СЪЕДОБНЫЕ ЖЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРОДУКТЫ НИЗКОЙ ПЛОТНОСТИ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ И СПОСОБЫ ИХ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
EDIBLE LOW-DENSITY CHEWING PRODUCTS FOR ANIMALS AND METHODS FOR PRODUCTION THEREOF

Перекрестная ссылка на смежные заявки
Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 62/083 567, поданной 24 ноября 2014 г., описание которой включено в настоящий документ путем данной ссылки.
Предпосылки создания изобретения
Настоящее изобретение в целом относится к съедобным жевательным продуктам для животных с низкой плотностью и ячеистой структурой, которые обеспечивают возможность укуса достаточной глубины для облегчения механической чистки зубов, а также относится к способам изготовления таких жевательных лакомств. В частности, настоящее изобретение относится к съедобным жевательным продуктам низкой плотности с гладкой поверхностью, которую можно получить путем изменения процесса экструзии.
Жевательные игрушки для животных предназначены для развлечения животных, борьбы со скукой, предотвращения деструктивного поведения (жевания) и обеспечения возможности реализовать инстинкт жевания. Обычно жевательные игрушки для животных изготавливают из пластика или другого материала, который животное не может съесть. Чаще всего животным быстро надоедают несъедобные жевательные игрушки, и они начинают заниматься чем-нибудь другим. Кроме того, несъедобные жевательные игрушки для животных не обладают пищевой ценностью для животных и несут ограниченную пользу для здоровья животных.
Были разработаны съедобные жевательные продукты, но в их основе лежат дорогостоящие ингредиенты: чаще всего это предварительно клейстеризованный рис или кукуруза, которые отрицательно сказываются на стоимости производства. Кроме того, существующие съедобные жевательные продукты обладают низкой эффективностью в отношении очистки зубов (уменьшают отложения зубного камня примерно на 30–35%) по двум потенциальным причинам: из-за небольшой толщины (зубы не проникают глубоко внутрь до разжевывания) и непродолжительного срока службы.
Снижение плотности жевательного продукта, возможно, обеспечило бы более глубокое проникновение зубов животного внутрь жевательной продукты. Тем не менее, насколько известно авторам данного изобретения, на текущий момент не существует решения по получению высокоэффективных и привлекательных жевательных продуктов, особенно с использованием рецептуры, основанной на предварительно клейстеризованных крахмалах. Следует отметить сложность, которую представляют отслеживание увеличения объема предварительно клейстеризованных крахмалов и контроль формы конечного продукта. Например, у конечного продукта очень грубая поверхность и неупорядоченная структура, что является неудовлетворительным. Таким образом, использование стандартных экструзионных матриц с гладкой поверхностью, вне зависимости от формы, ведет к получению продукта с непривлекательным внешним видом и многочисленными вздутиями («жабья кожа»).
Сущность изобретения
В настоящем изобретении предлагаются съедобные жевательные продукты с низкой плотностью (например, приблизительно 1,0 кг/л или менее) и гладкой внешней поверхностью. В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, добиться низкой плотности и гладкой внешней поверхности можно с помощью изменения экструзионной матрицы для предотвращения появления пузырей на поверхности. В качестве другого примера, не имеющего ограничительного характера, добиться низкой плотности и гладкой внешней поверхности можно с помощью изменения профиля шнека экструдера для более длительного удержания теста внутри с целью создания эффекта взбивания, который приводит к возникновению большего количества мест образования пузырьков, и, следовательно, к созданию более однородной ячеистой структуры. В обоих примерах эффект может быть усилен путем добавления бикарбоната, например бикарбоната натрия, для получения более мелких ячеек пены.
Соответственно, в общем варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается съедобный жевательный продукт для домашних животных, который включает увеличенную в объеме структуру из предварительно клейстеризованной муки из зерновых культур и имеет преимущественно гладкую внешнюю поверхность и плотность не более приблизительно 1,0 кг/л.
В одном из вариантов осуществления жевательный продукт имеет форму цельного кусочка.
В одном из вариантов осуществления жевательный продукт не содержит сверхкритической жидкости.
3
В одном из вариантов осуществления удельная калорийность жевательного продукта составляет 1,5–2,7 ккал/см.
В одном из вариантов осуществления максимальная плотность составляет приблизительно 0,9 кг/л.
В одном из вариантов осуществления жевательный продукт включает основную часть, имеющую преимущественно цилиндрическую форму, и радиальные ребра, которые отходят от основной части параллельно друг другу по меньшей мере на участке длины основной части.
В другом варианте осуществления в настоящем описании предложен способ получения съедобного жевательного продукта для домашних животных. Этот способ включает следующие этапы: подготовку сухой смеси, содержащей предварительно клейстеризованную муку из зерновых культур; дозированное помещение сухой смеси в экструдер с экструзионной матрицей; добавление компонента, формирующего водородные связи, в сухую смесь для получения теста; создание условий для образования пузырьков внутри теста путем воздействия сдвиговых напряжений и температуры в отделе экструдера рядом с экструзионной матрицей для получения нагретого и размятого теста, причем температура в отделе экструдера рядом с экструзионной матрицей должна быть выше, чем температура хотя бы в одном из предыдущих отделов экструдера; перемещение нагретого и размятого теста через отверстие в экструзионной матрице, содержащего желобки, причем каждый желобок имеет открытую сторону и нижнюю поверхность, расположенную напротив открытой стороны, а ширина нижней поверхности превышает ширину открытой стороны.
В одном из вариантов осуществления сечение желобков имеет преимущественно треугольную форму (форму ласточкиного хвоста).
В одном из вариантов осуществления ширина желобков постоянно уменьшается в направлении центра отверстия.
В одном из вариантов осуществления желобки расположены на равном расстоянии друг от друга по внутреннему периметру отверстия экструзионной матрицы.
В одном из вариантов осуществления температура в соседнем с экструзионной матрицей отделе экструдера составляет не менее 120°C.
В одном из вариантов осуществления компонент, формирующий водородные связи, содержит многоатомный растворитель.
