寵物食品生產過程與品質控制
文章綜述了寵物原料、擠壓膨化工藝、原料與膨化食品、生產過程與食品之間的關系等,以期為寵物食品的質量保證和安全生產提供依據。寵物食品;擠壓膨化;產品質量
目前國內市場上的寵物食品主要是犬糧,包括干糧、犬餅干、犬半干半濕糧、犬罐頭、犬軟罐頭等。犬干糧應用的原料主要有谷物類、肉類原料以及犬所需的其他營養平衡物質。谷物類原料有:大米、玉米、小麥、燕麥等顆粒原料。其深加工產品也通常作為能量原料使用,如玉米粉、小麥粉、大米粉等。還包括從谷物原料中提取的植物蛋白,如大米蛋白粉、小麥蛋白粉、玉米蛋白粉等。肉類原料有:雞肉粉、魚粉、牛肉粉、羊肉粉、豬肉粉、肉骨粉等,以及各種家禽的深加工產品如肝粉、全蛋粉等。其他的營養物質還包括各種礦物質、維生素等。寵物干糧的生產工藝大致分為兩種:一種是以擠壓膨化后烘干為主線的擠壓膨化工藝,另一種是擠壓焙烤烘干的焙烤工藝。半干半濕產品與干糧的差異主要在水分含量上,干糧主要依靠低水分含量,保證產品的保存期限;而半干半濕產品則依靠一些鹽類、糖類、醇類、酸類等物質降低水分活性,并用一些霉菌抑制劑來抑制霉菌的生長繁殖,從而保證產品的保存期限;犬罐頭則是通過高溫高壓的殺菌工藝獲得的。本文就寵物食品的原料、擠壓膨化生產工藝與干糧產品質量之間的相互關系和作用進行了綜述。
1產品原料和膨化性能之間的關系通常情況下,谷物類原料用量越多,越容易膨化,產品的容重就越低;蛋白質和脂肪添加量越高,其密度越高,產品的膨化程度則相對較低。
1.1谷物類、淀粉原料和擠壓蒸煮膨化的關系谷物原料(如玉米、大米、小麥)和淀粉原料(如面粉、土豆粉、木薯粉)等很容易膨化。這些原料是寵物食品中重要的能量來源,由于含有豐富的淀粉,從而具有很強的吸水、受壓膨脹性能。在膨化機配置正常情況下,淀粉含量越高的產品膨化效果越好,谷物類原料含量為100,,淀粉原料含量約為70,時,膨化后的顆粒容重可達到100g?L-1;谷物類含量為75%,淀粉含量約為56%的原料,其膨化后的顆粒容重可達到390g?L-1;谷物類含量約55%,淀粉含量約40%的原料,其膨化后的顆粒容重可達450g?L-1。不同結構淀粉的膨化性能有差異。通常支鏈淀粉比直鏈淀粉的膨化度好,但糊化度已超過95,的淀粉其膨化能力大幅度下降,而且越老化的淀粉膨化效果越差。谷物類原料還能使產品很好的成型。如面粉中含有麩質蛋白成分,其可保持日糧顆粒的形狀,防止顆粒損壞。另外,面粉中面筋的高低也會影響膨化后顆粒的硬度[1]。
1.2蛋白原料與產品膨化度及消化率之間的關系
蛋白原料包括動物蛋白和植物蛋白的干制品。用于寵物食品的動物蛋白有肉骨粉、肉粉、禽類蛋白粉等。由于國內寵物食品生產歷史相對較短,寵物食品原料的產業化程度較低,很多肉類原料都處在加工和質量控制狀態。在工藝條件一致的情況下,動物蛋白原料含量的高低影響產品的膨化度,其含量越高,產品的膨化度就越低。蛋白質在加工前的熟化程度有時也會影響產品膨化后的絞聯。在水分較低的情況下,未經過熟化加工的蛋白與膨化性能好的原料混合,膨化后顆粒的硬度相對較高。植物性蛋白原料因蛋白質結構和熟化程度不同,對膨化度的影響也不同,但此方面有待進一步研究。各類肉粉原料一般是經過原料加熱去油、壓榨、烘干、粉碎后所得,因處理過程的溫度和時間不同受到不同原料消化率的影響。加工系統和過度熱處理等都會降低肉骨粉的消化率。總體上講,肉骨粉、
羊肉粉和禽類副產品粉的消化率大致相同[2]。但是爪、骨和軟骨制成的蛋白質質量不如其他部分制成的蛋白質,這應該與灰分含量有關[3]。
