عملية إنتاج أغذية الحيوانات الأليفة ومراقبة الجودة: الأغذية المنتفخة الجافة

يقوم معظم أصحاب الحيوانات الأليفة بإطعام حيواناتهم الأليفة طعامًا تجاريًا للحيوانات الأليفة. لأن أغذية الحيوانات الأليفة التجارية تتمتع بمزايا التغذية الشاملة والغنية والأكل المريح وما إلى ذلك. وفقًا لطرق المعالجة المختلفة والمحتوى المائي، يمكن تقسيم أغذية الحيوانات الأليفة إلى أغذية الحيوانات الأليفة الجافة، وأغذية الحيوانات الأليفة شبه الرطبة، وأغذية الحيوانات الأليفة المعلبة؛ وفقًا للقوام، يمكن تقسيم أغذية الحيوانات الأليفة إلى أغذية مختلطة، وأغذية رطبة طرية، وأغذية جافة. في بعض الأحيان يكون من الصعب تغيير سلوك أكل الحيوان الأليف، حتى لو كان الطعام الجديد المقدم للحيوان الأليف متوازنًا من الناحية الغذائية ويلبي احتياجاته.

يحتوي طعام الحيوانات الأليفة الجاف بشكل عام على 10% إلى 12% من الماء. تشمل الأغذية الجافة أيضًا الأغذية المسحوقة الخشنة، والأغذية الحبيبية، والأغذية المطحونة الخشنة، والأغذية المنتفخة المبثوقة، والأغذية المخبوزة، ومن بينها الأطعمة المنتفخة المبثوقة الأكثر شيوعًا وشعبية. يتكون طعام الحيوانات الأليفة الجاف بشكل أساسي من الحبوب ومنتجات الحبوب ومنتجات الصويا والمنتجات الحيوانية والمنتجات الحيوانية (بما في ذلك منتجات الحليب) والدهون والفيتامينات والمعادن. عادةً ما يتم قذف طعام القطط الجاف. لا تحتوي القطط على مدافع هاون، لذلك يجب تشكيل حبيبات طعام القطط وحجمها لتقطيعها بواسطة القواطع بدلاً من طحنها بالأضراس، كما أن عملية البثق مناسبة تمامًا لتحقيق هذا المطلب الخاص (روكي وهوبر، 1994) (Nrc 2006).

الطعام الجاف المنتفخ

01: مبدأ توسيع البثق

تتمثل عملية النفخ في خلط مساحيق مختلفة حسب الصيغة المصممة، ثم إخضاعها للتكييف بالبخار، ومن ثم البثق تحت درجة حرارة عالية وضغط مرتفع بعد التعتيق، ومن ثم القالب عند مخرج غرفة البثق تنخفض فجأة في درجة الحرارة والضغط، مما يسبب جزيئات المنتج تتوسع بسرعة. وتقطع بالشكل المطلوب ثلاثي الأبعاد بواسطة القاطع.

يمكن تقسيم عملية النفخ إلى نفخ جاف، ونفخ رطب حسب كمية الماء المضاف؛ وفقًا لمبدأ العمل، يمكن تقسيمها إلى نفخ البثق ونفخ الضغط الساخن بالغاز. البثق والنفخ عبارة عن عملية تكييف وتلطيف المواد، والبثق المضغوط المستمر، وتقليل الضغط المفاجئ، وتوسيع الحجم.

في الوقت الحاضر، يتم إنتاج معظم أغذية الكلاب التي تباع في السوق عن طريق البثق والنفخ. يمكن لعملية البثق والنفخ أن تجعل النشا الموجود في الطعام يصل إلى مستوى عالٍ مناسب من الجيلاتين، وذلك لتعزيز قابلية هضم النشا بواسطة الحيوانات الأليفة (Mercier and Feillit، 1975) (Nrc 2006).

02:عملية البثق والنفخ

تتمثل طريقة نظام البثق النموذجي الحديث في المعالجة المسبقة للمساحيق المختلفة عن طريق إضافة البخار والماء للتلطيف والتلطيف، بحيث تصبح المواد أكثر ليونة، ويتم تحويل النشا إلى الجيلاتين، ويتم تغيير طبيعة البروتين أيضًا. في عملية إنتاج أغذية الحيوانات الأليفة، يتم أحيانًا إضافة ملاط ​​اللحوم ودبس السكر ومواد أخرى لتحسين الاستساغة.

