पालतू भोजन उत्पादन प्रक्रिया और गुणवत्ता नियंत्रण: सूखा फूला हुआ भोजन

ज़्यादातर पालतू पशु मालिक अपने पालतू जानवरों को व्यावसायिक पालतू भोजन खिलाते हैं। क्योंकि व्यावसायिक पालतू भोजन में व्यापक और भरपूर पोषण, सुविधाजनक भोजन आदि जैसे लाभ होते हैं। विभिन्न प्रसंस्करण विधियों और जल सामग्री के अनुसार, पालतू भोजन को सूखा पालतू भोजन, अर्ध-नम पालतू भोजन और डिब्बाबंद पालतू भोजन में विभाजित किया जा सकता है; बनावट के अनुसार, पालतू भोजन को मिश्रित भोजन, नरम गीला भोजन और सूखा भोजन में विभाजित किया जा सकता है। कभी-कभी पालतू जानवर के खाने के व्यवहार को बदलना मुश्किल होता है, भले ही पालतू जानवर को दिया जाने वाला नया भोजन पोषण संबंधी रूप से संतुलित हो और उसकी ज़रूरतों को पूरा करता हो।

सूखे पालतू जानवरों के भोजन में आमतौर पर 10% से 12% पानी होता है। सूखे भोजन में मोटे पाउडर वाला भोजन, दाने वाला भोजन, खुरदुरा पिसा हुआ भोजन, बाहर निकाला हुआ फूला हुआ भोजन और बेक्ड भोजन भी शामिल है, जिनमें से सबसे आम और लोकप्रिय बाहर निकाला हुआ फूला हुआ भोजन है। सूखा पालतू जानवरों का भोजन मुख्य रूप से अनाज, अनाज के उप-उत्पाद, सोया उत्पाद, पशु उत्पाद, पशु उप-उत्पाद (दूध के उप-उत्पाद सहित), वसा, विटामिन और खनिजों से बना होता है। सूखा बिल्ली का भोजन आमतौर पर बाहर निकाला हुआ होता है। बिल्लियों के पास गारा नहीं होता, इसलिए बिल्ली के भोजन के दानों को दाढ़ों से पीसने के बजाय कृन्तकों से काटने के लिए आकार और माप दिया जाना चाहिए, और बाहर निकालने की प्रक्रिया इस विशेष आवश्यकता को पूरा करने के लिए उपयुक्त है (रोकी और ह्यूबर, 1994) (एनआरसी 2006)।

सूखा फूला हुआ भोजन

01: एक्सट्रूज़न विस्तार का सिद्धांत

पफिंग प्रक्रिया में डिज़ाइन किए गए फॉर्मूले के अनुसार विभिन्न पाउडरों को मिलाना, फिर स्टीम कंडीशनिंग से गुज़रना, और फिर उम्र बढ़ने के बाद उच्च तापमान और उच्च दबाव में एक्सट्रूज़न करना शामिल है, और फिर एक्सट्रूज़न चैंबर के बाहर निकलने पर डाई का तापमान और दबाव अचानक गिर जाता है, जिससे उत्पाद के कण तेज़ी से फैलते हैं और कटर द्वारा आवश्यक त्रि-आयामी आकार में कट जाते हैं।

पफिंग प्रक्रिया को पानी की मात्रा के अनुसार सूखी पफिंग और गीली पफिंग में विभाजित किया जा सकता है; कार्य सिद्धांत के अनुसार, इसे एक्सट्रूज़न पफिंग और गैस हॉट-प्रेस पफिंग में विभाजित किया जा सकता है। एक्सट्रूज़न और पफिंग, सामग्री की कंडीशनिंग और टेम्परिंग, निरंतर दबावयुक्त एक्सट्रूज़न, अचानक दबाव में कमी और आयतन विस्तार की एक प्रक्रिया है।

वर्तमान में, बाज़ार में बिकने वाला ज़्यादातर कुत्तों का खाना एक्सट्रूज़न और पफ़िंग विधि से बनाया जाता है। एक्सट्रूज़न और पफ़िंग प्रक्रिया से खाने में मौजूद स्टार्च जिलेटिनाइज़ेशन के एक उपयुक्त उच्च स्तर तक पहुँच जाता है, जिससे पालतू जानवरों द्वारा स्टार्च की पाचन क्षमता बढ़ जाती है (मर्सिएर और फीलिट, 1975) (एनआरसी 2006)।

