Область техники
Настоящее изобретение в общем смысле относится к кормам для домашних животных и, в частности, к сухому корму для домашних животных, имеющему повышенную плотность и содержащему активную термостабильную амилазу в количестве, достаточном для того, чтобы вызвать увеличение объемной плотности продукта.
Предшествующий уровень техники
Корма для домашних животных в основном делятся на три категории: сухие, полувлажные и консервированные. Хотя промышленных стандартов не существует, но считается, что сухие корма для домашних животных обычно имеют влагосодержание менее 15 мас.% и сухую твердую текстуру. Полувлажные корма обычно содержат от 15 до 50 мас.% влаги. Консервированные корма обычно имеют влагосодержание более 50 мас.%, зачастую примерно 70 мас.%. Разработки и производство различных кормов для домашних животных указанных трех категорий хорошо известны. Корма для домашних животных, такие как корма для кошек и собак, известны уже в течение многих лет, и квалифицированные специалисты в данной области хорошо разбираются в многочисленных рецептурах и способах для приготовления таких продуктов. Однако определенные проблемы по-прежнему остаются.
Корма для домашних животных обычно реализуются в торговой сети по массе. Поэтому с точки зрения торговли большое значение имеет объемная плотность сухого корма для домашних животных. Сухой продукт, имеющий относительно высокую объемную плотность, может храниться в пакете или другом контейнере меньшей вместимости по сравнению со своим аналогом, имеющим низкую объемную плотность, хотя общая масса хранимого продукта одинакова. Высокая объемная плотность снижает затраты производителя на упаковку. Кроме того, продукт с высокой объемной плотностью требует меньше пространства для своего хранения в складском помещении, а зачастую и меньше пространства на стеллажах в сети розничной торговли. Таким образом, существует потребность в кормах с относительно высокой плотностью, хорошо воспринимаемых животными.
Однако имеются факторы, которые осложняют попытки создания сухих кормов с высокой объемной плотностью для домашних животных. А именно: поскольку увеличение объемной плотности корма достигается без добавления жира, эмульгаторов или комбинации указанных компонентов и других добавок, таких как камеди или гидроколлоиды, продукт становится тверже. Если в качестве среды для увеличения объемной плотности используется только вода, то продукт становится твердым. Если продукт становится слишком твердым, то он может стать неприемлемым для кормления кошек или собак. Поэтому существует потребность в создании корма для домашних животных, имеющего повышенную объемную плотность, который сохраняет требуемую степень мягкости, благодаря чему продукт может служить в качестве приемлемого источника пищи для животных. Существует также потребность в создании такого продукта, который устойчив к черствению, так что мягкость продукта не столь быстро утрачивается со временем.
Из предшествующего уровня техники известны попытки решения проблемы создания сухого животного корма с высокой объемной плотностью, а также попытки создания мягких кормов для домашних животных, которые в определенной степени устойчивы к черствению.
В патенте США №4540585 (заявитель - Priegnitz) сообщается о полувлажном корме для домашних животных, содержащем α-амилазу. Согласно изобретению готовый продукт имеет влагосодержание примерно 50%. Кроме того, Priegnitz сообщает, что активность α-амилазы проявляется только при уровне влажности продукта выше примерно 15%. Готовый продукт по Priegnitz имеет объемную плотность 31-32 фунта/куб. фут (38,6-40 фунтов/бушель). Priegnitz раскрывает также применение α-амилазы для улучшения мягкости полувлажных кормов для домашних животных. По утверждению заявителя добавление α-амилазы в сухой животный корм с целью улучшения его мягкости неизвестно.
В патенте США №4393085 (заявители - Spradlin et al.) сообщается о ферментативном расщеплении корма для собак. Spradlin et al. заявляют способ, предназначенный для использования в случае продуктов, имеющих влагосодержание выше 15%. Spradlin et al. заявляют также двухферментную систему, например амилаза+протеаза, для обработки корма для собак с последующей тепловой инактивацией ферментов в процессе производства продукта. Очевидно, что способ, использующий два фермента, является более дорогостоящим, чем способ, использующий один фермент. Хорошо известно, что протеаза более дорогостоящий фермент, чем α-амилаза. В отрасли по производству кормов стоимость является важным фактором.