المكيف هو أكثر معدات التكييف استخدامًا لإنتاج أعلاف الحبيبات. يعد تكييف البخار العامل الأكثر أهمية في عملية التكوير، وتعتمد كمية البخار المضافة على محتوى الماء المرتبط بالعلف ونوع العلف. عند التكييف، يجب أن يكون للمادة وبخار الماء فترة بقاء طويلة بما يكفي في المكيف، حتى يتمكن الماء من اختراق المادة بالكامل. إذا كان الوقت قصيرًا جدًا، فلن يتمكن الماء من اختراق المادة، ولكنه يبقى فقط على السطح في شكل مياه حرة. لا يفضي إلى تشغيل العمليات اللاحقة.

تكييف البخار له عدد من المزايا:

①تقليل الاحتكاك وإطالة عمر فيلم الضغط. عند التقسية، يمكن أن يخترق الماء المادة، ويمكن استخدام الماء كمواد تشحيم لتقليل الاحتكاك بين المادة وفيلم الضغط، وبالتالي تقليل فقدان فيلم الضغط وإطالة عمر الخدمة.

② تحسين القدرة الإنتاجية. إذا كان محتوى الرطوبة منخفضًا جدًا أثناء البثق، فإن اللزوجة بين مكونات المواد المختلفة ستكون ضعيفة، وستكون القدرة على التشكيل ضعيفة أيضًا. زيادة محتوى الرطوبة يمكن أن تزيد الطاقة الإنتاجية للكريات بشكل كبير، وعندما يكون التأثير جيدًا، يمكن زيادة الطاقة الإنتاجية بنسبة 30%.

③ تقليل استهلاك الطاقة. عندما يكون محتوى الرطوبة منخفضًا، يزداد استهلاك الطاقة لعمليات البثق اللاحقة والعمليات الأخرى، ويمكن تقليل عدد العمليات عند إنتاج نفس الكمية من الطعام بعد التكييف بالبخار، وبالتالي تقليل استهلاك الطاقة.

④ تحسين جودة الجسيمات. إن التحكم في كمية بخار الماء المضافة وفقًا للمواد الخام المختلفة أثناء التقسية يمكن أن يحسن جودة الحبيبات.

⑤ تحسين سلامة الأغذية. أثناء عملية التكييف بالبخار، يمكن للبخار ذو درجة الحرارة العالية المضاف أن يقتل العديد من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض الموجودة في مواد الأعلاف المختلفة ويحسن سلامة الأغذية.

يتم إرسال المساحيق المختلفة بعد التكييف مباشرة إلى غرفة البثق الخاصة بآلة البثق، ويتم إضافة المزيد من البخار، والماء، وفي بعض الأحيان ملاط ​​مسحوق الحبوب الخشن، ملاط ​​اللحوم، وما إلى ذلك. تعتبر غرفة البثق الجزء الأساسي من نظام البثق، ويتم إكمال معظم مهام النظام بأكمله من خلال هذا الجزء. يحتوي على المسمار والغطاء والقالب وما إلى ذلك. سيحدد هذا المكون ما إذا كان الطارد سيكون برغيًا فرديًا أو مزدوجًا، وإذا كان يحتوي على عمودين متوازيين، فسيكون جهاز بثق لولبي مزدوج، وإذا كان يحتوي على برغي واحد فقط، فسيكون برغيًا واحدًا الطارد. الوظيفة الرئيسية لهذا الجزء هي خلط المكونات وطهيها، ويمكن ملؤها بالماء أو الغاز حسب الوضع الفعلي. تنقسم غرفة البثق إلى جزء التغذية وجزء الخلط وجزء الطبخ. قسم الخلط هو المدخل حيث يدخل المسحوق المقسى إلى غرفة البثق، وتكون كثافة المادة الخام منخفضة جدًا في هذا الوقت؛ عندما يزداد الضغط الداخلي لقسم الخلط، تزداد أيضًا كثافة المادة الخام تدريجيًا، وتزداد درجة الحرارة والضغط في قسم الطهي بشكل حاد. بدأ هيكل المواد الخام في التغيير. يصبح الاحتكاك بين المسحوق وجدار البرميل، والمسمار، والمسحوق أكبر فأكبر، ويتم طهي المساحيق المختلفة ونضجها تحت التأثيرات المشتركة للاحتكاك وقوة القص والتسخين. يمكن لدرجة الحرارة في غرفة البثق أن تعمل على تحويل معظم النشا إلى هلام وتعطيل معظم الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض.

