Применение экструдированных компонентов, в процессе изготовления приманок, насадок и корма для ловли карпа.
Автор: Г.В. Сиваченко.
Основной жизненной задачей карпа является его успешный рост. Для обеспечения данной задачи, карп должен получить необходимые его организму энергию, белки, жиры, углеводы, микро- и макро-элементы, витамины. Основным источником данных компонентов для карпа является поглощаемая им пища.
Из всего разнообразия пищи, карп, как и все живые существа, ищет для себя самую полезную пищу, которая с избытком компенсирует потребности его организма во всех питательных компонентах, микро- и макро- элементах, содержит достаточное для организма карпа количество энергии и именно по этой причине, в данный момент, кажется ему самой вкусной...
Мы с Вами умеем делать питательные бойлы, обладающие нужным количеством энергии и большим количеством белка, аминокислотный состав которого позволяет отнести данный бойл к категории бойлов обладающих Высокой Питательной Ценностью. В связи с этим, возникает закономерный вопрос: - А все ли включённые нами ингредиенты, в изготовленную нами еду для карпа, усваиваются организмом карпа и насколько хорошо они усваиваются?...
1. Процессы, обработки включаемых компонентов пищи карпа.
Сегодня, ни для кого не является секретом, что организм любого позвоночного, в том числе и карпа, не может усвоить подавляющее количество веществ, присутствующих в потребляемых им кормах. Всему причиной являются ингибиторы ферментов позвоночных.
Основным трудно усваиваемым компонентом пищи для карпа являются белки. Дело даже не в том, что из за отсутствия желудка и, как следствие, отсутствия фермента пепсина, карп не в состоянии достаточно быстро расщепить молекулу белка до аминокислот и дипептидов, которые легко усваивает его организм, а в том, что пища карпа содержит вещества – ингибиторы протеаз, блокирующие действия белковых ферментов имеющихся у карпа (трипсин, химотрипсин).
- Как в организме карпа идёт гидролиз молекулы белка?
Трипсин вырабатывается в виде предшественника (профермента) имеющего название трипсиногена в поджелудочной железе карпа и попадает в просвет кишечника в составе пищеварительных соков.
Вкрапления поджелудочной железы карпа расположены вдоль всей длины кишечника карпа.
В кишечнике, под действием энтерокиназы трипсиноген становится трипсином и начинает свою работу фермента.
Энтерокиназа синтезируется клетками эпителия кишечника позвоночного, в том числе и карпа.
Химотрипсин вырабатывается в виде предшественника (профермента) имеющего название химотрипсиногена в поджелудочной железе карпа и попадает в просвет кишечника в составе пищеварительных соков. В кишечнике, под действием трипсина, химотрипсиноген становится химотрипсином и начинает свою работу фермента.
- Как ингибиторы ферментов препятствуют гидролизу компонентов пищи?
Ингибиторы ферментов позвоночных являются соединениями, присутствующими, в основном, в растениях, употребляемых позвоночными в качестве пищи. В растениях, ингибиторы ферментов позвоночных выполняют различные полезные для растений функции, например, они могут играть роль запасных белков; регулировать активность протеолитических процессов, предотвращая преждевременный распад резервных белков; подавлять активность протеиназ ряда вредных насекомых и фитопатогенных микроорганизмов, тем самым защищая растения от поражения; другие функции, необходимые данному растению.
Попадая в организм позвоночного, такие соединения снижают каталитическую активность ферментов позвоночного, а иногда создают с ферментами неактивные комплексы.
- Как сделать элементы корма более доступными для организма карпа? Данный вопрос является основным вопросом заводчиков рыбы и искушённых рыболовов...
Ответ на этот вопрос напрашивается сам собой: - Нужно, если не полностью, то, хотя бы частично, дезактивировать ингибиторы ферментов в пище рыбы...
Основные пути повышения количества переваренных и усвоенных организмом карпа питательных веществ, содержащихся в кормах, пище карпа, описываются технологическими процессами, применяемыми для предварительной обработки ингредиентов кормов.
К таким технологическим процессам относят:
- Предварительную обработку компонентов кормов с целью получения вытяжек и гидролизатов, с использованием ферментов, кислот, щёлочи;
- Термическую обработку кормов перед скармливанием: обработка паром, варка, жарка, кондиционирование, экспандирование, экструдирование;
- Обработку компонентов кормов при помощи микроорганизмов: сбраживание, заквашивание, силосование;
- Проращивание зерновых и бобовых составляющих кормов, иногда, совместно с последующим применением процесса плющения зерна;
- Обработку кормов при совместном воздействии высокой температуры, высокого давления и мгновенного изменения давления: экструдирование и экспандирование компонентов корма.
