CN1315398C - 压力成形宠物食品及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种宠物食品以及制造该宠物食品的方法。该方法包括挤出一原粉料配方物，碾碎该挤出粉料，并使该碾碎粉料压力成形为粘合的固体形式。
Description
技术领域
本发明一般涉及用于制造宠物食品的方法，较具体地，涉及用于制造高蛋白高脂肪含量的干宠物食品的方法。
背景技术
宠物食品一般配制成使动物的营养全面和平衡。通常，根据一所需的配方将食品配料中相对比例的碳水化合物(例如淀粉)、蛋白质和脂肪拌和在一起，并将该拌和物弄湿以及挤出成一希望的形状和尺寸。在挤出过程中，该拌和物经受高温、压力和产生一连续的塑性聚合物熔体的切力，该熔体在向下行进到一挤出机筒体中时与颗粒物质粘合在一起。当熔体从一挤出机模头中挤出时，该熔体突然暴露在大气压下，并且形成在其中的气体被释放出，从而可能形成一多孔的膨胀结构。该膨胀原料被切成小片并被干燥至一最终含水量。在切出的小片上涂敷脂肪和美味增强剂以完成宠物食品产品。
在挤出过程中，一给定的宠物食品配方物中的碳水化合物和蛋白质的相对比例决定了制造该食品时连续熔体的特性和其中原料的粘合度，从而决定了制造过程中挤出物的强度和硬度。脂肪和油润滑压缩的聚合混合物并改变了最终产品的特性和挤出产品的营养价值。对一宠物食品配方物中的碳水化合物和蛋白质的某些比例来说，已经证实传统的挤出过程对于制造干宠物食品来说是令人满意的。
然而，近来宠物营养的提高已使得人们希望用于特殊需要的食物和幼小宠物的初期食物都能采用蛋白质和脂肪含量增加的宠物食品。然而，从制造的角度来看，高蛋白高脂肪的宠物食品很成问题。就已知的挤出过程而言，高蛋白和高脂肪的配方以及从而引起的较低碳水化合物含量对挤出物有不利影响，使得该挤出物从挤出机中挤出时不能保持在一起。该宠物食品产品的固体形式较难(保持)，并且产出一易碎的挤出产品，其在后续的产品加工和处理过程中产生过度破裂。
发明内容
一方面，提供一种用于制造宠物食品的方法。该方法包括挤出一原(粗粒)粉料配方物，碾碎该挤出粉料，并使该碾碎粉料压力成形为粘合的固体形式。
另一方面，提供一种用于制造其碳水化合物含量等于或小于约20％重量百分比的干宠物食品的方法。该方法包括分批处理其碳水化合物含量等于或小于约20％重量百分比的一粉料的配料、将该分批处理的粉料挤出成一挤出粉料、碾碎该挤出粉料并使该碾碎粉料压力成形为粘合的固体形式。
再一方面，提供一种用于形成其蛋白质含量为至少约50％重量百分比并且其总脂肪含量小于约27％重量百分比的宠物食品的方法。该方法包括挤出一原粉料以产生一挤出物、碾碎该挤出粉料、在碾碎粉料中添加粘合剂并使该碾碎粉料压力成形为粘合的固体形式。
还一方面，提供一种宠物食品。该宠物食品的蛋白质含量为至少约50％重量百分比并且其总脂肪含量为至少约16％重量百分比。该宠物食品的制造过程为：挤出一原粉料配方物，在挤出粉料后碾碎该粉料，并使该碾碎粉料压力成形为粘合的固体形式。
附图说明
图1为一用于制造宠物食品的挤出设备的示意图；
图2为一用于制造宠物食品的***的示意图；
图3是一用于制造根据本发明一示例性实施例的宠物食品的方法的流程图。
具体实施方式
图1是一用于制造干宠物食品的挤出设备10的示意图。该挤出设备10包括一具有一 生筒体14的挤出机12，该筒体带有一接纳来自一预处理器18的粉料的入口16。该挤出机12具有一出口，该出口如现有技术中已知的那样具有一结合到该出口上的模头部分。在一实施例中，设置有一装料斗以便在(宠物食品)进入预处理器18之前供应预混和的宠物食品配料。挤出机筒体14包括多个筒体部分20、22、24、26和28，但是应该理解的是，也可以采用更多或更少个筒体部分。一细长孔延伸穿过筒体部分20、22、24、26、28，一个或多个旋转的原料推进螺杆(图1中未示出)容纳在该孔中并终止于所述挤出机模头部分。
在使用中，通常将宠物食品配方物混合、弄湿并装入与预处理器18流动连通的装料斗中。将食品配方物的混合物通过入口16从预处理器18送入挤出机筒体14，所述螺杆将筒体14中的原料推向模头部分。挤出设备10的温度、在筒体14中流动的混合物和挤出设备10的部件之间的摩擦以及螺杆的动作在挤出设备10中产生压力。利用转动的螺杆在高温下对食品混合物进行机械加工直到该食品混合物基本上以流体方式流过筒体14。该食品混合物流到筒体14的一端部后，通过延伸穿过所述模头部分的一个或多个开口流出。当该流体混合物-有时称为“熔体”-流出挤出机模头部分时，该熔体突然暴露在大气压下，并且形成在熔体中的气体从该挤出产品中释放或溢出，使得该挤出物快速膨胀并形成为一多孔固态产品。在一可选实施例中，可使用一现有技术中已知的单螺杆挤出设备。