В другом варианте осуществления в настоящем описании предложен способ получения съедобного жевательного продукта для домашних животных. Этот способ включает следующие этапы: подготовку сухой смеси, содержащей предварительно клейстеризованную муку из зерновых культур, и бикарбонат; дозированное помещение сухой смеси в экструдер с экструзионной матрицей; добавление компонента, формирующего водородные связи, в сухую смесь для получения теста; создание условий для образования пузырьков внутри теста путем воздействия сдвиговых напряжений и температуры в отделе экструдера рядом с экструзионной матрицей для получения нагретого и размятого теста, причем температура в отделе экструдера рядом с экструзионной матрицей должна быть выше, чем температура хотя бы в одном из предыдущих отделов экструдера.
В одном из вариантов осуществления в качестве бикарбоната используется бикарбонат натрия. Сухая смесь может содержать 0,2–1,5% масс. бикарбоната натрия, например 0,5–1,5% масс. бикарбоната натрия.
В другом варианте осуществления в настоящем описании предложен способ получения съедобного жевательного продукта для домашних животных. Этот способ включает следующие этапы: подготовку сухой смеси, содержащей предварительно клейстеризованную муку из зерновых культур; дозированное помещение сухой смеси в экструдер с экструзионной матрицей и камерой, оснащенной вентиляционным отверстием и вентиляционным задерживающим устройством; добавление компонента, формирующего водородные связи, в сухую смесь для получения теста; использование реверсивного элемента экструдера для увеличения времени, в течение которого тесто находится в камере, оснащенной вентиляционным отверстием и вентиляционным задерживающим устройством; использование смешивающих элементов в камере, оснащенной вентиляционным отверстием и вентиляционным задерживающим устройством, для взбивания теста и усиления образования пузырьков; создание условий для дальнейшего образования пузырьков внутри теста путем воздействия сдвиговых напряжений и температуры в отделе экструдера рядом с экструзионной матрицей для получения нагретого и размятого теста, причем температура в отделе экструдера рядом с экструзионной матрицей должна быть выше, чем температура хотя бы в одном из предыдущих отделов экструдера. Увеличение времени нахождения теста в первом отделе экструдера может обеспечить лучшее взбивание теста.
В одном из вариантов осуществления способ включает добавление бикарбоната в сухую смесь.
В одном из вариантов осуществления способ включает аэрирование теста в камере, оснащенной вентиляционным отверстием и вентиляционным задерживающим устройством.
В одном из вариантов осуществления конфигурация вентиляционного отверстия и вентиляционного задерживающего устройства обеспечивает поддержание окружающего давления.
В другом варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается съедобный жевательный продукт для животных, который изготавливают с применением процесса, выбранного из перечисленных выше способов.
В другом варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается лакомство для домашних животных, которое представляет собой съедобный жевательный продукт для домашних животных, содержащий увеличенную в объеме структуру из предварительно клейстеризованной муки из зерновых культур и имеющий преимущественно гладкую внешнюю поверхность и плотность не более приблизительно 1,0 кг/л, а также хотя бы один наполнитель, включающий радиальные стороны, окруженные съедобным жевательным продуктом для животных.
В другом варианте осуществления в настоящем изобретении предлагается способ очистки зубов домашних животных, который включает предоставление домашнему животному съедобного жевательного продукта для домашних животных, содержащего увеличенную в объеме структуру из предварительно клейстеризованной муки из зерновых культур и имеющего преимущественно гладкую внешнюю поверхность и плотность не более приблизительно 1,0 кг/л.
Одним из преимуществ настоящего изобретения является повышение качества съедобных жевательных продуктов для домашних животных.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является предложение усовершенствованных способов изготовления съедобных жевательных продуктов для домашних животных.
Также преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов для домашних животных, которые обладают большей привлекательностью для покупателей/вызывают больше доверия по сравнению с существующими жевательными продуктами при одинаковой массе из-за объема продукта.
Кроме того, преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов для домашних животных с уменьшением затрат по сравнению с существующими жевательными продуктами при одинаковом объеме.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов для домашних животных с более низкой калорийностью по сравнению с существующими жевательными продуктами при одинаковом объеме.
Также преимуществом настоящего изобретения является создание дополнительных возможностей для кормления благодаря улучшению качеств съедобного жевательного продукта (например, низкой удельной калорийности и высокой устойчивости к сдвигу); что ведет к более интенсивному взаимодействию между собакой и ее владельцем.
Кроме того, преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов для домашних животных, которые обладают большей эффективностью в отношении очистки зубов по сравнению с существующими жевательными продуктами при одинаковой массе из-за увеличенной толщины продукта и пористой структуры.
Также преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов для домашних животных, которые имеют низкую плотность и насыщенную воздухом структуру, но при этом обладают высокими жевательными качествами по сравнению с обычными жевательными продуктами высокой плотности при одинаковой массе.
Кроме того, преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов для домашних животных, которые обладают низкой плотностью и, таким образом, превосходным воспринимаемым объемом, в результате чего может быть снижена масса продукта и затраты на сырье.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов с пористой структурой, которая создает многолезвийный эффект, что позволяет добиться лучшей очистки зубов, и, следовательно, более эффективного сокращения зубного камня по сравнению с существующими жевательными продуктами.
Также преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов низкой плотности для домашних животных, которые обладают более привлекательным внешним видом, чем пузырчатые жевательные продукты, за счет более обширной гладкой поверхности.
Кроме того, преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов низкой плотности для домашних животных без использования сверхкритической жидкости.
Еще одним преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов для домашних животных с ячеистой структурой без уменьшения устойчивости к сдвигу.
Также преимуществом настоящего изобретения является создание съедобных жевательных продуктов низкой плотности для домашних животных с эластичными свойствами.
Дополнительные признаки и преимущества описаны в настоящем документе и будут очевидны после прочтения представленного ниже подробного описания и изучения фигур.
