СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОРМА ДЛЯ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ В ФОРМЕ ГРАНУЛ С ПОКРЫТИЕМ
METHOD FOR PRODUCTION OF DOMESTIC ANIMAL FODDER IN FORM OF GRANULES WITH COATING

Область применения
Настоящее изобретение относится к способу изготовления корма для домашних животных. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к нанесению материала покрытия на сердцевину.
Уровень техники
Производители корма для домашних животных постоянно занимаются усовершенствованием сухих кормов для животных, пытаясь сделать корм более питательным и вкусным. Сухой корм для домашних животных обычно изготавливается способом экструдирования с приложением тепла и давления, в результате чего получаются сбалансированные по питательной ценности, с низким содержанием влаги гранулы, имеющие длительный срок хранения при комнатной температуре. Недостатком такого корма является то, что он часто получается безвкусным для животного, поэтому производители часто покрывают такие гранулы жиром или иными вкусовыми добавками для усиления вкуса и запаха корма. В последнее время, однако, было найдено, что если некоторые ингредиенты корма, обычно добавляемые в экструдер, не экструдировать, а вместо этого нанести в виде покрытия на наружную поверхность гранул, могут быть получены гранулы с более сильным ароматом без необходимости добавлять большое количество жира и вкусовых добавок. Такое нанесение покрытия на гранулы после экструзии не только снижает себестоимость изготовления корма, но и позволяет лучше сохранить питательную ценность ингредиентов, так как данные ингредиенты не проходят через экструдер и поэтому не подвергаются воздействию давления и температуры. Полученный таким образом продукт является более дешевым, имеет лучший вкус и большую питательную ценность. Так, например, после экструдирования на поверхность гранул могут быть нанесены витамины, пробиотики и прочие ингредиенты, чувствительные к воздействию высоких температур, и в результате этого могут быть получены гранулы с более высоким содержанием активного материала, вследствие его меньшего разрушения под действием высоких температур. Было также определено, что если питательные компоненты, такие как аминокислоты, наносятся на поверхность гранул, такие гранулы более вкусны для животных и обычно лучше перевариваются.
Ниже приводится описание различных воплощений способов нанесения покрытия на гранулы после экструзии и их преимуществ.
Сущность изобретения
В одном из воплощений предлагается способ изготовления корма для домашних животных, включающий этапы: обеспечения сердцевинных пеллет; обеспечения по меньшей мере одного материала покрытия; нанесения материала покрытия на сердцевинные пеллеты в смесителе с псевдоожижением непрерывного действия; при этом нанесение покрытия происходит с числом Фруда в диапазоне от примерно 0,8 до примерно 3 и при числе Пекле, большем чем примерно 6. В одном из воплощений способ характеризуется временем нахождения сердцевинных пеллет в смесителе с псевдоожижением непрерывного действия, составляющим от примерно 10 с до примерно 600 с. В одном из воплощений в смесителе с псевдоожижением непрерывного действия могут использоваться лопасти, вращающиеся в противоположные стороны. В одном из воплощений вращающиеся в противоположные стороны лопасти могут формировать направленный вверх конвекционный поток материала сердцевин в центральной части смесителя с псевдоожижением непрерывного действия. В одном из воплощений смеситель с псевдоожижением непрерывного действия может работать в таком режиме, что поток материала сердцевин через смеситель будет составлять от примерно 10 кг/ч до примерно 60000 кг/ч. В некоторых воплощениях материал покрытия может включать пробиотик, манногептулозу и/или эмульгатор, содержащий множество гидроксильных групп, такой как сложный эфир полисорбата или полисорбат 80.
Краткое описание чертежей
Фиг.1. Воплощение гранулы сухого корма для домашних животных, содержащей сердцевину и нанесенное на нее покрытие.
Фиг.2. Сравнение суммарного содержания альдегидов.
Фиг.3. Результаты испытания по методу «кислородной бомбы».
Фиг.4. Результаты оценки характеристик ароматности.
Фиг.5. Результаты оценки характеристик ароматности.
Фиг.6. Результаты оценки характеристик ароматности.
Фиг.7. Результаты сравнения потерь витаминов.
Фиг.8. Результаты сравнения потерь витаминов.
Подробное описание изобретения
Определения
В контексте настоящего описания упоминание какого-либо элемента в формуле изобретения или в подробном описании означает, что подразумевается один или более таких элементов.
В контексте настоящего описания термины «включать», «включает» и «включая» подразумевают неограниченное перечисление элементов.
В контексте настоящего описания термин «множество» означает более чем один.
В контексте настоящего описания термин «гранула» включает гранулы специальной формы, в которой выпускается корм для домашних животных, например кошек и собак, как правило, имеющие влажность, то есть содержание воды, менее чем 12% по весу. Гранулы могут иметь различную текстуру, от твердой до мягкой. Гранулы могут иметь различную внутреннюю структуру, от вспененной до плотной. Гранулы могут быть сформированы посредством экструзии. В неограничивающих примерах гранула может быть сформирована из сердцевины с последующим нанесением на нее покрытия, в результате чего может быть получена гранула с покрытием. Следует понимать, что при употреблении термина «гранула» он может относиться к грануле без покрытия или грануле с покрытием.
В контексте настоящего описания термин «животное» или «домашнее животное» означает домашних животных, включая, но не ограничиваясь ими, домашних собак, кошек, лошадей, коров, хорьков, кроликов, свиней, крыс, мышей, песчанок, хомяков и им подобных. Наиболее типичными примерами домашних животных являются домашние кошки и собаки.
В контексте настоящего описания термины «корм для животных», «составы для кормления животных» «гранулированный корм для домашних животных», «корм для домашних животных» «составы для кормления домашних животных», «гранулы для кормления домашних животных» - все они включают составы, предназначенные для проглатывания их домашними животными. Корма для домашних животных могут включать, не ограничиваясь ими, сбалансированные по питательной ценности составы для ежедневного кормления, такие как гранулы, а также добавки и/или угощения, которые могут быть, а могут и не быть сбалансированными по пищевой ценности.
В контексте настоящего описания термин «сбалансированный по питательной ценности», употребляемый в отношении пищевого состава для домашних животных или его компонента, означает, что состав, в частности состав для кормления домашних животных, содержит все известные питательные вещества, требующиеся для поддержания жизнеспособности животного, в необходимых количествах и пропорциях, основанных на рекомендациях признанных организаций в области питания, включая, но не ограничиваясь ими. Центр кормов и лекарственных препаратов для ветеринарии США и Инспекцию кормов для животных США за исключением, возможно, дополнительно необходимого для животного количества воды.
В контексте настоящего описания термины «пробиотик», «пробиотический компонент», «пробиотический ингредиент» и «пробиотический организм» означают бактерии или прочие микроорганизмы, живые или мертвые, их компоненты, такие как белки или углеводы, или очищенные фракции бактериальных ферментов, включая микроорганизмы, которые находятся в спящем состоянии или в виде спор и которые благотворно влияют на здоровье млекопитающего за счет сохранения и/или приумножения естественной микрофлоры желудочно-кишечного тракта, стабилизации нормального функционирования иммунной системы и предотвращения аберрантных иммунных реакций.
В контексте настоящего описания термины «сердцевина» и «сердцевинная матрица» означают, что данного типа гранула сформирована на основе сердцевины из определенных ингредиентов и имеет содержание влаги (воды), меньшее чем 12%. Гранула может иметь покрытие, нанесенное на сердцевину, и такие гранулы называются гранулами с покрытием. На сердцевину может не наноситься покрытие, или покрытие может быть нанесено только на часть поверхности сердцевины. В воплощениях без покрытия сердцевина может представлять собой всю гранулу. Сердцевины могут содержать мучнистые материалы, белковые материалы, их сочетания и смеси. В одном из воплощений сердцевина может содержать сердцевинную матрицу из белка, углевода и жира.
В контексте настоящего описания термин «покрытие» означает частичное или полное покрытие поверхности сердцевины. В одном из воплощений сердцевина может быть частично покрытой, так что только часть ее является покрытой, а часть является непокрытой, то есть является открытой. В другом воплощении сердцевина может быть полностью покрытой покрытием и никакая ее часть не будет открытой. То есть покрытие может покрывать от незначительной доли поверхности сердцевины до всей ее поверхности. Покрытие может быть также нанесено на другие покрытия, так что на грануле может иметься несколько слоев покрытий. Так, например, сердцевина может быть полностью покрыта покрытием А, а покрытие А может быть полностью покрыто покрытием В, то есть каждое из покрытий А и В образует слой.
В контексте настоящего описания термин «макронутриент» означает источник или источники, белков, жиров, углеводов, и/или их сочетания, и/или их смеси.
В контексте настоящего описания термин «экструдированный» означает корм для животных, который был обработан экструдером (например, пропущен через экструдер). В одном из воплощений гранулы сформированы способом экструзии, при котором сырьевые материалы, включая крахмал, экструдируются под воздействием тепла и давления, в результате чего крахмал застывает и образуется гранула, которая может быть сердцевиной для последующего изготовления гранулированного корма. Может быть использован экструдер любого типа, и неограничивающие примеры экструдеров включают одновинтовой и двухвинтовой экструдер.
Приводимые в настоящем описании списки источников, ингредиентов и компонентов подразумевают, что предвидится также использование их сочетаний и смесей, и такие сочетания и смеси также входят в масштаб настоящего изобретения.
Следует понимать, что любое максимальное численное ограничение, употребляемое в настоящем описании, включает любое меньшее численное ограничение, как если бы такое меньшее численное ограничение было указано явно. Любое минимальное численное ограничение, употребляемое в настоящем описании, включает любое большее численное ограничение, как если бы такое большее численное ограничение было указано явно. Любой диапазон числовых значений, употребляемый в настоящем описании, включает любой более узкий диапазон числовых значений, входящий в упомянутый более широкий диапазон, как если бы такой более узкий диапазон числовых значений был указан явно.
Все перечисления элементов, например списки ингредиентов, подразумевают, и должны, таким образом, интерпретироваться, как группы Маркуша. Поэтому все списки следует читать и интерпретировать как элементы, «выбранные из группы, состоящей из …(список элементов)…, их сочетаний и их смесей».
В настоящем описании приводятся также ссылки на торговые наименования различных компонентов и ингредиентов. Изобретателями не подразумевается ограничить изобретение применением материалов исключительно таких торговых наименований. Материалы указанных торговых наименований могут быть заменены эквивалентными, в том числе предлагаемыми иными производителями, под иными названиями и иными кодовыми номерами.
Ниже приводится описание различных воплощений настоящего изобретения и их отдельных элементов. Сведущим в данной области техники будет понятно, что при реализации настоящего изобретения возможны любые сочетания таких воплощений и их элементов. И хотя ниже приводится описание различных воплощений настоящего изобретения и их элементов, сопровождаемое прилагаемыми чертежами, возможны и прочие их изменения и модификации без отхода от идеи и масштабов настоящего изобретения. Будет также очевидно, что возможны любые сочетания описанных ниже воплощений и их элементов и при этом также могут быть получены предпочтительные воплощения настоящего изобретения.
Гранула с покрытием
Различные воплощения настоящего изобретения включают корм для домашних животных в виде гранулы с покрытием, которая включает сердцевину и покрытие, по меньшей мере частично покрывающее сердцевину. В одном из воплощений корм для домашних животных, или гранула с покрытием, может быть сбалансированным по питательной ценности. В одном из воплощений корм для домашних животных, или гранула с покрытием, может иметь содержание влаги (воды), меньшее чем 12%. Гранула может быть изготовлена, а затем покрыта слоем (покрытием) из сухого источника белка с использованием связующего, в результате чего может быть получена гранула с покрытием, более предпочтительная для животного (так называемая дифференциация на поздней стадии изготовления). Прочие воплощения настоящего изобретения включают способ изготовления корма для домашних животных, включающий этапы: формирования сердцевинной смеси, формирование смеси для покрытия и нанесения смеси для покрытия на сердцевины, в результате чего получается корм для домашних животных в виде гранул с покрытием. Дополнительные воплощения настоящего изобретения включают способ изготовления корма для домашних животных, включающий два дополнительных этапа термической обработки для дезактивации сальмонеллы.
В одном из воплощений настоящего изобретения предлагается корм для домашних животных в виде гранул с покрытием, при этом гранула содержит сердцевину, которая может быть получена экструдированием, и покрытие, нанесенное на сердцевину и содержащее белковый компонент и связующий компонент. Пример такого воплощения гранулы с покрытием показан на фиг.1. В частности, на фиг.1 показано сечение гранулы 100 с покрытием. Гранула 100 с покрытием содержит сердцевину 101 и покрытие 102, окружающее сердцевину 101. И хотя на фиг.1 показано покрытие, полностью окружающее сердцевину, как упоминалось выше, в других воплощениях покрытие может только частично окружать сердцевину. В одном из воплощений покрытие может составлять от 0,1% до 75% по весу от суммарного веса гранулы с покрытием, а вес сердцевины может составлять от 25% до 99,9% суммарного веса гранулы с покрытием. В других воплощениях вес покрытия может составлять любое число процентов в диапазоне между 0,1% и 75% от суммарного веса гранулы с покрытием, а вес сердцевины может составлять любое число процентов между 25% и 99,9% от суммарного веса гранулы с покрытием. Белковый компонент может составлять от 50% до 99% веса покрытия, а связующий компонент может составлять от 1% до 50% веса покрытия. В других воплощения вес белкового компонента может находиться в диапазоне из целых чисел процентов между 50% и 99% от веса покрытия, а вес связующего компонента может находиться в диапазоне из любых чисел процентов между 1% и 50% от веса покрытия. В дополнительных воплощениях сердцевина может содержать влагу, или воду, в количестве менее чем 12% и может содержать матрицу из застывшего крахмала, которая может быть сформирована способом экструзии в соответствии с настоящим изобретением.
В одном из воплощений гранула с покрытием содержит сердцевину и покрытие. Сердцевина может содержать ряд ингредиентов, образующих матрицу сердцевины. В одном неограничивающем воплощении сердцевина может содержать источник углеводов, источник белков и/или источник жиров. В одном из воплощений сердцевина может содержать от источник углеводов в количестве 20% до 100% от веса сердцевины. В одном из воплощений сердцевина может содержать от источник белков в количестве 0% до 80% от веса сердцевины. В одном из воплощений сердцевина может содержать от источник жиров в количестве 0% до 15% от веса сердцевины. Сердцевина может также содержать прочие ингредиенты. В одном из воплощений от 0% до 80% веса сердцевины могут составлять прочие ингредиенты.
Источник углеводов (углеводный ингредиент, или крахмальный ингредиент) может содержать злаки, зерна, кукурузу, пшеницу, рис, овес, кукурузную крупу, крупу сорго, зерна сорго, пшеничные отруби, овсяные отруби, амарант, твердую пшеницу или манную крупу. Источник белка (белковый ингредиент) может содержать мясо курицы, продукты из мяса курицы, побочные продукты переработки кур, баранину, продукты из баранины, мясо индеек, продукты из мяса индеек, говядину, побочные продукты переработки говядины, потроха, продукты из рыбы, кишки, мясо кенгуру, белую рыбу, оленину, продукты из сои, изолят соевых белков, концентрат соевых белков, продукты из кукурузного глютена, концентрат кукурузных белков, сушеную барду, растворимые компоненты сушеной барды. Источник жира (жировой ингредиент) может содержать птичий жир, куриный жир, индюшиный жир, свиной жир, сало, талловый жир, говяжий жир, растительные масла, кукурузное масло, соевое масло, хлопковое масло, пальмовое масло, масло пальмовых ядер, льняное масло, каноловое масло, рапсовое масло, рыбий жир, менхаденовый жир, жир анчоусовых, и/или олестру.
1
12
2
6
3
10
10
Прочие ингредиенты могут включать такие активные ингредиенты, как ингредиенты-источники волокон, минеральные ингредиенты, ингредиенты-источники витаминов, ингредиенты-источники полифенолов, ингредиенты-источники аминокислот, ингредиенты-источники каротеноидов, ингредиенты-источники антиоксидантов, ингредиенты-источники жирных кислот, глюкозомиметики, пробиотические ингредиенты, пребиотические ингредиенты и прочие ингредиенты. Ингредиенты-источники волокон могут включать фруктоолигосахариды (ФОС), свекловичную клетчатку, маннанолигосахариды (МОС), овсяное волокно, лимонную клетчатку, карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), гуаровую камедь, гуммиарабик, яблочный жмых, лимонные волокна, экстракты из волокон, производные из волокон, сушеные свекловичные волокна (обессахаренные), целлюлозу, α-целлюлозу, галактоолигосахариды, ксилоолигосахариды, а также олигопроизводные крахмалов, инулин, псиллиум, пектины, лимонный пектин, ксантановую смолу, альгинаты, таловую смолу, β-глюканы, хитины, лигнин, целлюлозы, некрахмальные полисахариды, каррагенан, восстановленный крахмал, соевые олигосахариды, трегалозу, раффинозу, стахилозу, лактулозу, полидекстрозу, олигодекстран, гентиолигосахариды, пектиновые олигосахариды и гемицеллюлозу. Ингредиенты-источники минералов могут включать селенит натрия, мононатрийфосфат, карбонат кальция, хлорид калия, сульфат железа, оксид цинка, сульфат марганца, сульфат меди, оксид марганца, иодид калия и карбонат кобальта. Ингредиенты-источники витаминов могут включать холин-хлорид, добавки, содержащие витамин Е, аскорбиновую кислоту, ацетат витамина А, пантотенат кальция, пантотеновую кислоту, биотин, мононитрат тиамина (провитамин B), добавки, содержащие витамин B, ниацин, добавки, содержащие рибофлавин (провитамин В), инозитол, гидрохлорид пиридоксина (провитамин В), добавки, содержащие витамин D, фолиевую кислоту, витамин С и/или аскорбиновую кислоту. Ингредиенты-источники полифенолов могут включать чайный экстракт, розмариновый экстракт, розмариновую кислоту, кофейный экстракт, кофеиновую кислоту, экстракт куркумы, черничный экстракт, виноградный экстракт, экстракт виноградных косточек и/или соевый экстракт. Ингредиенты-источники аминокислот могут включать L-триптофан, таурин, гистидин, карнозин, аланин, цистеин, аргинин, метионин, триптофан, лизин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, фенилаланин, валин, треонин, изолейцин, лейцин, глицин, глютамин, тирозин, гомоцистеин, орнитин, цитрулин, глютаминовую кислоту, пролин и/или серин. Ингредиенты-источники каротеноидов могут включать лютеин, астаксантин, зеаксантин, биксин, ликопен и β-каротин. Ингредиенты-источники антиоксидантов могут включать токоферолы (витамин Е), витамин С, витамин А, материалы растительного происхождения, каротеноиды (описаны выше), селен и CoQ (кофермент Q). Ингредиенты-источники жирных кислот могут включать арахидоновую кислоту, α-линоленовую кислоту, γ-линоленовую кислоту, линолевую кислоту, эйкозапентаноевую кислоту (ЭПК), докозагексаноевую кислоту (ДГК), а также рыбий жир как источник ЭПК и/или ДГК. Ингредиенты-источники миметиков глюкозы могут включать антиметаболиты глюкозы, включающие в свою очередь 2-дезокси-D-глюкозу, 5-тио-D-глюкозу, 3-O-метилглюкозу, ангидросахара, включающие в свою очередь 1,5-ангидро-D-глюцитол, 2,5-ангидро-D-глюцитол и 2,5-ангидро-D-маннитол, манногептулозу и экстракт авокадо, содержащий манногептулозу. Прочие ингредиенты могут включать говяжий бульон, сухие пивные дрожжи, яйцо, яйцепродукты, льнопродукты, DL-метионин, аминокислоты, лейцин, лизин, аргинин, цистеин, цистин, аспарагиновую кислоту, полифосфаты, такие как гексаметофосфат натрия, пирофосфат натрия, триполифосфат натрия, хлорид цинка, глюконат меди, хлорид олова, фторид олова, фторид натрия, триклозан, глюкозамин-гидрохлорид, хондроитин-сульфат, зеленые мидии, голубые мидии, метил-сульфонил метан, бор, борную кислоту, фитоэстрогены, фитоандрогены, генистени, диадзеин, L-карнитин, пиколинат хрома, трипиколинат хрома, никотинат хрома, кислотные/щелочные модификаторы, цитрат калия, хлорид калия, карбонат кальция, хлорид кальция, бисульфат натрия; эвкалипт, лаванду, перечную мяту, пластификаторы, красители, ароматизаторы, подсластители, буферные вещества, вещества, способствующие скольжению, носители, вещества-регуляторы рН, натуральные ингредиенты, стабилизаторы, биологические добавки, такие как ферменты (включая протеазы и липазы), химические добавки, охладители, хелатирующие вещества, денатурирующие вещества, вещества-связующие лекарственных средств, эмульгаторы, внешние анальгетики, ароматические смеси, увлажнители, вещества, придающие продукту непрозрачность (такие, как оксид цинка и диоксид титана), противовспенивающие вещества (такие, как кремний), консерванты (такие, как бутилированный гидрокситолуол и бутилированный гидроксианизол, пропил-галлат, хлорид бензалкония, ЭДТА, бензиловый спирт, сорбат калия, парабены и их смеси), восстанавливающие вещества, растворители, гидротропы, вещества, повышающие растворимость, суспендирующие вещества (не поверхностно-активные), вещества, повышающие вязкость (на водной и неводной основе), вещества, усиливающие экскрецию и кератолитики.
Пробиотический ингредиент, или компонент, может содержать один или более бактериальных пробиотических организмов, пригодных для потребления домашними животными и обеспечивающих улучшение микробного баланса в желудочно-кишечном тракте животного или прочие преимущества для здоровья домашнего животного, такие как снятие симптомов или профилактика болезней. Известны различные пробиотические микроорганизмы (см., например, публикацию WO 03/075676 и опубликованную патентную заявку США 2006/0228448 А1). В различных воплощенииях Пробиотический компонент может быть выбран из бактерий и дрожжей, включая микроорганизмы родов Bacillus, Bacteroides, Bifidobacterium, Enterococcus (например, штаммы Enterococcus faecium DSM 10663 и SF68), Lactobacillus, Leuconostroc, Saccharomyces, Candida, Streptococcus и любые их смеси. В других воплощениях пробиотик может быть выбран из микроорганизмов родов Bifidobacterium, Lactobacillus и их сочетаний. Бактерии рода Bacillus могут образовывать споры. В одном из воплощений пробиотический компонент не образует спор. Неограничивающие примеры молочнокислых бактерий, пригодных для реализации настоящего изобретения, включают штаммы Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris. Streptococcus diacetylactis. Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus (например, штамм DSM 13241 Lactobacillus acidophilus), Lactobacillus helveticus, Lactobacillus bifidus, Lactobacillus casei, Lactobacillus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus delbruekii, Lactobacillus thermophilus, Lactobacillus fermentii, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium pseudolongum и Pediococcus cerevisiae или их смеси. В некоторых воплощениях обогащенное пробиотиком покрытие может содержать штамм бактерий Bifidobacterium animalis AHC7 (код NCIMB 41199). Прочие воплощения пробиотического ингредиента могут включать один или более микроорганизмов, описанных в патентных заявках США 2005/0152884 А1, 2005/015 8294 А1, 2005/0158293 А1, 2005/0175598 А1, 2006/0269534 А1 и 2006/0270020 А1, а также в международной публикации WO 2005/060707 А2.