В патенте США №4810506 (заявители - Lewis et al.) описан способ обработки зерновых продуктов, предусматривающий обработку пропаренных зерновых продуктов раствором фермента. Lewis et al. раскрывают применение α-амилазы в качестве фермента, которым обрабатывается зерно. По сообщению Lewis et al. обработка ферментом снижает плотность зернового продукта, что приводит к получению продукта с низкой массой.
В патенте США №3617300 (заявители - Borochoff et al.) описан способ осахаривания крахмала in situ. Способ использует α-амилазу и амилоглюкозидазу для осахаривания (модификации) крахмала до декстрозы внутри крахмальной системы. Borochoff et al. сообщают, что продукт должен иметь минимальный уровень влажности - примерно 25%, чтобы могла произойти ферментативная реакция. Borochoff et al. сообщают также, что температура должна оставаться на уровне примерно ниже 90°С (194°F), с тем, чтобы могла произойти ферментативная реакция, и что повышенная температура может привести к тепловой инактивации фермента. К тому же способ, предусматривающий применение двух ферментов, является более дорогостоящим, чем способ с применением одного фермента. Известно, что стоимость амилоглюкозидазы выше, чем α-амилазы.
Краткое описание изобретения
Сухие корма для домашних животных традиционно производятся в форме частиц или крупных гранул с применением процесса экструзии. Содержание влаги в готовом продукте обычно составляет менее 15% в случае сухих кормов для домашних животных. Указанные сухие корма для домашних животных в большинстве случаев содержат от 15 до 40% крахмала вследствие использования в рецептурах различных зерновых культур, таких как кукуруза. Настоящее изобретение обеспечивает сухой корм с повышенной объемной плотностью для домашних животных и способ его производства. Повышенная объемная плотность продукта согласно изобретению достигается частично за счет добавления термостабильной амилазы к ингредиентам продукта при его производстве. α-Амилаза, используемая в настоящем изобретении, в большинстве случаев имеет остаточную активность от 0,1 до 57 NU/грамм готового продукта; в то же время корм для домашних животных содержит примерно от 8 до 11% влаги. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает сухой корм для домашних животных, имеющий объемную плотность более 25 фунтов/куб. фут, обычно - примерно от 25 до 31 фунта/куб. фут (от 31 до 38,5 фунтов/бушель).
Настоящее изобретение обеспечивает также способ производства указанного выше сухого корма для домашних животных. Было установлено, что способ согласно настоящему изобретению обеспечивает более высокую эффективность производства, в частности, за счет экономии энергии, требуемой для получения экструдированной формы сухого корма для домашних животных. Как следствие повышенной эффективности процесса экструзии, настоящее изобретение приводит также к экономии стоимостных затрат на производственный процесс.
На чертеже схематически показаны устройство для предварительного кондиционирования и экструдер, используемые для производства сухого корма для домашних животных согласно настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
Корм с повышенной плотностью для домашних животных, обладающий сохраняющейся или улучшенной мягкостью, получают путем добавления эффективного количества α-амилазы к корму для домашних животных, α-амилаза является хорошо известным ферментом. Она имеет номер IUBMB 3.2.1.1. Фермент катализирует эндогидролиз 1,4-α-D-глюкозидных связей в полисахаридах, содержащих более трех 1,4-α-связанных единиц D-глюкозы. α-Амилаза может быть грибного, зернового или бактериального происхождения. Грибная α-амилаза является чувствительной к температуре, инактивируется в большинстве случаев примерно при 60-65°С (140-149°F). Некоторые бактериальные амилазы обладают повышенной тепловой стабильностью и могут выдерживать температуры до 110°С (230°F). Добавление амилазы к крахмалам расщепляет крахмалы на растворимые декстрины и олигосахариды. Добавление амилазы в рецептуру сухого корма для домашних животных вызывает распад некоторой части крахмалов в смеси до сахаров, которые не увеличиваются в объеме после экструзии. Благодаря этому можно получить крупные гранулы с повышенной объемной плотностью. Применение термостабильной амилазы позволяет обеспечить остаточную ферментную активность в готовом продукте, тем самым улучшить мягкость продукта и увеличить его стойкость в хранении.