Перечисленные выше технологические процессы избавляют пищу от значительного количества ингибиторов ферментов и повышают биологическую доступность питательных элементов, включённых в корм карпа.
В данной статье мы с Вами обсудим процессы, происходящие в компонентах корма во время прохождения ими обработки по технологии Экструдирования.
2. Технология Экструдирования кормов и в них входящих компонентов.
Экструзия это процесс продавливания продукта через насадку, имеющую узкую щель или отверстие, как вариант – отверстия имеющих одинаковый или различный профиль.
Насадку на экструдер называют матрицей, экструзионной головкой или фильерой.
Различают три вида экструзии: холодная, тёплая и горячая экструзии.
Холодная экструзия.
Холодная экструзия подразумевает продавливание материала через матрицу, при котором материал подвергается, преимущественно, воздействию давления со стороны шнека и фильеры. Под действием сил давления формируется конечная форма продукта. В зависимости от величины давления, влажности продукта и площади проходного сечения отверстий фильеры, продукт может незначительно нагреваться, но сам нагрев носит скорее “паразитический” характер, то есть является нежелательным эффектом технологии.
Примером холодной экструзии может служить пресс для формования макаронных изделий. Фильеры таких прессов нередко имеют водяное охлаждение, не позволяющее фильере нагреваться до температур, превышающих +50°С.
Нужно помнить, что на величину температуры нагрева существенно влияет влажность продавливаемого продукта.
Технологические параметры холодной экструзии следующие:
Температура экструдата перед фильерой: менее +50°С;
Влажность субстрата: более 28,0%;
Давление перед фильерой: менее 10,0 МПа (98,69233 ата.);
Время прохождение экструдатом фильеры от 1,0 минуты до 3,0 минут.
Холодная экструзия применяется в кондитерской промышленности для производства конфет, пастилок, жгутиков; в пищевой промышленности для получения традиционных макаронных изделий.
*) Справка: 1 МПа ≈ 10,197 ат ≈ 9,869233 ата
Тёплая экструзия.
В данном процессе происходит подвод тепла к экструдату от встроенных в кожух экструдера дополнительных теплообменников или в виде подачи водяного пара в зону транспорта экструдата в экспандерах.
В данном процессе происходит полное желатинирование крахмала и вспучивание экструдата. Температура фильеры находится в пределах от +60°С до +100°С.
Технологические параметры тёплой экструзии следующие:
Температура экструдата перед фильерой: от +60°С до +100°С;
Влажность субстрата: от 30,0% до 34,0%;
Давление перед фильерой: от 9,0 МПа (88,82309 ата), до 12,0 МПа (118,43079 ата).
Время прохождение экструдатом фильеры от 1,0 минуты до 3,0 минут.
Типичным примером продукта Тёплой экструзии являются крекеры и завтраки, которые нужно только залить горячей водой, а так же, изготовленные по специальным рецептам, “глянцевые” макаронные изделия.
После прохождения фильеры, как правило, продукт требует дополнительной сушки.
Горячая экструзия.
Горячую экструзию часто называют “Варочной Экструзией”.
Вспучивание экструдата происходит в результате мгновенного вскипания воды, содержащийся в экструдате, во всём объёме экструдата, в результате мгновенного падения давления за фильерой до значения атмосферного давления.
В процессе горячей экструзии глобулярная структура белка экструдата, практически полностью, переходит в фибриллярную структуру.
Температура экструдата перед фильерой составляет от +120°С до +200°С. Конечная влажность готового продукта составляет до 2,0%. Для уменьшения прилипания готового продукта к зубам позвоночного, в экструдат добавляют растительные масла, что снижает время хранения готового продукта.
Технологические параметры горячей экструзии следующие:
Температура экструдата перед фильерой: от +120°С до +200°С;
Влажность субстрата: от 14,0% до 20,0%;
Давление перед фильерой: от 12,0 МПа (118,43079 ата), до 90,0 МПа (888,23094 ата).
Время прохождение экструдатом фильеры от 1,0 минуты до 3,0 минут.
Примером продуктов питания, изготовленных методом горячей экструзии, может служить продукт “Кукурузные Палочки” глазурованные и не глазурованные сахарной пудрой.
- Какой вид экструзии применяют в процессе изготовления кормов для кормления рыб?