1.3脂肪原料和產品膨化度的關系脂肪是日糧高濃度能量的來源,可提供必需脂肪酸,有利于脂溶性維生素的吸收,提供結構性物質,可改善日糧的風味和適口性[1]。通常使用的脂
肪有牛脂、雞脂、豬脂、魚油以及一些植物性油等。如果日糧中的脂肪受到氧化,就會降低消化能水平,從而阻礙幼犬的生長發育,抑制免疫功能,降低日糧和血清中亞油酸的濃度[1]。在工藝條件一致的情況下,脂肪用量越高,產品的容重就越高。當脂肪用量達到一個限值時,就需要通過擠壓裝置內部結構的改變來調節,以達到制粒的效果。通常脂肪的用量是根據犬的能量和營養需求以及產品保質期來確定的。脂肪用量因寵物對其所含必需脂肪酸的需求(AAFCO)和脂肪本身的物理化學性質的不同而有差異,但脂肪對產品膨化性能的影響基本一致。
2生產過程和產品的關系生產過程的控制決定產品最終的質量。
2.1粉碎和混合過程對產品的影響谷物類原料都需要經過粉碎后才能進行制造過程。原料粉碎的細度和均勻度影響產品的外觀致密度;一般粉碎細度為0.5mm的制粒效果較好。粉碎細度應根據各自產品的質量需求來確定。通常原料越細、越均勻,產品顆粒的內部孔結構越一致,表觀就越精細。但產品表觀是否細膩并不影響糧食的內在質量。而膨化后物料的干燥速度,干燥溫度等條件也會直接影響產品表面孔的大小均勻程度。混合系數應達到產品混合均勻度的要求。粉料混合不均勻會造成顆粒間膨化結構和營養物質分布的不均勻,同時顆粒間的色澤、網孔均勻度也會受到不同程度的影響。
2.2膨化過程對產品的影響一般產品粉料需要預熟后再進入膨化腔,此過程還能賦予產品較好的風味。而有的設備配置沒有預調制過程,雖然也能生產出不錯的產品,但產品內部質量有差異。調制器內的溫度由蒸氣和冷水的加入量決定,預調制對物料的處理程度也會間接影響到膨化顆粒的膨化程度、顆粒硬度等指標。谷物原料(特別是面粉)需要根據顆粒的硬度來調節調制器內的溫度和時間。物料進入膨化腔后隨著螺桿的轉動向前推動至模板,根據對產品膨化度的要求調整膨化腔內和腔套內的蒸氣、水量、喂料速度、壓力和切刀轉速,獲得具有相應膨化度的產品顆粒。模盤的厚度和模孔導角角度都會影響顆粒膨化的程度。擠壓蒸煮的溫度可達120?,這個高溫高壓的過程使混合后的粉料充分熟化。淀粉進行熱處理后,其消化率提高,減少了未消化淀粉在犬的后腸段引起的間歇性腹瀉或胃腸脹氣。高溫高壓過程同時對原料起到了一定的殺菌作用。有研究表明,細菌總數為1×106個?g-1的原料經過膨化處理后,其細菌總數可降至9×102個?g-1。但高溫對各種菌產生的毒素無作用。熱處理后的蛋白質在高溫高壓過程中對顆粒的膨脹沒有作用,可通過添加特殊的淀粉、植物蛋白、噴霧干燥蛋白,以達到對顆粒形狀、質地、密度的要求[1]。但高溫處理過程對蛋白粉、維生素、香味劑以及其他對熱不穩定的營養素都有損害,損害程度的大小根據每種營養物質對熱、壓力、酸堿等條件的耐受程度而不同。
3膨化度和產品質量之間的關系
產品的膨化度是衡量產品好壞的質量標準。膨化度高,產品表面疏松多孔、酥脆,寵物易嚼碎;膨化度低、產品硬脆,寵物咀嚼有節奏感,可起到磨牙的作用。因此產品膨化度的高低因客戶的需求不同而異。同種產品一般維持在恒定的范圍內,以保證包裝后其飽滿程度的穩定。產品膨化度的不穩定直接影響產品的顏色、硬度、顆粒飽滿程度,最終導致表觀質量的不穩定。寵物食品的膨化過程
是一個系統的過程,從設備線的設計、建立,到設備穩定后原料的選擇,再到成
品包裝,其每一個環節都直接關系到產品的品質。