ほとんどのペットの飼い主はペットに市販のペットフードを与えています。なぜなら、商品化されたペットフードには総合的で豊富な栄養があり、食べやすいなどの利点があるからです。さまざまな加工方法と水分含有量に応じて、ペットフードはドライペットフード、セミモイストペットフード、缶詰ペットフードに分けることができます。ペットフードは食感に応じて、ミックスフード、ソフトウェットフード、ドライフードに分けることができます。ペットに提供される新しいフードが栄養バランスが良く、ニーズを満たしていても、ペットの食事行動を変えるのは難しい場合があります。
ドライペットフードには通常、10%～12%の水分が含まれています。ドライフードには、粗粉末食品、顆粒食品、粗挽き食品、押出膨化食品、焼き食品も含まれますが、その中で最も一般的で人気のあるのは押出膨化食品です。ドライペットフードは主に穀物、穀物副産物、大豆製品、動物製品、動物副産物（牛乳副産物を含む）、脂肪、ビタミン、ミネラルで構成されています。ドライキャットフードは通常、押し出し成形されます。猫には乳鉢がないため、キャットフードのペレットは、臼歯で粉砕するのではなく、切歯で切断できるような形状とサイズでなければなりません。また、押出成形プロセスは、この特別な要件を達成するのに適しています (Rokey and Huber, 1994)(Nrc 2006)。
ドライパフフード
01: 押出膨張の原理
パフィングプロセスは、設計された配合に従ってさまざまな粉末を混合し、蒸気コンディショニングを受け、熟成後に高温高圧下で押し出します。その後、押し出しチャンバーの出口にあるダイの温度と圧力が突然低下し、故障が発生します。製品の粒子は急速に膨張します。そしてカッターで必要な立体形状に切り出します。
膨化プロセスは、加える水の量に応じて乾式膨化と湿式膨化に分けることができます。動作原理によれば、押出パフィングとガスホットプレスパフィングに分けることができます。押出とパフィングは、材料の調整と焼き戻し、連続的な加圧押出、急激な減圧、および体積膨張のプロセスです。
現在、市場で販売されているドッグフードのほとんどは、押出成形とパフ成形によって製造されています。押出およびパフィングプロセスは、ペットによるデンプンの消化性を高めるために、食品中のデンプンを適切な高レベルの糊化レベルに達させることができます (Mercier and Feillit, 1975) (Nrc 2006)。
02: 押し出しとパフィングの工程
典型的な現代の押出システムの方法は、蒸気と水を加えて調質し、調質することによってさまざまな粉末を前処理し、材料を柔らかくし、デンプンを糊化し、タンパク質も変性させます。ペットフードの製造工程では、嗜好性を向上させるために肉スラリーや糖蜜などが添加されることがあります。
コンディショナーは、ペレット飼料の生産に最も一般的に使用されるコンディショニング装置です。蒸気調整はペレット化プロセスで最も重要な要素であり、追加される蒸気の量は飼料結合水の含有量と飼料の種類によって異なります。コンディショニングするときは、水が材料に完全に浸透できるように、材料と水蒸気がコンディショナー内に十分に長く滞留する必要があります。時間が短すぎると、水は材料に浸透できず、自由水の形で表面に残るだけになります。後続のプロセスの操作に役立ちません。
蒸気調整には多くの利点があります。
①摩擦を減らし、プレスフィルムの寿命を延ばします。焼き戻しの際、水が材料に浸透し、水を潤滑剤として使用して材料とプレスフィルムの間の摩擦を減らすことができ、それによってプレスフィルムの損失を減らし、耐用年数を延ばします。
②生産能力の向上。押出成形時の含水率が低すぎると、各材料成分間の粘度が低下し、成形性も低下します。水分含有量を増やすと、ペレットの生産能力を大幅に向上させることができ、効果が良好な場合、生産能力を30％向上させることができます。
③ 消費電力を削減します。含水率が低いとその後の押出加工などの消費電力が増加しますが、スチームコンディショニング後に同じ量の食品を生産する場合、作業回数を減らすことができ、消費電力を削減できます。
④ 粒子品質の向上。テンパリング時に原料の種類に応じて添加する水蒸気の量を制御することで、顆粒の品質を向上させることができます。
⑤ 食品の安全性の向上。蒸気調整プロセス中に加えられる高温蒸気は、さまざまな飼料材料に含まれるさまざまな病原性微生物を死滅させ、食品の安全性を向上させることができます。