В процессе изготовления кормов для выращивания рыбы в прудах применяют экструдеры работающие в следующих границах технологического процесса:
Температура экструдата перед фильерой: от +120°С до +200°С;
Влажность субстрата: от 14,0% до 27,0%;
Давление перед фильерой: от 3,0 МПа (29,6077 ата), до 5,0 МПа (49,34616 ата).
Время прохождение экструдатом фильеры от 1,0 минуты до 3,0 минут.
Очень часто применяют предварительное измельчение и увлажнение экструдата до 27,0% влажности.
3. Физические процессы происходящие в субстрате в процессе технологической обработки его методом тёплой и горячей экструзии.
Частично измельчённый субстрат увлажняют и направляют в экструдер, разогретый до рабочей температуры.
В рабочей части экструдера, за счёт конструктивных особенностей применяемого экструдера, субстрат подвергают дополнительному нагреву или ограничиваются естественным повышением температуры субстрата в процессе его сжатия.
В результате повышения давления перед фильерой (в результате сдавливания субстрата между фильерой и рабочей частью шнека) выделяется большое количество тепловой энергии, которая идет на повышение температуры субстрата, фильеры, шнека и корпуса шнека экструдера.
В результате совместного действия высокого давления и высокой температуры субстрата в рабочей зоне экструдера, субстрат переходит в состояние повышенной пластической текучести, а в массе субстрата начинают протекать биохимические реакции преобразования компонентов субстрата.
На выходе из фильеры, субстрат попадает в условия созданные в приёмной камере продукта экструзии, как правило, это условия созданные в рабочей зоне цеха, то есть имеет место: атмосферное давление; температура в рабочей зоне, определяющая длительное время пребывания в этой зоне обслуживающего персонала; обычная, комфортная для работающего персонала, влажность окружающего воздуха.
В результате такого, практически, мгновенного изменения технологических параметров, происходит вскипание влаги во всём объёме субстрата, с выделением большого количества водяного пара.
Такое вскипание влаги носит характер объёмного взрыва, поскольку в фильере субстрат находился при температуре, значительно превышающей температуру кипения влаги при атмосферном давлении, и под давлением, исключающим вскипание жидкости, а сразу же за срезом фильеры давление окружающей среды стало равным атмосферному давлению. В результате такого изменения, вся вода, находящаяся в теле субстрата мгновенно вскипает и превращается в пар.
4. Биохимические процессы происходящие в субстрате в процессе технологической обработки его методом тёплой и горячей экструзии.
В результате воздействия на субстрат высокой температуры, высокого давления, мгновенного падения давления, объёмного взрыва мгновенно вскипающей воды, с компонентами субстрата происходят следующие химические преобразования.
Вода.
В процессе мгновенного вскипания, образуется большое количество водяного пара, который удаляется из рабочей зоны при помощи устройств вентиляции воздуха в рабочей зоне. В результате такого процесса, субстрат теряет до 13,0% влаги, содержащейся в нём до момента попадания в экструдер. Но, иногда, готовый продукт ещё требует дополнительной сушки.
Белки.
В результате мгновенного вскипания воды, находящейся в объёме белковой молекулы, происходит денатурация четвертичной и, частично, третичной структуры глобулярных белковых молекул.
Такой глубокой денатурации белка нам не удастся достигнуть никаким другим известным нам процессом обработки белков, за исключением процессов бактериальной и ферментной обработки белков субстрата.
В результате таких преобразований мы получаем большое количество фибриллярных белков, которые, к большому нашему сожалению, гораздо хуже растворяются в воде и значительно хуже подвержены действию пищеварительных ферментов.
Мы имеем первое проявление положительных и отрицательных факторов обработки кормов в экструдере.
Хотя аминокислотный профиль белка субстрата не изменяется, ухудшается доступность белковых молекул воздействию ферментов, что ведёт за собой необходимость добавления в экструдированные корма пищеварительных ферментов, для обеспечения необходимой доступности аминокислот организму карпа.
В дополнение, в процессе обработки в экструдере уменьшается количество небелкового азота, входящего в состав субстрата.
Жиры.
Жиры субстрата не впитывают в себя воду и, как следствие, в результате объёмного взрывообразного вскипания воды жиры практически не страдают и не разрушаются.
Время обработки субстрата в экструдере мало для того, чтобы вызвать серьёзные изменения в структуре жировых молекул субстрата.
Можно считать, что с жирами субстрата вообще ничего не происходит.
Углеводы.
Молекулы моносахаров, дисахаров, трисахаров, олигосахаров, не разрушаются в процессе мгновенного объёмного вскипания воды в теле молекул субстрата. Молекулы полисахараов разрушаются, с образованием более мелких молекул, которые более доступны ферментам пищеварения позвоночных.