Способ настоящего изобретения предусматривает приготовление сухой смеси, содержащей, по меньшей мере, один крахмальный ингредиент, добавление воды и/или пара для получения влажной смеси, добавление эффективного количества термостабильной α-амилазы к влажной смеси, выдержку влажной смеси для осуществления реакции α-амилазы с влажной смесью в течение периода времени, достаточного для получения конечного продукта, имеющего объемную плотность от 24,9 до 30,9 фунтов/куб. фут (от 31 до 38,5 фунтов/бушель), тепловую обработку влажной смеси, достаточную для инактивирования некоторой части, но не всей α-амилазы во влажной смеси, и сушку продукта до влагосодержания от 8 до 11%. Количество α-амилазы, пригодной для применения в настоящем изобретении, может варьировать в зависимости от определенных ингредиентов, используемых для производства конкретного вида корма для домашних животных, или определенного способа, используемого для производства корма для домашних животных. В большинстве случаев добавляется примерно от 60 до 600 KNU (от 1140 до 11400 SKB-единиц) фермента на каждый килограмм сухой смеси. Указанное выше количество фермента приводится как в KNU (мера, в которой фирма-производитель указывает активность α-амилазы, используемой в настоящих примерах), так и в SKB-единицах, которые являются устаревшей мерой активности амилазы, известной из предшествующего уровня техники и приведенной в Sanstedt et al., Cereal Chemistry, vol.16, page 712 (1939). Факторы, которые влияют на количество фермента, используемого при практическом осуществлении настоящего изобретения, могут включать влагосодержание продукта, активность фермента, уровень кальция, уровень хлорида, рН продукта, температуру продукта, количество крахмала в продукте и время, необходимое для проведения ферментативной реакции при заданных различных параметрах способа. Каждый из этих параметров может влиять на скорость реакции и степень ферментативной активности. Большинство кормов для домашних животных содержат достаточно кальция и хлорида для активирования фермента. Если же в корме для домашних животных эти ионы присутствуют в недостаточном количестве, то их можно добавить в форме пригодных для данной цели пищевых солей.
Точные условия реакции и параметры способа производства корма для домашних животных в соответствии с настоящим изобретением могут варьировать в зависимости от вида производимого корма для домашних животных и применяемой специфической α-амилазы. Поскольку температуры производственного процесса могут варьировать в зависимости от вида производимого корма для домашних животных, то следует выбирать такую α-амилазу, которая будет стабильна при используемых параметрах процесса.
Как и температура, рН продукта также может варьировать в зависимости от конкретного вида производимого корма для домашних животных. Необходимо выбирать такую α-амилазу, которая активна при рН, достигаемых в ходе процесса.
Важно заметить, что крахмал в корме для домашних животных должен быть подвергнут клейстеризации перед обработкой его α-амилазой, способной воздействовать на него. Следовательно, корм для домашних животных должен быть подвергнут воздействию температуры в течение периода времени, достаточного для клейстеризации крахмала. Однако температура и время не должны быть настолько высокими, чтобы вызвать инактивирование α-амилазы. И, наконец, предпочтительнее использовать термостабильную α-амилазу по сравнению с α-амилазой, которая не способна выдерживать высокие температуры.
Предпочтительной α-амилазой для целей настоящего изобретения является бактериальная α-амилаза, (1,4-α-D-глюкано-гидролаза), продуцируемая Bacillus stearothermophilus, которую можно получить от Novozymes of Franklinton, North Carolina, под торговым названием Termamyl® 120L, тип S. Эта специфическая α-амилаза активна при температуре до 105-110°С. Настоящее изобретение, использующее один фермент, является менее дорогостоящим, чем некоторые способы предшествующего уровня техники. Корм с повышенной объемной плотностью для домашних животных требует меньше затрат на упаковку и хранение, чем аналогичный продукт с пониженной плотностью. Плотный сухой корм для домашних животных, который одновременно является мягким (мягкость менее 14 футо-фунтов по шкале Instron), может лучше восприниматься животными. Другая α-амилаза, которая пригодна для применения в настоящем изобретении, продуцируется Bacillus licheniformis и также может быть получена от Novozymes of Franklinton, North Carolina, под торговым названием Termamyl® 120L, тип L.
