КОМПОЗИЦИЯ КОРМОВОГО ПРОДУКТА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ
COMPOSITION OF FEEDING STUFF AND METHOD FOR ITS PRODUCTION

Уровень техники
Приготовление композиций кормовых продуктов обычно включает смешивание входящих в состав ингредиентов и нагревание до повышенной температуры для термообработки ингредиентов. Для такого процесса доступны традиционные устройства, которые обычно используют винтовой шнековый конвейер для нагревания и смешивания ингредиентов. Отмеренные порции, прошедшие термообработку композиции могут быть отсажены из устройства в консервные банки с последующим укупориванием, стерилизацией и охлаждением.
Стадия нагревания в процессе получения приводит к изменениям вязкости композиции, что затрудняет контроль и может вызвать изменчивость параметров продукта. Настоящее изобретение обеспечивает улучшение в композиции кормового продукта и способе ее получения.
Сущность изобретения
В первом аспекте настоящее изобретение относится к композиции кормового продукта, содержащей источник белка и кукурузный крахмал, причем по меньшей мере 50% от веса кукурузного крахмала составляет нативный высокоамилозный кукурузный крахмал.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что, когда входящие в состав компоненты композиции кормового продукта содержат источник белка, такой как гидролизат печени птицы, и традиционный крахмал, во время стадии нагревания в устройстве может быть получен материал с высокой вязкостью. Этот материал с высокой вязкостью приводит к неоднородному смешиванию и/или прохождению потока через устройство. В результате текстура конечной композиции кормового продукта может варьировать от партии к партии. Дополнительно, конечный кормовой продукт может быть очень чувствителен к повышенным температурам, становясь недостаточно вязким, и восприниматься владельцами животных, как излишне текучий. Это может представлять собой проблему, когда продукт хранят в теплых условиях, например, во время транспортировки.
Неожиданно авторы настоящего изобретения обнаружили, что если по меньшей мере 50% от веса кукурузного крахмала заменено на нативный высокоамилозный кукурузный крахмал, чувствительность продукта к повышенной температуре снижается или совсем нивелируется. Дополнительно, конечная вязкость пищевого продукта значительно повышается. В результате может быть получена композиция по изобретению с текстурой более приемлемой потребителями и без имевших место до настоящего времени изменений параметров продукта.
Основными составляющими крахмала являются амилоза и амилопектин. В традиционных крахмалах амилопектина больше, чем амилозы. Традиционный кукурузный крахмал имеет содержание амилозы около 25% от веса. Это сравнимо с содержанием амилозы в пшеничном крахмале и выше, чем в крахмале из тапиоки, который имеет содержание амилозы около 17%. Амилопектин дополняет баланс от веса. Обычно высокоамилозный кукурузный крахмал имеет содержание амилозы от около 50 до около 70 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. Соответствующее содержание амилопектина составляет от около 30 до около 50 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. Высокоамилозный кукурузный крахмал может быть получен множеством различных способов. Например, возможна химическая обработка препаратов крахмала, например, с получением производных крахмала при использовании реакции химического перекрестного сшивания или реакции окисления, или некоторых других форм получения производных. Эта обработка не позволяет получить нативный высокоамилозный кукурузный крахмал. Для целей настоящего изобретения нативный высокоамилозный кукурузный крахмал представляет собой таковой, полученный как производное при использовании химических или ферментативных средств и, обычно имеет содержание амилозы от около 50 вес.% до около 70 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. Полученный как производное кукурузный крахмал нежелателен в настоящем изобретении отчасти из-за того, что он может обладать плохой перевариваемостью, что потенциально может привести к диареи у животных.
В варианте выполнения изобретения нативный высокоамилозный кукурузный крахмал имеет содержание амилозы около 50%.
Композиция по изобретению содержит кукурузный крахмал. Обычно композиция содержит кукурузный крахмал в количестве от 40 до 70 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. Необязательно композиция содержит кукурузный крахмал в количестве от 45 до 60 вес.%, необязательно от 50 до 55 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. Из этого количества кукурузного крахмала в композиции по меньшей мере около 50% от веса составляет нативный высокоамилозный кукурузный крахмал. Оставшийся крахмал обычно представляет собой традиционный кукурузный крахмал. Возможно включение большей пропорции нативного высокоамилозного кукурузного крахмала вплоть до 100%, таким образом, что весь кукурузный крахмал представляет собой нативный высокоамилозный кукурузный крахмал. Нативный высокоамилозный кукурузный крахмал значительно более дорогой по сравнению с традиционным кукурузным крахмалом и, следовательно, количество нативного высокоамилозного кукурузного крахмала для обеспечения улучшенных свойств, приведенных в описании настоящей патентной заявки, должно быть сбалансировано по стоимости. В случае, когда высокоамилозный кукурузный крахмал присутствует в количестве менее 50% от веса от общего кукурузного крахмала, было обнаружено, что композиция не демонстрирует улучшения при содержании 50% от веса или более.