В таблице 1 приведен состав углеводов, не экструдированных и экструдированных компонентов корма.
Таблица 1. Углеводы зерновых до и после экструзии.
В результате экструзионной обработки субстрата уменьшается количество молекул крахмала и клетчатки, входящих в состав субстрата и значительно растёт количество молекул декстрина, образуемых из разрушающихся более крупных молекул углеводов.
Микро- и Макро- элементы.
В состав зерновых культур входит большое количество фитиновой кислоты.
Основное назначение фитиновой кислоты – связывать атомы металлов. Благодаря свойству фитиновой кислоты связывать атомы металлов тяжёлых металлов, из организма позвоночных выводится большое количество свинца, ртути, стронция, но одновременно с ними из организма выводятся такие элементы как кальций, фосфор, хром, медь, цинк, марганец – жизненно необходимые организму позвоночных. Как следствие – происходит ухудшение всасывания и усвоения всех составляющих потреблённого рыбами корма.
В результате экструзионной обработки зерновых, происходит разрушение некоторого количества фитиновой кислоты, находящейся в исходном сырье, и необходимые микро- и макро- элементы становятся более доступными организму позвоночных.
Витамины.
В результате экструзионной обработки компонентов корма, практически полностью уничтожаются все водорастворимые витамины, входящие в состав субстрата. Особенно страдают витамины группы “Б”, которые практически полностью разрушаются.
Напротив, жиро-растворимые витамины – практически не страдают.
Ферменты.
Поскольку практически все ферменты позвоночных имеют белковую природу, они дезактивируются в процессе экструзии в результате денатурации молекул белка и в результате разрушения молекул белка. Ферменты пищеварения следует вводить в состав кормов уже после экструзионной обработки компонентов такого корма.
Органические кислоты.
Органические кислоты практически не страдают в процессе экструзионной обработки компонентов корма.
Бактериальная флора.
В результате горячей экструзионной обработки компонентов корма, в обработанном субстрате гибнут все микроорганизмы и их клетки, и споры, и мицеллы, которые присутствовали в данном компоненте корма до экструзии.
Обобщая сказанное, мы можем отметить, что в процессе экструзии:
- аминокислотный состав белков компонентов корма не изменяется;
- пищевая доступность белков частично падает, в результате воздействия высокой температуры и объёмного взрыва воды, находящейся в молекулах белка;
- пищевая доступность белков компонентов корма частично возрастает, в результате освобождения микро- и макро- элементов компонентов корма;
- происходит значительное разрушение крупных молекул углеводов (которые практически не усваиваются и не гидролизуются ни ферментами позвоночных, ни ферментами их симбиотической флоры кишечника), что ведёт к образованию более мелких молекул углеводов и делает экструдированные компоненты корма более доступными организму позвоночного;
- происходит освобождение значительного количества микро- и макро- элементов, входящих в состав не экструдированного корма, особенно это заметно для кальция, фосфора и цинка;
- происходит полное очищение компонентов корма от микроорганизмов.
5. Использование экструдатов в кормах для рыб.
Сегодня наша промышленность имеет возможность производить гранулы кормов состоящие из полностью не экструдированных компонентов; из смеси экструдированных и не экструдированных компонентов; и гранулы кормов полученные в результате экструзии (полностью экструдированный продукт).
В Таблице 2 приведено сравнение гранул полученных из полностью не экструдированных компонентов с гранулами, полученными путём горячего экструдирования.
Таблица 2. Сравнение гранулированного не экструдированного и экструдированного корма.
Мы можем видеть, что гранулы, полученные путём экструдирования микса, сохраняют свою форму, находясь в воде водоёма имеющей температуру +20,0°С, в течение суток.
В дополнение к сказанному, следует отметить тот факт, что экструдированные корма обладают малой удельной плотностью (в следствии наличия большого количества внутренних пор), что придаёт им свойство положительной плавучести.
Эксперименты с кормлением рыб убеждают нас в том, что плавающие гранулы съедаются рыбой практически полностью, а гранулы, упавшие на дно водоёма, съедаются рыбой только чуть более чем на 60,0%.
Комбинируя экструдированные и не экструдированные компоненты смеси кормов, мы получаем дополнительную возможность управлять плавучестью кормов.
Следует отметить тот факт, что использование в составе кормов экструдированных компонентов влечёт за собой обязательное применение в составе таких кормов ферментов пищеварения, с целью улучшения доступности организму карпа компонентов пищи.
Сообщение от неверущий
С уважением, М. Зрайченко.
Ответить с цитированием
Социальные закладки