02: एक्सट्रूज़न और पफिंग की प्रक्रिया

एक विशिष्ट आधुनिक एक्सट्रूज़न प्रणाली की विधि विभिन्न पाउडरों को भाप और पानी डालकर उन्हें पहले से गर्म करके उनका तापमान बढ़ाना है, जिससे सामग्री नरम हो जाती है, स्टार्च जिलेटिनाइज़ हो जाता है, और प्रोटीन भी विकृत हो जाता है। पालतू जानवरों के भोजन की उत्पादन प्रक्रिया में, स्वाद बढ़ाने के लिए कभी-कभी मांस का घोल, गुड़ और अन्य पदार्थ मिलाए जाते हैं।

पेलेट फ़ीड उत्पादन के लिए कंडीशनर सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला कंडीशनिंग उपकरण है। पेलेटिंग प्रक्रिया में स्टीम कंडीशनिंग सबसे महत्वपूर्ण कारक है, और भाप की मात्रा फ़ीड में बंधे पानी की मात्रा और फ़ीड के प्रकार पर निर्भर करती है। कंडीशनिंग करते समय, यह आवश्यक है कि सामग्री और जल वाष्प कंडीशनर में पर्याप्त समय तक रहें, ताकि पानी सामग्री में पूरी तरह से प्रवेश कर सके। यदि समय बहुत कम है, तो पानी सामग्री में प्रवेश नहीं कर सकता, बल्कि केवल मुक्त जल के रूप में सतह पर ही रहता है। यह बाद की प्रक्रियाओं के संचालन के लिए अनुकूल नहीं है।

स्टीम कंडीशनिंग के कई फायदे हैं:

1. घर्षण कम करें और प्रेसिंग फिल्म का जीवनकाल बढ़ाएँ। टेम्परिंग के दौरान, पानी सामग्री में प्रवेश कर सकता है, और पानी का उपयोग स्नेहक के रूप में सामग्री और प्रेसिंग फिल्म के बीच घर्षण को कम करने के लिए किया जा सकता है, जिससे प्रेसिंग फिल्म का नुकसान कम होता है और सेवा जीवन बढ़ता है।

② उत्पादन क्षमता में सुधार। यदि एक्सट्रूज़न के दौरान नमी की मात्रा बहुत कम है, तो विभिन्न सामग्री घटकों के बीच श्यानता कम होगी, और निर्माण क्षमता भी कम होगी। नमी की मात्रा बढ़ाने से छर्रों की उत्पादन क्षमता में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है, और जब प्रभाव अच्छा हो, तो उत्पादन क्षमता 30% तक बढ़ाई जा सकती है।

3 बिजली की खपत कम करें। जब नमी की मात्रा कम होती है, तो बाद की एक्सट्रूज़न और अन्य प्रक्रियाओं की बिजली की खपत बढ़ जाती है, और जब स्टीम कंडीशनिंग के बाद समान मात्रा में भोजन का उत्पादन होता है, तो संचालन की संख्या कम की जा सकती है, जिससे बिजली की खपत कम हो जाती है।

④ कण गुणवत्ता में सुधार। तड़के के दौरान विभिन्न कच्चे माल के अनुसार मिलाए गए जल वाष्प की मात्रा को नियंत्रित करने से कणों की गुणवत्ता में सुधार हो सकता है।

⑤ खाद्य सुरक्षा में सुधार। स्टीम कंडीशनिंग प्रक्रिया के दौरान, उच्च तापमान वाली भाप विभिन्न फ़ीड सामग्रियों में मौजूद विभिन्न रोगजनक सूक्ष्मजीवों को मार सकती है और खाद्य सुरक्षा में सुधार कर सकती है।