コンディショニング後の各種粉末は、押出機の押出チャンバーに直接送られ、追加の蒸気、水、場合によっては粗粒スラリー、肉スラリーなどが加えられます。押出チャンバーは押出システムの中核部分であり、システム全体のタスクのほとんどがこの部分で完了します。スクリュー、スリーブ、ダイなどが含まれます。このコンポーネントは、押出機が単軸か二軸かを決定します。平行なシャフトが 2 本ある場合は二軸押出機、1 つしかない場合は単軸スクリューになります。押出機。この部分の主な機能は、材料を混合して調理することであり、実際の状況に応じて水またはガスを充填できます。押出チャンバーは供給部、混合部、調理部に分かれています。混合セクションは、強化粉末が押出チャンバーに入る入口であり、この時点では原料の密度は非常に低いです。混合セクションの内圧が増加すると、原料の密度も徐々に増加し、調理セクション内の温度と圧力が急激に増加します。原材料の構造が変化し始めました。粉末とバレル壁、スクリューと粉末の間の摩擦はますます大きくなり、さまざまな粉末は摩擦、せん断力、加熱の複合効果の下で調理され、熟成されます。押出室の温度により、デンプンの大部分が糊化され、病原微生物の大部分が不活性化されます。
一部のペットフードメーカーは現在、押出成形プロセスに肉スラリーを追加しており、これにより、乾燥肉単独の代わりに新鮮な肉をレシピに使用できるようになります。未処理の肉は水分含量が高いため、飼料組成物中の動物材料の割合を増やすことができます。少なくとも生肉の含有量を増やすことで、人々に高級感を与えることができる。
押出プロセスにはいくつかの利点があります。
①押出プロセスで生成される高温高圧により効果的に滅菌できます。
② でんぷんの膨張度を大幅に高めることができます。押出プロセスによりでんぷんの膨張度が90％以上に達するという証拠があり、ペットによるでんぷんの消化率も大幅に向上します。
③ 原料中の各種タンパク質を変性させてタンパク質の消化性を向上させています。
④ 大豆に含まれるアンチトリプシンなど、飼料中の各種反栄養因子を除去します。
押出機の出口にはダイがあり、押し出された原料がダイを通過すると、急激な温度と圧力の低下により体積が急激に膨張します。ペットフードメーカーは、ダイの穴を変更することで、形状、サイズ、色のさまざまな組み合わせのペットフードを生産できます。市場が進化するにつれて、実際に組み合わせるこの能力は非常に重要ですが、ペットフードの栄養適合性を満たすという点ではあまり変わりません。
膨化物をロータリーカッターで一定の長さの顆粒に切断します。カッターには 1 ～ 6 枚の刃が装備されています。カッターの回転速度を調整するために、通常は小型モーターのみでカッターを駆動します。
乾燥押出ペットフードの脂肪含有量は 6% から 25% 以上までさまざまです。しかし、押出成形工程での高温高圧が不飽和脂肪酸に影響を与え、押出成形や食品成形にも影響を与えるため、押出成形工程で脂肪含有量が高すぎると添加できません。したがって、製品の脂肪含有量を増やすために、膨化後に表面に脂肪をスプレーする方法が一般的に使用されます。パフ食品の表面に吹き付けられた熱い脂肪は容易に吸収されます。燃料噴射量は製造速度と脂肪の添加速度を調整することで調整できますが、この方法では誤差が大きくなります。最近では、脂肪の添加量を調整できる制御方法が開発されました。このシステムには速度調整システムと正圧噴射オイルポンプシステムが含まれており、その誤差は10％以内です。スプレーする場合、脂肪分が5%以上に達している必要があります。そうでないと均一にスプレーできません。ペットによるフードの受け入れを促進するために、ペットフードの表面にタンパク質消化物やフレーバーをスプレーするのが一般的です (Corbin, 2000) (Nrc2006)。
押出とパフィングが完了したら、押出プロセス中に注入された蒸気と水を除去するために乾燥する必要があります。一般に、食品中の水分は加工中に22％〜28％に達する可能性があり、加工後に製品の賞味期限に適応させるためには、水分を10％〜12％にするために乾燥する必要があります。乾燥プロセスは通常、別個の冷却器を備えた連続乾燥機、または乾燥機と冷却器の組み合わせによって完了します。適切に乾燥させないと、押し出されたペットフードは腐敗し、微生物が繁殖したり、驚くべき速度で菌が増殖したりする可能性があります。これらの微生物のほとんどは犬や猫を病気にする可能性があり、例えば、ドッグフードの袋に含まれるカビによって生成される少量の毒素でも犬に影響を与える可能性があります。ペットフード中の自由水の量の一般的に使用される尺度は、同じ温度におけるペットフードの表面の局所的な水圧と蒸気圧の平衡比として定義される水分活性の指標です。一般に、水分活性が 0.91 より低い場合、ほとんどの細菌は増殖できません。水分活性が 0.80 未満であれば、ほとんどのカビも増殖できません。