По меньшей мере в одном воплощении покрытие может быть нанесено на сердцевину, описанную выше. По меньшей мере в одном воплощении покрытие может быть нанесено на сердцевину для повышения предпочтения животным, или домашним животным, гранулы с покрытием. То есть сердцевина без покрытия может быть подвергнута последующей стадии обработки, на которой производится нанесение покрытия, которое повышает предпочтение животного, а следовательно, предпочтение домашнего животного в пользу гранулы с покрытием как конечного продукта. В одном из воплощений сердцевина без покрытия может быть сердцевиной, которая уже была подвергнута определенным процессам обработки, включая размол, кондиционирование, сушку и/или экструдирование в соответствии с настоящим изобретением.
Покрытие может включать несколько компонентов, или веществ, которые в совокупности образуют покрытие, наносимое на сердцевину гранулы. В одном неограничивающем воплощении покрытие может включать белковый компонент и связующий компонент. В одном из воплощений покрытие может содержать от 50% до 99% белкового компонента и от 1% до 50% связующего компонента. Покрытие может также содержать и прочие компоненты, которые могут быть нанесены вместе с белковым и/или связующим компонентом, и/или могут быть нанесены после нанесения белкового и/или связующего компонента. В одном из воплощений покрытие может содержать от 0% до 70% вкусового компонента. В одном из воплощений покрытие может содержать от 0% до 50% жирового компонента. В одном из воплощений покрытие может содержать от 0% до 50% прочих компонентов.
В одном из воплощений гранула с покрытием может содержать более чем одно покрытие. То есть она может включать первое покрытие, второе покрытие и т.д. Каждое из данных покрытий может содержать любой из компонентов покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
В любом из воплощений настоящего изобретения компоненты покрытия могут рассматриваться как твердые покрытия, твердые компоненты или твердые ингредиенты. Поэтому данные твердые покрытия могут содержать менее чем 12% влаги, или воды. В одном из воплощений компонент покрытия содержит белковый компонент в качестве твердого компонента покрытия, содержащего менее чем 12% влаги, или воды.
Покрытие в соответствии с настоящим изобретением может быть покрывающим часть поверхности или всю поверхность сердцевины. В одном из воплощений сердцевина может быть частично покрытой, так что только часть ее является покрытой, а часть является не покрытой, то есть является открытой. В другом воплощении сердцевина может быть полностью покрытой покрытием и не будет открытой. То есть покрытие может покрывать от незначительной доли поверхности сердцевины до всей ее поверхности. Покрытие может быть также нанесено на другие покрытия, так что на сердцевине может иметься несколько слоев покрытий. Так, например, сердцевина может быть полностью покрыта первым компонентом покрытия, а первый компонент покрытия может быть полностью покрыт вторым компонентом покрытия, так что первый компонент покрытия и второй компонент покрытия образуют отдельные слои. Конечно, могут быть добавлены и прочие компоненты покрытия, например третий, четвертый, пятый, шестой, и так далее, до требуемого числа компонентов покрытия. В одном из воплощений каждый компонент покрытия может образовывать отдельный слой. В другом воплощении каждый компонент покрытия может образовывать частичные слои. В одном из воплощений множество компонентов покрытия могут образовывать единый слой, и каждый из последующих слоев может быть образован одним компонентом покрытия или множеством компонентов покрытия.
Белковый компонент может содержать продукты из мяса курицы, мясо курицы, куриные субпродукты, баранину, продукты из баранины, мясо индеек, продукты из мяса индеек, говядину, побочные продукты производства говядины, потроха, продукты из рыбы, кишки, мясо кенгуру, белую рыбу, оленину, продукты из сои, изолят соевых белков, концентрат соевых белков, продукты из кукурузного глютена, концентрат кукурузных белков, сушеную барду, растворимые компоненты сушеной барды и белки одноклеточных, например дрожжей, водорослей и/или культур бактерий. Одно из воплощений белкового компонента содержит обработанные куриные субпродукты с содержанием влаги (воды) менее чем 12%.
Связующий компонент может содержать любые из следующих материалов или их сочетания: моносахариды, такие как глюкоза, фруктоза, маноза и арабиноза; ди- и трисахариды, такие как сахароза, лактоза, мальтоза, трегалоза, лактулоза; твердые экстракты из кукурузного или рисового отвара; декстрины, такие как декстрины кукурузы, пшеницы, риса и тапиоки; мальтодекстрины; крахмалы, например рисовый, пшеничный, картофельный, кукурузный крахмал, крахмал из тапиоки, или упомянутые крахмалы, подвергнутые химической модификации; олигосахариды, такие как фруктоолигосахариды, альгинаты, хитозаны; смолы, такие как каррагеновая и гуммиарабик, многоатомные спирты, такие как глицерин, сорбит, маннит, ксилит, эритрит; сложные эфиры многоатомных спиртов, такие как сложные эфиры сахарозы, полигликолей, глицерина, полиглицерина, сорбитана; меласса; мед; желатины; пептиды, белки и модифицированные белки, такие как жидкая молочная сыворотка, молочная сыворотка в порошке, концентрат сыворотки, экстракт сыворотки, белковый экстракт сыворотки, субпродукты сыворотки с высоким содержанием лактозы, как, например, DAIRYLAC 80 производства International Ingredient Corporation, сухие экстракты мясных бульонов, например куриного бульона, соевый белок и яичный белок. Упомянутые выше связующие компоненты могут использоваться в сочетании с водой, особенно при их добавлении в состав покрытия. Связующий материал может быть растворен или диспергирован в воде с образованием раствора или жидкой смеси, которая затем может быть нанесена на поверхность сердцевины. Жидкая смесь может способствовать равномерному распределению связующего компонента по поверхности сердцевины, и одновременно усиливать взаимодействие между поверхностью сердцевины и наносимым поверх нее белковым компонентом. В одном из воплощений жидкая смесь может содержать примерно 20% связующего компонента и может быть добавлена в количестве от 5% до 10% от веса гранулы, что в пересчете на сухое вещество означает, что связующий компонент добавляется в количестве примерно от 1% до 2% от веса гранулы.
В воплощениях, в которых используется связующий компонент, могут быть приняты меры по удержанию связующего компонента на поверхности сердцевины, препятствуя тем самым, или по меньшей мере сводя к минимуму поглощение связующего компонента сердцевиной и его проникновение внутрь сердцевины. В одном из воплощений для повышения вязкости раствора связующего компонента в него могут быть введены добавки. Такими добавками могут быть кукурузный крахмал, картофельный крахмал, мука, их сочетания и смеси. Данные добавки могут способствовать удержанию связующего компонента на поверхности гранулы, препятствуя тем самым, или по меньшей мере сводя к минимуму поглощение связующего компонента сердцевиной и его проникновение внутрь сердцевины. В другом воплощении для загущения раствора связующего может использоваться варьирование температуры. Так, например, при использовании в качестве связующего яичных белков денатурация белков, содержащихся в белке, может приводить к образованию гелеобразного раствора. Такое образование гелеобразного раствора происходит при температуре около 80°С, поэтому в одном из воплощений может использоваться нагревание раствора связующего до температуры 80°С. Кроме того, для сведения к минимуму поглощения связующего внутрь сердцевины может использоваться повышение температуры сердцевины. Еще в одном из воплощений может использоваться сочетание добавок с варьированием температуры, как было описано выше.
Поэтому в одном из воплощений связующий компонент может функционировать как клей, или адгезивный материал, обеспечивающий склеивание белкового компонента с сердцевиной. В одном из воплощений белковый компонент может быть твердым ингредиентом с содержанием влаги менее 12%, а связующий компонент может быть жидкостью. В одном из воплощений связующий компонент может быть нанесен в виде слоя на сердцевину, функционируя как клей для белкового компонента, который затем может быть нанесен в виде слоя на сердцевину с уже нанесенным на нее связующим компонентом. В другом воплощении белковый компонент, как твердый компонент, может быть смешан со связующим компонентом и полученная смесь может быть нанесена в виде слоя на сердцевину.
В одном из воплощений в качестве связующих компонентов могут также использоваться липиды и производные липидов. Липиды могут использоваться в сочетании с водой и/или прочими связующими компонентами. Липиды могут включать растительные жиры, такие как соевое масло, кукурузное масло, рапсовое масло, оливковое масло, масло сафлоры, пальмовое масло, кокосовое масло, масло пальмовых ядер, их частично или полностью гидрогенизованные производные, животные жиры и их полностью или частично гидрогенизованные производные; и воски.
В одном из воплощений может быть целесообразным уменьшение поверхностного натяжения между покрытием и гранулой. В одном из воплощений для уменьшения таких отталкивающих сил могут использоваться эмульгаторы. Эмульгатор может содержать множество гидроксильных групп. В других воплощениях эмульгаторы, такие как моно- и диглицериды жирных кислот, сложные эфиры моно- и диацетилвинной кислоты и моно- и диглицеридов жирных кислот, стеароил-2-лактаты натрия и кальция, сложные эфиры моно- и диацетилвинной кислоты и моно- и диглицеридов жирных кислот и сложных эфиров сахарозы и жирных кислот, сложные эфиры лимонной кислоты и моно- и диглицеридов жирных кислот, сложные эфиры молочной кислоты и моно- и диглицеридов жирных кислот и сложных эфиров полиглицерина, лецитины, сложные эфиры полиглицерина и полисорбата, могут быть смешаны с покрытием, в результате чего образуется состав из покрытия и эмульгатора. Такой эмульгатор может использоваться для уменьшения поверхностной энергии и поверхностного натяжения между покрытием и поверхностью гранулы. Можно ожидать, что минимизация поверхностной энергии покрытия обеспечивает лучшую адгезию покрытия к грануле за счет уменьшения поверхностного натяжения. Покрытия могут быть любыми покрытиями, описанными в настоящей заявке. Эмульгаторы могут включать сложные эфиры полисорбата, такие как полисорбат 80. В одном из воплощений эмульгатор может использоваться в количестве, составляющем от примерно 0,01% до примерно 10% веса состава из эмульгатора и покрытия. Поэтому покрытие может составлять от 90% до примерно 99,99% веса состава из эмульгатора с покрытием. В других воплощениях эмульгатор может присутствовать в количестве от примерно 0,1% до примерно 2%, или от примерно 0,1% до примерно 1%, или от примерно 0,5% до примерно 1%, по весу от суммарного веса состава. Соответственно, покрытие может составлять от примерно 98% до примерно 99,9%, или от примерно 99% до примерно 99,9%, или от примерно 99% до примерно 99,5% по весу от суммарного веса состава.
Под поверхностной энергией подразумевается средняя поверхностная энергия представительного участка площади сжатого порошка, хотя при этом возможны локальные различия в поверхностной энергии отдельных небольших участков из-за таких факторов, как неравномерность перемешивания, размола или текстуры. Поверхностная энергия спрессованного порошка связана с его гидрофильностью и гидрофобностью и может также зависеть, например, от содержания влаги в порошке. Поверхностная энергия спрессованной гранулы определяется по углу ее смачивания жидкостями с известным коэффициентом поверхностного натяжения, и по измеренному углу смачивания может быть рассчитана поверхностная энергия на основании моделей, известным сведущим в данной области техники. Одной из таких моделей, которая и была использована в настоящем изобретении, является уравнение Фовкеса (Fowkes, F.M.: Industrial and Engineering Chemistry, 1964, том 56, выпуск 12, страница 40):
<mrow><msub><mi>γ</mi><mrow><mi>l</mi><mi>v</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">(</mo><mn>1</mn><mo>+</mo><mi>cos</mi><mi>θ</mi><mo stretchy="false">)</mo><mo>=</mo><mn>2</mn><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>l</mi><mi>v</mi></mrow><mi>d</mi></msubsup><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>s</mi><mi>v</mi></mrow><mi>d</mi></msubsup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup><mo>+</mo><mn>2</mn><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>l</mi><mi>v</mi></mrow><mi>p</mi></msubsup><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>s</mi><mi>v</mi></mrow><mi>p</mi></msubsup><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mrow><mn>1</mn><mo>/</mo><mn>2</mn></mrow></msup></mrow>
lv
<mrow><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>l</mi><mi>v</mi></mrow><mi>d</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>s</mi><mi>v</mi></mrow><mi>d</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>l</mi><mi>v</mi></mrow><mi>p</mi></msubsup></mrow>
<mrow><msubsup><mi>γ</mi><mrow><mi>s</mi><mi>v</mi></mrow><mi>p</mi></msubsup></mrow>
где: θ - угол смачивания; γ - поверхностное натяжение жидкости (растворителя с известным коэффициентом поверхностного натяжения;
- дисперсионная составляющая поверхностного натяжения жидкости;
-дисперсионная составляющая поверхностного натяжения твердого тела (спрессованной гранулы);
- полярная составляющая поверхностного натяжения жидкости;
- полярная составляющая поверхностного натяжения твердого тела (спрессованной гранулы).
Углы смачивания спрессованной гранулы измеряли по отношению к следующим растворителям: дииодометан (99%, Aldrich), формамид (99% +, Aldrich) и вода (чистая для хроматографического анализа, Aldrich). Суммарная поверхностная энергия спрессованной гранулы представляет собой сумму дисперсионной составляющей поверхностной энергии и полярной составляющей поверхностной энергии, и можно ожидать, что в совокупности они влияют на адгезионные свойства различных веществ по отношению к сердцевине гранулы.
В некоторых воплощениях может использоваться вкусовой компонент. Вкусовой компонент может содержать куриный ароматизатор, например жидкий отвар из куриной печени, содержащий примерно 70% воды и отвар куриной печени. Вкусовой компонент (именуемый также ароматизатором) может включать отвар печени или потрохов в сочетании с кислотой, например пирофосфатом. Неограничивающие примеры подходящих пирофосфатов включают динатрий-пирофосфат, тетракалий-пирофосфат, тринатрий-полифосфаты и пирофосфат цинка. Вкусовой компонент может содержать дополнительные вкусовые добавки, неограничивающие примеры которых включают метионин и холин. Прочие вкусовые добавки включают ароматические вещества и прочие соединения, привлекающие интерес животного к пище, например, такие как циклогексанкарбоновая кислота, пептиды, моноглицериды, короткоцепочечные жирные кислоты, уксусная кислота, пропионовая кислота, бутириновая кислота, 3-метилбутират, цеолит, гидролизат птиц, эфирное масло эстрагона, эфирное масло душицы, 2-метилфуран, 2-метилпиррол, 2-метилтиофен, диметил-дисульфид, диметил-сульфид, фурфурол, продукты из водорослей, кошачью мяту, 2-пиперидион, 2,3-пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол и индол. Кроме того, могут использоваться различные ароматизаторы на основе мяса, неограничивающие примеры которых включают мясо, говядину, курятину, индюшиное мясо, а также рыба, сыр или прочие ароматизаторы животного происхождения.
Жировой компонент может содержать птичий жир, куриный жир, индюшиный жир, свиной жир, сало, талловый жир, говяжий жир, растительные масла, кукурузное масло, соевое масло, хлопковое масло, пальмовое масло, масло пальмовых ядер, льняное масло, каноловое масло, рапсовое масло, рыбий жир, менхаденовый жир, жир анчоусовых и/или олестру.
1
12
2
6
3
Прочие компоненты могут включать такие активные ингредиенты, как ингредиенты-источники волокон, минеральные ингредиенты, ингредиенты-источники витаминов, ингредиенты-источники полифенолов, ингредиенты-источники аминокислот, ингредиенты-источники каротеноидов, ингредиенты-источники антиоксидантов, ингредиенты-источники жирных кислот, глюкозомиметики, пробиотические ингредиенты, пребиотические ингредиенты и прочие ингредиенты. Ингредиенты-источники волокон могут включать фруктоолигосахариды (ФОС), свекловичную клетчатку, маннанолигосахариды (МОС), овсяное волокно, овсяное волокно, лимонную клетчатку, карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ), гуаровую камедь, гуммиарабик, яблочный жмых, лимонные волокна, экстракты из волокон, производные из волокон, сушеные свекловичные волокна (обессахаренные), целлюлозу, α-целлюлозу, галактоолигосахариды, ксилоолигосахариды, а также олигопроизводные крахмалов, инулин, псиллиум, пектины, лимонный пектин, ксантановую смолу, альгинаты, таловую смолу, β-глюканы, хитины, лигнин, целлюлозы, не-крахмальные полисахариды, каррагенан, восстановленный крахмал, соевые олигосахариды, трегалозу, раффинозу, стахилозу, лактулозу, полидекстрозу, олигодекстран, гентиолигосахариды, пектиновые олигосахариды и гемицеллюлозу. Ингредиенты-источники минералов могут включать селенит натрия, мононатрийфосфат, карбонат кальция, хлорид калия, сульфат железа, оксид цинка, сульфат марганца, сульфат меди, оксид марганца, иодид калия и карбонат кобальта. Ингредиенты-источники витаминов могут включать холин-хлорид, добавки, содержащие витамин Е, аскорбиновую кислоту, ацетат витамина А, пантотенат кальция, пантотеновую кислоту, биотин, мононитрат тиамина (провитамин B), добавки, содержащие витамин В, ниацин, добавки, содержащие рибофлавин (провитамин B), инозитол, гидрохлорид пиридоксина (провитамин В), добавки, содержащие витамин D, фолиевую кислоту, витамин С и/или аскорбиновую кислоту. Ингредиенты-источники полифенолов могут включать чайный экстракт, розмариновый экстракт, розмариновую кислоту, кофейный экстракт, кофеиновую кислоту, экстракт куркумы, черничный экстракт, виноградный экстракт, экстракт виноградных косточек и/или соевый экстракт. Ингредиенты-источники аминокислот могут включать L-триптофан, таурин, гистидин, карнозин, аланин, цистеин, аргинин, метионин, триптофан, лизин, аспарагин, аспарагиновую кислоту, фенилаланин, валин, треонин, изолейцин, лейцин, глицин, глютамин, тирозин, гомоцистеин, орнитин, цитрулин, глютаминовую кислоту, пролин и/или серин. Ингредиенты-источники каротеноидов могут включать лютеин, астаксантин, зеаксантин, биксин, ликопен и β-каротин. Ингредиенты-источники антиоксидантов могут включать токоферолы (витамин Е), витамин С, витамин А, материалы растительного происхождения, каротеноиды (описаны выше), селен и CoQ10 (кофермент Q10). Ингредиенты-источники жирных кислот могут включать арахидоновую кислоту, α-линоленовую кислоту, γ-линоленовую кислоту, линолевую кислоту, эйкозапентаноевую кислоту (ЭПК), докозагексаноевую кислоту (ДГК), а также рыбий жир как источник ЭПК и/или ДГК. Ингредиенты-источники миметиков глюкозы могут включать анти-метаболиты глюкозы, включающие в свою очередь 2-дезокси-D-глюкозу, 5-тио-D-глюкозу, 3-O-метилглюкозу, ангидросахара, включающие в свою очередь 1,5-ангидро-D-глюцитол, 2,5-ангидро-D-глюцитол и 2,5-ангидро-D-маннитол, манногептулозу и экстракт авокадо, содержащий манногептулозу. Прочие ингредиенты могут включать говяжий бульон, сухие пивные дрожжи, яйцо, яйцепродукты, льнопродукты, DL-метионин, аминокислоты, лейцин, лизин, аргинин, цистеин, цистин, аспарагиновую кислоту, полифосфаты, такие как гексаметофосфат натрия, пирофосфат натрия, триполифосфат натрия, хлорид цинка, глюконат меди, хлорид олова, фторид олова, фторид натрия, триклозан, глюкозамин-гидрохлорид, хондроитин-сульфат, зеленые мидии, голубые мидии, метил-сульфонил метан, бор, борную кислоту, фитоэстрогены, фитоандрогены, генистени, диадзеин, L-карнитин, пиколинат хрома, трипиколинат хрома, никотинат хрома, кислотные/щелочные модификаторы, цитрат калия, хлорид калия, карбонат кальция, хлорид кальция, бисульфат натрия; эвкалипт, лаванда, перечная мята, пластификаторы, красители, ароматизаторы, подсластители, буферные вещества, вещества, способствующие скольжению, носители, вещества-регуляторы рН, натуральные ингредиенты, стабилизаторы, биологические добавки, такие как ферменты (включая протеазы и липазы), химические добавки, охладители, хелатирующие вещества, денатурирующие вещества, вещества-связующие лекарственных средств, эмульгаторы, внешние анальгетики, ароматические смеси, увлажнители, вещества, придающие продукту непрозрачность (такие, как оксид цинка и диоксид титана), противовспенивающие вещества (такие, как кремний), консерванты (такие, как бутилированный гидрокситолуол и бутилированный гидроксианизол, пропил-галлат, хлорид бензалкония, ЭДТА, бензиловый спирт, сорбат калия, парабены и их смеси), восстанавливающие вещества, растворители, гидротропы, вещества, повышающие растворимость, суспензирующие вещества (не поверхностно-активные), вещества, повышающие вязкость (на водной и неводной основе), вещества, усиливающие экскрецию и кератолитики.
Пробиотический ингредиент, или компонент, может содержать один или более бактериальных пробиотических организмов, пригодных для потребления домашними животными и обеспечивающих улучшение микробного баланса в желудочно-кишечном тракте животного или прочие преимущества для здоровья домашнего животного, такие как снятие симптомов или профилактика болезней. Известны различные пробиотические микроорганизмы (см., например, публикацию WO 03/075676 и опубликованную патентную заявку США 2006/0228448А1). В различных воплощенииях пробиотический компонент может быть выбран из бактерий и дрожжей, включая микроорганизмы родов Bacillus, Bacteroides, Bifidobacterium, Enterococcus (например, штаммы Enterococcus faecium DSM 10663 и SF68), Lactobacillus, Leuconostroc, Saccharomyces, Candida, Streptococcus и любые их смеси. В других воплощениях пробиотик может быть выбран из микроорганизмов родов Bifidobacterium, Lactobacillus и их сочетаний. Бактерии рода Bacillus могут образовывать споры. В одном из воплощений пробиотический компонент не образует спор. Неограничивающие примеры молочнокислых бактерий, пригодных для реализации настоящего изобретения, включают штаммы Streptococcus lactis, Streptococcus cremoris. Streptococcus diacetylactis. Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus acidophilus (например, штамм DSM 13241 Lactobacillus acidophilus), Lactobacillus helveticus, Lactobacillus bifidus, Lactobacillus casei, Lactobacillus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus rhamnosus, Lactobacillus delbruekii, Lactobacillus thermophilus, Lactobacillus fermentii, Lactobacillus salivarius, Lactobacillus reuteri, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium pseudolongum и Pediococcus cerevisiae или их смеси. В некоторых воплощениях обогащенное пробиотиком покрытие может содержать штамм бактерий Bifidobacterium animalis AHC7 (код NCIMB 41199). Прочие воплощения пробиотического ингредиента могут включать один или более микроорганизмов, описанных в патентных заявках США 2005/0152884 А1, 2005/0158294 А1, 2005/0158293 А1, 2005/0175598 А1, 2006/0269534 А1 и 2006/0270020 А1, а также в международной публикации WO 2005/060707 А2.