为使营养全面及平衡，通常用碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素以及矿物质来配制宠物食品。将用于提供该宠物食品的基本成分的各种配料混合、拌和、弄湿，并用挤出设备10对其进行处理以生产宠物食品。在一给定的宠物食品配方中的碳水化合物和蛋白质的相对比例决定了连续熔体的特性以及挤出设备10中原料的粘合(性)，从而决定了制造过程中的挤出物的强度和硬度。
通常用淀粉为宠物食品提供碳水化合物。例如，玉米和小麦，尤其是玉米粉和小麦粉就是充足的淀粉来源。可选地，碾碎的大麦、燕麦、高粱以及木薯可以和其它已知的碳水化合物来源一起为宠物食品提供淀粉。此外，可以组合供应这些(物质)和其它蛋白质来源以便为宠物食品提供碳水化合物。
通常用取自屠宰场的动物肉固体颗粒例如禽肉粉、肉粉以及鱼粉来为宠物食品配方物提供蛋白质。其它蛋白质来源包括干牛血粉、脱脂大豆粉以及其它已知的蛋白质来源。
可用液态可溶脂肪酸和游离脂肪酸、动物脂肪(牛脂、白脂膏、黄脂膏)、植物油(大豆油、棕榈油、棉花籽油、葵花籽油)以及其它已知的脂肪来源为宠物食品配方物提供脂肪。此外，其它宠物食品配方物成分例如蛋白质原料(例如肉粉)可以包含固有量的将配制一宠物食品的脂肪。脂肪和油润滑挤出设备10中的压缩聚合混合物并改变了最终产品的特性以及挤出产品的营养价值。
在在挤出设备10中进行处理之前或之后，还可以将已知的维生素、矿物质、防腐剂、粘合剂以及填料用于宠物食品配方混合物中。
如上面所提到的，近来宠物营养的提高已使得人们希望用于特殊需要的食物和幼小宠物的初期食物都能采用蛋白质和脂肪含量增加的宠物食品。然而，高蛋白(例如，大于约50％重量百分比)和高脂肪(例如，大于约27％重量百分比)的宠物食品的制造很成问题。高蛋白和高脂肪含量的宠物食品由于其蛋白质和脂肪含量增加而具有较低的碳水化合物含量(例如，小于20％重量百分比)。较低的碳水化合物含量对挤出物有不利影响，使得当该挤出物从挤出设备10中挤出并膨胀时不能保持在一起。在后续的产品加工和处理过程中，该宠物食品产品的固体形式被破坏，并且产生一过度破裂的易碎的挤出产品。例如，已经发现当将用于高蛋白高脂肪配方物的挤出物传送到一干燥机时该挤出物会碎裂，并且其通常不适于挤出后的处理例如涂敷美味剂。尽管存在这些问题，还是可以根据下述***和方法制造高蛋白高脂肪的宠物食品。
图2是一用于制造高蛋白高脂肪宠物食品的***50的示意图。该***50包括一用于分批处理宠物食品配料的拌和机52，挤出设备10(图1所示)，一干燥机54，一碾磨机56，一压力成形压力机58以及一涂敷滚筒60。
可用市面上已知并可得到的部件来组装***50。例如，拌和机52可为例如一可从市场购得的3000lb(磅)容量的Mark拌和机。干燥机54可为例如一Proctor Schwartz蒸汽直燃型干燥机。碾磨机56可为例如一可从市场购得的俄克拉荷马州彭加市Bliss Industries公司的碾磨机。压力成形压力机58可为例如一Colton 216压片机。涂敷滚筒60可为例如一在形成的宠物食品上施加美味增强剂的已知设备。挤出设备10可为例如上文结合图1所说明的设备。可以相信，能够根据下述方法制造宠物食品的上述及其它类似部件对于本领域技术人员来说是容易理解且显而易见的。
根据已知的过程控制***和技术运行并操作***50以便有效地生产稳定的固态高蛋白高脂肪宠物食品，该食品能经受整个生产操作以及后续的产品处理而不会产生过度破裂。此外，可以理解，***50可包括斜槽、传送器、装料斗、供料机构以及其它传送装置以便在制造操作中将宠物食品放到***50中的合适位置，并适当地承载***50的用于加工的部件。此外，正如本领域技术人员所知道的，***50中可包括喷雾器、湿润器等。