Краткое описание фигур
Фиг. 1–5 представляют собой фотографии съедобных жевательных продуктов для домашних животных, изготовленных в описанных в настоящем документе экспериментальных примерах.
На фиг. 6 показан вид спереди одного из вариантов осуществления экструзионной матрицы, предложенной в настоящем изобретении.
На фиг. 7А и 7B представлены фотографии съедобного жевательного продукта для домашних животных, изготовленного с помощью варианта осуществления экструзионной матрицы, показанного на фиг. 6.
На фиг. 8 показана фотография одного из вариантов осуществления съедобного жевательного продукта для домашних животных, изготовленного с использованием звездообразной вставки, в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 9А показана фотография одного из вариантов осуществления устройства для изготовления съедобного жевательного продукта для домашних животных, содержащего наполнитель, в соответствии с настоящим изобретением.
На фиг. 9B показан вид спереди варианта осуществления экструзионной матрицы, который может использоваться в устройстве, показанном на фиг. 9А.
На фиг. 9C и 9D показаны фотографии съедобного жевательного продукта для домашних животных, изготовленного с использованием варианта осуществления устройства, показанного на фиг. 9А, и варианта осуществления экструзионной матрицы, показанного на фиг. 9B.
На фиг. 10A и 10B показаны фотографии вариантов осуществления съедобных жевательных продуктов для домашних животных различной формы по настоящему изобретению.
На фиг. 11 показана фотография с крупным планом ячеистой структуры одного из вариантов осуществления съедобного жевательного продукта для домашних животных по настоящему изобретению.
Подробное описание изобретения
В настоящем описании и приложенной формуле изобретения формы единственного числа включают указания на множественное число, если из контекста явно не следует иное. Таким образом, например, упоминание «мяса» включает два или более видов мяса. Термин «и/или», используемый в контексте «X и/или Y», следует интерпретировать как «X», или «Y», или «X и Y».
В рамках данного документа под терминами «приблизительно» и «преимущественно» подразумеваются числа в числовом диапазоне, например в диапазоне от –10% до +10% от указанного числа, предпочтительно в рамках от –5% до +5% от указанного числа, более предпочтительно от –1% до +1% от указанного числа и наиболее предпочтительно от –0,1% до +0,1% от указанного числа. Кроме того, следует понимать, что все числовые диапазоны в настоящем документе включают все целые и дробные числа, входящие в диапазон. Кроме того, эти числовые диапазоны следует рассматривать как включающие пункт формулы изобретения, который относится к любому числу или подмножеству чисел в данном диапазоне. Например, диапазон от 1 до 10 в описании следует рассматривать как включающий диапазоны от 1 до 8, от 3 до 7, от 1 до 9, от 3,6 до 4,6, от 3,5 до 9,9 и т.п.
Если не указано иное, в настоящем документе все процентные величины выражены по массе от общей массы композиции. Если упоминается pH, значения соответствуют значению pH, измеренному при 25°C с помощью стандартного оборудования. «Давление окружающей среды» составляет приблизительно 100 кПа.
Термин «домашнее животное» означает любое животное, которое может получить пользу или удовольствие от композиций, предлагаемых в настоящем описании. Например, домашним животным может быть представитель птиц, бычьих, собачьих, лошадиных, кошачьих, коз, волков, мышиных, овец и свиней, но домашним животным также может быть любое подходящее животное. Термин «животное-компаньон» означает собаку или кошку.
Термины «пища», «пищевой продукт» и «пищевая композиция» означают продукт или композицию, которые предназначены для приема внутрь животным, в том числе человеком, и имеют по меньшей мере одно питательное вещество для этого животного. Термины «корм для домашних животных» и «лакомство для домашних животных» означают любую пищевую композицию, предназначенную для употребления домашним животным. Термин «съедобная жевательная игрушка» означает пригодный в пищу продукт, который предусматривает более длительное жевание до проглатывания по отношению к стандартному пригодному в пищу продукту. В предпочтительном варианте съедобный жевательный продукт требует не менее одной минуты жевания до проглатывания, например от одной до четырех минут жевания до проглатывания. «Гладкая поверхность» жевательного продукта означает поверхность, преимущественно без волн, пузырей и бугров.
«Сухой корм» представляет собой корм для домашних животных с активностью воды менее 0,75. «Полувлажный корм» и «корм со средней влажностью» представляют собой корм для домашних животных, имеющий активность воды от 0,75 до 0,85. «Влажный корм» представляет собой корм для домашних животных с активностью воды более 0,85.
Композиции, описанные в настоящем документе, могут не содержать любого из элементов, которые конкретно не описаны в настоящем документе. Таким образом, описание какого-либо варианта осуществления при помощи термина «содержащий» включает описание вариантов осуществления, «состоящих по существу из» и «состоящих из» указанных компонентов. Аналогичным образом, способы, описанные в настоящем документе, могут не содержать любого из этапов, которые конкретно не описаны в настоящем документе. Таким образом, описание какого-либо варианта осуществления при помощи термина «содержащий» включает описание вариантов осуществления, «состоящих по существу из» и «состоящих из» указанных шагов.
3
3
3
В одном из аспектов настоящего изобретения предлагается съедобный жевательный продукт для домашних животных низкой плотности с гладкой внешней поверхностью. Например, съедобный жевательный продукт для домашних животных может обладать плотностью от 0,5 кг/л до 1,0 кг/л, например от 0,5 кг/л до приблизительно 0,9 кг/л, в частности приблизительно 0,9 кг/л. В некоторых вариантах осуществления съедобный жевательный продукт для домашних животных обладает плотностью приблизительно 0,5 кг/л или меньше, в частности приблизительно 0,5 кг/л. Съедобный жевательный продукт для домашних животных представляет собой цельный кусочек, преимущественно однородный и с преимущественно однородной текстурой по всему объему. В одном из вариантов осуществления удельная калорийность жевательного продукта составляет от 1,5 ккал/см до 2,7 ккал/см, например приблизительно 2,1 ккал/см. Активность воды в съедобном жевательном продукте обычно составляет от 0,65 до 0,75, но в некоторых вариантах осуществления съедобных жевательных продуктов для домашних животных, описанных в настоящем изобретении, активность воды не много ниже, например от 0,6 до 0,7.