Данные активные ингредиенты могут быть обеспечены в любой форме, например в сухом виде. Сухой формой активного ингредиента может быть форма, которая содержит менее чем 12% влаги (воды), и, следовательно, она может считаться твердым ингредиентом. Например, в одном из воплощений пробиотический компонент может использоваться в сухом виде - в форме порошка со средним размером частиц менее чем 100 мкм. При размере частиц, меньшем 100 мкм, пробиотический компонент может легче приклеиваться к грануле. В другом воплощении пробиотические компоненты могут иметь размер частиц, больший 100 мкм. В данном воплощении, однако, может потребоваться использовать больше связующего для лучшего склеивания пробиотика с гранулой. Пробиотический компонент в форме сухого порошка может быть нанесен на сердцевину как часть покрытия, в результате чего может быть получена гранула с покрытием, содержащим пробиотик.
Таким образом, покрытие может содержать активные ингредиенты. Поэтому одно из воплощений настоящего изобретения относится к способу обеспечения активных ингредиентов для животного или домашнего питомца, при этом упомянутые активные ингредиенты могут содержать любой из активных ингредиентов в соответствии с настоящим изобретением, включая их смеси и сочетания. В одном из воплощений обеспечивается корм для домашних животных в форме гранулы с покрытием. Гранула с покрытием может содержать сердцевину в соответствии с настоящим изобретением, а также покрытие в соответствии с настоящим изобретением. В одном из воплощений покрытие содержит компоненты покрытия, содержащие белковый компонент в соответствии с настоящим изобретением, связующий компонент в соответствии с настоящим изобретением, жировой компонент в соответствии с настоящим изобретением, вкусовой компонент в соответствии с настоящим изобретением, а также активные ингредиенты в соответствии с настоящим изобретением. В одном из воплощений белковый компонент, жировой компонент, вкусовой компонент, а также их сочетания или их смеси могут выполнять роль носителя для активного ингредиента. В другом воплощении активные ингредиенты могут быть твердыми ингредиентами, то есть содержащими менее 12% влаги (воды). Корм для домашних животных в виде гранул с покрытием, содержащих активные ингредиенты, может даваться животному или домашнему питомцу для употребления. Активный ингредиент может составлять от 0,01% до 50% веса покрытия.
Таким образом, в воплощениях настоящего изобретения предусматриваются гранулы с покрытием, содержащие по меньшей мере один активный ингредиент. Так, например, в одном из воплощений настоящего изобретения обеспечиваются активные ингредиенты за счет их содержания в грануле с покрытием в соответствии с воплощениями гранул с покрытием. Было определено, что воплощения гранул с покрытием в соответствии с настоящим изобретением могут повышать предпочтение животным гранул с покрытием, содержащих активный ингредиент, и они могут также повышать устойчивость активного ингредиента.
Еще некоторые воплощения могут содержать компоненты, способствующие уменьшению попадания влаги внутрь гранулы с покрытием. Такие компоненты могут включать какао-масло, масло пальмовых ядер, пальмовое масло, хлопковое масло, соевое масло, каноловое масло, рапсовое масло, гидрогенизованные масла или жиры, парафин, воск, жидкий парафин, тввердый парафин, канделильский воск, карнаубский воск, микрокристаллический воск, пчелиный воск, каприновую кислоту, миристиновую кислоту, пальмитиновую кислоту, стеариновую кислоту, ацетил-ацил-глицерины, шеллак, депарафинизированный шеллак, триолеин, арахисовое масло, шоколад, метилцеллюлозу, гидроксипропилметилцеллюлозу, глицерин моностеарат, полиэтиленгликоль, бегеновую кислоту, адипиновую кислоту, карбоксиметилметилцеллюлозу, сливочное масло, пектин, ацетилированный моноглицерид, пшеничный глютен, масляную кислоту, соевый лецитин, парафиновый воск, парафиновое масло, казеинат натрия, лауриновую кислоту, изолят белков молочной сыворотки, концентрат белков молочной сыворотки, стеариловый спирт, олестру, ацетилированные моноглицериды, шоколадный ликер, сладкий молочный шоколад, тертое какао, тристеарин, животный жир и/или птичий жир.
В одном из воплощений настоящего изобретения белковый компонент покрытия может быть сухим компонентом, или твердым ингредиентом, то есть с содержанием влаги менее 12%. Поэтому в таком воплощении белковый компонент, или твердый ингредиент, может использоваться как подобный твердому материал, который может быть нанесен на сердцевину в виде покрытия с использованием связующего ингредиента. Белковый компонент, содержащий менее 12% влаги (воды), может быть чрезвычайно трудно нанести в виде покрытия на сердцевину, или пеллету в соответствии с настоящим изобретением, которая сама по себе может иметь низкое содержание влаги (воды), даже меньшее 12%. Поэтому связующий компонент может облегчать нанесение твердого белкового компонента в виде покрытия на сердцевину, или пеллету.
В одном из воплощений готовая гранула с покрытием может содержать сердцевину, составляющую от 80% до 90% веса гранулы, и покрытие, составляющее от 10% до 20% веса гранулы. В сердцевине могут содержаться: источник углеводов - в количестве от 45% до 55%, источник белков - в количестве от 35% до 45%, источник жиров - в количестве от 0,1% до 5%, и прочие компоненты - в количестве от 5% до 10%. Покрытие может содержать: белковый компонент - в количестве от 65% до 75%, неограничивающим примером которого может быть продукт из куриных субпродуктов, связующий компонент - в количестве от 5% до 10%, неограничивающими примерами которого могут быть яичный белок, побочный продукт молочной сыворотки с высоким содержанием лактозы, изолят белков молочной сыворотки или куриный бульон, жировой компонент - в количестве от 15% до 25%, неограничивающим примером которого может быть куриный жир, и вкусовой компонент - в количестве от 1% до 10%, неограничивающим примером которого может быть отвар куриной печени. Гранула с покрытием может содержать менее чем 12% воды.
Макронутриенты, которые могут быть включены в воплощения гранулы в соответствии с настоящим изобретением, могут включать источник белков/белковые компоненты/белковые ингредиенты, источники жиров/жировые компоненты/жировые ингредиенты, источники углеводов/углеводные компоненты/углеводные ингредиенты, их сочетания и смеси, как было описано выше. Макронутриент может быть выбран из группы, состоящей из источников белков/белковых компонентов/белковых ингредиентов, источников жиров/жировых компонентов/жировых ингредиентов, источников углеводов/углеводных компонентов/углеводных ингредиентов, их сочетаний и смесей, как было описано выше. Данные макронутриенты, все в целом, могут быть распределены между сердцевиной и покрытием таким образом, что сердцевина будет содержать определенное количество макронутриентов и покрытие будет содержать определенное количество макронутриентов. В одном из воплощений распределение количества макронутриентов между сердцевиной и покрытием может составлять 12:1. В одном из воплощений распределение количества макронутриентов между сердцевиной и покрытием может составлять 1:12. В одном из воплощений распределение количества макронутриентов между сердцевиной и покрытием может составлять от 12:1 до 1:12, или любое отношение между указанными отношениями. Как было указано выше, под распределением макронутриентов понимается распределение суммарных количеств источников белков/белковых компонентов/белковых ингредиентов, источников жиров/жировых компонентов/жировых ингредиентов, источников углеводов/углеводных компонентов/углеводных ингредиентов. Так, например, в воплощении, в котором распределение количеств макронутриентов между сердцевиной и покрытием составляет 12:1, подразумевается, что, как указано выше, под распределением макронутриентов понимается, что отношение суммарных количеств источников белков/белковых компонентов/белковых ингредиентов, источников жиров/жировых компонентов/жировых ингредиентов, источников углеводов/углеводных компонентов/углеводных ингредиентов в сердцевине и покрытии составляет 12:1. То есть в данном воплощении на 12 весовых единиц белков плюс жиров плюс углеводов в сердцевине приходится 1 весовая единица белков плюс жиров плюс углеводов в покрытии.
Способ
Воплощения гранул в соответствии с настоящим изобретением могут быть получены с использованием процесса экструзии, в котором ингредиенты сердцевины после их смешивания в соответствии с настоящим изобретением экструдируются с приложением тепла и давления, в результате чего формируются гранулы (типичной формы для корма для домашних животных), или сердцевины гранул. Если в составе ингредиентов сердцевины содержится крахмальная матрица, она при типичных условиях процесса экструзии может застывать и, как правило, застывает.
В одном из воплощений экструдирование состава сердцевины может производиться с использованием одновинтового экструдера, в то время как в других воплощениях может использоваться двухвинтовой экструдер. Экструдирование состава сердцевины может требовать особой конфигурации экструдера, специфичной для материалов гранулированного корма для домашних животных. Так, например, могут требоваться система перемешивания, обеспечивающая интенсивный сдвиг, а также малое время нахождения материала в экструдере для предотвращения значительного обесцвечивания и полимеризации материала в экструдере, а также для получения гранул, устойчивых к последующим стадиям их обработки, таким, как нанесение одного или более покрытий.
В одном из воплощений гранула с покрытием может быть изготовлена путем приведения в контакт массы сердцевин гранул, экструдированных, как указано выше, с компонентом покрытия в мешалке с двумя лопастными валами, вращающимися в противоположные стороны.
В одном из воплощений ингредиенты, используемые для формирования сердцевины, то есть входящие в состав сердцевины, могут быть отдельными начальными компонентами, включая, но не ограничиваясь ими, источники/ингредиенты, описанные выше.
Типичными процессами, используемыми для изготовления сухих кормов для домашних животных, являются перемалывание, дозировка, кондиционирование, экструзия, сушка и нанесение покрытия. Перемалывание включает любой процесс, используемый для уменьшения размеров цельных или уже разделенных на части ингредиентов. На стадии дозировки производится смешение сухих и/или жидких ингредиентов, в результате чего получаются полные или неполные составы. На данном этапе ингредиенты часто находятся не в самой питательной или не в самой перевариваемой форме, поэтому необходимы дополнительные процессы для преобразования таких ингредиентов в перевариваемые формы путем того или иного типа термической обработки.
Во время процесса перемалывания отдельные начальные компоненты состава сердцевины могут быть смешаны друг с другом в требуемых пропорциях, в результате чего из них может быть получен набор материалов сердцевины. В одном из воплощений полученный набор материалов сердцевины может быть просеян для удаления из него больших комков. Для данного этапа может использоваться любой традиционно применяемый смеситель для твердых компонентов, включая, но не ограничиваясь ими, смесители плужного типа, лопастные смесители, смесители с псевдоожижением, конические смесители и барабанные смесители. Сведущим в данной области техники будет понятно, каким образом подбираются оптимальные условия перемешивания исходя из типов перемешиваемых материалов, размеров частиц и объема партии (данная информация может быть, в частности, получена из широкого круга общедоступных пособий и статей на тему перемешивания твердых ингредиентов).
После этого смесь материалов сердцевины может быть подана в кондиционер. Кондиционирование может использоваться для предварительной обработки ингредиентов и может включать увлажнение, добавление/подмешивание прочих ингредиент, и частичную термическую обработку. Термическая обработка часто может выполняться путем приложения тепла в виде пара с температурой на выходе от 113°F до 212°F. При необходимости значительного повышения температуры (например, свыше 212°F) может проводиться кондиционирование под давлением. После этого кондиционированные ингредиенты, и/или ингредиенты, или их сочетания, могут подаваться на экструдер для последующих этапов обработки.
2
Материал сердцевины, обработанный указанным выше образом, может быть затем подвергнут операции экструдирования для получения вспененной сердцевинной пеллеты. В одном из воплощений материал сердцевины перед операцией экструзии может быть подан в бункер. Может использоваться любой подходящий одновинтовой или двухвинтовой экструдер. Подходящими являются экструдеры производства Wenger Manufacturing Inc., Clextral SA, Buhler AG и им подобные. Рабочие параметры экструдирования могут быть различными, в зависимости от типа изготавливаемого продукта. В частности, путем изменения рабочих параметров экструдера могут быть получены экструдированные продукты различной текстуры, твердости или объемной плотности. Подобно кондиционированию процесс экструзии может быть использован для включения в сердцевину прочих ингредиент (неограничивающими примерами которых являются углеводы, белки, жиры, витамины, минералы и консерванты) путем добавления потоков сухих и/или жидких ингредиентов в любом месте по длине входа в экструдер, цилиндра экструдера или мундштука. Обычно, хотя не обязательно, используются одно- или двухвинтовые экструдеры со скоростью вращения винта (винтов) до 1700 об/мин. Процесс экструзии часто может сопровождаться приложением высоких давлений (избыточное давление до 1500 фунтов/дюйм) и высоких температур (до 250°С). Способом экструдирования могут изготавливаться бесконечные «шнуры» или листы материала, но могут также изготавливаться корма дискретных размеров и форм. Такие формы и размеры часто получают путем продавливания материалов через мундштук или набор отверстий мундштука, и нарезки или разламывания на более мелкие сегменты.
На данном этапе экструдированный продукт может быть в любой форме, например в виде экструдированного «шнура», листа, мелких форм и сегментов, и может также иметь форму вспененной влажной гранулы, которая затем может быть передана на последующие операции обработки. Такие операции могут включать защипывание, измельчение, штамповку, передачу по конвейеру, сушку, охлаждение и/или нанесение покрытия в любом сочетании или множестве процессов. Под защипыванием подразумевается любой процесс, при котором участки пищевого продукта прижимаются друг к другу. Под измельчением подразумевается любой процесс, при котором размер продукта уменьшается после его экструдирования, предпочтительно путем разрыва. Под штамповкой подразумевается любой процесс, при котором за счет тиснения формируется поверхность, или совершается сквозной разрез продукта. Передача по конвейеру используется для переноса пищевого продукта с одной операции на другую, и при этом в процессе такой транспортировки состояние пищевого продукта может поддерживаться неизменным, или может меняться. Конвейеры обычно бывают механическими или пневматическими. Сушка может использоваться для уменьшения содержания влаги в продукте от уровня, которых имел место на предыдущих стадиях обработки, до уровня, подходящего для длительного хранения готового продукта. Гранулы корма для домашних животных, которые после экструдирования обычно являются вспененными и влажными, после выхода из экструдера обычно переносятся в сушилку, например в сушильную печь, при помощи механического конвейера или пневмотранспортной системы. Вспененные гранулы во время их транспортировки в сушилку обычно охлаждаются до температуры от 85°С до 95°С, а содержание влаги в них за счет ее испарения уменьшается с примерно 25-35% до примерно 20-28%. Температура в сушильной печи может составлять от 90°С до 150°С. Температура сердцевин гранул на выходе из печи может составлять от 90°С до 99°С. После этого может производиться нанесение покрытия. Нанесение покрытия может производиться для добавления к сердцевине углеводов, белков, жиров, воды, витаминов, минералов и прочих питательных или полезных для здоровья ингредиентов, и получения таким образом промежуточного или готового продукта. Для уменьшения температуры сердцевин гранул после их выхода из экструдера и/или сушилки может производиться их охлаждение.
На данном этапе сердцевины гранул могут рассматриваться как прошедшие термическую обработку, в результате которой все ее крахмальные компоненты застыли. После этого сердцевины гранул могут быть поданы в разжижающий миксер для нанесения на них покрытия и изготовления, таким образом, покрытых гранул корма для домашних животных. В одном из воплощений сердцевины гранул перед их подачей в разжижающий миксер могут быть поданы в бункер. Гранулы с покрытием могут быть получены путем приведения сердцевин в контакт с покрытием в разжижающем миксере. В одном из воплощений разжижающий миксер может представлять собой миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами. Валы расположены горизонтально, и к ним прикреплены лопасти. Подходящие миксеры такого типа с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами включают миксеры производства Forberg International AS (Норвегия); Eirich Machines, Inc (Турни, штат Иллинойс, США). Движение лопастей образует зону сходящихся потоков между валами, в результате чего в центральной части миксера образуется разжиженный слой из частиц. При работе миксера за счет угла наклона лопастей может создаваться поле встречных конвекционных потоков вдоль осей валов, в результате чего в зоне сходящихся потоков создается дополнительное поле сдвигового воздействия. Нисходящая часть траектории лопастей снаружи валов создает нисходящий конвекционный поток.
В одном из воплощений в миксере имеется зона сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны лопастных валов. В одном из воплощений заметаемые объемы вращающихся в противоположные стороны лопастных валов пересекаются в зоне сходящихся потоков. В контексте настоящего описания термин «заметаемый объем» означает объем, покрываемый смесительный устройством, насаженным на вращающийся вал, при полном обороте вала. В одном из воплощений заметаемые объемы вращающихся в противоположные стороны лопастных валов не перекрываются в зоне сходящихся потоков. В одном из воплощений может иметься зазор в зоне сходящихся потоков между заметаемыми объемами вращающихся в противоположные стороны лопастных валов.
Как было описано выше, покрытие может содержать белковый компонент и связующий компонент. В одном из воплощений белковый компонент и связующий компонент смешаны друг с другом в виде единой смеси (предварительно смешанный состав покрытия) до их подачи в миксер. В другом воплощении белковый компонент и связующий компонент не смешаны друг с другом в виде единой смеси до их подачи в миксер.
В одном из воплощений предварительно смешанный состав покрытия может вводиться, или подаваться, в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами таким образом, что предварительно смешанный состав покрытия будет направлен вверх, внутрь зоны сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями. В миксере с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами между осями валов может иметься зона сходящихся потоков. Лопасти могут быть перекрывающимися или неперекрывающимися. Предварительно смешанный состав покрытия может быть направлен в зазор между заметаемыми объемами вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями. В одном из воплощений подача предварительно смешанного покрытия в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами может осуществляться через распределительную трубку, расположенную ниже зоны сходящихся потоков. Распределительная трубка может содержать по меньшей мере одно отверстие, через которое покрытие подается в миксер с двумя лопастями. В других воплощениях подача предварительно смешанного состава покрытия на двухосной лопастной миксер может осуществляться по сторонам миксера, предпочтительно по сторонам, параллельным осям миксера. Материал захватывается лопастями, направляется на дно миксера и затем вновь подхватывается лопастями и направляется обратно вверх, в зону сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями.
В одном из воплощений предварительно смешанный состав покрытия может подаваться в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами таким образом, что состав будет направляться сверху зоны сходящихся потоков между осей вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями и далее вниз. В другом воплощении предварительно смешанный состав покрытия может подаваться в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами таким образом, что состав будет направляться в конвекционный поток снаружи осей валов и далее вниз.
В одном из воплощений компоненты покрытия, такие как белковый компонент, жировой компонент, связующий компонент и/или вкусовой компонент, их сочетания и их смеси могут по отдельности подаваться в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны осями лопастных валов таким образом, что компоненты покрытия будут направляться вверх в зону сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями. В миксере с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами между осями валов может иметься зона сходящихся потоков. Компоненты покрытия могут быть направлены в зазор между заметаемыми объемами вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями. В одном из воплощений подача компонентов покрытия в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами может осуществляется через распределительную трубку, расположенную ниже зоны сходящихся потоков. Распределительная трубка может содержать по меньшей мере одно отверстие, через которое компонент покрытия входит в миксер с двумя лопастями. В других воплощениях подача компонента состава покрытия на двухосный лопастной миксер может осуществляться по сторонам миксера, предпочтительно по сторонам, параллельным осям миксера. Материал захватывается лопастями, направляется на дно миксера, и затем вновь подхватывается лопастями и направляется обратно вверх, в зону сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями.
В одном из воплощений компоненты покрытия могут по отдельности подаваться в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами таким образом, что компоненты покрытия будут направляться сверху зоны сходящихся потоков между осей вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями и далее вниз. В другом воплощении предварительно компоненты покрытия могут подаваться в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами таким образом, что они будут направляться вниз в конвекционный поток снаружи осей валов.
В одном из воплощений белковый компонент может подаваться в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны осями лопастных валов таким образом, что белковый компонент будет направляться вверх в зону сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями. В миксере с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами между осями валов может иметься зона сходящихся потоков. Белковый компонент может быть направлен в зазор между заметаемыми объемами вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями. В одном из воплощений подача белкового компонента в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны лопастными валами может осуществляться через распределительную трубку, расположенную ниже зоны сходящихся потоков. Распределительная трубка может содержать по меньшей мере одно отверстие, через которое белковый компонент подается в миксер с двумя лопастями. В других воплощениях подача белкового компонента на двухосный лопастной миксер может осуществляться по сторонам миксера, предпочтительно по сторонам, параллельным осям миксера. Материал захватывается лопастями, направляется на дно миксера и затем вновь подхватывается лопастями и направляется обратно вверх, в зону сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями.
В одном из воплощений связующий компонент может подаваться в миксер с двумя вращающимися в противоположные стороны осями лопастных валов таким образом, что связующий компонент будет направляться вверх в зону сходящихся потоков между осями вращающихся в противоположные стороны валов с лопастями.
В одном из воплощений может использоваться единственный разжижающий смесительный блок. В другом воплощении может использоваться множество разжижающих смесительных блоков, например расположенные каскадом миксеры, в которых вводятся различные компоненты для нанесения их в виде покрытия на сердцевину гранулы. В другом воплощении может использоваться множество миксеров прогрессивно возрастающего объема. Можно ожидать, что чем больше объем миксера, тем больше его производительность. В одном из воплощений нанесение покрытия может осуществляться по меньшей мере один раз. В одном из воплощений нанесение покрытия может осуществляться столько раз, сколько требуется для получения кормовых гранул требуемого типа. В одном из воплощений процесс нанесения покрытия может быть может повторяться столько раз, сколько считается необходимым для увеличения исходной массы гранулы (равной массе сердцевины) в требуемое число раз, которое может составлять от 1,04 до 4 раз.
В одном из воплощений в смесительный блок может подаваться связующий компонент. Нанесение связующего компонента может начинаться до нанесения белкового компонента покрытия. После начала нанесения связующего компонента, но еще в процессе нанесения связующего компонента может начинаться нанесение белкового компонента. Таким образом может быть сформирована гранула из сердцевины, покрытой связующим компонентом и белковым компонентом. После формирования сердцевины с покрытием может проводиться этап дезактивации сальмонеллы, как будет описано ниже. После этапа дезактивации сальмонеллы в смесительный блок могут быть введены жировой компонент, вкусовой компонент и прочие дополнительные компоненты покрытия.
В одном из воплощений белковый компонент и связующий компонент как компоненты покрытия могут вводиться в смесительный блок в сущности одновременно. Таким образом может быть сформирована гранула с сердцевиной, покрытой связующим компонентом и белковым компонентом. После формирования сердцевины с покрытием может проводиться этап дезактивации сальмонеллы как будет описано ниже. После этапа дезактивации сальмонеллы в смесительный блок могут быть введены жировой компонент, вкусовой компонент и прочие дополнительные компоненты покрытия.
В прочих воплощениях нанесение белкового компонента, связующего компонента, жирового компонента и вкусового компонента покрытия может осуществляться в любом порядке с любой длительностью перекрывания фаз введения данных компонентов по времени.