कंडीशनिंग के बाद विभिन्न पाउडर सीधे एक्सट्रूडर के एक्सट्रूज़न चैंबर में भेजे जाते हैं, और अतिरिक्त भाप, पानी, और कभी-कभी अनाज मोटे पाउडर का घोल, मांस का घोल, आदि मिलाया जाता है। एक्सट्रूज़न चैंबर एक्सट्रूज़न सिस्टम का मुख्य हिस्सा है, और पूरे सिस्टम के अधिकांश कार्य इस भाग द्वारा पूरे किए जाते हैं। इसमें स्क्रू, स्लीव और डाई आदि होते हैं। यह घटक यह निर्धारित करेगा कि एक्सट्रूडर सिंगल या ट्विन स्क्रू होगा, अगर इसमें दो समानांतर शाफ्ट हैं तो यह ट्विन स्क्रू एक्सट्रूडर होगा, अगर इसमें केवल एक है तो यह सिंगल स्क्रू एक्सट्रूडर होगा। इस भाग का मुख्य कार्य सामग्री को मिलाना और पकाना है, और इसे वास्तविक स्थिति के अनुसार पानी या गैस से भरा जा सकता है। मिश्रण कक्ष वह प्रवेश द्वार है जहाँ से टेम्पर्ड पाउडर एक्सट्रूज़न कक्ष में प्रवेश करता है, और इस समय कच्चे माल का घनत्व बहुत कम होता है; जब मिश्रण कक्ष का आंतरिक दबाव बढ़ता है, तो कच्चे माल का घनत्व भी धीरे-धीरे बढ़ता है, और खाना पकाने वाले कक्ष में तापमान और दबाव में तेज़ी से वृद्धि होती है। कच्चे माल की संरचना बदलने लगी है। पाउडर और बैरल की दीवार, पेंच और पाउडर के बीच घर्षण बढ़ता जा रहा है, और विभिन्न पाउडर घर्षण, अपरूपण बल और ताप के संयुक्त प्रभाव में पकते और परिपक्व होते हैं। एक्सट्रूज़न कक्ष का तापमान अधिकांश स्टार्च को जिलेटिनाइज़ कर सकता है और अधिकांश रोगजनक सूक्ष्मजीवों को निष्क्रिय कर सकता है।

कुछ पालतू पशु आहार निर्माता वर्तमान में एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में मांस का घोल मिलाते हैं, जिससे व्यंजनों में केवल सूखे मांस के बजाय ताज़ा मांस का उपयोग किया जा सकता है। अनुपचारित मांस में नमी की मात्रा अधिक होने के कारण, यह आहार सामग्री संरचना में पशु सामग्री के अनुपात को बढ़ा देता है। ताज़ा मांस की मात्रा बढ़ाने से कम से कम लोगों को उच्च गुणवत्ता का एहसास होता है।

एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के कई लाभ हैं:

①एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में उत्पन्न उच्च तापमान और उच्च दबाव प्रभावी रूप से स्टरलाइज़ कर सकते हैं;

② यह स्टार्च की विस्तारण क्षमता को उल्लेखनीय रूप से बढ़ा सकता है। इस बात के प्रमाण हैं कि एक्सट्रूज़न प्रक्रिया स्टार्च की विस्तारण क्षमता को 90% से अधिक तक पहुँचा सकती है, जिससे पालतू जानवरों द्वारा स्टार्च की पाचन क्षमता में भी उल्लेखनीय सुधार होता है;

③ प्रोटीन पाचन क्षमता में सुधार के लिए कच्चे माल में विभिन्न प्रोटीनों को विकृत किया जाता है;

④ फ़ीड सामग्री में विभिन्न पोषण-विरोधी कारकों को समाप्त करें, जैसे सोयाबीन में एंटीट्रिप्सिन।

एक्सट्रूडर के निकास द्वार पर एक डाई होती है, और जब एक्सट्रूडेड कच्चा माल डाई से होकर गुजरता है, तो तापमान और दबाव में अचानक गिरावट के कारण आयतन तेज़ी से फैलता है। डाई के छिद्रों को बदलकर, पालतू भोजन निर्माता कई आकारों, आकारों और रंगों के संयोजनों में पालतू भोजन का उत्पादन कर सकते हैं। बाजार के विकास के साथ, वास्तव में संयोजन करने की यह क्षमता बहुत महत्वपूर्ण है, लेकिन पालतू भोजन की पोषण संबंधी उपयुक्तता को पूरा करने के मामले में बहुत कुछ नहीं बदल सकता है।