В одном из вариантов осуществления жевательный продукт включает основную часть преимущественно цилиндрической формы и радиальные ребра, которые отходят от основной части параллельно друг другу по меньшей мере на участке длины основной части, например на всей длине основной части (например, вариант осуществления, показанный на фиг. 8). Тем не менее съедобный жевательный продукт для животных может быть любой формы (например, варианты осуществления, показанные на фиг. 10), и форма съедобного жевательного продукта для животных не ограничена.
В другом аспекте в настоящем изобретении предлагается лакомство для домашних животных, содержащее съедобный жевательный продукт и один или несколько наполнителей. Например, лакомством для домашних животных может быть соэкструдированный продукт, содержащий съедобный жевательный продукт и мягкий наполнитель, окруженный съедобным жевательным продуктом хотя бы по радиальным сторонам (например, наполнитель может быть открыт на концах жевательного продукта). Наполнитель может содержать дополнительные соединения для очистки зубов, например тетрапирофосфат натрия и/или составы для придания свежести дыханию.
Еще в одном аспекте в настоящем изобретении предлагается способ изготовления съедобного жевательного продукта для домашних животных. Этот способ может включать использование сухой смеси путем смешивания предварительно клейстеризованной муки из зерновых культур для получения сухой смеси. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящей предварительно клейстеризованной муки из зерновых культур включают предварительно клейстеризованную рисовую муку, предварительно клейстеризованную пшеничную муку, предварительно клейстеризованную кукурузную муку, предварительно клейстеризованную ячменную муку, предварительно клейстеризованную муку из сорго и предварительно клейстеризованную пшенную муку и их сочетания. Дополнительно сухая смесь может включать другие компоненты кроме предварительно клейстеризованной муки из зерновых культур, например один или несколько источников белка, витамин, минерал, консервант, антиоксидант, краситель, вещество, придающее вкусовую привлекательность, или ароматизатор. В предпочтительном варианте способ изготовления съедобного жевательного продукта не предполагает использования сверхкритической жидкости.
Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих витаминов включают витамин А, любой из витаминов группы В, витамин С, витамин D, витамин Е и витамин К, в том числе различные соли, сложные эфиры или другие производные перечисленных выше соединений. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих минеральных веществ включают кальций, фосфор, калий, натрий, железо, хлорид, бор, медь, цинк, магний, марганец, йод, селен и т.п. В одном из наиболее предпочтительных вариантов осуществления в качестве источника кальция может быть использован дикальцийфосфат. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих консервантов включают сорбат калия, сорбиновую кислоту, метилпарабен натрия, пропионат кальция, пропионовую кислоту и их сочетания. Антиоксидант может обеспечивать эстетический эффект и оказывать влияние на запах съедобного жевательного продукта для домашних животных, особенно при продолжительном сроке хранения. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих антиоксидантов включают бутилированный гидроксианизол (ВНА) и бутилированный гидрокситолуол (BHT), витамин Е (токоферолы) и их сочетания. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих красителей включают красители для пищевой, лекарственной и косметической промышленности, такие как синий № 1, синий № 2, зеленый № 3, красный № 3, красный № 40, желтый № 5, желтый № 6 и т.п.; натуральные красители, такие как мука из жареного солода, карамельный краситель, аннато, хлорофиллин, кошениль, бетанин, куркума, шафран, красный перец, ликопин, сок бузины, пандан, клитория и т.п.; диоксид титана, а также любой подходящий пищевой краситель, известный специалисту в данной области. Не имеющие ограничительного характера примеры подходящих веществ, придающих вкусовую привлекательность, и ароматизаторов включают дрожжи, топленый жир, переработанную муку животного происхождения (например, из мяса птицы, говядины, баранины и свинины), ароматизирующие экстракты или смеси (например, запеченная говядина), добавки для улучшения усвояемости у животных и т.п.
Сухая смесь может содержать эмульгаторы и стабилизаторы, такие как соевый лецитин, моно- и диглицериды и т.п. В одном из вариантов осуществления композиция не содержит каких-либо липидов и/или эмульгатор является единственным липидом в композиции. В сухую смесь может быть добавлена мясная мука, которая будет источником липидов. При необходимости для уменьшения липкости может быть использован куриный жир, тем не менее для получения того же увеличения в объеме, как и в композиции без куриного жира, может потребоваться более высокая температура. В одном из вариантов осуществления белок из предварительно клейстеризованной муки из зерновых культур является единственным белком в композиции. Для обоснования заявлений о питательной ценности можно использовать некоторые другие источники белка (например, мясную муку, муку из шкварок), причем уровень добавления должен быть подходящим, чтобы не мешать увеличению в объеме.
Для получения теста, которое интенсивно готовится в экструдере, в предварительно клейстеризованную муку из зерновых культур можно добавить компонент для формирования водородных связей. Предпочтительно добавлять компонент, способный формировать водородные связи, в сухую смесь в экструдере. Этот компонент может содержать многоатомный растворитель, который в предпочтительном варианте не имеет водной основы и является этиленгликолем, пропиленгликолем, глицерином или их сочетанием. В сухую смесь также могут добавляться вода и/или дополнительный консервант. В одном из вариантов осуществления содержание воды может составлять от 7,5% до 11,9%, содержание глицерина может составлять от 13,4% до 17,9%, а содержание сухой смеси может составлять от 71,4% до 78,1% от количества муки.
В экструдере компоненты теста могут смешиваться друг с другом в процессе передачи напряжения сдвига в камере экструдера. В предпочтительном варианте экструдер имеет несколько последовательных камер, и в одной или нескольких камерах рядом с матрицей, через которую выходит приготовленное тесто, температура увеличивается по сравнению с предыдущими камерами. Например, камера на выходе экструдера может быть нагрета до температуры приблизительно 120°C, а одна или несколько предыдущих камер могут быть нагреты до температуры приблизительно 80°C. Увеличение температуры на выходе экструдера может вызывать внезапное образование обильного количества газа в тесте, что может приводить к увеличению теста в объеме как на микроскопическом, так и на макроскопическом уровне, поскольку пузыри газа будут стремиться покинуть материал.