В одном из воплощений зазор между кромкой лопасти и стенкой разжижающего миксера может быть больше, чем самое большое измерение сердцевины гранулы, на которую наносится покрытие. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что такой зазор будет препятствовать застреванию гранул между кромками лопастей и стенкой, что может вызывать повреждение сердцевин гранул.
В одном из воплощений зазор между кромкой лопасти и стенкой разжижающего миксера может быть меньше, чем самое малое измерение сердцевины гранулы, на которую наносится покрытие. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что такой зазор будет препятствовать застреванию гранул между кромками лопастей и стенкой, что может вызывать повреждение сердцевин гранул.
В одном из воплощений температура сердцевин гранул в начале процесса нанесения покрытия на от 1°С до 40°С ниже, чем температура плавления компонента, имеющего самую высокую температуру плавления. Слишком высокая температура сердцевины гранулы может приводить к замедленной кристаллизации компонента покрытия на поверхности сердцевины гранулы, что в свою очередь может приводить к потере покрытия с поверхности сердцевины или неравномерности покрытия на одной и той же сердцевине гранулы или между различными сердцевинами гранул. Слишком низкая температура сердцевин гранул может приводить к тому, что капли компонентов покрытия с высокой температурой плавления будут немедленно кристаллизоваться, едва коснувшись поверхности сердцевины гранулы.
В одном из воплощений компонент покрытия вступает в контакт с поверхностью сердцевинной пеллеты в жидком состоянии и остается в жидком состоянии в течение короткого периода времени, обеспечивающего растекание компонента покрытия между сердцевинами гранул и вступление в контакт с ними при перемешивании сердцевинных гранул в разжижающем миксере. В одном из воплощений компонент покрытия остается жидким в течение промежутка времени от 1 до 15 с. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что если температура сердцевинных гранул или температура компонента, имеющего более высокую температуру плавления, является слишком низкой, это будет вызывать слишком быстрое отвердевание компонента, имеющего более высокую температуру плавления в процессе изготовления гранул с покрытием. Можно ожидать, что слишком быстрое отвердевание компонента, имеющего более высокую температуру плавления, приведет к таким нежелательным последствиям, как образование агломератов, прилипание гранул друг к другу и неравномерность покрытия.
В одном из воплощений температура сердцевин гранул в начале процесса нанесения покрытия равна температуре окружающего воздуха или выше температуры окружающего воздуха. В процессе нанесения покрытия может быть целесообразным использование сердцевин гранул при температуре, равной температуре окружающего воздуха, или использование сердцевин гранул при температуре выше температуры окружающего воздуха. Покрытия, которые нецелесообразно наносить на охлажденные сердцевины гранул из-за возможной кристаллизации или сильного увеличения вязкости покрытия, может быть целесообразным наносить на сердцевины гранул, непосредственно подаваемые в миксер без этапа их охлаждения.
В одном из воплощений сердцевины гранул и компонент покрытия могут подаваться в лопастной миксер в разное время, но в сущности в одном и том же месте. В другом воплощении сердцевины гранул и компонент покрытия могут подаваться в лопастной миксер в сущности в одни и те же промежутки времени и в сущности в одних и тех же местах. Еще в одном воплощении сердцевины гранул и компонент покрытия могут подаваться в лопастной миксер в разное время и в разных местах. Еще в одном воплощении сердцевины гранул и компонент покрытия могут подаваться в лопастной миксер в одно и то же время, но в разных местах. В одном из воплощений сердцевины гранул могут быть поданы миксер, после чего миксер включают и начинается образование разжиженного слоя из сердцевин гранул. При этом сердцевины могут дополнительно охлаждаться подаваемым в миксер потоком холодного воздуха или иного газа, такого, как, например, диоксид углерода. После этого в миксер может быть подан по боковым стенкам вниз состав покрытия. При такой подаче вниз по боковым сторонам материал покрытия может быть захвачен нисходящими потоками сердцевин, после чего он проходит по дну миксера и затем поступает вверх в зону разжиженного слоя вместе с сердцевинами, где и происходит полное покрытие сердцевины. При такой подаче вниз по одной или более боковым сторонам смесителя материал покрытия не только подхватывается, проходя вниз, а затем вверх к центру смесителя, но при этом он немедленно начинает перемешиваться и распространяться между сердцевинами. Сердцевины не только захватываются лопастями вниз, а затем подаются обратно вверх, но они также совершают движение по всему объему смесителя, от стороны к стороне.
В одном из воплощений среднее время нахождения сердцевинной пеллеты в двухосном лопастном смесителе на этапе нанесения покрытия может составлять от 0 до 20 минут. В одном из воплощений время нахождения сердцевинной пеллеты в двухосном лопастном смесителе может составлять от 0,2, 0,4, 0,5 или 0,75 минут до 1, 1,5, 2, 1,5 или 3 минут.
2
Число Фруда для смесителя непрерывного или периодического действия может составлять более чем 0,5 или даже более чем 1,0 на этапе формирования гранулы с покрытием. Число Фруда (Fr) является безразмерным параметром, характеризующим отношение сил инерции в смесителе к гравитационным силам, и рассчитывается как Fr=V/(Rg), где R - длина лопасти от оси вала до ее кромки (см), V - скорость кромки лопасти (см/с), a g - гравитационная постоянная. При этом силами инерции в данном случае являются центробежные силы, вызывающие перемешивание сердцевин и компонентов покрытия. Число Фруда не зависит от свойств материалов. Если число Фруда больше чем примерно 1, то центробежные силы, поднимающие сердцевины и прочие перемешиваемые материалы к центру смесителя, превышают гравитационные силы, стремящиеся вернуть их обратно вниз. За счет этого гранулы короткое время являются фактически взвешенными в воздухе. При таком их состоянии материалы покрытия могут свободно двигаться вокруг сердцевин и прилипать к сердцевинам, обеспечивая практически равномерное и даже полностью равномерное покрытие сердцевин. При слишком больших значениях числа Фруда гранулы могут отбрасываться лопастями вверх и/или к боковым стенкам смесителя с такой силой, что гранулы будут трескаться или ломаться или, если крышка смесителя открыта, они могут даже выбрасываться из смесителя. Поэтому в различных воплощениях число Фруда может составлять от примерно 0,5 до примерно 3.
Если связующий компонент добавляется отдельно, сверху над зоной псевдоожиженного слоя смесителя, а белковый компонент добавляется отдельно, ниже зоны псевдоожиженного слоя, может быть целесообразным разбить белковый компонент на два потока, подаваемые с противоположных углов смесителя, по одному на каждой стороне от зоны подачи связующего компонента, так чтобы белковый компонент начинал движение вниз по сторонам смесителя, предпочтительно параллельным осям валов с лопастями. При этом материал белкового компонента будет захватываться лопастями и подаваться вниз ко дну смесителя, а затем к обратно вверх в зону сходящихся потоков между вращающимися в противоположные стороны валами с лопастями.
И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что при этом установятся два конвекционных контура циркуляции белкового компонента в смесителе, по одному по каждую сторону от зоны введения связующего. Время полного прохода белкового компонента по конвекционному контуру называется временем конвекционного цикла. Можно ожидать, что при постоянном времени конвекционного цикла можно получить примерно одинаковые характеристики распределения покрытия по поверхности сердцевин гранул независимо от размеров смесителя.
Часто может иметь смысл наличие более чем одной зоны распыления связующего компонента поверх зоны псевдоожиженного слоя для повышения равномерности нанесения покрытия. Для каждой зоны введения связующего могут быть устроены две точки введения белкового компонента, по одной по обе стороны от зоны распыления связующего. Точки введения белкового компонента могут находиться ниже зоны псевдоожиженного слоя, а точки введения связующего компонента могут находиться выше зоны псевдоожиженного слоя смесителя. Так, например, при наличии двух отдельных мест введения связующего поверх зоны псевдоожиженного слоя могут иметься четыре отдельных точки введения белкового компонента, расположенные ниже псевдоожиженного слоя.
Поток связующего может быть определен как количество связующего в граммах, проходящее вниз через заданную площадь наверху зоны псевдоожиженного слоя. Поток остальной части состава покрытия может быть определен как количество остальной части состава покрытия, проходящее через такую же площадь вверх через зону псевдоожиженного слоя. Безразмерный показатель потока может быть определен как поток связующего, деленный на поток остальной части состава покрытия и на число конвекционных контуров в смесителе. И хотя теоретически это не обязательно, можно ожидать, что при обеспечении одного и того же безразмерного показателя потока может быть получено практически аналогичное распределение покрытия по поверхности сердцевин гранул независимо от размера смесителя.
Если для нанесения покрытия используется связующее на водной основе или если продукт подвергался обработке паром после этапа нанесения покрытия, описанного выше, в некоторых воплощениях может быть целесообразным подсушить продукт. Сушка продукта может быть осуществлена любым из способов в соответствии с настоящим изобретением. Точные параметры сушки будут зависеть от типа используемой сушилки, содержания в продукте влаги, которую требуется удалить, чувствительности нанесенного покрытия к нагреванию и требуемого окончательного содержания влаги, или воды, в продукте. Сведущим в данной области техники будет очевидно, как настроить параметры процесса сушки таким образом, чтобы получить требуемые характеристики продукта. Кроме того, сушка может проводиться в том же смесителе, в котором проводилось нанесение покрытия. Так, например, на продукт может быть направлен поток сухого воздуха с температурой выше температуры окружающего воздуха и со скоростью потока, достаточной для удаления требуемого количества влаги за требуемый промежуток времени. В одном из воплощений при использовании смесителя с псевдоожиженным слоем воздух может быть направлен поверх продукта, непосредственно над центром зоны псевдоожиженного слоя, при перемешивании продукта. В одном из воплощений воздух может быть направлен вниз по одной или обеим боковым стенкам смесителя, так чтобы, будучи подхвачен лопастями, воздух затем подавался вверх через зону псевдоожиженного слоя. В одном из воплощений воздух может подаваться по воздуховодам на внутренних стенках смесителя. В одном из воплощений воздух может подаваться в смеситель при помощи воздуховода, расположенного на дне смесителя, под зоной псевдоожиженного слоя. Сведущим в данной области техники будет понятно, как произвести подстройку скорости вращения лопастей смесителя, чтобы скомпенсировать возможное влияние подаваемого воздуха на псевдоожиженный слой.
В одном из воплощений смеситель с псевдоожижением может быть смесителем непрерывного действия. В настоящее время множество процессов, применяемых в промышленности, являются непрерывными процессами. Преимуществами непрерывного процесса являются более низкая себестоимость и большая производительность выпуска продукции, и данные преимущества становятся тем более ощутимыми, чем больше количество обрабатываемого материала. Материал сердцевины может непрерывно подаваться в смеситель с одного конца смесителя. Поток массы сердцевин в сочетании с соответствующим углом расположения лопастей заставляет гранулы перемещаться через псевдоожиженный слой на другой конец смесителя, на котором они непрерывно выходят из смесителя. Скорость потока непрерывно подаваемых гранул на входе в смеситель и скорость потока гранул на выходе из смесителя настроены таким образом, что эти скорости являются постоянными и сбалансированными, так что количество гранул в смесителе в любой момент времени примерно постоянно. Лопасти расположены под таким углом, что гранулы все время подаются в псевдоожиженный слой, но при этом поддерживается их поток в продольном направлении через смеситель. В смесителе с псевдоожиженным слоем периодического действия лопасти расположены под таким углом, что гранулы все время подаются в псевдоожиженный слой в зоне сходящихся потоков, и одновременно с этим имеется круговой конвекционный поток сердцевин вокруг периметра смесителя. В отличие от смесителя с псевдоожижением периодического действия лопасти в смесителе с псевдоожижением непрерывного действия расположены таким образом, что сердцевины перемещаются вдоль длины смесителя параллельно осям обоих валов. В одном из воплощений лопастные валы вращаются в противоположные стороны так, что лопасти заставляют сердцевины совершать восходящее конвекционное движение в центре или вблизи центра смесителя и нисходящее конвекционное движение по боковым сторонам смесителя. В другом воплощении лопастные валы вращаются в противоположные стороны так, что лопасти заставляют сердцевины совершать нисходящее конвекционное движение в центре или вблизи центра смесителя и восходящее конвекционное движение по боковым сторонам смесителя. Угол расположения лопастей должен быть подобран таким образом, что будут обеспечены требуемые восходящие и нисходящие потоки и в центре смесителя сердцевины будут находиться в псевдоожиженном слое. Угол наклона лопастей должен быть также настроен таким образом, чтобы сердцевины оставались в смесителе в течение требуемого времени для обеспечения в сущности равномерного покрытия. В одном из воплощений рабочие параметры смесителя непрерывного действия могут быть таковы, что число Фруда будет составлять от примерно 0,8 до примерно 3, или от примерно 0,8 до примерно 2, или от примерно 0,8 до примерно 1,2, или примерно 1.
Предпочтительно, чтобы поток материала сердцевин через смеситель непрерывного действия был в сущности пробковым потоком. Под пробковым потоком понимается поток, при котором осевое перемешивание минимально. При этом под осевым перемешиванием понимается тенденция аликвот материала расходиться друг от друга в направлении массового потока материала сердцевин. Если поток сердцевин является в сущности пробковым, то все сердцевины находятся в смесителе примерно одно и то же время. Чем больше осевое перемешивание, тем большие различия могут возникать между временем прохождения через смеситель отдельных сердцевин и тем более неравномерным может быть покрытие различных сердцевин. Степень осевого перемешивания частиц в смесителе может быть рассчитана по методу Левеншпиля (см. публикацию "Chemical Reaction Engineering"). Мерой степени осевого перемешивания и близости потока к пробковому является число Пекле. Число Пекле является безразмерным параметром, представляющим собой отношение осевого перемешивания вдоль длины смесителя в направлении потока сердцевин к суммарной скорости потока материала сердцевин через смеситель. Чем больше число Пекле, тем ближе поток к пробковому. При большем значении числа Пекле может быть получено более равномерное покрытие сердцевин. В одном из воплощений рабочие параметры смесителя могут быть таковы, что число Пекле будет составлять больше чем примерно 6. В одном из воплощений рабочие параметры смесителя могут быть таковы, что число Пекле будет составлять больше чем примерно 40. В одном из воплощений рабочие параметры смесителя могут быть таковы, что число Пекле будет составлять больше чем примерно 100. Подходящим смесителем с двумя валами, вращающимися в противоположные стороны, является смеситель производства Hayes & Stolz, (штат Техас, США).
В одном из воплощений угол наклона лопастей в смесителе непрерывного действия настроен таким образом, что при прохождении через него гранул число Фруда составляет от примерно 0,8 до примерно 1,2, а число Пекле составляет больше чем примерно 6.
В одном из воплощений покрытие может наноситься на гранулы в псевдоожиженном слое смесителе непрерывного действия. В одном из воплощений жидкое связующее может распыляться на гранулы сверху псевдоожиженного слоя. В одном из воплощений жидкое связующее может распыляться на гранулы сверху псевдоожиженного слоя в одном или более мест по длине смесителя. В одном из воплощений материал покрытия может наноситься на гранулы сверху псевдоожиженного слоя. В одном из воплощений материал покрытия может наноситься на гранулы сверху псевдоожиженного слоя в одном или более мест по длине смесителя. В одном из воплощений материал покрытия может добавляться в смеситель вместе с потоком гранул, на входе в смеситель непрерывного действия.
В одном из воплощений среднее время нахождения сердцевины внутри блока нанесения покрытия составляет от примерно 10 до примерно 600 с. В одном из воплощений среднее время нахождения сердцевины внутри блока нанесения покрытия составляет от примерно 30 до примерно 180 с. Если среднее время нахождения сердцевины внутри блока нанесения покрытия находится в указанных пределах, обеспечивается в сущности равномерное покрытие материала сердцевины и при этом размер оборудования может быть достаточно малым.
В одном из воплощений скорость потока материала сердцевин через блок нанесения покрытия должен составлять от примерно 10 до примерно 60000 кг/час. В одном из воплощений скорость потока материала сердцевин через блок нанесения покрытия должен составлять от примерно 1000 до примерно 40000 кг/час.
Этапы дезактивации сальмонелл
Дополнительные воплощения изобретения включают способ изготовления корма для домашних животных, включающий по меньшей мере один этап термической обработки для дезактивации сальмонелл. Корм для домашних животных может представлять собой любое воплощение корма для домашних животных, описанное выше, и может также включать корм для домашних животных любого другого типа. В одном из воплощений, неограничивающим примером которого являются гранулы с покрытием, содержащие сердцевину и покрытие, описанные выше, могут проводиться два этапа термической обработки для дезактивации сальмонелл. Сердцевина может быть сформирована посредством экструдирования, как было описано выше. После экструдирования сердцевина может быть подвергнута термической обработке способом, обеспечивающим достаточную дезактивацию сальмонелл, присутствующих в сердцевине. После этого, до этого или одновременно с этим может быть сформирован состав покрытия, как было описано выше, и подвергнут термической обработке подобно тому, как подвергается термической обработке сердцевина, для дезактивации сальмонелл, которые могут присутствовать в составе покрытия. После этого может быть сформирована гранула с покрытием, то есть путем нанесения покрытия на сердцевину.
Дезактивация сальмонелл, как правило, требует приложения тепла, когда микробы находятся во влажной среде. Полностью высохшие сальмонеллы переходят в спящее состояние и становятся более устойчивыми к термической обработке, которую проводят для их дезактивации. Во влажной среде дезактивация сальмонелл более эффективна. Так, например, при выдержке при температуре 80°C во влажной среде практически все бактерии сальмонеллы дезактивируются. Соответственно при температурах выше 80°C во влажной среде время, требующееся для дезактивации сальмонелл, сокращается.
Во многих приложениях для дезактивации сальмонелл успешно используется перегретый пар. Перегретым называется пар, температура которого выше температуры кипения воды при данном давлении. В большинстве промышленных установок используется чистый или практически чистый перегретый пар. Дополнительным компонентом обычно является воздух.
Было также определено, что сальмонеллы успешно дезактивизуются влажным воздухом при атмосферном давлении при температурах, больших чем примерно 80°C. Одним из преимуществ такого способа является то, что влажный и горячий воздух может подаваться в смеситель с псевдоожижением при атмосферном давлении во время или после этапа нанесения покрытия. Температура влажного и горячего воздуха может быть больше чем 80°C. Соответственно, при более высоких температурах время, требующееся для дезактивации сальмонелл, сокращается. Относительная влажность воздуха может превышать 50% и может даже превышать 90%. Относительная влажность определяется как отношение парциального давления водяного пара в воздухе к давлению насыщенного пара воды при данной температуре.
3
2
Так, в одном из воплощений в верхнюю часть смесителя, в котором формируются гранулы с покрытием, вдувается воздух температурой выше 80°C и до 200°C. Воздух может подаваться со скоростью потока от 0 до 80 фут/мин. После того как в смеситель начнут вдувать горячий воздух, в смеситель подают также пар с избыточным давлением от 0 до 30 фунт/дюйм со скоростью потока примерно от 0 до 4 кг/мин в течение от 0 до 2 минут. Из пара и горячего воздуха в смесителе образуется поток горячего воздуха, влажность которого может достигать примерно 95%. По истечении от 0 до 2 минут подача пара в смеситель может быть прекращена, но горячий воздух может подаваться еще в течение 8 минут. В течение этого времени относительная влажность воздуха в смесителе уменьшается, и по мере ее уменьшения с поверхности гранул с покрытием удаляется влага. В конце цикла подачи горячего воздуха сальмонеллы достаточно дезактивируются.
Еще один способ термической обработки корма для домашних животных для дезактивации сальмонелл, который может быть использован в одном из воплощений настоящего изобретении, описан в RU 2251364.
Устойчивость витаминов
Было определено, что гранула с покрытием и способ ее изготовления в соответствии с воплощениями настоящего изобретения предусматривают использование для покрытия ингредиентов, чувствительных к повышенным температурам, давлению и влажности, и такими могут быть все ингредиенты, источники различных веществ и компоненты гранулы в соответствии с настоящим изобретением. В одном из воплощений чувствительные ингредиенты избегают воздействий разрушающих их условий, типичных для этапов экструдирования и прочих этапов изготовления гранул, используемых в данной области техники.
Кроме того, было определено, что гранула с покрытием в соответствии с воплощениями настоящего изобретения может обеспечивать повышенную устойчивость и сохранность витаминов, и поэтому обеспечивать снижение себестоимости продукта благодаря уменьшению потерь витаминов при экструдировании по сравнению с тем, как это имеет место при существующем уровне техники.
Воплощения настоящего изобретения относятся к обеспечению чувствительных ингредиентов в корме для домашних животных. Неограничивающие примеры чувствительных ингредиентов включают и прочие ингредиенты в соответствии с настоящим изобретением, включая активные ингредиенты, которые включают витамины. Под чувствительными ингредиентами понимаются ингредиенты, которые являются чувствительными к повышенным температуре, давлению и влажности, в том смысле, что определенные условия повышенной температуры, давления и влажности могут отрицательно сказываться на эффективности чувствительного ингредиента, например, могут вызывать потери данного ингредиента при изготовлении продукта или при его хранении. Поэтому избежание таких стрессовых условий, которые имеют место на этапе экструдирования, и добавление таких ингредиентов к сердцевине гранулы после ее экструдирования может быть целесообразным для сохранения чувствительных ингредиентов. Поэтому в одном из воплощений сердцевина гранулы в соответствии с любым воплощением настоящего изобретения может быть подвергнута последующей обработке в виде добавления к ней чувствительных ингредиентов, включая витамины. Витамины могут быть сильно уязвимыми по отношению к окислительным условиям, которые имеют место при экструдировании, в результате чего обычной практикой является добавление в экструдируемую смесь витаминов в значительно увеличенных количествах, чтобы на момент потребления корма животным в нем еще оставалось достаточное количество витаминов. При нанесении витаминов на сердцевину в виде компонента покрытия в смесителе с псевдоожижением в соответствии с настоящим изобретением исключается воздействие на витамины стрессовых условий, в результате чего могут быть сохранены физическая и химическая целостность витаминов и прочих стабилизирующих веществ. Поэтому в процессе изготовления гранул увеличивается сохранность витаминов и их устойчивость к последующему хранению также может повышаться. В контексте настоящего описания термин «витаминный компонент» означает витамины и витаминные премиксы.
Поэтому одно из воплощений настоящего изобретения включает способ, обеспечивающий уменьшение потерь витаминов в процессе изготовления корма для домашних животных в виде гранул с покрытием, в результате чего может быть повышена сохранность витаминов. Можно считать, что при экструдировании сердцевин гранул вместе с витаминами потери витаминов максимальны. Так, если витамины добавлять в состав сердцевины, то в процессе экструдирования может быть потеряно от 30% до 40% витаминов. В частности, в некоторых примерах во время экструдирования терялось до 36% витамина A и примерно 11,2% витамина E. В соответствии с настоящим изобретением состав сердцевины до ее экструдирования может в сущности не содержать витаминов. После экструдирования сердцевины в соответствии с настоящим изобретением чувствительные ингредиенты, например витамины, неограничивающими примерами которых являются витамины A и B, могут быть нанесены в виде компонента покрытия на экструдированную сердцевину с помощью смесителя с псевдоожижением, неограничивающие примеры устройства которого описаны выше. При этом покрытие может быть любым из покрытий в соответствии с настоящим изобретением. В одном из воплощений покрытие может содержать витамин A, витамин E, жировой компонент, вкусовой компонент, любые их сочетания и смеси. Во время этапа нанесения покрытия также может происходить потеря витаминов, однако в воплощениях настоящего изобретения потеря витаминов может быть значительно меньше, чем при экструдировании. В одном из воплощений потери витаминов при нанесении покрытия могут составлять менее 10%. В других воплощениях настоящего изобретения потери витаминов могут составлять менее чем 9%, менее чем 8%, менее чем 7%, менее чем 6%, менее чем 5%, менее чем 4%, или менее чем 3%. В одном из воплощений потери витамина A могут составлять менее чем 9%. В другом воплощении потери витамина E могут составлять менее чем 4%.