图3是一用于制造根据本发明的一示例性实施例的宠物食品的方法80的流程图。该方法80利用挤出技术以及一“块状混合物(cake-mix)”法以便成功地形成高蛋白高脂肪的宠物食品。通过挤出一高蛋白高脂肪配方物并将该易碎的挤出物碾碎成一块状混合物，可利用已知的压力成形技术使该块状混合物形成为一令人满意的宠物食品产品。这一常用方法用于生产蛋白质含量最高可达70％重量百分比、脂肪含量最高可达27％重量百分比以及碳水化合物(例如淀粉)含量最高可达100％重量百分比的宠物食品。较具体地，该方法可用于生产其蛋白质含量大于约50％重量百分比、总脂肪含量小于约27％重量百分比以及碳水化合物含量小于约20％重量百分比的干宠物食品。一示例性宠物食品产品包含约55-56％重量百分比的蛋白质含量、约18.5％重量百分比的总脂肪含量以及约17％的碳水化合物含量。方法80提供一种在传统的挤出宠物食品没有的结构。在一可选实施例中，宠物食品的蛋白质含量在约0％至约50％之间。较具体地，可利用下述方法制造其蛋白质含量在约25％至约30％之间的宠物食品。
参见图3，方法80一般包括对食品配料进行分批处理82，并用拌和机52(图2所示)将配料拌和84成为一粉料。一旦被拌和84后，该粉料便被弄湿86并且例如由一挤出设备10(图1所示)挤出88。从挤出机模头部分中产出一不稳定的、易碎的挤出物，并使该挤出物在干燥机54(图2所示)中干燥90。用碾磨机56(图2所示)碾磨92粉末、碎屑、碎片以及薄片形式的干燥挤出物，然后利用制成固态小片的压片机58(图2所示)使碾磨的挤出物压力成形94为一粘合的固体形式。然后利用一粗短的涂敷滚筒(图2所示)在该片上涂敷96脂肪和美味增强剂。
对粉料进行分批处理82包括将必需的配料例如上述配料中的一些聚集在一起以满足一特定的宠物食品配方，还包括类似于传统挤出过程那样将配料混合以形成宠物食品。在一示例中，用于形成一适于销售的高蛋白(例如，大于约54％)、高脂肪(例如，约18.5％)粉料的每单位重量配料包括：
| 配料 | 单位重量 |
| Supro 620 | 27.78 |
| 玉米蛋白粉(60％) | 13.33 |
| 禽肉粉 | 37.74 |
| 发酵米 | 8.94 |
| 食用牛脂 | 4.44 |
| 其它配料 | 7.77 |
其中，Supro 620为可从密苏里州圣路易斯的蛋白质技术国际公司(ProteinTechnologies International，Inc)获得的一可食用大豆蛋白，而“其它配料”包括粘合剂、维生素、矿物质以及防腐剂。正如本领域技术人员可知的，上述粉料配方物与已知的干的挤出宠物食品相比具有高蛋白高脂肪含量和较低的碳水化合物含量。
在一示例性实施例中，除了牛脂和一些可能的“其它”配料以外，对上述配料进行分批处理82，利用一分批处理量为3000lb的拌和机52(图2所示)将上述配料拌和84为一原粉料，并将其供应给挤出设备10(图1所示)。在一示例中，配料拌和物以2500lb/hr(磅/小时)的干原粉料速率被挤出88，以0.79gpm(加仑/分钟)的耗水率被弄湿，并以304lb/hr的汽耗率和230rpm(转/分钟)的螺旋转速被挤出。较普遍地，在不同的实施例中，可采用2500-3000lb/hr的挤出设备粉料速率、22-43％的挤出物含水量和66至300rpm的螺旋转速。将挤出物传送至干燥机54(图2所示)并使其干燥90。
在上述示例的后续步骤中，干燥的原粉料挤出物由碾磨机56(图2所示)碾碎92并通过一以60Hz工作的Bliss碾磨机#4筛网以获得具有美国农业工程师学会(American Society of Agricultural Engineers)所规定的约100至约200MOF(细度模数)的干碾磨粉。在一实施例中，该粉料被碾碎成具有约160至约180 MOF的粉末。向该碾碎粉料中添加93百分之一的胶原(蛋白)粘合剂，该粘合剂可采用例如加拿大多伦多Cra-VacIndustries公司的强化蛋白粉(Protein Plus)。再次拌和包含胶原(蛋白)粘合剂的粉料95并将其供应给压力成形压力机58(图2所示)。
在一示例中使碾碎粉料如下述而压力成形94。通过与压力成形机58作用相连的一供料器以每分钟365克粉料的速率将拌和的粉料送入该压力成形机58。通过一喷雾器以例如每分钟27-28克水的速率使该粉料略微水合。然后该粉料进入一压片机并在每平方英寸约6000磅的压力下以每分钟250至500片的速率压力成形94为固体小片。因而使固体小片压力成形94，并且在一实施例中每个小片约重一克。所述小片一旦成形，便被送入干燥机54(图2所示)并被干燥97成含水量约为8％的小片。