На чертеже схематически представлен способ производства сухого корма для домашних животных согласно настоящему изобретению. Сухие ингредиенты 10, включающие, по меньшей мере, один крахмальный ингредиент и в большинстве случаев состоящие из мучнистых ингредиентов, белковых ингредиентов, сухих витаминов, минеральных веществ и т.п., поступают из бункера 12 или другого, пригодного для данной цели устройства и смешиваются друг с другом в пригодном для данной цели смешивающем устройстве 14. Пригодными для данной цели мучнистыми ингредиентами являются пшеница, кукуруза, ячмень, овес и т.п., обычно в виде муки. Также пригодными для данной цели являются дробленая кукуруза, пшеничная мука из цельного зерна, пивоваренный рис или другие зерна и злаки. Сухие белковые ингредиенты в большинстве случаев получают из мясного сырья или растительных источников. Пригодные для данной цели белковые ингредиенты включают богатую клейковиной кукурузную муку, муку из отходов от переработки птицы, соевую муку, рыбную муку, животный гидролизат и кальций-холинхлорид. Сухие витаминные ингредиенты могут включать витамины Е, А, В-12, D-3, рибофлавин, ниацин, пантотенат кальция, биотин, тиамин-мононитрат, фолат, пиридоксин-гидрохлорид, комплекс менадион-бисульфат натрия (источник витамина К) и др. Минеральные вещества могут включать хлорид калия, карбонат кальция, хлорид кальция, дикальций-фосфат, хлорид натрия, сульфат цинка, сульфат железа, сульфат марганца, сульфат меди, йодистый кальций и селенит натрия наряду с другими. Само собой разумеется, что перечисленные выше сухие ингредиенты не исчерпывают полный перечень. Можно использовать любую пригодную для данной цели комбинацию сухих ингредиентов, и состав таких сухих ингредиентов может варьировать в зависимости от вида животного, для которого производится данный корм.
Перед или после введения сухих ингредиентов 10 в устройство для предварительного кондиционирования 16 из емкости с ферментом 18 подается термостабильная α-амилаза и контактирует с сухими ингредиентами 10. Фермент предпочтительно добавляется со скоростью от 0,05 до 0,5 мас.% в пересчете на сухую смесь в час; добавление фермента контролируется клапаном 38, который обеспечивает поток раствора фермента по трубопроводу 40. Может использоваться любая термостабильная α-амилаза, способная выдерживать температуру настоящего способа, но более предпочтительной является α-амилаза, реализуемая под торговой маркой Termamyl® 120L от фирмы Novozymes, Inc., Дания, указанная выше. Эта α-амилаза стабильна при рабочих температурах от 105 до 110°С и показывает активность (в том виде, в каком реализуется) 120 KNU/г (2,28·103 SKB-единиц/г). Фермент реализуется в виде водного раствора и контактирует в жидком виде с сухими ингредиентами настоящего изобретения. Фермент предпочтительно добавляется в концентрации примерно от 60 KNU/кг сухой смеси до 600 KNU/кг сухой смеси (от 1140 SKB-единиц/кг сухой смеси до 11400 SKB-единиц/кг сухой смеси).
В устройство для предварительного кондиционирования 16 добавляется вода 20 и/или пар 22 с целью получения полувлажной смеси 26. Добавление воды 20 и/или пара 22 контролируется клапанами 42 и 44, соответственно, которые обеспечивают поток воды 20 и пара 22 по трубопроводам 46 и 48, соответственно. Влажная смесь 26 предпочтительно имеет влагосодержание от 22 до 29% по показателям влагомера 24 внутри устройства для предварительного кондиционирования 16. Влажная смесь 26 выдерживается в устройстве для предварительного кондиционирования 16 в течение примерно 5 секунд, но не дольше 20 секунд, что достаточно для увлажнения смеси и проведения тепловой обработки смеси, температура которой достигает примерно 93,3°С (200°F) на выходе из устройства для предварительного кондиционирования 16.