В качестве примера, не имеющего ограничительного характера, первые камеры (например, 6 первых камер) не нагревают, например, температура в них установлена на уровне приблизительно 25°C, при этом температура этих камер не обязательно соответствует заданной температуре, поскольку охлаждающая способность не всегда достаточна. Температура последних камер (например, последних четырех камер) может составлять 80–120°C для низкой производительности (100–150 кг/ч) и может быть ниже для высокой производительности (высокое напряжение сдвига из-за скорости шнека). Более того, температура в последних камерах может быть ниже, если последняя часть профиля шнека, находящаяся в них, крепче. Среднее давление на передней панели может быть приблизительно 75 бар при 115 кг/ч с матрицей на один жгут; давление может быть выше (например, приблизительно 95 бар) при более высокой производительности 400 кг/ч с матрицей на четыре жгута. Среднее значение удельной механической энергии может быть 400–450 кДж/кг в пересчете на сухой вес.
В первом варианте осуществления низкая плотность (плотность приблизительно 0,7 кг/л или меньше, например приблизительно 0,7 кг/л) и гладкая внешняя поверхность съедобного жевательного продукта для домашних животных могут быть получены по крайней мере одним из следующих путей: (i) особой конструкцией экструзионной матрицы или (ii) добавлением бикарбоната, например бикарбоната натрия, в сухую смесь. В первом варианте осуществления экструдированный материал насыщается газом; если экструдированный материал не насыщается газом, плотность будет составлять приблизительно 1,2–1,3 кг/л. Предпочтительно не использовать вентиляционную камеру. В первом варианте осуществления увеличение в объеме может происходить в основном в радиальном направлении.
На фиг. 6 по существу представлен вариант осуществления экструзионной матрицы 10, с помощью которой можно получить низкую плотность и гладкую наружную поверхность съедобного жевательного продукта. Экструзионная матрица 10 может иметь желобки 11 в виде ласточкиного хвоста, через которые выталкивается материал. Например, экструзионная матрица 10 может содержать отверстие 15, а желобки 11 в виде ласточкиного хвоста могут быть сформированы по внутреннему периметру 16 отверстия 15. У каждого из желобков 11 в виде ласточкиного хвоста имеется открытая сторона и нижняя поверхность напротив открытой стороны.
У каждого из желобков 11 в виде ласточкиного хвоста имеется внутренняя ширина и внешняя ширина перпендикулярно направлению экструзии (например, по продольной оси экструдера), причем внутренняя ширина расположена ближе к центру отверстия 15 и каждая внутренняя ширина короче соответствующей внешней ширины. Центр отверстия 15 в предпочтительном варианте расположен на продольной оси экструдера. Внутренняя ширина представляет собой ширину открытой стороны желобка 11 в виде ласточкиного хвоста, а внешняя ширина представляет собой ширину нижней поверхности желобка 11 в виде ласточкиного хвоста.
В предпочтительном варианте поперечное сечение желобков 11 в виде ласточкиного хвоста имеет преимущественно треугольную форму; например, ширина каждого желобка 11 в виде ласточкиного хвоста может постоянно увеличиваться вдоль желобка 11 по направлению к центру отверстия 15. В одном из вариантов осуществления, где отверстие 15 имеет круглую форму, открытые стороны желобков 11 в виде ласточкиного хвоста могут быть расположены на первой окружности, а нижние поверхности желобков 11 в виде ласточкиного хвоста могут быть расположены на второй окружности, концентричной первой окружности, но большей, чем первая окружность.
В одном из вариантов осуществления желобки 11 в виде ласточкиного хвоста могут быть сформированы выступами 12, которые направлены внутрь от внутреннего периметра 16 отверстия 15. Внутренняя ширина выступов 12 может быть расположена на той же первой окружности, что и внутренняя ширина желобков 11 в виде ласточкиного хвоста, внешняя ширина выступов 12 может быть расположена на той же второй окружности, что и внешняя ширина желобков 11 в виде ласточкиного хвоста, при этом внешняя ширина каждого выступа 12 может быть меньше соответствующей внутренней ширины выступа 12. На фигуре показано десять желобков 11 в виде ласточкиного хвоста и десять выступов 12, но они могут использоваться в любом количестве; количество желобков 11 в виде ласточкиного хвоста и выступов 12 на экструзионной матрице 10 не ограничено каким-либо числом.
Без привязки к какой-либо теории изобретатели считают, что существующие матрицы с маленькими прямыми желобками по всему периметру позволяют получать попеременно гладкую и пузырчатую поверхность, при этом гладкая поверхность соответствует наружной части желобков. Изобретатели считают, поток внутри желобков слегка уменьшается, что приводит к снижению давления и препятствует образованию такого же обильного количества пузырей пара, как и в центре матрицы (меньше «мгновенное испарение»). Замена прямых и узких желобков большими желобками в форме ласточкиного хвоста позволяет получить продукт, который производит более благоприятное внешнее впечатление благодаря большей площади гладкой поверхности.
В дополнение к использованию экструзионной матрицы, содержащий желобки в виде ласточкиного хвоста, или вместо него в сухую смесь можно добавлять бикарбонат, например бикарбонат натрия. Например, сухая смесь может содержать от 0,2 до 1,5% масс. бикарбоната натрия, например от 0,5 до 1,5% масс. бикарбоната натрия. Без привязки к какой-либо теории изобретатели считают, что углекислый газ, высвобождающийся из бикарбоната, который подвергается воздействию тепла и/или кислоты, способствует образованию пузырьков (увеличивает количество центров образования пузырьков) и позволяет уменьшить размер ячеек пены, образующихся в материале в процессе экструзии.