يقوم بعض مصنعي أغذية الحيوانات الأليفة حاليًا بإضافة ملاط ​​اللحوم إلى عملية البثق، مما يسمح باستخدام اللحوم الطازجة في الوصفات بدلاً من اللحوم الجافة وحدها. ونظرًا لمحتوى الرطوبة العالي في اللحوم غير المعالجة، فإن ذلك يسمح بزيادة نسبة المواد الحيوانية في تركيبة مواد العلف. إن زيادة محتوى اللحوم الطازجة على الأقل يمنح الإنسان شعوراً عالي الجودة.

تتميز عملية البثق بالعديد من المزايا:

①درجة الحرارة العالية والضغط العالي المتولدين في عملية البثق يمكن تعقيمهما بشكل فعال؛

② يمكن أن يزيد بشكل كبير من درجة تمدد النشا. هناك أدلة على أن عملية البثق يمكن أن تجعل درجة تمدد النشا تصل إلى أكثر من 90%، لذلك يتم أيضًا تحسين قابلية هضم النشا بواسطة الحيوانات الأليفة بشكل كبير؛

③ يتم تغيير طبيعة البروتينات المختلفة الموجودة في المواد الخام لتحسين قابلية هضم البروتين؛

④ القضاء على العوامل المضادة للتغذية المختلفة في مواد العلف، مثل مضاد التربسين الموجود في فول الصويا.

يوجد قالب عند مخرج الطارد، وعندما تمر المادة الخام المبثوقة عبر القالب، يتوسع الحجم بسرعة بسبب الانخفاض المفاجئ في درجة الحرارة والضغط. من خلال تغيير فتحات القالب، يمكن لمصنعي أغذية الحيوانات الأليفة إنتاج أغذية الحيوانات الأليفة بمجموعات عديدة من الأشكال والأحجام والألوان. تعد هذه القدرة على الجمع فعليًا أمرًا مهمًا جدًا مع تطور السوق، ولكن لا يمكن أن يتغير الكثير من حيث تلبية الملاءمة الغذائية لأغذية الحيوانات الأليفة.

يتم تقطيع المنتج المنفوخ إلى حبيبات ذات طول معين بواسطة قاطعة دوارة. تم تجهيز القاطع من 1 إلى 6 شفرات. من أجل ضبط سرعة الدوران، عادةً ما يتم تشغيل القاطع بواسطة محرك صغير وحده.

يتراوح محتوى الدهون في أغذية الحيوانات الأليفة الجافة من 6% إلى أكثر من 25%. ومع ذلك، لا يمكن إضافة نسبة عالية جدًا من الدهون في عملية البثق، لأن ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي في عملية البثق سيؤثر على الأحماض الدهنية غير المشبعة، ويؤثر أيضًا على البثق وقولبة الطعام. ولذلك فإن طريقة رش الدهون على السطح بعد النفخ تستخدم بشكل عام لزيادة محتوى الدهون في المنتج. يتم امتصاص الدهون الساخنة التي يتم رشها على سطح الطعام المنتفخ بسهولة. يمكن ضبط كمية حقن الوقود من خلال ضبط سرعة الإنتاج وسرعة إضافة الدهون، ولكن هذه الطريقة معرضة لأخطاء كبيرة. في الآونة الأخيرة، تم تطوير طريقة تحكم يمكنها ضبط كمية إضافة الدهون. يشتمل هذا النظام على نظام تنظيم السرعة ونظام مضخة الزيت لحقن الضغط الإيجابي، ونسبة الخطأ فيه تصل إلى 10%. ويشترط عند الرش أن تصل نسبة الدهون إلى أكثر من 5%، وإلا فلا يمكن رشها بشكل متساوي. من الشائع رش خلاصات البروتين و/أو النكهات على سطح أغذية الحيوانات الأليفة لتعزيز قبول الحيوانات الأليفة للطعام (Corbin, 2000) (Nrc2006).