Затем влажная смесь 26 поступает в экструдер 28, в котором она подвергается варке в течение достаточного периода времени при температуре, достаточной для варки пищевого продукта, с потерей, по меньшей мере, некоторой части активной α-амилазы. Минимальное время пребывания в экструдере 28 составляет примерно от 30 до 60 секунд, предпочтительно - не более 300 секунд. Температура внутри экструдера 28 в большинстве случаев составляет от 93,3 до 110°С. Экструдат на выходе из матричной головки 30 нарезается на частицы 34, называемые "крупными гранулами", с помощью вращающегося ножа 32. После экструзии крупных гранул крахмальный компонент показывает тенденцию к увеличению в объеме, снижая тем самым объемную плотность готового продукта. α-Амилаза, используемая в настоящем изобретении, превращает некоторую часть крахмала, но не весь крахмал, в простые сахара. Вследствие этого в готовом продукте меньше крахмала увеличивается в меньшей степени в объеме после экструзии.
Частицы 34 подаются в сушильную установку (не показана), в которой они высушиваются до конечного влагосодержания примерно от 8 до 11%. Температура сушки предпочтительно составляет от 71 до 148°С (160-300°F). Время пребывания в сушильной установке обычно составляет примерно от 20 до 30 минут, предпочтительно - не более 180 минут. К концу стадии сушки, когда продукт готов к упаковке, по меньшей мере, некоторая часть фермента α-амилазы остается активной, и продукт имеет объемную плотность от 24,9 до 30,9 фунтов/куб. фут (от 31 до 38,5 фунтов/бушель). Влагосодержание готового продукта составляет примерно от 8 до 11%, предпочтительно - 7,5 мас.%.
Каждое из вышеуказанных устройств, таких как смешивающее устройство 14, устройство для предварительного кондиционирования 16 и экструдер 28, приводится в действие от электродвигателя; их работа контролируется системами управления, которые хорошо известны в технике. Смешивающее устройство 14 приводится в работу от электродвигателя 50 и под контролем механизма управления 52. Устройство для предварительного кондиционирования 16 приводится в работу от электродвигателя 54 и под контролем механизма управления 56, а экструдер приводится в действие от электродвигателя 60 и под контролем механизма управления 58. Контроль работы экструдера 28 осуществляется также с помощью коробки передач 62.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Примеры
Настоящие примеры приводятся в целях иллюстрации и пояснения настоящего изобретения. Примеры ни в коей мере не ограничивают масштабы настоящего изобретения.
В примерах 1 и 2 описан способ приготовления аналогичных сухих кормов для кошек с той лишь разницей, что пример 1 описывает корм для кошек, приготовленный согласно предшествующему уровню техники, т.е. без добавления α-амилазы, как это предусмотрено в настоящем изобретении, а пример 2 описывает корм для кошек, приготовленный согласно настоящему изобретению.
Пример 1. Корм для кошек, приготовленный способом согласно предшествующему уровню техники (сравнительный пример)
Сухой корм для кошек согласно предшествующему уровню техники готовили по следующей рецептуре:
Сухие мучнистые компоненты, сухие белковые компоненты, сухие витамины, минеральные вещества и незаменимые жирные кислоты подавали в 16-дюймовое устройство для предварительного кондиционирования со скоростью примерно 4000 фунтов/час. Указанная скорость потока в контексте описания обозначается также как "скорость подачи сухой смеси".
Устройство для предварительного кондиционирования, используемое в настоящем примере, представляло собой смеситель-увлажнитель диаметром 16 дюймов или устройство для предварительного кондиционирования длиной примерно 9 футов. Воду и/или пар добавляли в устройство для предварительного кондиционирования с целью повышения влагосодержания смеси примерно до 28 мас.% в пересчете на общую массу других компонентов (иногда обозначается как "содержание конденсированной влаги в смеси"). Температура смеси в устройстве для предварительного кондиционирования была примерно 93°С (200°F). Время выдержки смеси в устройстве для предварительного кондиционирования составило около 5 секунд.