Во втором варианте осуществления низкая плотность (плотность приблизительно 1,0 кг/л или меньше, например приблизительно 1,0 кг/л, или даже приблизительно 0,9 кг/л или меньше, например 0,9 кг/л) и гладкая внешняя поверхность съедобного жевательного продукта для домашних животных могут быть получены путем включения воздуха в тесто в процессе экструзии для аэрации теста. Во втором варианте осуществления увеличение в объеме может происходить преимущественно в радиальном направлении, хотя использование бикарбоната, например бикарбоната натрия, может привести к комбинированному осевому и радиальному увеличению в объеме в данном варианте осуществления.
В данном варианте осуществления экструдер может содержать камеру с вентиляционным отверстием, открывающимся во внешнюю среду, и вентиляционное задерживающее устройство, а тесто в вентиляционной камере должно быть достаточно вязким для захвата воздуха. Для выдерживания теста в вентиляционной камере в течение продолжительного времени за вентиляционной камерой может быть расположен реверсивный элемент. Реверсивным элементом может быть реверсивный шнековый элемент или любой элемент, создающий обратное давление в экструдере. Продолжительное время нахождения теста в вентиляционной камере в присутствии смешивающих элементов обеспечивает эффективное смешивание и/или взбивание теста. Вентиляционное отверстие в вентиляционной камере, открывающееся во внешнюю среду, позволяет воздуху проникать в экструдер и толкать тесто, которое может выходить из вентиляционного отверстия, обратно в экструдер. Тем не менее в предпочитаемом варианте осуществления газ принудительно не нагнетается.
Процесс взбивания способствует образованию пузырьков, благодаря чему тесто получается очень пенистым и легким. Это явление заметно сразу после передней панели, в отличие от предыдущих альтернатив, где пузырьки образуются в основном на выходном отверстии матрицы. Из-за очень маленького размера пузырьков поверхность продукта получается гладкой, а его форма — четко обозначенной.
Добавление бикарбоната, например бикарбоната натрия, в сухую смесь может дополнительно усилить образование пузырьков. Таким образом, плотность может быть еще меньше (приблизительно 0,7 кг/л или меньше, например 0,7 кг/л), и в некоторых условиях пузырьки могут быть с трудом различимы, даже когда плотность более чем на 50% снижена по сравнению со съедобными жевательными продуктами для животных, имеющимися в продаже.
В первом и втором вариантах осуществления, а также в любых других вариантах осуществления, используемых для изготовления съедобного жевательного продукта для домашних животных, съедобный жевательный продукт может быть использован в лакомстве для домашних животных, в котором съедобный жевательный продукт окружает один или несколько наполнителей. Каждый из наполнителей может содержать дополнительные компоненты для очистки зубов, например, тетрапирофосфат натрия, и/или составы для придания свежести дыханию. В одном из вариантов осуществления съедобный жевательный продукт для домашних животных и/или наполнитель содержит пробиотики. Один или несколько наполнителей могут быть расположены параллельно радиальным ребрам съедобного жевательного продукта для домашних животных.
Лакомство для домашних животных можно получить путем соэкструдирования съедобного жевательного продукта для домашних животных и одного или нескольких наполнителей. Например, как показано в целом на фиг. 9B, во вставки для жевательного продукта (внешняя вставка) можно вставить одно или несколько заливочных отверстий (внутренние вставки); расстояние между внутренними вставками и расстояние между внутренними вставками и внешней вставкой достаточно большое, чтобы тесто жевательного продукта могло циркулировать без какого-либо преимущественного направления; поперечное сечение внутренних вставок должно быть достаточно большим, чтобы избежать образования слишком высокого давления.
Примеры
Для примера, но не для ограничения, в представленных ниже примерах проиллюстрированы различные варианты осуществления настоящего изобретения.
Пример 1
Ингредиенты для партии сухой смеси массой 500 кг взвесили в соответствии с процентными величинами, указанными в таблице 1, и поместили в порционную мешалку, где смешивали в течение пяти минут. Несмотря на то что использовалась предварительно клейстеризованная кукурузная мука, дополнительно или вместо нее можно использовать любую предварительно клейстеризованную муку из зерновых культур.
Сухую смесь вместе со смесью глицерина/фосфорной кислоты и воды дозировано загрузили в двухшнековый экструдер Evolum EV53 (Clextral) в пропорциях, указанных в таблице 1, со скоростью 115 кг/ч, где они перемешивались под давлением (64 бар) и были нагреты до температуры 117°C для получения пластичного теста. Фосфорная кислота не является обязательным ингредиентом, но ее добавили для дополнительного консервирующего действия.
Таблица 1
Ингредиенты
Количество (%)
Сухая смесь
Предварительно клейстеризованная кукурузная мука
83,58
Пшеничная мука
6,0
Сухие пивные дрожжи
3,0
Дикальцийфосфат
3,0
Дистиллированный моноглицерид
1,5
Готовая смесь витаминов
1,5
Сорбат калия
0,6
Диоксид титана
0,4
Пропионат кальция
0,4
Бутилированный гидрокситолуол в виде порошка
0,02
Итого
100
Экструзия
Сухая смесь
73,9
Глицерин / фосфорная кислота (16 : 1)
16,3
Вода
9,8
Итого
100
Экструдер был оснащен 10 камерами, отношение длины к диаметру составляло 40. Для получения умеренного напряжения сдвига один реверсивный шнековый элемент вставили в конце четвертой камеры и два таких элемента — в конце пятой камеры. Шнеки вращались со скоростью 140 об/мин и позволили получить удельную механическую энергию 430 кДж/кг закладываемого сухого вещества. Камеры 7–10 нагревались. Затем пластичное тесто было экструдировано через матрицу с отверстием, показанным на фиг. 6, и разрезано на плотные кусочки длиной 120 мм с плотностью 0,9 кг/л (фиг. 1). Матрица с желобками в форме ласточкиного хвоста (фиг. 6) использовалась для предотвращения образования грубой пузырчатой внешней поверхности и получения приемлемо гладкой внешней поверхности (фиг. 7А и 7B), а съедобный жевательный продукт обладал ячеистой внутренней структурой с увеличенным объемом (фиг. 11). Кроме того, в отверстие матрицы была вставлена цельная трубчатая вставка для получения полости в кусочке продукта (фиг. 1).