Источник белка по изобретению может быть получен из различных источников, известных специалисту в области техники, к которой относится настоящее изобретение, включая растительные источники, животные источники или оба. Животные источники включают, например, мясо, мясные субпродукты, молочные продукта и яйца. Мясо включает, например, филе птицы, рыбы и млекопитающих, таких как крупный рогатый скот, свиньи, овцы и козы. Мясные субпродукты включают, например, легкие, почки, мозги, печень, желудки и кишки (свободные от всего содержимого или по существу свободные от всего содержимого). Источник белка может включать интактный белок, частично гидролизованный белок или полностью гидролизованный белок или почти полностью гидролизованный белок. Источник белка не включает добавленные аминокислоты, которые могут быть добавлены, как дополнительные нутриенты.
В варианте выполнения изобретения, гидролизат печени птицы снижает или полностью позволяет избежать пищевых аллергий от композиции кормового продукта. Молочные продукты, говядина и растительный белок могут являться причиной пищевой аллергии у собак. В варианте выполнения изобретения содержащийся в композиции белок по существу представляет собой гидролизат печени птицы.
В варианте выполнения изобретения по меньшей мере 90% от белка, содержащегося в композиции, содержится в источнике белка. В варианте выполнения изобретения композиция содержит источник белка в количестве от 20 до 45 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. В другом варианте выполнения изобретения композиция содержит источник белка в количестве от 25 до 40 вес.% и может составлять от 30 до 35 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу.
Композиция кормовых продуктов по изобретению дополнительно может содержать источник пищевых волокон, который может быть получен из различных источников, таких как источники растительных волокон. Эти источники растительных волокон включают целлюлозу, свекловичный жом, шелуху арахиса и пищевое соевое волокно. В варианте выполнения изобретения источник пищевых волокон представляет собой целлюлозу.
Композиция может содержать источник пищевых волокон в количестве от 5 до 8 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. В частности, композиция содержит источник пищевых волокон в количестве от 6,5 до 7 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу.
Композиция кормового продукта дополнительно может содержать пищевое масло. Пищевое масло может представлять собой любое масло или жир, подходящий для использования в композиции кормового продукта, и включает животный жир, рыбий жир и растительное масло. В варианте выполнения изобретения пищевое масло представляет собой соевое масло. Композиция содержит пищевое масло в количестве от 3,5 до 5 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу. В частности, композиция содержит пищевое масло в количестве от 4,2 до 4,5 вес.% от общего веса композиции по сухому веществу.
Композиция кормового продукта может дополнительно содержать один или более нутриентов, выбираемых из минеральных веществ, витаминов и добавленных аминокислот. Витамины и минеральные вещества могут быть включены в количествах, требуемых для избежания дефицита и поддержания здоровья. Официальная публикация Ассоциации американских официальных контролеров по качеству кормов (AAFCO) приводит рекомендованные количества таких нутриентов для собак и кошек. См. официальную публикацию American Feed Сontrol Officials (AAFCO), стр. 146-155 (2011). Витамины, традиционно используемые в качестве пищевых добавок, включают витамин A, витамин B1, витамин B2, витамин B6, витамин B12, витамин D, биотин, витамин K, фолиевую кислоту, инозитол, ниацин и пантотеновую кислоту. Минеральные вещества и микроэлементы, используемые в качестве пищевых добавок, включают кальций, фосфор, натрий, калий, магний, медь, цинк, хлор, железо, селен, йод и железо.
Кормовая композиция может быть получена в виде влажного корма. Влажный корм представляет собой кормовой продукт с содержанием влаги от около 25 до 90% или более.
Композиция по изобретению может быть составлена для животного-компаньона. Животные-компаньоны включают собак и кошек. В варианте выполнения изобретения композиция кормового продукта предназначена для собак.
Композиция по изобретению может представлять собой гипоаллергенную композицию, которая, например, низкоаллергенна или по существу свободна от аллергенов. В случае, когда требуется гипоаллергенная композиция, каждый из компонентов, входящих в композицию, должен быть по существу свободен от аллергенов. Гидролизат печени птицы представляет собой такой кормовой компонент. В варианте выполнения изобретения источник белка по существу состоит из гидролизата печени птицы. Композиция по изобретению может быть использована для лечения или профилактики пищевой аллергии у животных.