上述方法80得到在后续处理中不会破碎或裂开的稳定的小片。例如，可向小片喷射和/或涂敷96脂肪和美味增强剂-例如在四磅的分批处理量中占8％重量百分比的牛脂涂层-而小片不会碎裂。此外，一旦完成宠物食品，便可以将它们包装并装运而不会有过度的破裂。
可口性测试表明，在根据传统的挤出过程制成的类似挤出宠物食品和压力成形食品之间没有显著的口味差异。此外，如上所述，食品压力成形提供了一种在传统的挤出食品中没有的独特结构。
尽管根据不同的具体实施例对本发明进行了说明，但本领域技术人员将认识到，可以采用本发明权利要求的精神和范围内的变型实现本发明。
Claims (22)
1.一种用于制造宠物食品的方法，包括：
挤出其碳水化合物含量小于约20％重量百分比的一原粉料配方物；
碾碎该挤出粉料；并
使该碾碎粉料压力成形为粘合的固体形式。
2.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使该碾碎粉料压力成形为粘合的固体形式包括使该碾碎粉料压力成形为小片。
3.一种根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，挤出一粉料包括挤出其蛋白质含量小于约70％重量百分比的粉料。
4.一种根据权利要求3所述的方法，其特征在于，挤出一粉料包括挤出其蛋白质含量大于约50％重量百分比的粉料。
5.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，挤出一粉料包括挤出其脂肪含量小于约27％重量百分比的粉料。
6.一种根据权利要求5所述的方法，且特征在于，所述脂肪含量小于约12％重量百分比。
7.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括在固体形式的粉料上涂敷一美味增强剂。
8.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括向所述碾碎粉料中添加一粘合剂。
9.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括分批处理配料以形成原粉料配方物的准备步骤。
10.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，碾碎该挤出粉料包括将所述粉料碾碎至约100至约200的细度模数。
11.一种根据权利要求10所述的方法，其特征在于，碾碎所述挤出粉料包括将该粉料碾碎至约160至约180的细度模数。
12.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使所述碾碎粉料压力成形包括将该碾碎粉料压成片。
13.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括使所述压力成形粉料干燥至总含水量为约5％至约11％重量百分比。
14.一种根据权利要求13所述的方法，其特征在于，使所述压力成形粉料干燥至总含水量为约8％重量百分比。
15.一种根据权利要求1所述的方法，其特征在于，挤出一原粉料配方物包括挤出其蛋白质含量大于约54％重量百分比的一粉料。
16.一种挤出并压力成形的宠物食品，包括：
至少约50％重量百分比的蛋白质含量；
至少约16％重量百分比的总脂肪含量；以及
小于约20％重量百分比的碳水化合物含量。
17.一种根据权利要求16所述的宠物食品，其特征在于，所述蛋白质含量大于约54％重量百分比。
18.一种根据权利要求16或17所述的宠物食品，其特征在于，所述总脂肪含量为约18％至约25％重量百分比。
19.一种根据权利要求18所述的宠物食品，其特征在于，所述总脂肪含量为约18.5％重量百分比。
20.一种根据权利要求16所述的宠物食品，其特征在于，所述碳水化合物含量为约17％重量百分比。
21.一种根据权利要求16所述的宠物食品，其特征在于，还包括约占1％重量百分比的粘合剂。
22.一种其蛋白质含量为至少约50％重量百分比、总脂肪含量为至少约16％重量百分比的宠物食品，所述宠物食品通过以下方法形成：
挤出一原粉料配方物；
碾碎该挤出粉料；并
使该碾碎粉料压力成形为固体形式。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20070516 Termination date: 20190611 |