फूले हुए उत्पाद को एक रोटरी कटर द्वारा एक निश्चित लंबाई के दानों में काटा जाता है। कटर में 1 से 6 ब्लेड लगे होते हैं। इसकी घूर्णन गति को समायोजित करने के लिए, कटर को आमतौर पर एक छोटी मोटर द्वारा चलाया जाता है।

सूखे निकाले गए पालतू भोजन में वसा की मात्रा 6% से लेकर 25% से अधिक तक होती है। हालाँकि, एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में वसा की मात्रा बहुत अधिक नहीं डाली जा सकती, क्योंकि एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में उच्च तापमान और उच्च दबाव असंतृप्त वसीय अम्लों को प्रभावित करेंगे, और एक्सट्रूज़न और खाद्य मोल्डिंग को भी प्रभावित करेंगे। इसलिए, उत्पाद में वसा की मात्रा बढ़ाने के लिए आमतौर पर पफिंग के बाद सतह पर वसा का छिड़काव करने की विधि का उपयोग किया जाता है। पफ किए गए भोजन की सतह पर छिड़का गया गर्म वसा आसानी से अवशोषित हो जाता है। उत्पादन की गति और वसा जोड़ने की गति को समायोजित करके ईंधन इंजेक्शन की मात्रा को समायोजित किया जा सकता है, लेकिन इस विधि में बड़ी त्रुटियों का खतरा होता है। हाल ही में, वसा जोड़ने की मात्रा को समायोजित करने वाली एक नियंत्रण विधि विकसित की गई है। इस प्रणाली में गति विनियमन प्रणाली और सकारात्मक दबाव इंजेक्शन तेल पंप प्रणाली शामिल है, इसकी त्रुटि 10% के भीतर है। छिड़काव करते समय, यह आवश्यक है कि वसा 5% से अधिक तक पहुँच जाए, अन्यथा इसे समान रूप से छिड़का नहीं जा सकता। पालतू जानवरों द्वारा भोजन की स्वीकार्यता बढ़ाने के लिए पालतू भोजन की सतह पर प्रोटीन डाइजेस्ट और/या फ्लेवर का छिड़काव करना आम बात है (कॉर्बिन, 2000) (एनआरसी2006)।

एक्सट्रूज़न और पफिंग पूरा होने के बाद, एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान निकली भाप और पानी को हटाने के लिए इसे सुखाना ज़रूरी है। आमतौर पर, प्रसंस्करण के दौरान भोजन में नमी 22% से 28% तक पहुँच सकती है, और प्रसंस्करण के बाद, उत्पाद के शेल्फ जीवन के अनुकूल होने के लिए नमी को 10% से 12% तक पहुँचाने के लिए इसे सुखाना ज़रूरी है। सुखाने की प्रक्रिया आम तौर पर एक अलग कूलर वाले निरंतर ड्रायर या ड्रायर और कूलर के संयोजन द्वारा पूरी की जाती है। उचित सुखाने के बिना, एक्सट्रूडेड पालतू भोजन खराब हो सकता है, जिसमें खतरनाक दर से माइक्रोबियल ब्लूम और फंगस की वृद्धि हो सकती है। इनमें से अधिकांश सूक्ष्मजीव बिल्लियों और कुत्तों को बीमार कर सकते हैं, उदाहरण के लिए, कुत्ते के भोजन के बैग में फफूंद द्वारा उत्पादित विषाक्त पदार्थों की थोड़ी मात्रा भी कुत्तों को प्रभावित कर सकती है। पालतू जानवरों के भोजन में मुक्त जल की मात्रा का सामान्य माप जल गतिविधि सूचकांक है, जिसे समान तापमान पर पालतू जानवरों के भोजन की सतह पर स्थानीय जल दाब और वाष्प दाब के संतुलन अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। सामान्यतः, यदि जल गतिविधि 0.91 से कम है, तो अधिकांश बैक्टीरिया नहीं पनप सकते। यदि जल गतिविधि 0.80 से कम है, तो अधिकांश फफूंद भी नहीं पनप पाएँगे।

