La mayoría de los dueños de mascotas alimentan a sus mascotas con alimento comercial. Este alimento ofrece las ventajas de una nutrición completa y rica, una alimentación cómoda, etc. Según los diferentes métodos de procesamiento y el contenido de agua, el alimento para mascotas se puede dividir en alimento seco, semihúmedo y enlatado; y según la textura, en alimento mixto, húmedo y seco. A veces es difícil cambiar los hábitos alimenticios de una mascota, incluso si el nuevo alimento que se le ofrece es nutricionalmente equilibrado y satisface sus necesidades.
El alimento seco para mascotas generalmente contiene entre un 10 % y un 12 % de agua. También incluye alimento en polvo grueso, alimento granulado, alimento molido grueso, alimento inflado extruido y alimento horneado, siendo el más común y popular el alimento inflado extruido. El alimento seco para mascotas se compone principalmente de granos, subproductos de granos, productos de soja, productos animales, subproductos animales (incluidos los lácteos), grasas, vitaminas y minerales. El alimento seco para gatos suele ser extruido. Los gatos no tienen morteros, por lo que los pellets de alimento para gatos deben tener una forma y un tamaño adecuados para cortarlos con los incisivos en lugar de triturarlos con las muelas, y el proceso de extrusión es ideal para cumplir con este requisito especial (Rokey y Huber, 1994) (Nrc 2006).
Comida seca inflada
01: El principio de expansión por extrusión
El proceso de soplado consiste en mezclar diversos polvos según la fórmula diseñada, someterlos a un acondicionamiento con vapor y, tras el envejecimiento, extruirlos a alta temperatura y presión. A continuación, la matriz a la salida de la cámara de extrusión sufre una caída repentina de temperatura y presión, lo que provoca una rápida expansión de las partículas del producto y su corte en la forma tridimensional requerida.
El proceso de soplado se puede dividir en soplado seco y soplado húmedo según la cantidad de agua añadida. Según su principio de funcionamiento, se puede dividir en soplado por extrusión y soplado por prensado en caliente con gas. La extrusión y el soplado consisten en acondicionamiento y templado de materiales, extrusión continua a presión, reducción repentina de presión y expansión de volumen.
Actualmente, la mayor parte del alimento para perros que se vende en el mercado se produce mediante extrusión e inflado. Este proceso permite que el almidón del alimento alcance un alto nivel de gelatinización, lo que mejora su digestibilidad en las mascotas (Mercier y Feillit, 1975) (Nrc 2006).
02: El proceso de extrusión y soplado
El método típico de un sistema de extrusión moderno consiste en pretratar diversos polvos añadiendo vapor y agua para templarlos, de modo que los materiales se ablanden, el almidón se gelatinice y la proteína se desnaturalice. En la producción de alimento para mascotas, a veces se añaden purines de carne, melaza y otras sustancias para mejorar la palatabilidad.
El acondicionador es el equipo de acondicionamiento más utilizado para la producción de piensos granulados. El acondicionamiento con vapor es el factor más importante en el proceso de peletización, y la cantidad de vapor añadido depende del contenido de agua ligada al pienso y del tipo de este. Durante el acondicionamiento, es necesario que el material y el vapor de agua permanezcan en el acondicionador durante un tiempo suficientemente largo para que el agua pueda penetrar completamente en el material. Si el tiempo es demasiado corto, el agua no puede penetrar en el material, permaneciendo únicamente en la superficie en forma de agua libre. Esto no favorece el funcionamiento de los procesos posteriores.
El acondicionamiento con vapor tiene una serie de ventajas:
①Reduce la fricción y prolonga la vida útil de la película de prensado. Durante el templado, el agua penetra en el material y se puede usar como lubricante para reducir la fricción entre el material y la película de prensado, reduciendo así la pérdida de la película de prensado y prolongando su vida útil.