Кроме того, еще одно воплощение настоящего изобретения включает способ повышения устойчивости витаминов при хранении корма для домашних животных в форме гранул с покрытием. В частности, в одном из воплощений изобретения предлагается гранула с покрытием, причем покрытие содержит жировой компонент и связующий компонент, и такое воплощение может повышать устойчивость витаминов. Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A после изготовления гранулы и ее хранения в течение 16 недель может составлять по меньшей мере 50%. Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A может составлять по меньшей мере 55%. Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A может составлять по меньшей мере 60%. Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A после изготовления гранулы может составлять по меньшей мере 61%.
Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A после изготовления гранулы может составлять по меньшей мере 61%. Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A после изготовления гранулы может составлять по меньшей мере 60%. Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A после изготовления гранулы может составлять по меньшей мере 55%. Еще в одном воплощении суммарная сохранность витамина A после изготовления гранулы может составлять по меньшей мере 50%.
Одно из воплощений может содержать покрытие из гомогенизированных мелких гранул. В данном воплощении покрытие может содержать связующий компонент и витаминный компонент. Связующий компонент может быть раствором, в котором гомогенизирован витаминный компонент. Смесь может быть гомогенизирована сдвиговым смесителем для уменьшения размера мелких гранул и их лучшей адгезии к сердцевинам гранул.
В другом воплощении витаминный компонент может присутствовать в гранулах в виде микрогранул с покрытием. Такое воплощение может быть изготовлено путем распыления раствора связующего компонента на сердцевины гранул в течение 10 с и последующего добавления в смеситель витаминного компонента при продолжающемся распылении раствора связующего в течение 45 с.
В другом воплощении материал покрытия может быть в исходной форме порошка. Данное воплощение может быть получено путем добавления водорастворимой формы витаминного компонента в раствор связующего, а затем покрытие сердцевин гранул данным раствором. Порошковая форма покрытия может содержать витаминный компонент в крахмальной матрице.
В данных воплощениях витаминный компонент может составлять менее чем 1% веса гранулы с покрытием, даже менее чем 0,5% веса гранулы с покрытием, и даже менее чем 0,2% веса гранулы с покрытием. Витаминный компонент может быть витаминным премиксом, который может включать носитель. В одном из воплощений витаминный компонент может составлять до 0,3% веса гранулы с покрытием.
Кроме того, как будет отмечено в примерах ниже, добавление витаминов в соответствии с воплощениями настоящего повышает предпочтение корма животными. Сведущим в данной области техники хорошо известно, что добавление витаминов в корм для домашних животных обычно снижает предпочтение ими корма. Однако добавление витаминов в корм для домашних животных в соответствии с воплощениями настоящего изобретения приводит к повышению предпочтения ими корма. Так, в одном из воплощений предлагается гранула с покрытием, и при этом покрытие содержит витамины, и при этом предпочтение животными данного корма выше, чем предпочтение животными гранул с витаминами, которые не имеют покрытия в соответствии с настоящим изобретением.
При описании процесса изготовления гранул с покрытием, обеспечивающего повышенную сохранность и устойчивость витаминов, подразумевается, что любые этапы, способы и параметры в соответствии с настоящим изобретением могут использоваться в сочетании с этапом, обеспечивающим сохранность и устойчивость витаминов.
Окисление
Было определено, что устойчивость, или меньшая степень окисления гранул с покрытием, может быть повышена при использовании воплощений настоящего изобретения. В одном из воплощений покрытие из слоев твердых ингредиентов в соответствии с настоящим изобретением уменьшает количество жирового компонента покрытия, мигрирующего, или всасывающегося в сердцевину, в которой могут присутствовать вещества, которые являются катализаторами процессов окисления. В одном из воплощений неограничивающим примеров катализаторов окисления является железо, которое может присутствовать в сердцевине. Покрытие может содержать белковый компонент, неограничивающим примером которого может быть продукт из куриных субпродуктов, и слой жирового компонента. Белковый компонент может уменьшать количество жирового компонента, достигающего сердцевины и тем самым может уменьшать степень окисления жирового компонента под действием железа как катализатора окисления. Пищевой продукт может характеризоваться суммарным количеством образующихся в нем альдегидов. Альдегиды образуются из пищевых жирных кислот, содержащих двойные связи, под действием кислорода.
Меньшая степень окисления обеспечивает меньшее количество альдегидов в продукте, то есть меньшую степень его прогоркания. Кроме того, существует специальный тест, называемый «кислородной бомбой», которой позволяет примерно охарактеризовать окислительную емкость антиоксидантов в пищевом продукте. Можно ожидать, что чем выше данная емкость, тем дольше может храниться продукт не окисляясь.
Так, в одном из воплощений предлагается гранула с покрытием, характеризующаяся меньшим образованием альдегидов, чем прочие гранулы. Такая гранула может иметь покрытие, содержащее жировой компонент, белковый компонент и связующий компонент. Такая гранула с покрытием может характеризоваться меньшим образованием альдегидов, чем сердцевина без покрытия. Такая гранула может также характеризоваться меньшим образованием альдегидов, чем сердцевина с покрытием, имеющим жировой компонент и/или вкусовой компонент, но не имеющим белковый компонент.
На фиг.2 и 3 представлены результаты двух сравнений. Так, гранулы IAMS Mini-Chunks, сердцевина которых не имеет покрытия, могут считаться неустойчивыми к окислению, о чем свидетельствует высокий уровень суммарного содержания в них альдегидов (фиг.2). На данной диаграмме показано также, как повышается устойчивость продукта путем его обработки смесью токоферолов, добавляемых с птичьим жиром. При покрытии простых гранул IAMS Mini-Chunks и гранул IAMS Mini-Chunks, покрытых продуктом из куриных субпродуктов, жиром в количестве 5%, суммарное содержание альдегидов в них не превышает 60 ppm. Примечательно, что покрытие продуктом из куриных субпродуктов с последующим покрытием жиром при этом не приводит к более высокому суммарному содержанию альдегидов по сравнению с простыми гранулами, покрытыми жиром. При повышении в продукте суммарного содержания альдегидов человеку они начинают казаться прогорклыми на вкус. Результат испытания образцов по методу «кислородной бомбы» показан на фиг.3. Как можно видеть из диаграммы на фиг.3, гранулы с покрытием из куриных субпродуктов характеризуются более высоким показателем устойчивости по методу «кислородной бомбы» по сравнению с непокрытыми гранулами и гранулами IAMS Mini-Chunks. Это означает, что данный продукт будет более устойчив и, соответственно, будет иметь более длительный срок хранения.
Таким образом, диаграммы на фиг.2 и 3 показывают, что воплощения настоящего изобретения, включая гранулы с покрытием из куриных субпродуктов, повышают устойчивость гранул с покрытием к окислению, а именно, суммарное содержание альдегидов в них уменьшается, а показатель по методу «кислородной бомбы» увеличивается.
Свойства гранул с покрытием
Как было описано выше, по меньшей мере одним из преимуществ гранул с покрытием в соответствии с воплощениями настоящего изобретения является повышение предпочтения корма животными. А именно, гранулы с покрытием в соответствии с воплощениями настоящего изобретения более предпочитаемы животными по результатам тестов на предпочтение животными, которые будут подробно описаны ниже. И хотя теоретически это не обязательно, можно предположить, что повышенное предпочтение животными гранул с покрытием в соответствии с воплощениями настоящего изобретения объясняется описанными ниже характеристиками таких гранул или сочетаниями таких характеристик. То есть при этом подразумевается, что гранулы с покрытием в соответствии с воплощениями настоящего изобретения могут включать любые из описанных ниже свойств, все из описанных ниже свойств или любые сочетания описанных ниже свойств. Кроме того, гранулы с покрытием могут быть сбалансированными по питательной ценности в соответствии с настоящим изобретением.
Всасывание жирового/вкусового компонента
В одном из воплощений гранула с покрытием может содержать сердцевину покрытие, содержащее белковый компонент, содержащие продукт из куриных субпродуктов и при этом покрытие из куриных субпродуктов может содержаться в самом внешнем покрытии гранулы, то есть будет открытым по отношению к окружающей среде и животному при поедании таких гранул. Можно ожидать, что предпочтение корма животными может коррелировать с уровнем относительного содержания жира на поверхности гранулы. Предпочтение корма животными может быть охарактеризовано наборами показателей (PREF), определяемыми с помощью соответствующего теста. Таким тестом обычно является тест по методу «разделенной тарелки», и определяемые показатели предпочтения включают относительный показатель потребления корма и относительный показатель первого предпочтения, которые будут подробно объяснены ниже. И хотя теоретически это не обязательно, можно предположить, что в одном из воплощений повышенное предпочтение корма животными объясняется тем, что белковый компонент покрытия, такой как белковый компонент в соответствии с настоящим изобретением, неограничивающим примером которого является продукт из куриных субпродуктов, нанесенный в виде слоя на сердцевину, предотвращает, или по меньшей мере уменьшает всасывание сердцевиной жировых и/или вкусовых компонентов, которые также могут быть частью покрытия, нанесенного на сердцевину. Так, в одном из воплощений предлагается способ, который предотвращает или по меньшей мере уменьшает всасывание сердцевиной жировых и/или вкусовых компонентов, которые также могут быть частью покрытия, нанесенного на сердцевину. Кроме того, можно ожидать, что предотвращение, или по меньшей мере уменьшение всасывания сердцевиной жировых и/или вкусовых компонентов дополнительно увеличивает предпочтение корма животными благодаря тому, что большее количество жирового и/или вкусового компонента остается на внешней поверхности гранулы. Поэтому в одном из воплощений настоящего изобретения предлагается способ повышения предпочтения корма животными за счет увеличения содержания жира на поверхности гранулы. В контексте настоящего описания термин «повышение предпочтения корма животными» означает повышение предпочтения корма животными, которое может быть количественно выражено в виде увеличения относительного показателя потребления корма, увеличения относительного показателя первого предпочтения или в виде повышения обоих упомянутых отношений. Кроме того, простое добавление жировых и/или вкусовых компонентов на внешнюю поверхность корма для домашних животных может изменить пропорции питательной ценности корма, делая его несбалансированным. Поэтому в одном из воплощений настоящего изобретения корм для домашних животных, например корм в виде гранул с покрытием, может быть кормом для домашних животных, сбалансированным по питательной ценности.
В одном неограничивающем воплощении настоящего изобретения, показанном на фиг.1, гранула 100 с покрытием содержит сердцевину 101. На сердцевину 101 может быть нанесено первое покрытие 102, которое может рассматриваться как внутреннее покрытие. На первое покрытие 102 может быть нанесено второе покрытие 103, которое может рассматриваться как внешнее покрытие. Первое покрытие 102 может содержать связующий компонент и твердый компонент, например, белковый компонент, а также их сочетания и их смеси. Неограничивающие примеры связующих компонентов включают связующие компоненты в соответствии с настоящим изобретением и, в частности, включают белковый изолят или куриный бульон. Неограничивающие примеры белковых компонентов включают белковые компоненты в соответствии с настоящим изобретением и, в частности, включают продукт из куриных субпродуктов. Второе покрытие 103 может содержать жировой компонент и вкусовой компонент, а также их сочетания и смеси. Неограничивающие примеры жировых компонентов включают жировые компоненты в соответствии с настоящим изобретением, и в частности, включают куриный жир. Неограничивающие примеры вкусовых компонентов включают вкусовые компоненты в соответствии с настоящим изобретением и, в частности, включают отвар куриной печени.
Как показано на фиг.1, первое покрытие 102 может служить барьерным слоем для второго покрытия 103, в том смысле что первое покрытие 102 уменьшает естественную миграцию, или всасывание, компонентов второго покрытия 103 через внутреннее покрытие 102 и далее в сердцевину. Таким образом, большее количество компонентов второго покрытия остается на внешней стороне гранулы. Можно предположить, что если первое покрытие содержит твердые компоненты, такие, как, например, продукт из куриных субпродуктов, данные твердые компоненты предотвращают миграцию, или всасывание, второго покрытия, которое обычно является влажным и содержит жировые и/или вкусовые компоненты, во внутреннее покрытие и/или далее в сердцевину гранулы с покрытием.
Следует, однако, понимать, что связующий компонент, твердые компоненты, жировой компонент, вкусовой компонент и любые прочие компоненты в соответствии с настоящим изобретением могут быть нанесены в любом порядке и любым способом нанесения покрытия. Поэтому связующий компонент, жировой компонент и вкусовой компонент могут быть нанесены в любом порядке.
Таким образом, в воплощениях настоящего изобретения предлагаются гранула с покрытием и способ изготовления гранул с покрытием, содержащих барьерный слой из твердых компонентов. Барьерный слой из твердых компонентов может быть нанесен на сердцевину, и в одном из неограничивающих примеров может содержать белковый компонент, который может включать продукт из куриных субпродуктов, и связующий компонент. После этого может быть нанесен внешний слой, который может содержать жировой компонент и вкусовой компонент. В одном из воплощений барьерный слой из твердых компонентов и связующий компонент могут уменьшать миграцию, или всасывание, жирового компонента и/или вкусового компонента.
Аромат
Нанесение слоя белкового компонента или любого другого компонента в соответствии с настоящим изобретением может также менять ароматические характеристики гранулы с покрытием, то есть такая гранула с покрытием может иметь ароматические характеристики, отличные от аромата обычного корма для домашних животных. Некоторые воплощения гранул с покрытием в соответствии с настоящим изобретением могут содержать специальные компоненты и соединения, придающие корму для домашних животных требуемые ароматы. Данные соединения и компоненты могут изменять ароматический профиль, или ароматические характеристики корма, что в свою очередь может повышать предпочтение животными гранул с покрытием в соответствии с настоящим изобретением. И хотя теоретически это не обязательно, можно предположить, что такие изменения ароматических характеристик вносят вклад в повышение предпочтения животными гранул с покрытием, содержащих белковый компонент, неограничивающим примером которого является продукт из куриных субпродуктов, нанесенный в виде слоя на сердцевину гранулы, по результатам экспериментов, описанных ниже. Данные результаты представлены в Таблицах 1, 2 и 3. Проведенные ранее исследования показали также, что корм для домашних животных, который имеет связанные с человеком запахи, воспринимаются животными как более привлекательный. Ниже описан ряд примеров воплощений настоящего изобретения, в которых реализованы неограничивающие примеры ароматических характеристик корма для домашних животных.
Так, в воплощениях настоящего изобретения предлагаются гранула с покрытием и способ изготовления гранул с покрытием, имеющих требуемые ароматический профиль, концентрацию аналита и ароматическую корреляцию, причем ароматическая корреляция связана с ароматическим профилем и концентрацией аналита, обеспечивающими усиление предпочтения животным корма. В частности, в одном из воплощений предлагается гранула с покрытием, имеющая ароматический профиль, концентрацию аналита и соответствующую ароматическую корреляцию. В таких воплощениях предпочтение животным корма (в виде количественных показателей предпочтения) может коррелировать с ароматическим профилем и концентрацией аналита. Так, в одном из воплощений ароматический профиль и концентрация аналита коррелируют с положительными изменениями предпочтения корма животными. Кроме того, еще в одном из воплощений гранула с покрытием содержит количество аналита, обеспечивающее повышение предпочтения животными корма. Количество аналита, обеспечивающее повышение предпочтения животными корма, может находиться внутри покрытия и/или внутри сердцевины в любых сочетаниях. В другом воплощении изобретения предлагается способ повышения предпочтения животными корма за счет введения в корм для домашних животных количества аналита, обеспечивающего повышение предпочтения животными корма. В контексте настоящего описания количество аналита, обеспечивающее повышение предпочтения животными корма, означает количество, обеспечивающее повышение предпочтения животными корма в количественном выражении, то есть подтвержденное повышением относительных показателей потребления корма и первого предпочтения.
Ароматический профиль и концентрация аналита могут быть определены в соответствии со способом, описанным ниже и основанным на микроэкстракции твердой фазы с помощью газовой хроматографии с и масс-спектрометрии (SPME-GC-MS). С помощью данного способа измеряли содержание в образцах корма соединений, связанных с ароматом. По результатам анализа с помощью такого хроматографа определяли площади под полученными кривыми.
В воплощениях изобретения предлагаются гранула с покрытием и способ изготовления гранул с покрытием, имеющих требуемый ароматический профиль. Неограничивающий пример гранулы с покрытием содержит сердцевину, содержащую источник углеводов, источник белков, источник жиров и прочие ингредиенты в соответствии с настоящим изобретением, и покрытие, содержащее белковый компонент, связующий компонент, вкусовой компонент и прочие компоненты. В таком воплощении гранула может быть изготовлена имеющей требуемый ароматический профиль и данный профиль может быть проанализирован по концентрациям аналитов данного аромата. Могут быть определены концентрации каждого из аналитов. Затем концентрации аналитов могут быть сопоставлены с показателями предпочтения, измеренными для каждого из воплощений, в результате чего может быть проанализирована корреляция аромата с показателями предпочтения. Так, в одном из воплощений повышение концентрации данных аналитов, присутствующих в аромате, может вызывать повышение показателей предпочтения животными корма.
В одном из воплощений концентрации аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний, могут быть повышены по сравнению с обычными кормами для домашних животных или находиться на уровне с концентрациями таких аналитов в сериях кормов с их повышенным содержанием. Так, в одном из воплощений гранула с покрытием, содержащая определенные концентрации аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний, обеспечивает более высокие показатели предпочтения корма животными (показатели PREF). Так, в одном из воплощений гранулы с покрытием может содержаться количество аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний, усиливающее предпочтение животными корма. Такое количество аналитов, усиливающее предпочтение животными корма, может обеспечивать более высокие показатели предпочтения корма животными (показатели PREF). В одном из воплощений содержание в корме аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний, в количестве, усиливающем предпочтение животными корма, может обеспечивать более высокий относительный показатель потребления корма. В другом воплощении содержание в корме аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний, в количестве, усиливающем предпочтение животными корма, может обеспечивать более высокий относительный показатель первого предпочтения.
Так, в одном из воплощений настоящего изобретения предлагается гранула с покрытием, содержащая повышенное или обеспечивающая повышение предпочтения животными количество аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний. В другом воплощении предлагается способ изготовления гранул с покрытием, содержащих обеспечивающее повышение предпочтения животными количество аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний.
В еще одном воплощении настоящего изобретения предлагается способ повышения предпочтения животными корма, содержащий этап обеспечения в корме для домашних животных аналита в количестве, повышающем предпочтение животными корма. Способ может включать обеспечение корма для домашних животных в соответствии с настоящим изобретением, и при этом корм для домашних животных содержит увеличенное, или по меньшей мере повышающее предпочтение животными корма количество аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний. Способ может также содержать добавление в корм для домашних животных повышающих предпочтение животными корма количеств аналитов: 2-пиперидион, 2,3 пентандион, 2-этил-3,5-диметилпиразин, фурфурал, сульфурол, индол, их смесей и сочетаний.
В одном из воплощений содержание аналита 2-пиперидион по результатам анализа SPME может составлять более чем 1500000, или менее чем 10000000, или от 150000 до 10000000, или любое число между указанными значениями. В одном из воплощений содержание аналита 2,3-пентандион по результатам анализа SPME может составлять более чем 6,000, или менее чем 500000, или от 65000 до 500000, или любое число между указанными значениями. В одном из воплощений содержание аналита 2-этил-3,5-диметипиразин по результатам анализа SPME может составлять более чем 310,000, или менее чем 1000000, или от 310000 до 1000000, или любое число между указанными значениями. В одном из воплощений содержание аналита фурфурал по результатам анализа SPME может составлять более чем 2300000, или менее чем 7000000, или от 2300000 до 7000000, или любое число между указанными значениями. В одном из воплощений содержание аналита сульфурол по результатам анализа SPME может составлять более чем 150000, или менее чем 1000000, или от 150000 до 1000000, или любое число между указанными значениями. В одном из воплощений содержание аналита индол по результатам анализа SPME может составлять более чем 176000, или менее чем 2000000, или 176000 от 2000000, или любое число между указанными значениями. В других воплощениях гранула с покрытием может содержать смеси и сочетания данных аналитов в указанных выше количествах по результатам анализа SPME, включая один аналит.
В соответствии с настоящим изобретением наличие в корме повышающих предпочтение животными корма количеств данных аналитов по одному или в виде сочетаний или смесей может обеспечивать предпочтение корма животными по относительным показателям потребления корма и первого предпочтения или по обоим из них. Так, в Примере 3, описанном ниже, проводился эксперимент с двумя кормами в соответствии с неограничивающими воплощениями настоящего изобретения, а именно с первым прототипом, представлявшим собой гранулы Iams Mini-Chunks со скорректированной по питательному балансу формулой в качестве сердцевины, послойно покрытые 10% продукта из куриных субпродуктов, 5% куриного бульона (использовался 20% раствор бульона), все в процентах от веса гранулы, и вкусовой смесью из 1% отвара куриной печени, 2% отвара куриных потрохов и 5% жира, и вторым прототипом, аналогичным первому прототипу, с тем исключением, что в нем использовался другой связующий компонент - 5% изолята белков молочной сыворотки, и не использовался отвар куриных потрохов. Как показано в Таблице 3 (тесты 1 и 2 - соответственно для прототипов 1 и 2), оба относительных показателя: потребления корма и первого предпочтения, одновременно свидетельствуют о повышенном предпочтении животными данного корма. Так, например, для первого прототипа относительный показатель потребления исследуемого корма составил 16.5:1, а относительный показатель первого предпочтения был равен бесконечности. Для второго прототипа относительный показатель потребления исследуемого корма составил 16.2:1, а относительный показатель первого предпочтения составил 31:1. Таким образом, результаты испытаний показывают, что наличие в корме одного аналита, или смеси, или сочетания аналитов в количествах, повышающих предпочтение животных, действительно повышает предпочтение животными данных кормов.
Кроме того, в Примере 4 дополнительно описано и на фиг.4-6 показаны различия в ароматических профилях между неограничивающими воплощениями настоящего изобретения и имеющимися в продаже кормами для домашних животных, не обогащенных ароматическими аналитами в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.4 показан ароматический профиль гранул Iams Mini-Chunks. Как можно видеть из диаграммы, данный вид корма характеризуется низким общим ароматом и низкими ароматами дрожжей и грязных носков. На фиг.5 показан ароматический профиль прототипа корма, описанного в Примере 2, покрытого слоем белкового компонента из куриных субпродуктов, без дополнительного вкусового компонента. Данный прототип корма со слоем белкового компонента из куриных субпродуктов характеризуется повышенным уровнем ароматов «масло-жировой» и «общий мясной». На фиг.6 показаны ароматические профили кормов, покрытых слоем белкового компонента из куриных субпродуктов с добавлением вкусового компонента (вкусовых компонентов), описанных в Примере 3 (тесты 1 и 2). Как видно из данной диаграммы, данные прототипы кормов характеризуются повышенным уровнем аромата «масло-жировой», но примерно таким же уровнем аромата «общий мясной». Кроме того, в данных прототипах, покрытых слоем компонента из куриных субпродуктов с добавлением вкусового компонента, усиливается аромат «куриный».