पालतू जानवरों के भोजन को सुखाने की प्रक्रिया के दौरान उत्पाद की नमी को नियंत्रित करना बेहद ज़रूरी है। उदाहरण के लिए, जब उत्पाद की आर्द्रता 25% से 10% तक सूख जाती है, तो 1000 किलोग्राम सूखा भोजन बनाने के लिए 200 किलोग्राम पानी वाष्पित करना पड़ता है, और जब आर्द्रता 25% से 12% तक सूख जाती है, तो 1000 किलोग्राम भोजन बनाने के लिए केवल 173 किलोग्राम पानी वाष्पित करना पड़ता है। ज़्यादातर पालतू जानवरों का भोजन गोलाकार कन्वेयर ड्रायर में सुखाया जाता है।

03: एक्सट्रूडेड पफ्ड पालतू भोजन के लाभ

अच्छे स्वाद के लाभों के अतिरिक्त, पफ्ड पालतू भोजन के कई अन्य लाभ भी हैं:

1. भोजन को फुलाने की प्रक्रिया में उच्च तापमान, उच्च दबाव, उच्च आर्द्रता और विभिन्न यांत्रिक प्रभाव, चारे में स्टार्च की जिलेटिनीकरण मात्रा को उल्लेखनीय रूप से बढ़ा सकते हैं, उसमें मौजूद प्रोटीन को विकृत कर सकते हैं, और साथ ही विभिन्न सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित लाइपेस को नष्ट कर सकते हैं, जिससे वसा अधिक स्थिर हो जाती है। यह पशुओं की पाचनशक्ति और भोजन की उपयोगिता दर में सुधार के लिए लाभदायक है।

②एक्सट्रूज़न चैंबर में कच्चे माल का उच्च तापमान और उच्च दबाव कच्चे माल में निहित विभिन्न प्रकार के रोगजनक सूक्ष्मजीवों को मार सकता है, ताकि भोजन प्रासंगिक स्वच्छता आवश्यकताओं को पूरा कर सके और भोजन खिलाने से होने वाले विभिन्न पाचन तंत्र रोगों को रोक सके।

③एक्सट्रूज़न और पफिंग से विभिन्न आकृतियों के दानेदार उत्पाद तैयार किए जा सकते हैं, जैसे बिल्ली के भोजन को मछली के आकार में बनाया जा सकता है, कुत्ते के भोजन को छोटी हड्डी के आकार में बनाया जा सकता है, जिससे पालतू जानवरों की खाने की इच्छा में सुधार हो सकता है।

④ भोजन की पाचनशक्ति को पफिंग द्वारा सुधारा जा सकता है, और भोजन की स्वादिष्टता और सुगंध को बढ़ाया जा सकता है, जो विशेष रूप से युवा कुत्तों और बिल्लियों के लिए महत्वपूर्ण है जिनके पाचन अंग अभी तक विकसित नहीं हुए हैं।

⑤सूखी एक्सट्रूडेड पेलेट फ़ीड की जल सामग्री केवल 10% -12% है, जिसे फफूंदी पैदा किए बिना लंबे समय तक संग्रहीत किया जा सकता है।

04: पोषक तत्वों की पाचनशक्ति पर एक्सट्रूज़न का प्रभाव

पालतू भोजन की एक्सट्रूज़न प्रक्रिया का विभिन्न पोषक तत्वों, विशेष रूप से स्टार्च, प्रोटीन, वसा और विटामिन की पाचन क्षमता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