Затем предварительно кондиционированную смесь подавали в экструдер, имеющий диаметр примерно 7 дюймов и длину примерно 10 футов и работающий от электродвигателя мощностью более 200 лошадиных сил. Приводной двигатель экструдера работает от сети трехфазного переменного тока, 483 вольт, около 130 ампер. Производительность экструдера составляла примерно 5000 фунтов/час (иногда обозначается как "скорость пропускания влажной смеси"). Время пребывания смеси в экструдере составило примерно от 30 до 60 секунд. Температура в экструдере и температура экструдата была примерно 95,5°С (204°F). Температура воды в охлаждающей рубашке была примерно 53,8°С (129°F). После пропускания через матричную головку экструдат нарезали на частицы (иногда называемые "крупными гранулами") с помощью распиливающего/режущего ножа.
Полученные частицы подавали затем в сушильную установку, имеющую температуру от 71 до 148°С (от 160 до 300°F). Время пребывания частиц в сушильной установке составило около 30 минут. На следующей стадии на сухой корм для кошек наносили покрытие из топленого говяжьего жира и кислотных ароматизаторов. Готовый продукт имел влагосодержание примерно 7,5 мас.%. Затраты энергии на дробление крупных гранул корма предшествующего уровня техники составили в среднем 12,34 футо-фунтов. Срок хранения сухого корма для кошек, полученного в настоящем примере, составил около 18 месяцев. Содержание калорий (энергия метаболизма) в сухом корме для кошек, полученном в настоящем примере, составило примерно 1648 ккал/фунт.
Химический состав сухого готового корма для кошек был примерно следующим:
Указанный сухой готовый корм для кошек имел плотность примерно 23,3 фунта/куб. фут (29 фунтов/бушель).
Пример 2. Сухой корм для кошек, приготовленный согласно способу настоящего изобретения
Сухой корм для кошек согласно настоящему изобретению готовили по следующей рецептуре:
Сухие мучнистые компоненты, сухие белковые компоненты, сухие витамины, минеральные вещества и незаменимые жирные кислоты подавали в 16-дюймовое устройство для предварительного кондиционирования при скорости подачи сухой смеси примерно 4000 фунтов/час. Внутри устройства для предварительного кондиционирования водный раствор, содержащий α-амилазу, контактировал с сухими ингредиентами. Используемая α-амилаза представляла собой Termamyl® 120 L, тип S, полученный от фирмы Novozymes, Franklinton, NC. Фермент реализуется в торговой сети с активностью 120 KNU/г (2,28·103 SKB-единиц/г), однако в примере фермент был предварительно разбавлен в соотношении 1:10 перед контактированием ферментного раствора с сухими ингредиентами. Скорость подачи раствора фермента составила 0,5 мас.% в пересчете на сухие ингредиенты в час.
Устройство для предварительного кондиционирования, используемое в настоящем примере, представляло собой смеситель-увлажнитель диаметром 16 дюймов или устройство для предварительного кондиционирования длиной примерно 9 футов. В устройство для предварительного кондиционирования добавляли воду и/или пар для повышения содержания конденсированной влаги в смеси примерно до 28 мас.% в пересчете на другие компоненты. Температура смеси в устройстве для предварительного кондиционирования была примерно 93°С (200°F). Время выдержки смеси в устройстве для предварительного кондиционирования составило около 5 секунд. Затем предварительно кондиционированную смесь подавали в экструдер диаметром около 7 дюймов и длиной около 10 футов с электродвигателем мощностью более 200 лошадиных сил. Приводной электродвигатель экструдера работает от сети трехфазного переменного тока, 483 вольт и около 116 ампер. Производительность (или скорость обработки влажной смеси) экструдера составила примерно 5000 фунтов/час. Время пребывания смеси в экструдере составило около 45 секунд. Температура в экструдере и температура экструдата была примерно 110°С (230°F). Температура охлаждающей воды в рубашке была примерно 60°С (140°F). После пропускания через матричную головку экструдат нарезали на частицы (иногда называемые крупными гранулами) с помощью распиливающего/режущего ножа.
Полученные частицы подавали затем в сушильную установку, имеющую температуру 148°С (300°F). Время пребывания частиц в сушильной установке составило около 30 минут.