بعد الانتهاء من عملية البثق والنفخ، يجب تجفيفها لإزالة البخار والماء المحقون أثناء عملية البثق. بشكل عام، يمكن أن تصل نسبة الرطوبة في الطعام إلى 22% إلى 28% أثناء المعالجة، وبعد المعالجة يجب تجفيفه حتى تصل الرطوبة إلى 10% إلى 12% حتى يتكيف مع العمر الافتراضي للمنتج. تتم عملية التجفيف عمومًا عن طريق التجفيف المستمر بمبرد منفصل أو مزيج من المجفف والمبرد. بدون التجفيف المناسب، يمكن أن تفسد أغذية الحيوانات الأليفة المقذوفة، مع تكاثر الميكروبات ونمو الفطريات بمعدل ينذر بالخطر. معظم هذه الكائنات الحية الدقيقة يمكن أن تجعل القطط والكلاب مريضة، على سبيل المثال، حتى كمية صغيرة من السموم التي ينتجها العفن في كيس من طعام الكلاب يمكن أن تؤثر على الكلاب. المقياس الشائع الاستخدام لكمية المياه الحرة في أغذية الحيوانات الأليفة هو مؤشر النشاط المائي، والذي يعرف بأنه نسبة التوازن لضغط الماء المحلي وضغط البخار على سطح أغذية الحيوانات الأليفة عند نفس درجة الحرارة. بشكل عام، لا يمكن لمعظم البكتيريا أن تنمو إذا كان النشاط المائي أقل من 0.91. إذا كان النشاط المائي أقل من 0.80، فلن تتمكن معظم أنواع العفن من النمو أيضًا.

من المهم جدًا التحكم في محتوى الرطوبة للمنتج أثناء عملية تجفيف أغذية الحيوانات الأليفة. على سبيل المثال، عند تجفيف رطوبة المنتج من 25% إلى 10%، يجب تبخير 200 كجم من الماء لإنتاج 1000 كجم من المواد الغذائية الجافة، وعندما يتم تجفيف الرطوبة من 25% إلى 12%، يلزم إنتاج 1000 كجم يحتاج تجفيف الطعام إلى تبخر 173 كجم من الماء فقط. يتم تجفيف معظم أغذية الحيوانات الأليفة في مجففات ناقلة دائرية.

03: مزايا أغذية الحيوانات الأليفة المنتفخة

بالإضافة إلى مزايا الاستساغة الجيدة، تتمتع أغذية الحيوانات الأليفة المنتفخة أيضًا بسلسلة من المزايا الأخرى:

①إن ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي والرطوبة العالية والتأثيرات الميكانيكية المختلفة في عملية نفخ الطعام يمكن أن تزيد بشكل كبير من درجة جلتنة النشا في العلف، وتفسد البروتين الموجود فيه، وتدمر الليباز الذي تنتجه الكائنات الحية الدقيقة المختلفة في نفس الوقت جعل الدهون أكثر استقرارا. وهو مفيد لتحسين هضم الحيوانات ومعدل الاستفادة من الغذاء.

②يمكن أن تؤدي درجة الحرارة العالية والضغط العالي للمواد الخام في غرفة البثق إلى قتل مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض الموجودة في المواد الخام، بحيث يمكن للطعام تلبية المتطلبات الصحية ذات الصلة ومنع أمراض الجهاز الهضمي المختلفة الناجمة عن تغذية الطعام.

③يمكن أن ينتج البثق والنفخ منتجات حبيبية بأشكال مختلفة، مثل يمكن إنتاج طعام القطط على شكل سمكة، ويمكن إنتاج طعام الكلاب على شكل عظمة صغيرة، مما يمكن أن يحسن رغبة الحيوانات الأليفة في تناول الطعام.

④ يمكن تحسين قابلية هضم الطعام عن طريق النفخ، ويمكن تعزيز استساغة الطعام ورائحته، وهو أمر مهم بشكل خاص للكلاب والقطط الصغيرة التي لم يتم تطوير أعضائها الهضمية بعد.