Соответственно, во втором аспекте настоящее изобретение относится к способу лечения или профилактики пищевой аллергии у животных. Способ включает скармливание животному указанной выше композиции в количестве, эффективном для лечения или профилактики пищевой аллергии.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к способу получения композиции кормового продукта, включающему смешивание источника белка, кукурузного крахмала и воды с получением смеси, нагревание смеси; где кукурузный крахмал содержит по меньшей мере 50% от веса нативного высокоамилозного кукурузного крахмала.
Обычно смесь нагревают до температуры от 70 до 90°C. В варианте выполнения изобретения смесь нагревают до температуры около 82°C. Нагревание смеси вызывает увеличение вязкости композиции. Как указано ниже в детальном описании, скорость увеличения вязкости композиции по изобретению ниже, чем скорость, наблюдаемая у традиционных компонентов, и наблюдается более плавная скорость изменения вязкости по времени. В противном случае в результате материал с высокой вязкостью может блокировать фасовочное устройство, за счет формирования потока, вызывающего не однородное смешивание или плохое прохождение потока через устройство.
Согласно способу по изобретению нагретую смесь, обычно выдерживают при температуре от около 70°C до около 80°C в течение периода термообработки компонентов. Это может составлять от около 10 до около 15 минут. В течение этого периода компоненты нагретой смеси проходят термическую обработку. Конечный показатель вязкости ниже, чем таковой у традиционных компонентов. Обычно способ по изобретению осуществляют при использовании винтового шнекового конвейера, который является традиционным в предшествующем уровне пищевой и кормовой промышленности. Начальные компоненты могут быть смешаны в емкости, подходящей для нагревания. Нагревание смеси может быть проведено во время смешивания компонентов при использовании любых подходящих средств, таких как инжекция острого пара или применение емкости, снабженной теплообменником.
Способ по изобретению также может быть осуществлен периодическим способом.
После завершения способа композиция может быть заполнена в контейнеры, такие как консервные банки. В варианте выполнения изобретения композиция выходит из устройства, обычно отмеренными порциями. Контейнеры укупоривают и стерилизуют содержимое с использованием традиционного устройства. Коммерческую стерилизацию, обычно проводят нагреванием до температур более чем около 120°C в течение подходящего периода времени в зависимости от используемой температуры и композиции.
Краткое описание чертежей
Ниже настоящее изобретение описано со ссылкой на иллюстративные примеры и сопровождающие чертежи, на которых:
Фиг. 1 - график, полученный с использованием высокоскоростного вискозиметра (RVA), сравнивающий традиционный кукурузный крахмал, кукурузный крахмал по изобретению и гидролизат куриной печени.
Фиг. 2 - график, полученный с использованием высокоскоростного вискозиметра (RVA), сравнивающий композиции по изобретению с традиционными композициями и композициями по Сравнительному примеру.
Фиг. 3 - график, полученный с использованием высокоскоростного вискозиметра (RVA), сравнивающий образцы крахмала, взятые в различные моменты времени при проведении эксперимента на нагревание.
Подробное описание изобретения
Пример 1 Композиции
В Таблице 1 приведена композиция составов кормового продукта, используемых в следующих Примерах. Составы содержат одни и те же ингредиенты, но отличающиеся содержание традиционной кукурузы: нативный высокоамилозный кукурузный крахмал присутствует в кукурузном крахмале, как показано в Таблице 2.
Таблица 1
Название ингредиента
Состав (%)
Сухой вес
Состав(% по сухому веществу)
Питьевая вода
47,7
0
Куриная печень гидролизованная замороженная
33,8
64,8
32,3
Кукурузный крахмал
14,4
27,6
52,3
Целлюлоза порошкообразная
1,7
3,3
6,9
Соевое масло
1,1
2,1
4,4
Минеральные вещества
1,0
1,9
2,9
Витамины и аминокислоты
0,3
0,6
1,2
Таблица 2
Традиционный кукурузный крахмал (%)
Нативныйвысокоамилозный кукурузный крахмал (%)
Контрольный образец
100
0
Тестируемый образец A
90
10
Тестируемый образец B
80
20
Тестируемый образец C
70
30
Тестируемый образец D
50
50
Пример 2
Реологический анализ крахмалов
При использовании высокоскоростного вискозиметра (RVA) провели реологическое исследование смесей ингредиентов, которые могли быть включены в композицию кормового продукта. Как указано более детально далее, результаты RVA анализа приведены на графике вязкости по времени, в течение которого измерены изменения температуры образца. Температура образца также отражена в виде график на том же самом графике по времени. Следовательно, можно сравнить вязкость образца по сравнению с температурой образца на том же самом графике.