टेम्परिंग और एक्सट्रूज़न के दौरान उच्च तापमान, उच्च दबाव और नमी की संयुक्त क्रिया के तहत स्टार्च जिलेटिनाइज़ेशन की प्रक्रिया से गुजरता है। विशिष्ट प्रक्रिया यह है कि पाउडर मिश्रण में स्टार्च पानी को अवशोषित करना शुरू कर देता है और स्टीम कंडीशनिंग से घुल जाता है, और मूल क्रिस्टल संरचना खो देता है। एक्सट्रूज़न प्रक्रिया के दौरान, नमी, तापमान और दबाव में और वृद्धि के साथ, स्टार्च का सूजन प्रभाव और भी तेज हो जाता है, और एक निश्चित सीमा तक, स्टार्च कणिकाएँ फटने लगती हैं, और इस समय, स्टार्च जिलेटिनाइज़ होना शुरू हो जाता है। जब निकाली गई सामग्री को डाई से बाहर निकाला जाता है, क्योंकि दबाव अचानक वायुमंडलीय दबाव तक गिर जाता है, स्टार्च कणिकाएँ तेजी से फट जाती हैं, और जिलेटिनाइजेशन की डिग्री भी तेजी से बढ़ जाती है। एक्सट्रूज़न प्रक्रिया में तापमान और दबाव सीधे स्टार्च के जिलेटिनाइजेशन की डिग्री को प्रभावित करते हैं। मर्सिएर एट अल। (1975) ने पाया कि जब जल की मात्रा 25% थी, तो कॉर्नस्टार्च का इष्टतम विस्तार तापमान 170-200 डिग्री सेल्सियस था। इस सीमा के भीतर, जिलेटिनीकरण के बाद स्टार्च की इन विट्रो पाचन क्षमता 80% तक पहुँच सकती है। विस्तार से पहले पाचन क्षमता (18%) की तुलना में, इसमें 18% की उल्लेखनीय वृद्धि हुई है। चियांग एट अल. (1977) ने पाया कि 65-110 डिग्री सेल्सियस की सीमा में तापमान बढ़ने के साथ स्टार्च जिलेटिनीकरण की मात्रा बढ़ी, लेकिन खिलाने की गति बढ़ने के साथ स्टार्च जिलेटिनीकरण की मात्रा कम हुई।

भाप कंडीशनिंग और एक्सट्रूज़न की प्रक्रिया का प्रोटीन की पाचनशक्ति पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, और सामान्य प्रवृत्ति प्रोटीन को उस दिशा में परिवर्तित करने की होती है जो पशु पाचन के लिए लाभदायक होती है। भाप कंडीशनिंग और यांत्रिक दबाव की क्रिया के तहत, प्रोटीन विकृत होकर कणिकाओं का निर्माण करता है, और जल में घुलनशीलता कम हो जाती है। प्रोटीन की मात्रा जितनी अधिक होगी, जल में घुलनशीलता उतनी ही कम होगी।

स्टार्च के जिलेटिनीकरण का प्रोटीन की जल घुलनशीलता पर भी महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। जिलेटिनयुक्त स्टार्च प्रोटीन के चारों ओर एक आवरण झिल्ली संरचना बनाता है, जिससे प्रोटीन की जल घुलनशीलता कम हो जाती है।

प्रोटीन के विस्तार के बाद, इसकी संरचना भी बदल जाती है, और इसकी चतुर्धातुक संरचना तृतीयक या यहाँ तक कि द्वितीयक संरचना में विघटित हो जाती है, जिससे पाचन के दौरान प्रोटीन के जल-अपघटन का समय बहुत कम हो जाता है। हालाँकि, प्रोटीन के अंदर मौजूद ग्लूटामिक अम्ल या एस्पार्टिक अम्ल लाइसिन के साथ अभिक्रिया करेगा, जिससे लाइसिन की उपयोग दर कम हो जाती है। उच्च तापमान पर अमीनो अम्लों के ε-अमीनो समूह और शर्करा के बीच होने वाली मैलार्ड अभिक्रिया भी प्रोटीन की पाचनशक्ति को कम कर देती है। कच्चे माल में मौजूद एंटीट्रिप्सिन जैसे पोषण-विरोधी कारक भी गर्म करने पर नष्ट हो जाते हैं, जिससे एक अन्य पहलू से पशुओं द्वारा प्रोटीन की पाचनशक्ति में सुधार होता है।

संपूर्ण उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, भोजन में प्रोटीन की मात्रा मूलतः अपरिवर्तित रहती है, तथा अमीनो एसिड की क्षमता में भी कोई महत्वपूर्ण परिवर्तन नहीं होता है।