膨化擠壓機(jī)械的過程是按設(shè)計(jì)好的配方將各種粉料混合,然后經(jīng)過蒸汽調(diào)質(zhì),熟化后經(jīng)高溫高壓擠壓,然后在擠壓室出口的沖模處因溫度、壓力突然降低,產(chǎn)品顆粒急劇膨脹,并被切刀切成要求的三維形狀。
膨化過程按添加水分的多少不同可分為干法膨化和濕法膨化兩種;按工作原理的不同可分為擠壓膨化和氣體熱壓膨化。擠壓膨化是對物料進(jìn)行調(diào)質(zhì)、連續(xù)增壓擠出、驟然降壓、體積膨大的工藝操作。
目前市場上大多數(shù)銷售的寵物糧都是通過擠壓膨化生產(chǎn)制作,擠壓膨化制作過程能使食糧中淀粉達(dá)到一個適宜的高水平的糊化度,以增強(qiáng)寵物對淀粉的消化率(MercierandFeillit,1975)(NRC2006)。
膨化擠壓機(jī)械對幾種營養(yǎng)物質(zhì)消化率的影響
寵物食品的擠壓膨化過程對多種營養(yǎng)物質(zhì)的消化率都有明顯影響,特別是對淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素有重要影響。
淀粉
淀粉在調(diào)質(zhì)、擠壓過程中的高溫、高壓、及水分的綜合作用下發(fā)生糊化。具體過程為從蒸汽調(diào)質(zhì)開始粉料混合物中淀粉開始吸收水分溶解,并失去原有的晶體狀結(jié)構(gòu)。在擠壓過程中,隨著水分、溫度、壓力的進(jìn)一步增加,淀粉的溶脹作用也進(jìn)一步加劇,到一定程度時(shí)淀粉粒開始破裂,此時(shí)淀粉開始糊化。當(dāng)擠壓的物料被擠壓出沖模時(shí),因壓力突然降到大氣壓,淀粉粒急劇破裂,糊化度也相應(yīng)急劇提高。擠壓過程中的溫度、壓力大小直接影響著淀粉的糊化度。
蛋白質(zhì)
蒸汽調(diào)質(zhì)、擠壓膨化過程對蛋白質(zhì)的消化率也有顯著影響,總體趨勢是使蛋白質(zhì)向著有利于動物消化的方向轉(zhuǎn)變。在蒸氣調(diào)質(zhì)、機(jī)械壓力的作用下蛋白質(zhì)發(fā)生變性形成顆粒狀,水溶性降低。蛋白質(zhì)含量越高其水溶性降低越多。
淀粉的糊化對蛋白質(zhì)的水溶性也有明顯影響,糊化的淀粉在蛋白質(zhì)周圍形成一層包裹性的膜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致蛋白的水溶性下降。
蛋白質(zhì)經(jīng)膨化后其結(jié)構(gòu)也發(fā)生變化,其四級結(jié)構(gòu)降解為三級,甚至二級結(jié)構(gòu),使消化時(shí)蛋白質(zhì)的水解時(shí)間大大縮短。但是蛋白內(nèi)部的谷氨酸或天門冬氨酸會與賴氨酸發(fā)生反應(yīng),這種反應(yīng)則降低了賴氨酸的利用率。在較高的溫度下氨基酸的ε-氨基與糖類發(fā)生美拉德反應(yīng)也降低了蛋白質(zhì)的消化率。加熱時(shí)原料中的抗?fàn)I養(yǎng)因子,如抗胰蛋白酶也被破壞,這從另一個方面提高了動物對蛋白質(zhì)的消化率。
在整個生產(chǎn)過程中食品中的蛋白質(zhì)含量基本不變,氨基酸的效價(jià)變化也不明顯。