Провели RVA анализ традиционного кукурузного крахмала, образца нативного высокоамилозного кукурузного крахмал с содержанием амилозы около 50% и образца гидролизата куриной печени. RVA анализ провели при использовании высокоскоростного вискозиметра. Результаты приведены на Фигуре 1. Начинали при комнатной температуре, затем температуру постепенно повышали до достижения максимальной температуры 95°C. Образец охладили до температуры 49°C. Из графика видно, что вязкость по времени и гидролизата куриной печени и нативного высокоамилозного кукурузного крахмала была очень низкой в течение большей части периода времени изменения температуры. Гидролизат куриной печени в начале имел более высокую вязкость, чем нативный высокоамилозный кукурузный крахмал, но оба показателя вязкости снизились по окончанию периода изменения температуры. В противоположность, вязкость традиционного кукурузного крахмала увеличилась до максимальной вязкости около 1600 сантипуазов перед повторным повышением.
Следовательно, в то время как оба типа крахмала имели вязкость, подобную воде при комнатной температуре, поведение традиционного кукурузного крахмала кардинально изменилось при нагревании.
Пример 3
Реологический анализ композиций кормового продукта
Провели RVA анализ композиций, приведенных в Таблице 2, для сравнения эффекта использования различных смесей крахмалов в композициях кормовых продуктов.
Как видно из Фигуры 2, при проведении RVA анализа, Тестируемые образцы A, B и C все вели себя аналогично контролю. Все имели быстрое увеличение вязкости, как только пороговая температура достигала таковой, при которой крахмал образовывал пасту. После начальной вязкости, которая была очень низкой, при температуре около 80°C вязкость очень быстро повысилась в течение периода порядка 1 минуты до показателя более 7000 сантипуаз. С течением времени вязкость снизилась до показателя около 2000 сантипуаз, перед повторным повышением до конечной вязкости порядка 5000 сантипуаз.
В противоположность, у Тестируемого образца D скорость повышения вязкости была значительно более низкой, что дает плавную кривую с пиком свыше 8000 сантипуаз. Нижняя точка кривой проходит немного ниже показателя 500 сантипуаз перед повторным повышением до максимального показателя 8000 сантипуаз. Такое поведение значительно отличается от любого другого образца, содержащего более низкую пропорцию нативного высокоамилозного кукурузного крахмала.
Пример 4
Реологический анализ нагретых крахмалов
Провели сравнение результатов RVA анализа Тестируемого образца D в различные моменты времени во время нагревания по сравнению с Контрольным образцом. Результаты представлены на Фигуре 3. Контрольный образец показал профиль, аналогичный таковому Фигуры 1. Тестируемый образец D измерили в следующие моменты времени; 08.55 (Тестируемый образец 1), 09.32 (Тестируемый образец 2), 10.01 (Тестируемый образец 3), 10.35 (Тестируемый образец 4) и 10.45 (Тестируемый образец 5.) После этого Тестируемый образец 1, Тестируемые образцы 2-5 показали постоянное поведение. Тестируемые образцы 2-5 показали постоянное поведение, указывающее на повторяемость при непрерывном процессе в течение периода 2 часов.
Пример 5
Получение композиции кормового продукта
Ингредиенты, приведенные в Таблице 1, смешали вместе и поместили в устройство с винтовым шнековым конвейером или миксер периодического действия. Компонент кукурузного крахмала по изобретению представляет собой 50% традиционного кукурузного крахмала и 50% нативного высокоамилозного кукурузного крахмала. Этот зерновой компонент добавили в смесь. Вместе с зерновым компонентом добавили микроэлементные твердые компоненты, представляющие собой минеральные вещества, витамины и добавленные аминокислоты Таблицы 1. В качестве мясного компонента в смесь добавили гидролизат куриной печени, питьевую воду и соевое масло.
Устройство с винтовым шнеком содержит винтовой шнек около 15 футов длиной (457,2 см), предназначенный для конвейерного перемещения винтовыми шнеками смеси внутри устройства. Для нагревания смеси в устройстве используют инжекцию острого пара.
Смесь в устройстве достигает температуры около 82°C и перемещается на конвейере через устройство с винтовым шнеком в течение от 10 до 15 минут. Прошедшую термическую обработку смесь удаляют из устройства перекачиванием и отмеряют порции в консервные банки. Каждая консервная банка укупоривается крышкой, и затем консервную банку автоклавируют в традиционном автоклаве-стерилизаторе при температуре около 120°C.