② Mejorar la capacidad de producción. Si el contenido de humedad es demasiado bajo durante la extrusión, la viscosidad entre los distintos componentes del material será baja y la capacidad de conformado también lo será. Aumentar el contenido de humedad puede incrementar significativamente la capacidad de producción de pellets, y si el efecto es positivo, la capacidad de producción puede incrementarse en un 30%.
③ Reducción del consumo de energía. Cuando el contenido de humedad es bajo, el consumo de energía de la extrusión posterior y otros procesos aumenta, y el número de operaciones se puede reducir al producir la misma cantidad de alimentos después del acondicionamiento con vapor, lo que reduce el consumo de energía.
4. Mejora de la calidad de las partículas. Controlar la cantidad de vapor de agua añadido según las diferentes materias primas durante el templado puede mejorar la calidad de los gránulos.
⑤ Mejora la seguridad alimentaria. Durante el proceso de acondicionamiento con vapor, el vapor a alta temperatura añadido puede eliminar diversos microorganismos patógenos presentes en diversas materias primas y mejorar la seguridad alimentaria.
Los diversos polvos después del acondicionamiento se envían directamente a la cámara de extrusión de la extrusora, y se agregan vapor adicional, agua y, a veces, suspensión de polvo grueso de grano, suspensión de carne, etc. La cámara de extrusión es la parte central del sistema de extrusión, y la mayoría de las tareas de todo el sistema se completan en esta parte. Contiene tornillo, manguito y matriz, etc. Este componente determinará si la extrusora será de tornillo simple o doble, si tiene dos ejes paralelos será una extrusora de tornillo doble, si solo tiene uno, será una extrusora de tornillo simple. La función principal de esta parte es mezclar y cocinar los ingredientes, y se puede llenar con agua o gas según la situación real. La cámara de extrusión se divide en parte de alimentación, parte de mezcla y parte de cocción. La sección de mezcla es la entrada por donde el polvo templado ingresa a la cámara de extrusión, y la densidad de la materia prima es muy baja en este momento; Al aumentar la presión interna de la sección de mezcla, la densidad de la materia prima también aumenta gradualmente, y la temperatura y la presión en la sección de cocción aumentan drásticamente. La estructura de la materia prima comenzó a cambiar. La fricción entre el polvo y la pared del cilindro, el tornillo y el polvo se hace cada vez mayor, y diversos polvos se cocinan y maduran bajo los efectos combinados de la fricción, la fuerza de corte y el calor. La temperatura en la sala de extrusión puede gelatinizar la mayor parte del almidón e inactivar la mayoría de los microorganismos patógenos.
Algunos fabricantes de alimentos para mascotas incorporan actualmente pulpa de carne al proceso de extrusión, lo que permite utilizar carne fresca en recetas en lugar de solo carne seca. Gracias al mayor contenido de humedad de la carne sin tratar, se consigue una mayor proporción de materia prima animal en la composición del alimento. Aumentar el contenido de carne fresca, al menos, ofrece una sensación de alta calidad.
El proceso de extrusión tiene varias ventajas:
①La alta temperatura y la alta presión generadas en el proceso de extrusión pueden esterilizar eficazmente;
② Aumenta significativamente la expansión del almidón. Existe evidencia de que el proceso de extrusión puede alcanzar una expansión superior al 90%, lo que mejora considerablemente la digestibilidad del almidón en las mascotas.
③ Varias proteínas en las materias primas se desnaturalizan para mejorar la digestibilidad de las proteínas;
④ Eliminar diversos factores antinutricionales en los materiales alimenticios, como la antitripsina en la soja.
Hay una matriz a la salida de la extrusora, y cuando la materia prima extruida pasa a través de ella, el volumen se expande rápidamente debido a la repentina caída de temperatura y presión. Al cambiar los orificios de la matriz, los fabricantes de alimentos para mascotas pueden producir alimento en diversas combinaciones de formas, tamaños y colores. Esta capacidad de combinación es fundamental a medida que el mercado evoluciona, pero no se puede cambiar mucho en cuanto a la idoneidad nutricional del alimento para mascotas.