На следующей стадии на сухой корм для кошек наносили покрытие из топленого говяжьего жира и кислотных ароматизаторов. Готовый продукт имел влагосодержание примерно 7,5 мас.%. Затраты энергии на разрушение крупных гранул указанного корма для кошек, приготовленного в соответствии с настоящим изобретением, составили в среднем 10,27 футо-фунтов. Срок хранения сухого корма для кошек, полученного согласно настоящему примеру, составил около 18 месяцев. Содержание калорий (энергия метаболизма) в сухом корме для кошек, полученном в настоящем примере, составило примерно 1760 ккал/фунт.
Химический состав указанного сухого корма для кошек был примерно следующим:
Объемная плотность указанного сухого корма для кошек составила примерно 26,5 фунтов/куб. фут (33 фунта/бушель).
Стоимость используемой в настоящем изобретении α-амилазы составляет примерно 1,50-10,00 долларов из расчета на 1 тонну готового корма для домашних животных. Это более экономично по сравнению с некоторыми способами предшествующего уровня техники. α-Амилаза только частично инактивируется при рабочих температурах способа и сохраняет активность в готовом продукте порядка 0,1-57 Novo-единиц/грамм.
Готовили также продукты с двумя другими концентрациями фермента. Способ их приготовления характеризовался следующими параметрами:
где концентрация фермента приводится в % в пересчете на сухие ингредиенты в час; DMR - скорость подачи сухой смеси, фунтов/час; СММ - содержание конденсированной влаги в смеси, мас.% от массы продукта; AMPS - сила тока в амперах, потребляемая экструдером; BD - объемная плотность готового корма, фунтов/куб. фут. Повышение концентрации фермента коррелирует с увеличением объемной плотности готового продукта.
Пример 3. Сухой корм для собак, приготовленный в соответствии с настоящим изобретением
Сухой корм для собак согласно настоящему изобретению готовили по следующей рецептуре:
Сухие мучнистые компоненты, сухие белковые компоненты, сухие витамины, минеральные вещества и незаменимые жирные кислоты подавали в 16-дюймовое устройство для предварительного кондиционирования при скорости подачи сухой смеси примерно 4506 фунтов/час. Внутри устройства для предварительного кондиционирования водный раствор, содержащий α-амилазу, контактировал с сухими ингредиентами. Используемая α-амилаза представляла собой Termamyl® 120L, тип S, полученный от фирмы Novozymes, Franklinton, NC. Фермент реализуется в торговой сети с активностью 120 KNU/г (2,28·106 SKB-единиц/г), однако в настоящем примере раствор фермента предварительно разбавляли в соотношении 1:10 перед его контактированием с сухими ингредиентами. Концентрация ферментного раствора составляла 0,05 мас.% в пересчете на сухие ингредиенты. Устройство для предварительного кондиционирования, используемое в настоящем примере, представляло собой смеситель-увлажнитель диаметром 16 дюймов или устройство для предварительного кондиционирования длиной около 9 футов. В указанное устройство для предварительного кондиционирования добавляли воду и/или пар до доведения содержания конденсированной влаги в смеси примерно до 28,4 мас.% в пересчете на другие компоненты. Температура смеси в устройстве для предварительного кондиционирования была примерно 93°С (200°F). Время пребывания смеси в устройстве для предварительного кондиционирования составило около 5 секунд.
Предварительно кондиционированную смесь подавали в экструдер, имеющий диаметр около 7 дюймов и длину примерно 10 футов, с электродвигателем мощностью более 200 лошадиных сил. Приводной двигатель экструдера работает от сети трехфазного переменного тока, 483 вольт, примерно 99 ампер. Скорость пропускания влажной смеси через экструдер составила около 5600 фунтов/час. Время пребывания смеси в экструдере составило около 30 секунд. Температура в экструдере и температура экструдата была примерно 100°С (212°F). Температура воды в охлаждающей рубашке составляла примерно 55,5°С (132°F). После пропускания через матричную головку экструдат нарезали на частицы (иногда называемые крупными гранулами) с помощью распиливающего/режущего ножа. Полученные частицы подавали в сушильную установку, имеющую температуру 148°С (300°F). Время пребывания частиц в сушильной установке составило около 30 минут.