Кроме того, исследование предпочтений потребителей показало, что с точки зрения человека некоторые виды ароматов корма для домашних животных воспринимаются как признаки лучшего продукта. Поэтому в некоторых не ограничивающих воплощениях изобретения предлагается ароматический профиль с увеличенными одними ароматическими компонентами и уменьшенными другими ароматическими компонентами при восприятии человеком. Такие ароматические компоненты могут включать следующие: общий уровень аромата, масло-жировой, общий мясной, куриный, рыбный, дрожжевой, жареного хлеба, сладкий, грязных носков, картона, земляной, зерновой и говяжий. В некоторых воплощениях может быть желательным, чтобы некоторые из данных ароматических компонентов были усилены, то есть содержались на более высоком уровне, а другие, наоборот, ослаблены, то есть содержались на более низком уровне. Поэтому в одном из воплощений настоящего изобретения предлагается корм для домашних животных, обладающий ароматическим профилем, воспринимаемым человеком, и при этом упомянутый ароматический профиль может быть описан ароматическими компонентами, воспринимаемыми органами чувств человека. Воплощения корма с ароматическим профилем, воспринимаемым человеком, включают виды корма с повышенным уровнем масло-жирового аромата, повышенным общим уровнем аромата, повышенным уровнем общего мясного аромата, пониженным уровнем аромата картона, пониженным уровнем аромата грязных носков, их сочетания и смеси.
Примеры
Пример 1 - Предпочтение животными
Тест №1: Собак, содержавшихся в будках, кормили следующим гранулированным кормом. Прототип гранулированного корма изготавливали из гранул Iams Mini-Chunks, используя их в качестве сердцевины. Сердцевину покрывали слоем из 0,5% отвара куриной печени, 2% жира, 10% продукта из куриных субпродуктов 5% куриного бульона (в качестве связующего, при этом использовали 20% раствор куриного бульона); все пропорции указаны по отношению к весу гранулы. Изготавливали также контрольный прототип корма на основе гранул Iams Mini-Chunks, используя их в качестве сердцевины, которые покрывали 0,5% отвара куриной печени и 2% жира; все пропорции указаны по отношению к весу гранулы.
Тест №2: Собак домашнего содержания кормили следующим гранулированным кормом. Прототип гранулированного корма изготавливали из гранул Iams Mini-Chunks, используя их в качестве сердцевины. Сердцевину покрывали слоем из 0,5% отвара куриной печени, 2% жира, 10% продукта из куриных субпродуктов 5% куриного бульона (в качестве связующего, при этом использовали 20% раствор куриного бульона); все пропорции указаны по отношению к весу гранулы. После этого наносили покрытие из 0,13% витаминного премикса, чтобы определить, окажет ли внешнее покрытие с витаминами, выполненное поверх сердцевины с белковым покрытием, отрицательное влияние на предпочтение животными данного корма. Изготавливали также контрольный прототип корма на основе гранул Iams Mini-Chunks, используя их в качестве сердцевины, которые покрывали 0,5% отвара куриной печени и 2% жира; все пропорции указаны по отношению к весу гранулы.
Оба теста включали этап дезактивации сальмонелл, на котором к слою продукта из куриных субпродуктов добавляли 4% влаги (воды), после чего продукт сушили в течение 3 минут при 260°F.
Результаты испытаний корма в тесте №1 показали, что прототипу, содержавшему слой с куриными субпродуктами, отдало предпочтение подавляющее большинство собак (41:1 по суммарному объему потребления; 50:1 по процентам от потребленной пищи (показатель PCI); см. таблицу 1 ниже). Более того, более 98% всей потребленной собаками пищи в течение двух дней составил прототип с покрытием из куриных субпродуктов (по методу разделенной тарелки). Результаты теста №2 показали, что прототип с покрытием из куриных субпродуктов предпочитали и собаки домашнего содержания (4,5:1 по суммарному объему потребления; 4,4:1 по показателю PCI). Чтобы понять контекст данных результатов, поясним, что все животные (кошки или собаки) для допуска к экспериментам должны были пройти квалификационные испытания предпочтений. Одним из наиболее типичных квалификационных испытаний является испытание «очевидный выбор» (известный положительный контроль против известного отрицательного контроля). Положительный контроль, как правило, изготавливается с покрытием из обычного имеющегося в продаже вкусового компонента, например отвара куриной печени. Отрицательный контроль изготавливается без вкусового компонента. Предварительный тест «очевидный выбор» на собаках, содержавшихся в будках, дал отношение предпочтений 16:1 по суммарному объему потребления и 14:1 по показателю PCI. Предварительный тест «очевидный выбор» на собаках домашнего содержания дал отношение предпочтений 2,2:1 по суммарному объему потребления и 2,4:1 по показателю PCI. Отметим, что ни в каком из контрольных тестов - с собаками в будках и домашними собаками - не было получено столь сильного предпочтения, как в случае прототипа с покрытием из куриных субпродуктов.
Таблица 1
Результаты тестов на предпочтение
Тест 1
Тест 2
Контрольный тест 1
Контрольный тест 2
Прототип с покрытием из куриных субпродуктов против контроля
Прототип с покрытием из куриных субпродуктов против контроля
Очевидный выбор собак в будках - корм со вкусовым компонентом против контроля
Очевидный выбор домашних собак - корм со вкусовым компонентом против контроля
Суммарный объем потребления (г/день)
41,4:1*
4,5:1*
15,6:1*
2,2:1**
Относительный показатель потребления (%/животное/день)
49,6:1*
4,4:1*
13,5:1*
2,4:1**
Первое предпочтение
∞<sup>1</sup>
7,25:1
4,4:1
3:1
Разбивка предпочтений<sup>2</sup>
16/0/0
18/7/1
15/0/0
18/7/3
*Р<0,02**Р<0,05
<sup>1</sup>∞=бесконечность - никакие из собак сначала не ели контрольный прототип, поэтому знаменатель равен нулю.
<sup>2</sup>Разбивка предпочтений = число собак, отдавших предпочтение испытуемому прототипу/число собак, не выразивших какого-либо предпочтения/число собак, отдавших предпочтение контрольному прототипу
Пример 2 - Предпочтение животными
Прототип гранулированного корма со слоем из куриных субпродуктов изготавливали из гранул Iams Mini-Chunks, используя их в качестве сердцевины. Сердцевину покрывали (глазуровали) слоем 10% продукта из куриных субпродуктов 5% куриного бульона (использовали 20% раствор куриного бульона); все пропорции указаны по отношению к весу гранулы. Никакого вкусового компонента не добавляли. Формировали также дополнительное покрытие из 5% жира (от веса гранулы). Данный прототип сравнивали с гранулами Iams Mini-Chunks и Purina ONE (полный рацион - курица и рис) в тестах на предпочтение животных по стандартному методу разделенной тарелки с собаками, содержавшимися в будках. Приготовление гранул включало этап дезактивации сальмонелл, на котором к слою продукта из куриных субпродуктов добавляли 4% влаги (воды), после чего продукт сушили в течение 3 минут при 260°F.
Результаты испытаний показали, что животные отдавали большее предпочтение прототипу с покрытием из куриных субпродуктов по сравнению с кормом Iams Mini-Chunks (8:1 по процентам от потребленной пищи, Р<0,05 - см. таблицу 2). Прототипу с покрытием из куриных субпродуктов было отдано и предпочтение по сравнению с кормом Purina ONE (3:1 по процентам от потребленной пищи, Р<0,05).
Пример 3 - Предпочтение животными
Первый прототип корма в виде гранул со слоем из куриных субпродуктов изготавливали из гранул Iams Mini-Chunks со скорректированной формулой питательной ценности, используя их в качестве сердцевины. Сердцевину покрывали (глазировали) слоем из 10% продукта из куриных субпродуктов и 5% куриного бульона (использовали 20% раствор куриного бульона); все пропорции указаны по отношению к весу гранулы. Использовали смеситель Bella объемом 32 литра. В качестве дополнительного покрытия на данный прототип корма наносили вкусовую систему из 1% отвара куриной печени и 2% отвара куриных потрохов, а также 5% жира от веса гранулы. В совокупности данный прототип имел показатели питательной ценности, близкие к показателям корма Iams Mini-Chunks. Второй прототип корма изготавливали аналогично первому прототипу с тем исключением, что использовали другое связующее, а именно 5% изолята белков молочной сыворотки (в виде 20% раствора белков молочной сыворотки), и не включали отвар куриных потрохов. Данные прототипы сравнивали с кормом Purina ONE (полный рацион - курица и рис) в опытах по предпочтениям животных. Третий прототип изготавливали так же, как первый прототип, со слоем из 10% продукта из куриных субпродуктов и куриным бульоном в качестве связующего, но в качестве сердцевины использовали простые гранулы Iams Mini-Chunks, то есть с неизмененной формулой питательной ценности. Сравнение третьего прототипа проводили с кормом Iams Mini-Chunks. Четвертый прототип был аналогичен третьему прототипу, но не включал слоя из куриных субпродуктов, и его также сравнивали с кормом Iams Mini-Chunks. Все тесты на предпочтение проводили в течение двух дней, по стандартным методам на собаках, содержавшихся в будках (n=16). Процесс изготовления прототипов со слоем из куриных субпродуктов включал этап дезактивации сальмонелл, на котором к слою продукта из куриных субпродуктов добавляли 4% влаги (воды), после чего продукт сушили в течение 3 минут при 260°F.
Результаты испытаний показали, что прототипы на основе Iams Mini-Chunks со скорректированной формулой питательной ценности, содержавшие слой из куриных субпродуктов (со связующим из куриного бульона или изолята белков молочной сыворотки), вызвали у животных существенное предпочтение (Р<0,05) по сравнению с кормом Purina ONE (17:1 и 16:1 по относительному показателю потребления корма - см. Таблицу 3). Прототип со слоем из куриных субпродуктов со связующим из бульона, но на основе сердцевины с неизмененной формулой, также вызвал предпочтение (Р<0,05) по сравнению с гранулами Iams Mini-Chunks (8:1 по относительному показателю потребления корма), в то время как прототип только с бульонным связующим (без куриных субпродуктов) не вызвал существенного роста предпочтения животных (2:1, Р<0,10). Из этого могут быть сделаны по меньшей мере три предварительных заключения: 1) покрытие из 10% продукта из куриных субпродуктов в сочетании с применяемыми компонентами для повышения предпочтения животных обеспечивает убедительное предпочтение такого корма животными по сравнению с кормом Purina ONE, 2) положительное влияние покрытия из 10% продукта из куриных субпродуктов сохраняется, если корм сбалансирован по белку (то есть в сердцевине гранулы содержание белка снижено) и 3) эффект покрытия из 10% продукта из куриных субпродуктов на предпочтения животных не зависит от используемого связующего.
Таблица 3
Результаты тестов на предпочтение
Тест 1
Тест 2
Тест3
Тест 4
Прототип с покрытием из 10% куриных субпродуктов поверх Iams Mini-Chunks со скорректированной формулой и связующим на бульоне против Purina ONE
Прототип с покрытием из 10% куриных субпродуктов поверх Iams Mini-Chunks со скорректированной формулой и связующим на изоляте белков молочной сыворотки против Purina ONE
Прототип с покрытием из 10% куриных субпродуктов поверх Iams Mini-Chunks с неизмененной формулой и связующим на бульоне против Iams Mini-Chunks
Прототип с покрытием только из бульона поверх Iams Mini-Chunks с неизмененной формулой
Суммарный объем потребления (г/день)
16,6:1*
15,1:1*
7,1:1**
2,41:1***
Относительный показатель потребления корма (%/животное/день)
16,5:1**
16,2:1**
8,2:1**
2,3:1****
Первое предпочтение
00'
31:1
1,7:1
1,1:1
Разбивка предпочтений<sup>2</sup>
16/0/0
16/0/0
14/2/0
9/4/3
*P<0,02**Р<0,05*** статистически не значимый результат (Р>0,10)****Р<0,10
<sup>1</sup>∞=бесконечность - никакие из собак сначала не ели контрольный прототип, поэтому знаменатель равен нулю.
<sup>2</sup>Разбивка предпочтений = число собак, отдавших предпочтение испытуемому прототипу/число собак, не выразивших какого-либо предпочтения/число собак, отдавших предпочтение контрольному прототипу
Пример 4 - Восприятие человеком
Для оценки ароматических показателей корма для собак использовали 9-балльную шкалу. Корм для собак оценивали по 13 ароматам, каждый из которых оценивали по шкале от 0 до 8 баллов.
На фиг.4 представлен ароматический профиль корма Iams Mini-Chunks. Как можно видеть, корм Iams Mini-Chunks характеризуется пониженным уровнем общего аромата, аромата дрожжей и аромата грязных носков. На фиг.5 показан ароматический профиль прототипа корма, описанного в Примере 2, покрытого слоем белкового компонента из куриных субпродуктов, без дополнительного вкусового компонента. Данный прототип корма со слоем белкового компонента из куриных субпродуктов характеризуется повышенным уровнем ароматов «масло-жировой» и «общий мясной» по сравнению с прочими кормами для животных, имеющимися в продаже. На фиг.6 показаны ароматические профили кормов, покрытых слоем белкового компонента из куриных субпродуктов с добавлением вкусового компонента (вкусовых компонентов), описанных в Примере 3 (тесты 1 и 2). Как видно из данной диаграммы, данные прототипы кормов характеризуются повышенным уровнем аромата «масло-жировой», но примерно таким же уровнем аромата «общий мясной», что и в прочих кормах для домашних животных, имеющихся в продаже. Кроме того, в данных прототипах, покрытых слоем компонента из куриных субпродуктов с добавлением вкусового компонента, усиливается аромат «куриный».
Пример 5 - Способ изготовления корма
Примерно 6000 г сердцевин гранул из смеси кукурузы, продукта из куриных субпродуктов, минералов, витаминов, аминокислот, рыбьего жира, воды и свекольной мякоти, подвергнутой экструдированию и сушке, загружали в бункер, расположенный над лопастным смесителем. Использовали смеситель с псевдоожижением емкостью 20 л Forberg FZM-0.7 производства Eirich Machines, Inc., (Гурни, штат Иллинойс, США). Связующий компонент готовили путем растворения примерно 70 г изолята белков молочной сыворотки (Fonterra NMZP) примерно в 300 г теплой воды (60°C). После загрузки гранул в смеситель включали вал, лопасти которого формировали псевдоожиженный слой. Скорость вращения лопастей составляла примерно 84 об/мин, и число Фруда составляло примерно 0,95. Раствор белков молочной сыворотки насосом подавали на распылительный клапан, расположенный над зоной псевдоожиженного слоя в центре смесителя. Использовали перистальтический насос Cole-Parmer, модель 07550-30, с параллельной головкой Masterflex L/S Easyload II. Раствор белков молочной сыворотки распыляли над зоной псевдоожиженного слоя в центре смесителя в течение примерно 60 с. Примерно 750 г продукта из куриных субпродуктов, используемого в качестве белкового компонента, разделяли на две порции по 375 г и каждую из порций вводили в нижние углы смесителя на противоположных его сторонах в течение примерно 60 с одновременно с введением изолята белков молочной сыворотки. Таким образом в смесителе формировались гранулы с покрытием. После этого открывали дверцы в дне смесителя и выгружали полученные гранулы с покрытием в металлический приемник. После этого гранулы с покрытием подвергали сушке в печи со струйной подачей воздуха при температуре примерно 140°C в течение примерно 2 минут. Визуальный осмотр гранул показал, что на поверхности гранул было сформировано в сущности равномерное твердое покрытие. Выборочное разрезание гранул пополам дополнительно показало, что распределение покрытия по поверхности гранулы является в сущности равномерным. При работе смесителя в данном примере число Фруда составляло примерно 0,95, безразмерный показатель потока составлял примерно 0,000262, а длительность конвекционного цикла составляла примерно 10 с.
Пример 6 - Этап дезактивации сальмонелл
2
3
2
В данном примере использовали двухосный смеситель с псевдоожижением емкостью 200 л (7 кубических футов) производства Eirich Machines, Inc., модель FZM-7. Через два разъема, расположенных на противоположных его углах, смеситель был подключен к паропроводу. Сверху в смеситель вдували горячий воздух. В смеситель подавали примерно 60 кг сухих сердцевин гранулированного корма для домашних животных (с содержанием влаги примерно 7,5%). В отдельной емкости готовили раствор связующего путем растворения примерно 600 г изолята белков молочной сыворотки (Fonterra NMZP) примерно в 2400 г теплой воды (60°C). В четыре контейнера закладывали по 1,5 кг продукта из куриных субпродуктов (всего 6 кг), в качестве белкового компонента. Испытания продукта из куриных субпродуктов показали, что в них присутствуют сальмонеллы. Раствор связующего заливали в сосуд под давлением, и по трубопроводу через сопла раствор мог распыляться над псевдоожиженным слоем в центре смесителя. Имелось два сопла с плоским профилем распыления с углом примерно 45°. Сопла были расположены на продольной оси смесителя (параллельной осям лопастных валов). Первое сопло было расположено примерно на половине расстояния между боковой стенкой смесителя и его центром, а второе - примерно на половине расстояния от центра смесителя до противоположной боковой стенки смесителя. Смеситель предварительно подогревали горячим воздухом до температуры примерно 60°C. Валы смесителя запускали со скоростью вращения примерно 55 об/мин. В сосуде со связующим создавали давление примерно 30 фунтов/дюйм и включали распыление связующего в смеситель. Одновременно с этим в смеситель загружали продукт из куриных субпродуктов из четырех контейнеров, в каждом из которых находилось по 1,5 кг продукта. Загрузку производили в четырех местах: по одному контейнеру в противоположных углах смесителя и два контейнера в центре смесителя, на противоположных его сторонах. Подача связующего и загрузка продукта из куриных субпродуктов в смеситель длятся примерно 45 секунд. После завершения введения в смеситель связующего и продукта из куриных субпродуктов при продолжающемся вращении лопастей смесителя в верхнюю его часть вдували горячий воздух (температурой примерно 200°C) со скоростью потока примерно 40 футов/мин. Как только начиналась подача горячего воздуха, в смеситель подавали пар с избыточным давлением примерно 15 фунтов/дюйм со скоростью потока примерно 2 кг/мин через два сопла, расположенных на противоположных сторонах смесителя, в течение примерно 1 минуты. Такое сочетание горячего воздуха и пара в смесителе давало поток горячего воздуха с относительной влажностью примерно 95%. По истечении одной минуты подачу пара прекращали, но подачу горячего воздуха продолжали в течение еще 4 минут. В течение этого времени относительная влажность воздуха в смесителе падала и влага удалялась с поверхности гранул. Спустя 2 минуты после начала обработки горячим воздухом дверцы в дне смесителя открывали и гранулы падали в контейнер. Визуальный осмотр гранул показал, что на поверхности гранул было сформировано в сущности равномерное твердое покрытие. Выборочное разрезание гранул пополам дополнительно показало, что распределение покрытия по поверхности гранулы является в сущности равномерным. При работе смесителя в данном примере число Фруда составляло примерно 0,95, безразмерный показатель потока составлял примерно 0,000261, а время конвекционного цикла составляло примерно 8 с. То есть условия перемешивания, а именно число Фруда, безразмерный показатель потока и время конвекционного цикла были в сущности такими же, как в Примере 5. Так как конечный продукт, полученный в большом смесителе, был в сущности идентичным продукту, полученному в малом смесителе, при в сущности идентичных значениях параметров подобия, данный эксперимент может рассматриваться как подтверждение пригодности данных критериев подобия для данной модели. Испытание готовых гранул с покрытием показало отсутствие в них сальмонелл.
Пример 7A - Устойчивость витаминов
Для демонстрации лучшей сохранности витаминов при нанесении покрытия в смесителе с псевдоожижением было проведено сравнение потерь витаминов в покрытии при изготовлении изделия и его хранении с потерей витаминов, подвергшихся экструдированию. Для сравнения потерь в процессе изготовления изделия экструдировали имеющиеся в продаже гранулы Iams Mini-chunks с витаминами и без витаминов. Продукт с витаминами глазировали покрытием из 5% птичьего жира, смешанного с 1,6% отваром куриной печени и 0,14% витаминного премикса. Продукт без витаминов глазировали покрытием из 5% птичьего жира, смешанного с 1,6% отваром куриной печени в качестве вкусового компонента, в смесителе с псевдоожижением. Отбирали образцы продуктов на входе и на выходе в обоих опытах и анализировали их на содержание витаминов A и E.
По результатам составления баланса масс в смесителе с псевдоожижением было определено, что при нанесении покрытия теряется 8.2% витамина A и 3.3% витамина E. При экструдировании теряется 36% витамина A и 11.2% витамина E (см. таблицу 4).
Для сравнения потерь при хранении продукты, покрытые витаминами, и продукты, экструдированные с витаминами, упаковывали в 13 многослойных бумажных пакетов. Пакеты хранили при обычных условиях окружающей среды (температура 70°F и относительная влажность 25%) и в условиях ускоренного старения (температура 100°F и относительная влажность 50%). Дополнительно на устойчивость витаминов к хранению испытывали еще два прототипа корма - гранулы Iams Mini-Chunks, покрытые одним слоем частично гидрогенизованного масла пальмовых ядер Paramount В производства Loders Croklaan и вторым слоем из смеси витаминов, жира и вкусового компонента, и гранулы Iams Mini-Chunks, покрытые слоем смеси из 5% куриного бульона, 10% продукта из куриных субпродуктов и витаминов. Два данных прототипа также плотно упаковывали и хранили при нормальных условиях и условиях ускоренного старения, как описано выше.
Из продуктов, подвергшихся хранению, отбирали образцы и определяли содержание в них витаминов A и E. Результаты нормализовали, так как содержание витаминов в нулевой момент времени не было одинаковым для всех исследуемых продуктов. Результаты измерений показаны на фиг.7 и 8. На фиг.7 по оси x отложено время, а по оси y отложено отношение количества витамина в данный момент времени к начальному количеству витамина. В целом витамин A в покрытии характеризовался большей устойчивостью, чем витамин в экструдированном контрольном образце. В образцах, в которых витамин A наносился в виде покрытия в жире, характеризовался резким падением уровня витамина A в первые две недели хранения, после чего его содержание быстро выходило на постоянный уровень. Было сделано предположение, которое было затем подтверждено соответствующими экспериментами, что куриный жир не обладает достаточной связующей способностью и адгезией к рисовой шелухе, содержащейся в витаминном премиксе, а размер частиц премикса слишком большой. Эта проблема может быть решена за счет использования более сильного связующего, что показали эксперименты, в которых в качестве связующих использовались Paramount В и куриный бульон. В таких образцах устойчивость витамина A повышалась.