⑤المحتوى المائي لتغذية الحبيبات الجافة المبثوقة هو فقط 10%-12%، والتي يمكن تخزينها لفترة طويلة دون التسبب في العفن الفطري.

04: تأثير البثق على هضم العناصر الغذائية

إن عملية قذف أغذية الحيوانات الأليفة لها تأثير كبير على هضم العناصر الغذائية المختلفة، وخاصة النشا والبروتين والدهون والفيتامينات.

يخضع النشا لعملية الجلتنة تحت التأثير المشترك لدرجة الحرارة العالية والضغط العالي والرطوبة أثناء عملية التقسية والبثق. العملية المحددة هي أن النشا الموجود في خليط المسحوق يبدأ في امتصاص الماء والذوبان من تكييف البخار، ويفقد البنية البلورية الأصلية. أثناء عملية البثق، مع زيادة الرطوبة ودرجة الحرارة والضغط، يتم تكثيف تأثير التورم للنشا، وإلى حد ما، تبدأ حبيبات النشا في التمزق، وفي هذا الوقت، يبدأ النشا في التحول إلى الجيلاتين. عندما يتم بثق المادة المبثوقة من القالب، لأن الضغط ينخفض ​​فجأة إلى الضغط الجوي، تنفجر حبيبات النشا بشكل حاد، وتزداد درجة الجيلتنة أيضًا بشكل حاد. تؤثر درجة الحرارة والضغط في عملية البثق بشكل مباشر على درجة جلتنة النشا. ميرسييه وآخرون. (1975) وجد أنه عندما كان محتوى الماء 25%، كانت درجة الحرارة المثلى لتمدد نشا الذرة هي 170-200 درجة مئوية. ضمن هذا النطاق، يمكن أن تصل قابلية هضم النشا في المختبر بعد الجلتنة إلى 80%. بالمقارنة مع قابلية الهضم قبل التوسيع (18%) فقد زادت بشكل كبير بنسبة 18%. شيانغ وآخرون. (1977) وجد أن درجة جلتنة النشا تزداد مع زيادة درجة الحرارة في المدى من 65-110 درجة مئوية، ولكن درجة جلتنة النشا تقل مع زيادة سرعة التغذية.

كما أن عملية التكييف والبثق بالبخار لها تأثير كبير على هضم البروتين، والاتجاه العام هو تغيير البروتين في الاتجاه المفيد لعملية هضم الحيوان. تحت تأثير تكييف البخار والضغط الميكانيكي، يتم تغيير طبيعة البروتين لتكوين حبيبات، ويتم تقليل قابلية ذوبانه في الماء. كلما زاد محتوى البروتين، كلما انخفضت قابلية الذوبان في الماء.

إن جلتنة النشا لها أيضًا تأثير كبير على قابلية البروتين للذوبان في الماء. يشكل النشا الجيلاتيني بنية غشائية ملتفة حول البروتين، مما يؤدي إلى انخفاض قابلية ذوبان البروتين في الماء.

بعد أن يتم توسيع البروتين، يتغير هيكله أيضًا، ويتحلل هيكله الرباعي إلى هيكل ثلاثي أو حتى ثانوي، مما يقلل بشكل كبير من وقت التحلل المائي للبروتين أثناء عملية الهضم. ومع ذلك، فإن حمض الجلوتاميك أو حمض الأسبارتيك الموجود داخل البروتين سوف يتفاعل مع اللايسين، مما يقلل من معدل استخدام اللايسين. كما أن تفاعل الميلارد بين مجموعة ε-Amino من الأحماض الأمينية والسكريات عند درجات الحرارة المرتفعة يقلل أيضًا من قابلية هضم البروتينات. كما يتم تدمير العوامل المضادة للتغذية الموجودة في المواد الخام، مثل مضاد التربسين، عند تسخينها، مما يحسن من قابلية هضم البروتين لدى الحيوانات من جانب آخر.

خلال عملية الإنتاج بأكملها، لا يتغير محتوى البروتين في الطعام بشكل أساسي، ولا تتغير فعالية الأحماض الأمينية بشكل ملحوظ.