El producto inflado se corta en gránulos de cierta longitud mediante una cortadora rotatoria. Esta cortadora cuenta con entre una y seis cuchillas. Para ajustar su velocidad de rotación, la cortadora suele accionarse únicamente mediante un pequeño motor.
El contenido de grasa del alimento seco extruido para mascotas varía entre el 6 % y más del 25 %. Sin embargo, no se puede añadir un contenido de grasa demasiado alto en el proceso de extrusión, ya que las altas temperaturas y presiones del proceso afectan a los ácidos grasos insaturados, así como a la extrusión y el moldeo del alimento. Por lo tanto, se suele utilizar el método de rociar grasa sobre la superficie después del inflado para aumentar el contenido de grasa del producto. La grasa caliente rociada sobre la superficie del alimento inflado se absorbe fácilmente. La cantidad de inyección de combustible se puede ajustar ajustando la velocidad de producción y la velocidad de adición de grasa, pero este método es propenso a errores importantes. Recientemente, se ha desarrollado un método de control que permite ajustar la cantidad de grasa añadida. Este sistema incluye un sistema de regulación de velocidad y un sistema de bomba de aceite de inyección a presión positiva, con un margen de error del 10 %. Al rociar, se requiere que la grasa supere el 5 %; de lo contrario, no se podrá rociar de manera uniforme. Es común rociar digestores de proteínas y/o sabores en la superficie de la comida para mascotas para mejorar la aceptación de la comida por parte de las mascotas (Corbin, 2000) (Nrc2006).
Tras la extrusión y el inflado, es necesario secarlos para eliminar el vapor y el agua inyectados durante el proceso. Generalmente, la humedad en los alimentos puede alcanzar entre el 22 % y el 28 % durante el procesamiento, y después, es necesario secarlos para que alcancen entre el 10 % y el 12 % y así prolongar su vida útil. El proceso de secado generalmente se realiza mediante un secador continuo con un enfriador independiente o una combinación de ambos. Sin un secado adecuado, el alimento extruido para mascotas puede deteriorarse, con floraciones microbianas y crecimiento de hongos a un ritmo alarmante. La mayoría de estos microorganismos pueden enfermar a perros y gatos; por ejemplo, incluso una pequeña cantidad de toxinas producidas por el moho en una bolsa de alimento para perros puede afectar a los perros. La medida comúnmente utilizada para medir la cantidad de agua libre en el alimento para mascotas es el índice de actividad del agua, que se define como la relación de equilibrio entre la presión local del agua y la presión de vapor en la superficie del alimento a la misma temperatura. En general, la mayoría de las bacterias no pueden crecer si la actividad del agua es inferior a 0,91. Si la actividad del agua es inferior a 0,80, la mayoría de los mohos tampoco podrán crecer.
Es fundamental controlar el contenido de humedad del producto durante el proceso de secado de alimento para mascotas. Por ejemplo, si la humedad del producto se seca entre el 25 % y el 10 %, se deben evaporar 200 kg de agua para producir 1000 kg de alimento seco, y si la humedad se seca entre el 25 % y el 12 %, se necesitan 173 kg de agua para producir 1000 kg de alimento. El secado de alimentos solo requiere evaporar 173 kg de agua. La mayoría de los alimentos para mascotas se secan en secadoras de cinta transportadora circular.
03: Ventajas del alimento inflado extruido para mascotas
Además de las ventajas de una buena palatabilidad, la comida inflada para mascotas también tiene una serie de otras ventajas:
①La alta temperatura, la alta presión, la alta humedad y diversos efectos mecánicos durante el inflado de alimentos pueden aumentar significativamente el grado de gelatinización del almidón en el alimento, desnaturalizar la proteína y destruir simultáneamente la lipasa producida por diversos microorganismos, lo que aumenta la estabilidad de la grasa. Esto favorece la digestibilidad animal y la tasa de utilización de los alimentos.
②La alta temperatura y alta presión de la materia prima en la cámara de extrusión pueden matar una variedad de microorganismos patógenos contenidos en la materia prima, de modo que el alimento pueda cumplir con los requisitos higiénicos pertinentes y prevenir diversas enfermedades del tracto digestivo causadas por la alimentación.