Пример 7B - Устойчивость витамина A
Дополнительно сравнивали четыре вида гранул. Три вида сравниваемых гранул содержали сердцевину из гранул Iams Mini-Chunks со скорректированной формулой питательной ценности, на которую наносили соответственно три вида покрытий: 1) покрытие из микрогранул из изолята белков молочной сыворотки с витамином A, фиксированном поперечными связями в желатине (стандартная форма витамина A производства BASF и DSM), гомогенизированных в растворе изолята белков молочной сыворотки. Смесь гомогенизировали высокоскоростным сдвиговым смесителем для уменьшения размеров частиц (микрогранул) и их лучшей адгезии к поверхности гранулы; 2) микрогранулы с покрытием - такое покрытие формировали на сердцевинах путем распыления раствора изолята белков молочной сыворотки на сердцевины в течение 10 секунд, после чего в смеситель добавляли сухой витамин A, фиксированный в геле с поперечными связями, продолжая распылять раствор связующего в течение 45 секунд; 3) покрытие из порошка витамина A - получали путем добавления водорастворимой формы витамина A в крахмальной матрице в раствор изолята белков молочной сыворотки и последующего нанесения данного раствора на сердцевины в виде покрытия. 4) Четвертый вид гранул представлял собой экструдированные гранулы, в состав сердцевин которых был добавлен витамин A до экструдирования. Во все виды гранул витамин A добавлялся в количестве 0.13% по весу от веса гранулы.
Результаты измерений потерь витамина A при изготовлении и хранении гранул представлены в Таблице 5. Процедура измерения потерь при хранении описана в Примере 7A.
Пример 8 - Анализ аромата
В данном примере было исследовано 19 прототипов с целью анализа аромата гранул с покрытием. Исследование проводилось с использованием метода микроэкстракции твердой фазы с помощью газовой хроматографии и масс-спектрометрии (SPME-GC-MS). С помощью данного метода определяли содержание в образцах корма для домашних животных соединений, связанных с ароматом, как будет описано ниже. Кроме того, изучали степень корреляции между данными анализа SPME и предпочтением корма животными, чтобы определить, какая ароматическая формула обеспечивает наибольшее предпочтение.
2
С помощью анализа SPME-GC-MS определяли содержание 39 аналитов, сгруппированных в 19 семейств ароматических соединений, и затем определяли его корреляционные отношения с предпочтениями животных по относительным показателям потребления корма и первого предпочтения по результатам опытов по методу разделенной тарелки. Затем результаты анализа продаваемых гранул Iams Mini-Chunks, а также первого и второго прототипов в Примере 3 по методу SPME-GC-MS сравнивали между собой, чтобы определить аналиты, содержание которых различалось в упомянутых образцах. Результаты анализа показали, что аналиты 2-пиперидион, 2,3-пентандион, 2-этил-3,5-диметипиразин, фурфурал, сульфурол и индол характеризовались повышенным содержанием или входили в семейства аналитов с высоким содержанием по сравнению с продаваемыми гранулами Iams Mini-Chunks. Содержание данных аналитов значимо (Р<0,01) коррелировало (R>0,60) с предпочтениями собак, как показано в Таблице 6.
Пример 9 - Лопастной смеситель с псевдоожижением непрерывного действия
В лопастной смеситель с псевдоожижением непрерывного действия производства Hayes & Stolz (Форт-Ворт, штат Техас, США) из бункера, расположенного над смесителем, подавали коричневые гранулы. В смеситель засыпали гранулы до уровня осей лопастных валов, и скорость вращения лопастных валов подбиралась таким образом, чтобы обеспечить формирование устойчивого псевдоожиженного слоя из гранул со средним временем нахождения пеллет в смесителе примерно 45 секунд. Число Фруда составляло примерно 0,95. Скорость потока гранул через смеситель составлял примерно 40 кг/мин. После того как в смесителе устанавливался устойчивый поток, на входе в смеситель засыпали 1 л гранул белого цвета. В идеальном смесителе белые гранулы должны пройти через него когерентным цилиндром и выйти из него одновременно. В реальном смесителе при прохождении через него гранулы ударяются друг о друга, поэтому движутся взад и вперед, поэтому время их прохождения через смеситель характеризуется распределением вокруг некоторого среднего времени нахождения в смесителе. Для измерения такого распределения каждые 5 секунд на выходе из смесителя отбирали образец весом примерно 500 г начиная с момента загрузки 1 литра белых гранул в смеситель и определяли в нем процент белых гранул по весу. С помощью математических методов, изложенных в публикации Левеншпиля (Levenspiel, "Chemical Reaction Engineering"), подсчитывали распределение времени прохождения.
<mrow><msub><mi>t</mi><mrow><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>a</mi><mi>n</mi></mrow></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msub><mi>t</mi><mi>i</mi></msub><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mi>Δ</mi><mi>t</mi></mrow></mstyle></mrow><mrow><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mi>Δ</mi><mi>t</mi></mrow></mstyle></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>39,22222</mn><mi>c</mi></mrow>
<mrow><msup><mi>σ</mi><mn>2</mn></msup><mo>=</mo><mfrac><mrow><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msubsup><mi>t</mi><mi>i</mi><mn>2</mn></msubsup><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mi>Δ</mi><mi>t</mi><mo>−</mo><msup><mrow><mo stretchy="false">(</mo><msub><mi>t</mi><mrow><mi>m</mi><mi>e</mi><mi>a</mi><mi>n</mi></mrow></msub><mo stretchy="false">)</mo></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mstyle></mrow><mrow><mstyle displaystyle="true"><mo>∑</mo><mrow><msub><mi>C</mi><mi>i</mi></msub><mi>Δ</mi><mi>t</mi></mrow></mstyle></mrow></mfrac><mo>=</mo><mn>17,69008</mn><msup><mi>c</mi><mn>2</mn></msup></mrow>
Безразмерный параметр
2
σ=0.011499
Безразмерный параметр
2
2
-(uL/D)
σ=2(D/uL)-2(D/uL)(l-e)
D/uL=0,005775
Число Пекле =173,1585
Скорость потока =40,20764 кг/мин
Если число Пекле больше чем примерно 6, поток считается примерно соответствующим пробковому потоку. Если число Пекле больше чем примерно 100, поток считается хорошим пробковым потоком.
Пример 10
Данный пример относится к уменьшению поверхностной энергии с помощью эмульгатора, в результате чего может быть достигнута лучшая адгезия покрытия к поверхности гранулы. Готовили два препарата порошка пробиотика с дополнительными компонентами. Порошки были практически идентичными с тем исключением, что порошок А содержал пробиотик и 0,1% полисорбата 80, а порошок В содержал пробиотик и 0,5% полисорбата 80. Для обоих порошков измеряли поверхностную энергию. Результаты измерений представлены в таблице ниже. Оба порошка просеивали так, чтобы размер всех частиц в них не превышал примерно 75 мкм.
Примерно 5000 г гранул без покрытия, просеянных для удаления из них мелких частиц, загружали в 20-литровый смеситель с псевдоожижением Forberg. Смеситель включали и устанавливали скорость вращения лопастей примерно 87 об/мин, так что число Фруда примерно равнялось 1. Примерно 5 г порошка А вводили в верхнюю часть смесителя над зоной псевдоожиженного слоя в течение примерно 30 с. Продукт извлекали из смесителя и собирали в пластиковый пакет, после чего продукт анализировали на активность пробиотика.
Примерно 5000 г гранул без покрытия, просеянных для удаления из них мелких частиц, загружали в 20-литровый смеситель с псевдоожижением Forberg. Смеситель включали и устанавливали скорость вращения лопастей примерно 87 об/мин, так что число Фруда примерно равнялось 1. Примерно 5 г порошка В вводили в верхнюю часть смесителя над зоной псевдоожиженного слоя в течение примерно 30 с. Продукт извлекали из смесителя и собирали в пластиковый пакет, после чего продукт анализировали на активность пробиотика.
Результаты анализов приведены в таблице ниже. В последнем столбце таблицы приведена рассчитанная сохранность пробиотика в покрытии в процентах по логарифмической шкале, то есть отношение (в процентах) логарифма активности пробиотика в грануле с покрытием к логарифму активности пробиотика в порошке, добавляемом в смеситель (до формирования из него покрытия гранулы).
Данный пример показывает, что понижение поверхностной энергии порошка позволяет достичь лучшей адгезии порошка к грануле.
Пример 11
Данный пример показывает, как уменьшение поверхностной энергии с помощью эмульгатора позволяет достичь лучшей адгезии покрытия к сердцевине гранулы. Примерно 30 кг гранул без покрытия просеивали для удаления из них мелких частиц. К 20-литровому смесителю с псевдоожижением Forberg, оборудованному соплом для воздушного распыления, подключали перистальтический насос для сопла и большую емкость с горячим куриным жиром. Для каждого опыта отвешивали примерно 7300 г неглазированных гранул и 990 г белкового порошка для покрытия (из куриных продуктов). Размер частиц порошка для белкового покрытия составлял примерно 140 мкм. Указанные сухие ингредиенты добавляли в смеситель. Производительность насоса устанавливали таким образом, чтобы обеспечивалось распыление примерно 330 г жира в течение 60 с. Смеситель включали и устанавливали скорость вращения лопастей примерно 87 об/мин, так что число Фруда примерно равнялось 1. Спустя примерно 10 с включали насос и впрыскивали в смеситель требуемое количество жира, распыляя его над гранулами в течение примерно 60 с. Затем продукт извлекали из смесителя и просеивали для отделения гранул от материала покрытия, который не прилип к поверхности гранул. Проводили три эксперимента. В первом эксперименте в качестве связующего для белкового порошка использовали жир. Второй эксперимент в сущности повторял первый с тем отличием, что в жир перед его распылением над гранулами добавляли примерно 8 г полисорбата 80. В третьем эксперименте в жир, распыляемый поверх гранул, добавляли примерно 12 г полисорбата 80. Результаты эксперимента приводятся в таблице ниже. Данные результаты показывают, что добавление небольших количеств полисорбата 80 в куриный жир приводит к уменьшению количества материала белкового покрытия, не прилипшего к гранулам.
Уменьшение количества вкусового компонента
Описанные выше способы могут использоваться для изготовления корма для домашних животных. В одном из воплощений на сердцевины в соответствии с настоящим изобретением может быть нанесен по меньшей мере один материал покрытия также в соответствии с настоящим изобретением, в результате чего могут быть получены гранулы с покрытием. Такое нанесение покрытия может осуществляться с помощью непрерывного процесса перемешивания. При этом те или иные параметры непрерывного процесса могут регулироваться и/или модифицироваться для обеспечения хорошего нанесения материала покрытия на сердцевины гранул. Для смесителя с псевдоожижением такие параметры включают длину лопастей, угол наклона лопастей, число лопастей, скорость вращения лопастей, уровень заполнения смесителя, расстояние между кромками лопастей и стенкой и/или дном смесителя, время перемешивания для смесителя периодического действия, скорость потока через смеситель для смесителя непрерывного действия, расположение мест введения жидкого покрытия, расположение мест введения твердого покрытия, порядок или последовательность введения покрытий, структуру распыления сопла для жидкого покрытия, размер капелек жидкого покрытия, размер частиц твердого покрытия.
Такое регулирование и изменение рабочих параметров процесса может вызывать изменение таких характеристик процесса, как число Фруда, число Пекле, ускорительное число и прочие.
В другом воплощении изобретения лопастной смеситель непрерывного действия, описанный выше, может использоваться для нанесения на сердцевины гранул корма для домашних животных вкусового компонента в виде покрытия. Было определено, что при использовании процесса нанесения покрытия с использованием лопастного смесителя непрерывного действия на сердцевину корма для домашних животных может наноситься меньшее количество вкусового компонента, и при этом меньшее нанесенное количество вкусового компонента может обеспечивать те же преимущества, что и большие количества вкусового компонента в покрытии гранулированного корма для домашних животных, полученном типично применяемыми способами нанесения покрытий, например, при использовании процесса АРЕС. Типично применяемые способы нанесения покрытий описаны в патенте США 7479294.
Так, например, в процессе АРЕС для нанесения покрытия используются башенная секция и блендерная секция. Башня расположена перед блендером и выше него. Сухие гранулы из фидера высыпают на вращающийся с малой скоростью диск, расположенный в верхней части башни. С диска гранулы спадают в башню в виде завесы, образующей полный круг (360°) Внутри завесы из падающих гранул находятся один или более быстро вращающихся дисков. Жидкость или кашица, например жир и/или вкусовой компонент, которую требуется нанести в виде покрытия на гранулы, подается по центру быстро вращающихся дисков. Центробежная сила отбрасывает жидкость или кашицу с дисков на падающие гранулы, частично покрывая гранулы. Затем гранулы попадают в блендерную секцию. Блендер может быть двухосным ленточным блендером или двухосным лопастным блендером. Валы могут вращаться в одну и ту же сторону или в разные стороны. При вращении в разные стороны валы могут вращаться, направляя поток по центру вверх и далее по сторонам вниз, или по центру вниз и далее по сторонам вверх. Скорость вращения подбирается таким образом, что гранулы остаются в виде плотного пакета в кювете смесителя. Псевдоожиженный слой при этом, как правило, не формируется. Покрытие распределяется между гранулами за счет их контакта друг с другом в «пакете», в результате чего постепенно формируются гранулы с равномерным покрытием.
При использовании лопастного смесителя непрерывного действия через псевдоожиженный слой может быть пропущен непрерывный поток гранул для нанесения на них покрытия. Смеситель с псевдоожижением может быть двухосным лопастным смесителем с противоположными направлениями вращения валов лопастей. Вращение валов может происходить в направлениях, при которых гранулы будут двигаться вверх в центре смесителя и вниз по боковым сторонам смесителя. Скорость вращения валов лопастей может быть подобрана таким образом, что гранулы в центре смесителя выше уровня осей валов будут находиться в псевдоожиженном слое, то есть будут совершать независимое движение вверх, практически или совсем не касаясь других гранул в данной части смесителя. При этом гранулы, движущиеся вверх в псевдоожиженном слое, вращаются в произвольных направлениях. На гранулы в зоне псевдоожиженного слоя могут быть нанесены различные покрытия, такие как жировые, вкусовые покрытия, покрытия из жидкостей, кашиц или порошков твердых частиц. Каждая гранула в кювете смесителя, пройдя через весь смеситель, по меньшей мере один раз может попасть в псевдоожиженный слой. В качестве смесителя с псевдоожижением непрерывного действия может использоваться двухосный лопастной смеситель производства Hayes & Stolz (Форт-Ворт, штат Техас, США). Угол наклона лопастей может быть отрегулирован таким образом, что число Фруда может составлять примерно 1, а число Пекле будет составлять примерно 40.
Итак, было определено, что при использовании лопастного смесителя непрерывного действия для нанесения покрытия из вкусового компонента на корм для домашних животных можно использовать меньшее количество вкусового компонента, достигая при этом того же эффекта. При использовании типичных процессов нанесения покрытий, таких, как, например, процесс АРЕС, приходится наносить вкусовой компонент в количествах, больших, чем при непрерывном нанесении покрытия в лопастном смесителе с псевдоожижением. Однако, как упоминалось выше, нанесение на сердцевины гранулированного корма вкусового компонента с помощью лопастного смесителя непрерывного действия может обеспечивать практически тот же и даже больший эффект, чем нанесение больших количеств в типично применяемых процессах.
Итак, изобретатели определили, что при использовании лопастного смесителя непрерывного действия количества компонентов наносимых покрытий, например вкусовых компонентов, могут быть уменьшены, и при этом может быть достигнут тот же эффект, что и при нанесении больших количеств компонентов покрытия в типично применяемых процессах.
И хотя теоретически это не обязательно, можно предположить, что существуют четыре причины, по которым использование меньших количеств вкусового компонента при нанесении покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия достигается тот же эффект, что и при нанесении больших количеств компонентов покрытия в процессе АРЕС. Во-первых, возможно, что при нанесении покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия достигается лучшее распределение вкусового компонента по сердцевине гранулы. Во-вторых, возможно, что при нанесении покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия обеспечивается большая адгезия вкусового компонента к сердцевине гранулы. В-третьих, возможно, что при нанесении покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия исключается или по меньшей мере уменьшается сдвиговое перемешивание вкусового компонента, так как вкусовой компонент в принципе не подвергается перемешиванию, как в типичных процессах его нанесения на сердцевины гранул. В четвертых, можно предположить, что в прочих процессах обычно производится смешение жира с вкусовым компонентом перед их нанесением в виде покрытия на сердцевины гранул, в результате чего жир поглощает ароматические соединения вкусового компонента. При нанесении покрытий в лопастном смесителе непрерывного действия сначала жир наносится в виде покрытия на сердцевину, а затем наносится покрытие из вкусового компонента, в результате чего жир не так сильно поглощает или совсем не поглощает ароматы, обеспечиваемые вкусовым компонентом.
В одном примере в качестве сердцевины использовались гранулы Eukanuba Premium Performance, которые глазировали тремя видами покрытий. Во всех образцах покрытие содержало куриный жир в количестве 8,1% веса гранулы с покрытием, и вкусовой компонент. Количество вкусового компонента было различным для трех типов образцов, как будет описано ниже. Готовили один контрольный образец и два опытных образца. Вкусовым компонентом было гидролизованное и высушенное распылением мясо курицы. Для изготовления контрольного образца использовали процесс АРЕС, с помощью которого на сердцевину наносили покрытие, содержавшее 1% вкусового компонента от веса гранулы с покрытием. Для изготовления первого образца использовали лопастной смеситель непрерывного действия, с помощью которого на сердцевину наносили покрытие, содержавшее 0,8% вкусового компонента от веса гранулы с покрытием. Для изготовления первого образца использовали лопастной смеситель непрерывного действия, с помощью которого на сердцевину наносили покрытие, содержавшее 0,7% вкусового компонента от веса гранулы с покрытием. Для определения предпочтений животных проводили стандартный тест с разделенной тарелкой (будет подробно описан ниже) на 16 собаках в течение двух дней. При этом оценивали также аромат продукта по стандартной описательной формуле восприятия человеком (метод также подробно описан ниже). При этом измеряли также аналитические значения окисления. Результаты данных испытаний приведены в таблицах A-F.
Аналитические значения окисления для образцов, изготовленных в лопастном смесителе непрерывного действия, находились в допустимых пределах по сравнению с контрольным образцом, полученном в процессе АРЕС (Таблица А). Результаты теста по методу разделенной тарелки показывают, что образец с 0,8% содержанием вкусового компонента, нанесенного в лопастном смесителе непрерывного действия, животные предпочитали больше, чем контрольный образец с 1% содержанием вкусового компонента, нанесенного в процессе АРЕС несмотря на большее содержание вкусового компонента в последнем (Таблицы В и С). Результаты теста по методу разделенной тарелки показывают, что образец с 0,7% содержанием вкусового компонента, нанесенного в лопастном смесителе непрерывного действия, животные также в целом предпочитали больше, чем контрольный образец с 1% содержанием вкусового компонента, нанесенного в процессе АРЕС (Таблицы D и Е). Результаты анализа аромата человеком показывают, что между тремя образцами имелось лишь небольшое количество значимых отличий (Таблица F). Однако можно предположить, что имелась тенденция (Р=0,19) к увеличению уровня общего мясного аромата в образцах с 0,7% и 0,8% содержанием вкусового компонента, полученным в лопастном смесителе непрерывного действия, по сравнению с контрольным образцом с 1% содержанием вкусового компонента, нанесенного в процессе АРЕС. Учитывая то, что обонятельные рецепторы собак обладают чувствительностью, до 100 раз превышающей чувствительность рецептором человека, можно резонно предположить, что даже тонкие отличия в аромате, подмеченные человеком, многократно усиливаются мощными органами обоняния собаки.
Итак, из приведеных выше таблиц видно, что имеется тенденция к большему уровню общего мясного аромата, а также к большему предпочтению животными по результатам теста с разделенной тарелкой образцов, изготовленных в лопастном смесителе непрерывного действия, несмотря на то что их покрытие содержало меньшее количество вкусового компонента, чем контрольные образцы, изготовленные в процессе АРЕС.
Итак, в одном из воплощений изобретения предлагается использование способа нанесения покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия для изготовления корма для домашних животных в форме гранул с покрытием. Другие воплощения изобретения относятся к корму для домашних животных в форме гранул с покрытием, при этом гранула с покрытием содержит сердцевину и по меньшей мере одно покрытие. Сердцевина может быть любой сердцевиной в соответствии с настоящим изобретением. Покрытие может быть любым покрытием в соответствии с настоящим изобретением. Кроме того, покрытие может включать вкусовой компонент в соответствии с настоящим изобретением, который может быть нанесен с помощью лопастного смесителя непрерывного действия. В одном из воплощений в результате нанесения вкусового компонента в лопастном смесителе непрерывного действия могут быть получены гранулы с покрытием, обеспечивающие практически такие же преимущества, как гранулы с покрытием, полученным с помощью других процессов и содержащим большее количество вкусового компонента. В одном из воплощений вкусовой компонент может быть нанесен в виде покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия в количестве примерно 0,8% от веса гранулы с покрытием и будет обеспечивать аналогичные или даже более высокие характеристики предпочтения и аромата, чем покрытие вкусового компонента, нанесенное в количестве 1,0% от веса гранулы с покрытием с помощью другого процесса, например процесса АРЕС. Вкусовой компонент может быть нанесен в виде покрытия с использованием лопастного смесителя непрерывного действия в любом количестве в соответствии с настоящим изобретением. Однако теоретически можно ожидать, что вкусовой компонент, нанесенный в виде покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия, будет обеспечивать практически такой же эффект, что и покрытие вкусового компонента, нанесенное в гораздо большем количестве, но с помощью другого процесса, например процесса АРЕС. Кроме того, можно предположить, что нанесение покрытия в лопастном смесителе непрерывного действия улучшает распределение вкусового компонента по поверхности гранулы и позволяет уменьшить или даже полностью избежать сдвиговых повреждений матрицы сердцевины и покрытия, которые обычно имеют место в процессе АРЕС.
Используемый вкусовой компонент может быть влажным (жидким) или сухим. Влажные вкусовые компоненты обычно имеют содержание влаги примерно 12% и выше, а сухие вкусовые компоненты обычно имеют содержание влаги менее чем примерно 12%. В других воплощениях вкусовой компонент может быть сочетанием влажных и сухих вкусовых компонентов. Еще в некоторых воплощениях влажные и сухие вкусовые компоненты могут быть нанесены в любом порядке или могут быть смешаны друг с другом. Так, например, сначала может быть нанесен влажный вкусовой компонент, а затем может быть нанесен сухой вкусовой компонент. В другом воплощении сначала может быть нанесен сухой компонент, а затем может быть нанесен влажный компонент. Возможно использование любого числа вкусовых компонентов, в любом порядке и в любых сочетаниях.
В соответствии с настоящим изобретением на сердцевину гранулы может быть нанесено покрытие в лопастном смесителе непрерывного действия. Покрытие может содержать жир и вкусовой компонент. Покрытие может быть смесью жира и вкусового компонента, которая наносится на сердцевину гранулы. Покрытие может быть получено путем раздельного нанесения жира и вкусового компонента на сердцевину гранулы. Так, например, сначала на сердцевину гранулы может быть нанесено покрытие из жира, а затем покрытие из вкусового компонента. То есть возможно формирование покрытие в два этапа: на первом этапе наносится покрытие из жира, а на втором этапе - покрытие из вкусового компонента.