Затем на сухой корм для собак наносили покрытие из топленого говяжьего жира и кислотных ароматизаторов. Готовый продукт имел влагосодержание примерно 9,7 мас.%. Затраты энергии на разрушение крупных гранул составили в среднем 17,34 футо-фунтов по шкале Instron. Срок хранения сухого корма для собак, приготовленного в настоящем примере, составил около 18 месяцев. Содержание калорий (энергия метаболизма) в сухом корме для собак, приготовленном в настоящем примере, составило примерно 1679 ккал/фунт.
Химический состав указанного сухого корма для собак был примерно следующим:
Объемная плотность указанного сухого корма для собак составила примерно 28,1 фунтов/куб. фут (35 фунтов/бушель).
Готовили также продукты с двумя другими концентрациями фермента. Эти два процесса характеризовались следующими параметрами:
где концентрация фермента приводится в % в пересчете на сухие ингредиенты в час; DMR - скорость подачи сухой смеси, фунтов/час; СММ - содержание конденсированной влаги в смеси, мас.% в пересчете на продукт; AMPS - сила тока в амперах, потребляемая экструдером; BD - объемная плотность готового корма, фунтов/куб. фут. Повышение концентрации фермента коррелирует с увеличением объемной плотности готового продукта.
В зависимости от концентрации стоимость используемой в настоящем изобретенииα-амилазы составляет примерно 1,50-10,00 долларов из расчета на 1 тонну готового корма для домашних животных. Предполагается, что это более экономично по сравнению с некоторыми способами предшествующего уровня техники. Альфа-амилаза только частично инактивируется при рабочих температурах способа и сохраняет активность в готовом продукте порядка 0,1-57 Novo-единиц/грамм.
Таким образом, показаны и описаны различные варианты сухого корма для домашних животных, приготовленного согласно способу настоящего изобретения. Однако квалифицированные специалисты в данной области могут вносить по своему усмотрению различные изменения, модификации и варьировать с составом корма. Все такие изменения, модификации и варианты состава корма должны делаться в духе и масштабах настоящего изобретения и не выходить за рамки приведенной ниже формулы изобретения.
Изобретение относится к сухому корму для домашних животных, имеющему повышенную плотность и содержащему активную термостабильную амилазу, и к способу производства сухого корма для домашних животных. Сухой корм для домашних животных содержит термостабильную α-амилазу, имеющую активность от 60 до 600 KNU единиц (от 1140 до 11400 SKB-единиц) фермента на каждый килограмм сухой смеси для домашних животных и имеет объемную плотность от 25 до 31 фунта/куб. фут. Способ производства сухого корма для домашних животных предусматривает смешивание сухих ингредиентов, включающих крахмальный ингредиент, добавление воды и термостабильной α-амилазы, тепловую обработку влажной смеси в экструдере, сушку полученного продукта до содержания влаги в нем от 8 до 11 мас.% и объемной плотности от 25 до 31 фунта/куб. фут. Изобретение позволяет получить сухой корм для домашних животных, имеющий повышенную объемную плотность при сохранении требуемой степени мягкости, позволяет обеспечить более высокую эффективность и экономичность производства. 6 н.п. ф-лы, 1 ил.
а) примерно от 21 до 35 мас.% общего белка;
б) примерно от 10 до 14 мас.% общего жира;
в) примерно от 8 до 11 мас.% воды и
г) термостабильную α-амилазу, имеющую активность от 60 до 600 KNU единиц (от 1140 до 11400 SKB-единиц) фермента на каждый килограмм сухой смеси, при этом указанный корм для домашних животных имеет объемную плотность примерно от 25 до 31 фунта/куб. фут и мягкость менее 14 футо-фунтов по шкале Instron.
| US 3950543 А, 13.04.1976 | |||
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА | 1998 |
|
RU2134767C1 |
| US 4393085 А, 12.07.1983 | |||
| US 4810506 А, 07.03.1989 | |||
| US 4540585 А, 10.09.1985. | |||