③La extrusión y el inflado pueden producir productos granulados de varias formas, como la comida para gatos que se puede producir en forma de pescado, la comida para perros se puede producir en forma de hueso pequeño, lo que puede mejorar el deseo de las mascotas de comer.
④ La digestibilidad de los alimentos se puede mejorar al inhalarlos, y se puede mejorar la palatabilidad y el aroma de los alimentos, lo que es especialmente importante para perros y gatos jóvenes cuyos órganos digestivos aún no están desarrollados.
5. El contenido de agua del alimento en pellets extruidos secos es de solo el 10% al 12%, por lo que se puede almacenar durante mucho tiempo sin provocar moho.
04: El efecto de la extrusión en la digestibilidad de los nutrientes
El proceso de extrusión de alimentos para mascotas tiene un impacto significativo en la digestibilidad de varios nutrientes, especialmente almidón, proteínas, grasas y vitaminas.
El almidón se gelatiniza bajo la acción combinada de alta temperatura, alta presión y humedad durante el templado y la extrusión. El proceso específico consiste en que el almidón en la mezcla en polvo comienza a absorber agua y a disolverse durante el acondicionamiento con vapor, perdiendo así su estructura cristalina original. Durante el proceso de extrusión, al aumentar la humedad, la temperatura y la presión, el efecto de hinchamiento del almidón se intensifica aún más y, hasta cierto punto, los gránulos de almidón comienzan a romperse, momento en el que el almidón comienza a gelatinizarse. Al extruir el material del molde, debido a que la presión desciende repentinamente a la presión atmosférica, los gránulos de almidón revientan bruscamente y el grado de gelatinización también aumenta considerablemente. La temperatura y la presión durante el proceso de extrusión afectan directamente el grado de gelatinización del almidón. Mercier et al. (1975) descubrieron que, con un contenido de agua del 25%, la temperatura óptima de expansión del almidón de maíz se encontraba entre 170 y 200 °C. Dentro de este rango, la digestibilidad in vitro del almidón tras la gelatinización podía alcanzar el 80%. En comparación con la digestibilidad antes de la expansión (18%), se observó un aumento considerable del 18%. Chiang et al. (1977) descubrieron que el grado de gelatinización del almidón aumentaba con el aumento de la temperatura en el rango de 65 a 110 °C, pero disminuía con el aumento de la velocidad de alimentación.
El proceso de acondicionamiento con vapor y extrusión también tiene un impacto significativo en la digestibilidad de la proteína, y la tendencia general es modificarla en una dirección beneficiosa para la digestión animal. Bajo la acción del acondicionamiento con vapor y la presión mecánica, la proteína se desnaturaliza para formar gránulos y se reduce su solubilidad en agua. Cuanto mayor sea el contenido de proteína, mayor será la disminución de la solubilidad en agua.
La gelatinización del almidón también tiene un impacto significativo en la hidrosolubilidad de las proteínas. El almidón gelatinizado forma una membrana envolvente alrededor de la proteína, lo que disminuye su hidrosolubilidad.
Tras la expansión de la proteína, su estructura también cambia, degradándose su estructura cuaternaria a una terciaria o incluso secundaria, lo que acorta considerablemente el tiempo de hidrólisis de la proteína durante la digestión. Sin embargo, el ácido glutámico o el ácido aspártico presentes en la proteína reaccionan con la lisina, lo que reduce su tasa de utilización. La reacción de Maillard entre el grupo ε-amino de los aminoácidos y los azúcares a temperaturas más altas también reduce la digestibilidad de las proteínas. Los factores antinutricionales presentes en las materias primas, como la antitripsina, también se destruyen con el calor, lo que mejora la digestibilidad de la proteína en los animales desde otro punto de vista.
Durante todo el proceso de producción, el contenido de proteínas en los alimentos prácticamente no varía y la potencia de los aminoácidos no cambia significativamente.
Hora de publicación: 02-mar-2023