В одном из воплощений покрытие, содержащее жир и вкусовой компонент, может быть нанесено в лопастном смесителе непрерывного действия. В одном из воплощений вкусовой компонент может быть нанесен в количестве примерно 0,8% от веса гранулы с покрытием и будет обеспечивать аналогичные или даже более высокие характеристики предпочтения и аромата, чем покрытие вкусового компонента, нанесенное в количестве 1,0% от веса гранулы с покрытием не в лопастном смесителе непрерывного действия, например, с помощью процесса АРЕС. В другом воплощении вкусовой компонент может быть нанесен в количестве примерно 0,7% от веса гранулы с покрытием и будет обеспечивать аналогичные или даже более высокие характеристики предпочтения и аромата, чем покрытие вкусового компонента, нанесенное в количестве 1,0% от веса гранулы с покрытием не в лопастном смесителе непрерывного действия, например, с помощью процесса АРЕС.
Итак, в одном из воплощений предлагается способ изготовления корма для домашних животных. Способ содержит этапы формирования смеси для сердцевины, содержащей источник крахмала, источник белка и источник жира; экструдирования смеси сердцевины для образования из нее гранулы за счет застывания крахмала при экструзии; обеспечения состава покрытия из жира и покрытия из вкусового компонента; нанесения покрытия из жира на сердцевину, в результате чего образуется сердцевина с жировым покрытием; нанесения покрытия из вкусового компонента на сердцевину с жировым покрытием, после нанесения жирового покрытия, в результате чего образуется гранула с покрытием, содержащая менее чем 12% влаги; при этом нанесение жирового покрытия и покрытия из вкусового компонента производится с помощью лопастного смесителя непрерывного действия.
Методы
Обнаружение сальмонелл
Определение достаточности дезактивации сальмонелл может производиться различными методами, один из которых описан ниже. В данном методе используется автоматический PCR-анализатор «ВАХ System», а сама процедура анализа включает следующие этапы.
В стерильном контейнере сделать навеску из 25 г испытуемого образца. К образцу добавить 225 мл стерильной буферизованной пептонной воды. Инкубировать образец при температуре 35-37°C в течение по меньшей мере 16 часов. Разбавить образец в 50 раз путем переноса 10 мл образца в пробирку, содержащую 500 мкл сердечно-мозгового бульона. Прогреть нагревательный блок. Записать порядок образцов и внести их в программное обеспечение прибора, следуя инструкции пользователя. Запустить термоциклер, нажав иконку «Пуск полного процесса». Через три часа инкубации в сердечно-мозговом бульоне перенести по 5 мкл повторно инкубированных образцов в пробирки, содержащие 200 мкл лизирующего реагента (150 мкл реагента растворено в 12 мл лизирующего буфера). Для лизиса нагревать пробирки с образцом и реагентом при температуре 37°C в течение 20 минут, затем при температуре 95°C в течение 10 мин. Охладить пробирки с лизированными образцами в течение 5 минут в блоке охлаждения. Установить требуемое число пробирок для ПЦР в держателе на блоке охлаждения. Ослабить крышки пробирок с помощью прилагаемого инструмента, но держать их закрытыми до момента растворения содержимого. Перенести в пробирки по 50 мл лизата. Закрыть пробирки плоскими оптическими крышками для последующего считывания флуоресцентного сигнала. Перенести весь блок охлаждения к термоциклеру-детектору. Дождаться сигнала готовности термоциклера-детектора к загрузке на его экране. Открыть дверцу термоциклера-детектора, выдвинуть ящичек, установить пробирки для ПЦР в нагревательный блок, убедившись, что они надежно сели в лунки, задвинуть ящик, опустить дверцу и нажать NEXT. Термоциклер проводит амплификацию ДНК, считывает флуоресцентный сигнал и автоматически анализирует результаты.
После окончания цикла реакции и анализа на экране появляется инструкция открыть дверцу, извлечь образцы, закрыть дверцу и снова нажать NEXT. При нажатии на FINISH на экране отображаются результаты. Результат отображается в виде стилизованного держателя пробирок, на котором лунки помечены разными цветами, а по центру лунки показан соответствующий символ. Зеленый цвет со знаком «-» означает отрицательный результат в отношении исследуемого организма (сальмонеллы), красный цвет со знаком «+» означает положительный результат в отношении исследуемого организма (сальмонеллы), а желтый цвет со знаком «?» означает неопределенный результат. Для лунок с отрицательным результатом следует просмотреть графики, и убедиться, что большой контрольный пик соответствует значению примерно 75-80. Графики для положительных результатов следует интерпретировать по отношению к значениям для контрольного образца. Для образцов с неопределенным результатом следует повторить описанный выше тест.
Тест с разделенной тарелкой
Данная методика является стандартной процедурой испытания корма на собаках, в результате которой определяются относительный показатель потребления исследуемого продукта и относительный показатель первого предпочтения.
Все испытуемые корма должны иметь отрицательный результат проверки на сальмонеллу. После того как корм успешно прошел анализ на отсутствие микробов, можно приступать к его испытаниям на животных. Корма для испытаний держали в отдельных корзинах марки Rubbermaid, при этом корзины с разным кормом были помечены разным цветовым кодом. Миски для испытаний корма наполняли накануне дня испытания и в течение ночи хранили миски с кормом в соответствующих корзинах Rubbermaid. Если миска не влезала в корзину с кормом, ее помещали в отдельную корзину, должным образом помеченную цветовым или структурным кодом. Корм для испытаний по методу разделенной тарелки давали в начале дня, например, в 7:00 часов утра.
Утром на тележки для развоза корма ставили миски по порядку следования будок. Перед входом в загон с будкой техник убирал фекалии, оставшиеся с ночи и совершал обычную проверку животного. После этого он приступал к кормлению животного. На тележку был прикреплен лист с описанием собак, инструкциями по проведению испытания и прочей необходимой информацией. Сначала записывалась информация о первом предпочтении. Для этого техник открывал дверь загона и заходил, держа в руке две миски. Он позволял собаке подойти, так чтобы животное стало примерно посередине между мисками. Техник в течение короткого времени держал миски перед собакой так, чтобы собака могла их хорошо обнюхать, а затем ставил миски в специальные кольцевые держатели. Техник тихо закрывал дверь загона и отходил, дожидаясь в стороне, пока животное сделает первый выбор. Техник помечал выбор животного соответствующим кружком на листе бумаги и переходил к следующей будке, повторяя ту же процедуру с каждой собакой.
Миски оставляли в загонах животных в течение часа или до тех пор, пока животное полностью не съедало корм из одной из мисок или 50% корма из одной из мисок. Миски собирали, возвращали на кухню и взвешивали. Для каждого животного записывали остаток еды в мисках. После взвешивания миски помещали в посудомоечную машину для должной их санитарной обработки.
Любые отклонения от нормального поведения записывали. Записывали также прочие имевшие место неординарные события: изменение интерьера загона, взятие крови на анализ и прочие. Все это немедленно сообщалось наблюдателю. Записывали также, если животное заболевало, у него был жидкий стул или тошнота, или оно требовало ветеринарной помощи.
Как правило, кормом №1 был испытуемый корм, а кормом №2 был контрольный корм. Остаток корма после окончания кормления в записях обозначали, как ORT.
Типичные показатели, которые рассчитываются по результатам тестов с разделенной тарелкой, включают относительный показатель потребления корма и относительный показатель первых предпочтений. В контексте настоящего описания относительным показателем потребления корма называется отношение количества потребленного корма №1 к количеству потребленного корма №2. Так, например, если собакам давали корм №1 и корм №2 и собаки съели 60 г первого корма и 40 г второго корма, отношение потребленных кормов составляет 60%:40%, или сокращенно 1,5:1. В контексте настоящего описания относительный показатель первых предпочтений определяется как отношение количества животных, сделавших первый выбор в пользу первого корма, к количеству животных, сделавших первый выбор в пользу второго корма. Так, например, если десяти собакам был предложен первый корм и второй корм, и семь собак сначала стали есть первый корм, а три собаки сначала выбрали второй корм, то отношение первых предпочтений составляет 7:3, или сокращенно 2,33:1.
Тест на восприятие аромата человеком
Данный метод представляет собой процедуру оценки восприятия продукта органами чувств человека, которую обычно используют ученые-органолептики. Метод основан на оценке аромата человеческим носом (носом дегустатора). Для участия в тесте потенциальный дегустатор должен пройти квалификационный отбор. Сначала кандидаты проходят тест на остроту обоняния. Данный тест состоит из двух частей. Первая часть состоит в идентификации запаха. Кандидату дают десять образцов. Кандидат должен понюхать каждый образец и определить его аромат по списку, выданному данному кандидату. Вторая часть представляет собой тест «одинаковый-разный». Кандидату даются десять пар образцов. Кандидат должен их понюхать и определить, имеют ли образцы пары одинаковый или различный аромат. Аромат может быть различным по характеру, например, карамель-вишня, или по интенсивности, например, сильный аромат мяты против слабого аромата мяты. Кандидат считается прошедшим квалификацию, если в совокупности по двум тестам на остроту обоняния он даст 75% или более правильных ответов.
Прошедших квалификационный отбор дегустаторов затем используют для описательной оценки ароматов ингредиентов корма, контрольных образцов и образцов готовой продукции. Дегустаторы оценивают различные ароматы по шкале от 0 до 8, как описано ниже.
Готовят образцы, помещая 90-100 г каждого испытуемого продукта (гранулы с покрытием) в стеклянную банку с тефлоновой крышкой. Дегустатор оценивает по отдельности каждый образец и все образцы в совокупности. Оценка содержит следующие этапы:
1) Дегустатор откручивает крышку банки;
2) Дегустатор быстро нюхает образец три раза и убирает образец от носа.
3) Дегустатор дает оценку по шкале от 0 до 8 и записывает ее.
4) В перерывах между оценкой различных образцов дегустатор в течение по меньшей мере 20 с дышит свежим воздухом.
Оценка аромата дегустаторами проводится по приведенным ниже категориям ароматов. Для облегчения выставления оценок по шкале от 0 до 8 дегустаторам выдаются образцы ароматов для ссылки.
Категории ароматов по обонятельным ассоциациям:
Масло-жировой - оценивалась интенсивность аромата, связанного с маслами: растительным маслом для жарки, арахисовым маслом, оливковым маслом и жиром (куриным жиром).
Куриный - оценивалась интенсивность аромата, связанного с мясом курицы, включая продукт из куриных субпродуктов, куриный суп и жареную курицу.
Рыбный - оценивалась интенсивность аромата, связанного с рыбой, включая рыбный паштет, влажный корм для кошек из океанических рыб и тунца и рыбий жир.
Дрожжевой - оценивалась интенсивность аромата, связанного с дрожжами, а именно с пивными дрожжами.
Поджаренный - оценивалась интенсивность аромата, связанного с поджаренными продуктами, включая поджаренные орехи или кофе, а также тост, от слегка поджаренного до сильно поджаренного.
Сладкий - оценивалась интенсивность аромата, связанного со сладкими продуктами, включая леденцы, карамель, ирис, мармелад, цветочные ароматы.
Грязных носков - оценивалась интенсивность аромата, связанного с грязными носками, включая запах плесени.
Картона - оценивалась интенсивность аромата, связанного с картоном или гофрированной бумагой.
Земляной - оценивалась интенсивность аромата, связанного с землей или свежей грязью.
Зерновой - оценивалась интенсивность аромата, связанного с зерновыми продуктами, такими как запах злаков или кукурузы.
Говяжий - оценивалась интенсивность аромата, связанного с говядиной, включая говяжий соус марки IAMS и корм для собак IAMS «говяжьи колбаски».
Общая интенсивность аромата - оценивался общий уровень ароматичности продукта (включая все ароматы) по шкале: слабый, легкий, мягкий, сильный, резкий.
Образцы ароматов для выставления оценок
Масло-жировой
Куриный
Растительное масло -1
Разбавленный куриный бульон - 2,5
Оливковое масло - 7
Куриный бульон - 4
Концентрат куриного бульона - 6
Мясной
Рыбный
IAMS Ground Dog Beef/Rice - 1
IAMS Original Chicken - 1
IAMS BeefStew-4
IAMS Original Fish - 2
Тунец - 8
Дрожжевой
Поджаренный
Сухие дрожжи - 1
Поджаренный хлеб -1
Влажные дрожжи - 8
Молотый кофе «эспрессо» - 6
Подгоревший хлеб - 7
Сладкий
Грязных носков
Сироп Karo - 2
Заплесневелая тряпка - 7
Мармелад «Sugar Babies» - 7.5
Картона
Земляной
Бумага от пакетов для корма для кошек
Грязь - 7
или собак - 1
Гофрированный картон - 2
Мокрый гофрированный картон - 6
Зерновой
Говяжий
IAMS Ground Savory Dinner - Beef/Rice - 1
Разбавленный говяжий бульон - 1
IAMS Original chicken - 3
Сушеная говядина - 2
Говяжий бульон - 7
Ростбиф - 7-8
Общая интенсивность аромата
Pedigree Chunks (влажные) - 2
Purina Mighty Dog (влажные) - 3
Beneful Original (сухой) - 7
Анализ аромата
При помощи метода микроэкстрации твердой фазы на газовом хроматографе/масс-спектрометре (SPME-GC-MS) анализировали образцы корма на содержание в них соединений, придающих корму различные виды аромата. Для анализа летучих соединений в свободном пространстве тары над образцом корма для домашних животных использовали следующую процедуру. 2,0±0,05 г продукта (гранулированного корма) отвешивали в специальную тару прибора (баночку объемом 22 мл с мембранной крышкой) и закрывали крышку. Готовили дубликаты каждого анализируемого образца. Образцы помещали в лоток автоматического дозатора Gerstel MPS 2 производства Gerstel, Inc. (Линтиком, штат Мэриленд, США). Образцы нагревали до температуры 75°С и выдерживали при такой температуре 10 мин (время калибровки), а затем считывали их волокном Carb/DVB/PDMS производства Supeico (Бельфонт, штат Пенсильвания, США) Па, USA) размером 2 см при температуре 75°С в течение 10 мин. Затем проводили десорбцию волокна во входном патрубке газового хроматографа (при температуре 250°С) масс-спектрометра Agilent 6890GC-5973 в течение 8 секунд. Газовый хроматограф был оборудован колонкой Restek Stabilwax. Газовую хроматографию проводили при начальной температуре 50°С в течение 1 мин, после чего температуру повышали со скоростью 15°С в минуту до 240°С и окончательно выдерживали при данной температуре в течение 4 мин. Полученную хроматограмму сравнивали с временами прохождения и местами расположения пиков для стандартных ионов с помощью программного обеспечения Chemstation и получали пики для отдельных исследуемых соединений. Измеряли площади под кривыми, которые и являлись результатами анализа (показателями по методу SPME).
После этого проводили статистический анализ попарной корреляции между содержанием ароматических соединений и результатами испытаний на предпочтение корма (относительный показатель потребления корма и относительный показатель первого предпочтения). Затем сравнивали содержание ароматических соединений в свободном пространстве тары над кормом Iams Mini-Chunks, первым прототипом и вторым прототипом Примера 3. По результатам сравнения определяли соединения, которые: 1) значимо коррелировали с предпочтениями животных и 2) содержались в повышенном количестве по сравнению с кормом Iams Mini-Chunks. Можно ожидать, что именно такие соединения обеспечивают повышенное предпочтение животных.
Количества витаминов
Использовали следующие реактивы:
С помощью весов с верхней загрузкой отвешивали 70.0Х г (X - любая цифра) образца в стеклянную банку объемом 250 мл с закручивающейся крышкой и тефлоновой прокладкой. Добавляли 140.0Х г деионизованной воды, закручивали крышку и энергично встряхивали банку для перемешивания содержимого. Банку выдерживали в течение 2 часов на водяной бане при температуре 50°C. Банку извлекали из водяной бани.
С помощью ножевого смесителя Retsch Grindomix GM 200 содержимое стеклянной банки гомогенизировали в два этапа в течение 25 с при 10000 об/мин. 100-150 г полученного образца отбирали в пластиковую чашку для последующего анализа.
На аналитических весах отвешивали от примерно 3 до примерно 3,3 г полученной смеси в баночку из желтого стекла объемом 20 мл. Вес образца записывали до четырех десятичных знаков. Добавляли 0,25-0,3 г аскорбиновой кислоты. Внутрь баночки помещали магнитную мешалку. Добавляли 10 мл спиртосодержащего реагента и затем 5 мл 45%-ного раствора гидроксида калия (вес/вес). Закрывали баночку крышкой и энергично встряхивали содержимое. Измеряли и записывали вес баночки и помещали ее на магнитную мешалку с подогревом. Образец выдерживали на нагревательной поверхности при температуре 110°C в течение 1 часа. Баночку снимали и помещали в холодильник, чтобы охладить до комнатной или даже более низкой температуры. Измеряли вес баночки после проведенной реакции сапонификации. Разница между начальным и конечным весом должна составлять не более 2% веса образца, в противном случае приготовление образца следует повторить.
Устанавливали бутылочки автодозатора в держатель и добавляли в них 0,5 мл смеси реагентного спирта и уксусной кислоты (60:40) с добавлением 100 ppm этоксихина. Помещали их в холодильник по меньшей мере на 30 мин. Под колпаком открывали баночки с омыленными образцами, отбирали из них по 0,5 мл образца и вносили в охлажденные бутылочки автодозатора. Закрывали бутылочки автодозатора и интенсивно встряхивали. Бутылочки заправляли в высокоэффективный жидкостной хроматограф, который определял концентрации витаминов в экстракте в мкг/мл. Пик, соответствующий витамину А, регистрируется примерно через 5 мин, а пик, соответствующий витамину Е, регистрируется примерно через 12 мин.
Готовили стандартные образцы следующим образом.
Стандартный концентрированный раствор ретинола
В актиничную мерную колбу объемом 250 мл отвешивали примерно 200 мг ВНТ и 100 мг ретинола. Вес записывали до четырех десятичных знаков. Разбавляли до риски в метаноле и перемешивали.
Стандартный концентрированный раствор α-токоферола
В актиничную мерную колбу объемом 250 мл отвешивали примерно 200 мг ВНТ и 100 мг α-токоферола. Вес записывали до четырех десятичных знаков. Добавляли примерно 200 мл метанола и тщательно встряхивали до полного растворения токоферола. Разбавляли метанолом до риски и перемешивали.
Подсчитывали концентрацию каждого стандартного образца в мкг/мл и помещали в холодильник. В темном месте такие концентрированные растворы могут храниться в течение 2 месяцев.
Стандартный образец 1: в мерную емкость объемом 10 мл добавляли 100 мкл стандартного концентрированного раствора ретинола и 1 мл стандартного концентрированного раствора α-токоферола. Разбавляли до риски метанолом.
Стандартный образец 2: в мерную емкость объемом 10 мл добавляли 1 мл стандартного образца 1. Разбавляли до риски метанолом и перемешивали.
Стандартный образец 3: в мерную емкость объемом 10 мл добавляли 1 мл стандартного образца 2. Разбавляли до риски метанолом и перемешивали.
Для каждой новой колонки (а при необходимости и для повторно используемой) получали калибровочную кривую. Перед началом серии анализов через колонку по меньшей мере раз в день пропускали контрольный образец.
Условия ВЭЖХ: подогрев колонки до 30°С; объем впрыскивания: 50 мкл.
Градиент растворителя:
Время
% воды
% ацетонитрила
Скорость потока, мл/мин
Максимальное давление
0
35
65
0,5
200
0,01
35
65
2,5
200
7
30
70
2,5
200
9
100
2,5
200
13
100
2,5
200
14
35
65
2,5
200
14,01
35
65
0,5
200
Колонка: 4.6×100 мм Onyx Monolithic С 18.
Защитная колонка: 4.6×5 мм Onyx Monolithic CI 8.
Детектор: диодная матрица УФ/видимый свет 324 нм и 290 нм или эквивалентная.
Время прохождения: пик, соответствующий витамину А, регистрируется примерно через 5 мин, а пик, соответствующий витамину Е, регистрируется примерно через 12 мин.
Калибровка и работа ВЭЖХ: для каждой новой колонки необходимо проводить калибровку свежими стандартными образцами. Калибровочная кривая должна подтверждаться контрольными образцами.
Количество витаминов рассчитывается в МЕ/кг следующим образом:
<mrow><mi>В</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><mi>а</mi><mi>м</mi><mi>и</mi><mi>н</mi><mtext> А </mtext><mo>=</mo><mtext> </mtext><mfrac><mrow><mtext>C</mtext><mo>⋅</mo><mtext>V</mtext><mo>⋅</mo><mtext>DF</mtext><mo>⋅</mo><mtext>1000</mtext></mrow><mrow><mi>W</mi><mo>⋅</mo><mn>0,3</mn></mrow></mfrac></mrow>
<mrow><mi>В</mi><mi>и</mi><mi>т</mi><mi>а</mi><mi>м</mi><mi>и</mi><mi>н</mi><mtext> E </mtext><mo>=</mo><mtext> </mtext><mfrac><mrow><mtext>C</mtext><mo>⋅</mo><mtext>V</mtext><mo>⋅</mo><mtext>DF</mtext><mo>⋅</mo><mtext>1</mtext><mtext>,1</mtext></mrow><mi>W</mi></mfrac></mrow>
где:
С - концентрация витамина в экстракте ВЭЖХ, г/мл;
V - суммарный объем экстракционных растворителей (реагентного спирта и гидроксида калия), мл;
DF - коэффициент разбавления (для учета добавления нейтрализующего раствора);
W - вес аликвоты образца, г.
Размеры и их значения, содержащиеся в данном документе, не следует рассматривать как строго ограниченные в точности приведенными значениями.
Напротив, если не оговорено особо, под приведенным значением понимается данное значение в точности и все значения, находящиеся в функционально эквивалентной его окрестности. Так, например, значение, обозначенное как 40 мм, следует рассматривать как «примерно 40 мм».
Все документы, на которые приводятся ссылки в настоящем описании, включая ссылки на иные патенты и заявки, цитируются целиком, если явно не оговорено, что они цитируются частично или с ограничениями. Цитирование какого-либо документа не означает признание того, что цитируемый документ должен быть включен в уровень техники по отношению к изобретению, изложенному в настоящей заявке, или что цитируемое изобретение само по себе или в сочетании с другим документом или другими документами объясняет, предлагает или описывает идею настоящего изобретения. Кроме того, если какое-либо значение или определение понятия в настоящем документе не совпадает со значением или определением данного понятия в документе, на который дается ссылка, следует руководствоваться значением или определением данного понятия, содержащимся в настоящем документе.
Несмотря на то , что в данном документе иллюстрируются и описываются конкретные воплощения настоящего изобретения, сведущим в данной области техники будет очевидно, что возможно внесение прочих изменений и модификаций, не нарушающих идею и назначение изобретения. С этой целью имелось в виду в прилагаемой формуле изобретения представить все возможные подобные изменения и модификации в объеме настоящего изобретения.