønskede bløte krummestruktur. Under normale betingelser vil den bløte krummestruktur bibeholdes i 6 måneder eller mer. Dersom produktet behandles godt, får man det i form av en kontinuerlig for-lenget, ekspandert form som kan oppbevares i sin kontinuerlige form eller oppdeles i stykker ettersom det fremstilles ved hjelp av en kuttemaskin. Det ekspanderte produkt er porøst og har bløt krummestruktur. Vanligvis er det ønskelig å tilsette farvende materialer til produktet før ekstruderingen og å tilsette smaksstoffer før eller etter ekstruderingen. Ytterligere fett kan tilsettes etter ekstruderingen om ønsket, skjønt vanligvis vil tilstrekkelig fett bli tilsatt til produktet før ekstruderingen. Produktet er næringsmessig avbalansert når det fremstilles, er sterilt, velsmakende og sundt.

Smaks- og ernæringsmessige forsøk har vist at det ekstruderte, bløte krummeprodukt er et utmerket og ønsket f6r for kjæledyr og andre dyr. Materialet kan anvendes i en rekke former,

kan farves og/eller tilsettes smak på en rekke måter og kan varieres på kontrollert måte i karakteristika. Ved å regulere tilsetnings-hastigheten av produktet gjennom ekstruderen, temperaturene, ekspan-sjonsgraden, tilsetningene, proteininnholdet, organiske løsnings-middeltilsetninger og lignende, kan karakteren av produktet varieres innenfor vide grenser med bibehold av den bløte krummestruktur.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen:

Eksempel 1

7,7 kg av næringsmessig avbalansert karbohydrat/protein-materiale ble anvendt i følgende mengder:

Materialet ble blandet med 2 1/4 vektdeler animalsk fett og

1 1/2 vektdeler lecitin. 1 1/2 deler glycerol og 6 % maissirup med høyt DE-innhold ble tilsatt til de blandede materialer som inneholder fett og lecitin. Det ble tilsatt nok vann til å bringe fuktighetsinnholdet i blandingen til 25 vekt%. Det ble anvendt en konvensjonell ekstruder, damp ble tilsatt til forkappen for å holde utgående vanntemperatur på 93 til 121°C, og kjølevann med romtemperatur ble kontinuerlig ført gjennom den bakre kappe. Åpningen i struperplaten var 9,5 mm i diameter, og skruen roterte med en hastighet på 150 omdreininger pr. minutt. Blandingen ble således bearbeidet mekanisk i ekstruderen ved en temperatur på ca. 121°C, 2 og trykket varierte noe, men var over ca. 14 kg/cm . Materialet ble kontinuerlig ført gjennom ekstruderen, passerte gjennom det forlengede rør og en rektangulær ekstruderdyse med åpning 9,5 mm x 12,7 mm. Retensjonstiden for materialet i ekstruderen var ca. 30 sekunder. Blandingen kom ut av dysen i en kontinuerlig strøm og besto av en kontinuerlig struktur som ekspanderte idet den passerte dysen for å gi en porøs struktur. Fettet forble bundet i produktet og ble ikke presset ut under ekstruderingen. Produktet ble tørket til et fuktighetsinnhold på 12 1/2 vekt% (Karl Fischers metode) og hadde en utmerket, bløt krummestruktur.

Eksempel 2

7,7 kg næringsmessig avbalansert karbohydrat/proteinma-teriale ble anvendt i den følgende blanding:

Materialet ble blandet med 2 1/4 vektdeler animalsk fett. 1 1/2 deler glycerol og 6 % maissirup med høyt DE-innhold ble tilsatt til de blandede, tørre ingredienser og blandet. Det ble tilsatt nok vann til å bringe fuktighetsinnholdet i blandingen til 25 vekt%. Det ble anvendt en konvensjonell ekstruder, og det ble tilsatt damp og vann til forkappen for å holde utgående vanntemperatur på 93°-121°C, og kjølevann med romtemperatur ble kontinuerlig ført gjennom bak-kappen. Åpningen i struperplaten var 9,5 mm i diameter, og skruen ble rotert med en hastighet på 150 omdreininger pr. minutt. Blandingen ble således mekanisk bearbeidet i ekstruderen ved en temperatur på ca. 121°C, og trykket varierte noe, men var vanligvis over 14,4 kg/cm 2. Materialet ble ført kontinuerlig gjennom ekstruderen, passerte gjennom det forlengede rør og en rektangulær ekstruder-dyse som hadde en størrelse på 9,5 mm x 12,7 mm. Retensjonstiden for materialet i ekstruderen var ca. 30 sekunder. Blandingen kom ut fra dysen i en kontinuerlig strøm. Det ekstruderte produkt var tett og hårdt og hadde en sprø, hård struktur når det ble tørket. Produktet hadde ikke bløt krummestruktur.

Eksempel 3

Fremgangsmåten i eksempel 1 ble gjentatt, bortsett fra at det ble tilsatt 7 vekt% animalsk fett og 7 vekti lecitin til utgangsmaterialet og blandet før tilsetningen av glycerol og maissirup. Blandingen ble ekstrudert og tørket som beskrevet i eksempel 1. Produktet hadde en utmerket, bløt krummestruktur og strukturell beskaffenhet. Det ble ikke presset ut fett av produktet under ekstruderingen.

Eksempel 4

Eksempel 3 ble gjentatt under samtidig tilsetning og blanding av fett, lecitin, glycerol, maissirup og vann. Det resulterende produkt falt fra hverandre etter ekstruderingen til et bløtt, smulet mel. Produktet hadde ingen strukturell beskaffenhet og heller ingen bløt krummestruktur, hvilket viser at sam-menblanding av de forskjellige ingredienser ikke må skje samtidig, men i den angitte rekkefølge.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av et ekspandert forprodukt som har myk krummestruktur og som inneholder fett, fra karbohydrat/protein-materiale, karakterisert ved at 55-85 vekt% karbohy<e>drat/proteinmateriale blandes med 3-8 vekt% spiselig fett, 1-8 vekt% lecitin, 1-5 vekt%, fortrinnsvis 1,5 vekt%, glycerol og 0,1-12 vekt%, fortrinnsvis 6 vekt%, maissirup-faststoffer i den angitte rekkefølge; fuktighetsinnholdet i blandingen justeres til mellom 20 og 35 vekt% ved at vann tilsettes til blandingen; det blandede materiale bearbeides mekanisk mens det samtidig anvendes forhøyet trykk og også oppvarmes til temperaturer på 104-149°C i en tid som er tilstrekkelig til å over-føre materialet til et flytende materiale; og det oppvarmede, mekanisk bearbeidede materiale ekstruderes under trykk på 14-49 kg/cm 2 gjennom en innsnevret åpning til omgivelser som har vesentlig lavere trykk.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes en temperatur på 121°C.

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at ekstrudatet tørkes til et fuktighetsinnhold på mellom 8 og 17 vekt%.

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at det anvendes et mengdeforhold mellom lecitin og fett på mellom 1:2 og 2:1.