Хотя вставка имела цилиндрическую форму, ее форма могла быть любой, например треугольной, прямоугольной, многоугольной, звездообразной и т.д., для получения соответствующего поперечного сечения полой части жевательного продукта. На фиг. 8 изображен один из вариантов осуществления съедобного жевательного продукта для домашних животных, изготовленного с использованием звездообразной вставки. Кроме того, несмотря на то матрица имела цилиндрическую форму, форма матрицы может быть любой, симметричной или несимметричной, для получения соответствующего поперечного сечения основной части жевательного продукта, как показано на фиг. 10A и 10B.
Пример 2
Пример 1 был воспроизведен с описанными далее исключениями. 0,5% бикарбонат натрия добавили в сухую смесь, указанную в таблице 1, а количество предварительно клейстеризованной кукурузной муки было соответствующим образом уменьшено до 83,08%. Максимальное давление и удельная механическая энергия составляли 67 бар и 447 кДж/кг соответственно. Пластичное тесто затем было экструдировано через матрицу с отверстием, показанным на фиг. 6, и разрезано на кусочки длиной 120 мм и плотностью 0,74 кг/л, имеющие ячеистую внутреннюю структуру с увеличенным объемом (фиг. 2). Матрица с желобками в форме ласточкиного хвоста (фиг. 6) использовалась для предотвращения образования грубой пузырчатой внешней поверхности и получения приемлемо гладкой внешней поверхности. Кроме того, в отверстие матрицы была вставлена цельная трубчатая вставка для получения полости в кусочке продукта (фиг. 2).
Пример 3
Пример 2 был воспроизведен с описанными далее исключениями. 1% бикарбонат натрия добавили в сухую смесь, указанную в таблице 1, а количество предварительно клейстеризованной кукурузной муки было соответствующим образом уменьшено до 82,58%. Максимальное давление и удельная механическая энергия составляли 67 бар и 452 кДж/кг соответственно. Пластичное тесто затем было экструдировано через матрицу с отверстием, показанным на фиг. 6, и разрезано на кусочки длиной 120 мм и плотностью 0,68 кг/л, имеющие ячеистую внутреннюю структуру с увеличенным объемом (фиг. 3). Матрица с желобками в форме ласточкиного хвоста (фиг. 6) использовалась для предотвращения образования грубой пузырчатой внешней поверхности и получения приемлемо гладкой внешней поверхности. Кроме того, в отверстие матрицы была вставлена цельная трубчатая вставка для получения полости в кусочке продукта (фиг. 3).
Пример 4
Пример 3 был воспроизведен с описанными далее исключениями. 0,25% бикарбоната натрия добавили в сухую смесь, как показано в таблице 2. Сухую смесь вместе со смесью глицерина и воды дозировано загрузили в двухшнековый экструдер Evolum EV53 (Clextral) со скоростью 230 кг/ч в пропорциях, указанных в таблице 2. Скорость шнека, максимальное давление, температура и удельная механическая энергия составляли 350 об/мин, 90 бар, 113°C и 530 кДж/кг соответственно. Затем пластичное тесто было экструдировано через матрицу с отверстием, показанным на фиг. 6, и разрезано на кусочки длиной 130 мм и плотностью 0,76 кг/л, имеющие ячеистую внутреннюю структуру с увеличенным объемом (фиг. 3). Матрица с желобками в форме ласточкиного хвоста (фиг. 6) использовалась для предотвращения образования грубой пузырчатой внешней поверхности и получения приемлемо гладкой внешней поверхности. Кроме того, в отверстие матрицы была вставлена цельная трубчатая вставка для получения полости в кусочке продукта (фиг. 3).
Таблица 2
Ингредиенты
Количество (%)
Сухая смесь
Предварительно клейстеризованная кукурузная мука
79,80
Пшеничная мука
6,39
Дикальцийфосфат
4,86
Сухие пивные дрожжи
3,0
Дистиллированный моноглицерид
1,50
Куриные субпродукты
1,45
Готовая смесь витаминов
0,89
Мука из жареного солода
0,80
Сорбат калия
0,60
Пропионат кальция
0,41
Бикарбонат натрия
0,25
Диоксид кремния
0,03
Бутилированный гидрокситолуол в виде порошка
0,02
Итого
100
Экструзия
Сухая смесь
75,7
Глицерин
14,0
Вода
10,3
Итого
100
Пример 5
Пример 1 был воспроизведен с описанными далее исключениями. Профиль шнека был изменен для достижения высокого напряжения сдвига. Для получения этого высокого напряжения сдвига в головной части седьмой камеры вставили дополнительный реверсивный шнековый элемент. Для насыщения воздухом в шестую камеру вставили вентиляционное задерживающее устройство, а в центре шестой камеры под вентиляционным задерживающим устройством вставили два смешивающих элемента. Максимальное давление и удельная механическая энергия составляли 66 бар и 475 кДж/кг соответственно. Пластичное тесто затем было экструдировано через матрицу с отверстием, показанным на фиг. 6, и разрезано на кусочки длиной 120 мм и плотностью 0,67 кг/л, имеющие ячеистую внутреннюю структуру с увеличенным объемом (фиг. 4). Матрица с желобками в форме ласточкиного хвоста (фиг. 6) использовалась для предотвращения образования грубой пузырчатой внешней поверхности и получения приемлемо гладкой внешней поверхности. Кроме того, в отверстие матрицы была вставлена цельная трубчатая вставка для получения полости в кусочке продукта (фиг. 4).