ペットフードの乾燥プロセス中に製品の水分含有量を制御することは非常に重要です。たとえば、製品の湿度が25%から10%に乾燥すると、1000kgの乾燥食品を製造するには200kgの水を蒸発させる必要があり、湿度が25%から12%に乾燥すると、1000kgを製造する必要があります。食品の乾燥には173kgの水を蒸発させるだけで済みます。ほとんどのペットフードは円形コンベヤー乾燥機で乾燥されます。
03: 押し出し成形ペットフードの利点
味の良いという利点に加えて、パフペットフードには他の一連の利点もあります。
①食品の膨化過程における高温、高圧、高湿度およびさまざまな機械的影響により、飼料中のデンプンの糊化度が大幅に増加し、その中のタンパク質が変性し、同時にさまざまな微生物によって生成されるリパーゼが破壊され、脂肪をより安定させます。動物の消化率と食物の利用率を向上させるのに有益です。
②押出チャンバー内の原材料の高温高圧により、原材料に含まれるさまざまな病原微生物が死滅し、食品が関連する衛生要件を満たし、食品の摂取によって引き起こされるさまざまな消化管疾患を防ぐことができます。
③押し出しと膨化により、キャットフードは魚の形状に、ドッグフードは小さな骨の形状に生産できるなど、さまざまな形状の粒状製品を生産でき、ペットの食欲を向上させることができます。
④ パフすることでフードの消化率が向上し、フードのおいしさと香りが向上します。これは、消化器官がまだ発達していない若い犬や猫にとって特に重要です。
⑤乾燥押出ペレット飼料の水分含量はわずか10%～12%で、カビを発生させることなく長期間保存できます。
04: 栄養素の消化率に対する押し出しの影響
ペットフードの押出成形プロセスは、さまざまな栄養素、特にデンプン、タンパク質、脂肪、ビタミンの消化率に重大な影響を与えます。
でんぷんは、テンパリングおよび押出時の高温、高圧、および水分の複合作用により糊化します。具体的なプロセスは、粉末混合物中のデンプンが水を吸収し始め、蒸気コンディショニングによって溶解し、元の結晶構造を失うことです。押出プロセス中に、水分、温度、圧力がさらに上昇すると、でんぷんの膨張効果がさらに強化され、ある程度まででんぷん顆粒が破裂し始め、このときでんぷんは糊化し始めます。押出物をダイスから押し出す際、圧力が急激に大気圧まで下がるため、でんぷん粒が急激に破裂し、糊化度も急激に増加します。押出プロセスの温度と圧力は、でんぷんの糊化度に直接影響します。メルシエら。(1975) 水分含有量が 25% の場合、コーンスターチの最適膨張温度は 170 ～ 200 ℃ であることがわかりました。この範囲内で、糊化後のデンプンのインビトロ消化率は80%に達する可能性があります。膨張前（18％）と比べて消化率が18％と大幅に向上しました。チェンら。(1977) デンプンの糊化度は65〜110℃の範囲で温度の上昇とともに増加するが、デンプンの糊化度は供給速度の増加とともに低下することを発見しました。
蒸気コンディショニングと押出のプロセスもタンパク質の消化性に重大な影響を及ぼし、一般的な傾向としてタンパク質は動物の消化に有利な方向に変化します。蒸気コンディショニングと機械的圧力の作用下で、タンパク質は変性して顆粒を形成し、水溶性が低下します。タンパク質含有量が高くなるほど、水溶性は低下します。
デンプンの糊化もタンパク質の水溶性に重大な影響を与えます。糊化したデンプンはタンパク質の周囲を包み込む膜構造を形成し、タンパク質の水溶性の低下につながります。
タンパク質が膨張した後、その構造も変化し、その四次構造は三次構造、さらには二次構造に分解され、消化中のタンパク質の加水分解時間が大幅に短縮されます。しかし、タンパク質内のグルタミン酸やアスパラギン酸はリジンと反応してしまい、リジンの利用率が低下します。高温でのアミノ酸のε-アミノ基と糖の間のメイラード反応も、タンパク質の消化率を低下させます。原材料中のアンチトリプシンなどの反栄養因子も加熱により破壊され、別の面で動物によるタンパク質の消化性が向上します。
製造プロセス全体を通じて、食品中のタンパク質含有量は基本的に変化せず、アミノ酸の効力も大幅に変化しません。
投稿時刻: 2023 年 3 月 2 日