Пример 6
Пример 4 был воспроизведен с описанными далее исключениями. 0,5% бикарбонат натрия добавили в сухую смесь, указанную в таблице 1, а количество предварительно клейстеризованной кукурузной муки было соответствующим образом уменьшено до 83,08%. Максимальное давление и удельная механическая энергия составляли 62 бар и 450 кДж/кг соответственно. Затем пластичное тесто было экструдировано через матрицу с отверстием, показанным на фиг. 6, и разрезано на кусочки длиной 120 мм и плотностью 0,51 кг/л, имеющие ячеистую внутреннюю структуру с увеличенным объемом (фиг. 5). Матрица с желобками в форме ласточкиного хвоста (фиг. 6) использовалась для предотвращения образования грубой пузырчатой внешней поверхности и получения приемлемо гладкой внешней поверхности. Кроме того, в отверстие матрицы была вставлена цельная трубчатая вставка для получения полости в кусочке продукта (фиг. 5).
Пример 7
Ингредиенты для партии сухой смеси массой 909 кг взвесили в соответствии с процентными величинами, указанными в таблице 3, поместили в порционную мешалку и измельчили. Сухую смесь вместе с глицерином, водой и фосфорной кислотой дозировано загрузили в одношнековый экструдер, оснащенный блоком предварительной обработки, в пропорциях, показанных в таблице 3, где они перемешивались под давлением (60 бар) и были нагреты до температуры 110°C для получения пластичного теста.
Таблица 3
Ингредиенты
Количество (%)
Сухая смесь
Предварительно клейстеризованная рисовая мука
73,86
Пшеничная мука
17,10
Монокальцийфосфат/дикальцийфосфат
1,00
Дистиллированный моноглицерид
1,80
Мука из куриных субпродуктов
2,50
Сорбиновая кислота
0,50
Мука из жареного солода
2,58
Пропионат кальция
0,33
Бикарбонат натрия
0,30
Бутилированный гидроксианизол / бутилированный гидрокситолуол в виде порошка
0,03
Итого
100
Экструзия
Сухая смесь
76,38
Глицерин
11,46
Вода
11,22
Фосфорная кислота
0,94
Итого
100
Экструдер был оборудован для получения напряжения сдвига в последнем отделе шнека. Скорость вращения шнека составляла 50–100 об/мин. Температура камеры со шнеком контролировалась. Затем пластичное тесто было экструдировано через матрицу с отверстием, показанным на фиг. 6, и разрезано на кусочки длиной 127 мм с пористой структурой (фиг. 1) и плотностью 0,9 кг/л. Матрица с желобками в форме ласточкиного хвоста (фиг. 6) использовалась для предотвращения образования грубой пузырчатой внешней поверхности и получения приемлемо гладкой внешней поверхности (фиг. 7А и 7B), а съедобный жевательный продукт обладал ячеистой внутренней структурой с увеличенным объемом (фиг. 11).
Пример 8
В качестве варианта в отверстие матрицы вставили несколько трубчатых вставок (фиг. 9b) для получения нескольких полостей в продукте (фиг. 9С и 9D). Полости заполнили функциональным тестом или пастой с помощью системы, имеющей вспомогательное заливочное отверстие (фиг. 9А).
Пример 9
Для продуктов в форме звездообразных кусочков, с полостями, весом 26 г, изготовленных в соответствии с примером 4 (экспериментальные продукты), был проведен тест эффективности в отношении очистки зубов, где их результаты сравнивались с результатами имеющихся в продаже продуктов для очистки зубов, содержащих аналогичные ингредиенты, которые не были увеличены в объеме (расширены). Использовался описанный далее протокол испытаний.
Было отобрано 16 собак среднего размера (с хорошим состоянием здоровья и наличием вех рассматриваемых зубов).
Испытание проводилось по перекрестному принципу: каждая собака получала контрольный рацион (влажный корм) и экспериментальный рацион (влажный корм + 1 палочка для зубов).
1 палочка весом 26 г составляла 10% от ежедневного потребления энергии для собаки среднего размера.
Предварительный этап: 1 неделя адаптации, чтобы дать собакам возможность привыкнуть к продукту для очистки зубов.
После этого следовали чистка и полировка зубов / контроль веса.
1-й этап: в течение 28 дней группа 1 (8 собак) получала контрольный рацион, а группа 2 (8 собак) — экспериментальный рацион.
Для рассматриваемых зубов записывали гингивальный индекс и показатели образования налета и зубного камня, после чего выполняли чистку и полировку зубов.
2-й этап: в течение следующих 28 дней группа 1 (8 собак) получала экспериментальный рацион, а группа 2 (8 собак) — контрольный рацион.
Для рассматриваемых зубов записывали гингивальный индекс и показатели образования налета и зубного камня, выполняли чистку и полировку зубов.
Эту процедуру повторили с коммерческим продуктом для очистки зубов весом 26 г.
Для обоих наборов данных был проведен статистический анализ, результаты которого показаны в таблице 4.
Таблица 4
Показатель гингивита
Показатель образования зубного налета
Показатель образования зубного камня
Удельная калорийность
Среднее уменьшение показателя гингивита
% собак, у которых существенно уменьшилось образование зубного налета
Средний показатель уменьшения образования зубного налета
Наибольший показатель уменьшения образования зубного камня
% собак, у которых существенно уменьшилось образование зубного камня
Средний показатель уменьшения образования зубного камня
Ккал/см<sup>3</sup>
Имеющийся в продаже продукт
НЗ
62,50%
10,90%
57,60%
86,70%
32,70%
3,6
Экспериментальный продукт
19,00%
81,20%
18,40%
70,00%
100,00%
52,40%
2,1
На основании данных результатов можно сделать вывод, что расширенный (увеличенный в объеме) продукт имеет лучшие показатели по очистке зубов в сравнении с не увеличенным в объеме продуктом для очистки зубов, имеющимся в продаже, при одинаковом составе и одинаковой калорийности.
Следует понимать, что специалистам в данной области будут очевидны различные изменения и модификации предпочтительных в настоящее время вариантов осуществления, описанных в настоящем документе. Такие изменения и модификации можно вносить без отступления от сущности и объема объекта настоящего изобретения и без уменьшения его предполагаемых преимуществ. Следовательно, предполагается, что прилагаемая формула изобретения охватывает такие изменения и модификации.