oleh Detlef Bunzel dan Andreas Lemme, Evonik, Jerman
Pelleting adalah proses inti dalam produksi pakan majemuk untuk operator pabrik pakan karena meningkatkan densitas curah dan menstabilkan campuran. Ukuran partikel seragam yang dihasilkan meningkatkan sifat penyimpanan dan penanganan yang, pada gilirannya, juga berarti biaya transportasi yang lebih rendah untuk operasi pabrik.
Pakan pemadatan juga meningkatkan nilai gizinya dengan meningkatkan kepadatan energi dan mencegah makan selektif. Hewan tidak dapat menghindari atau menolak bahan individu, karena perubahan palatabilitas jika komponen dalam makanan diubah karena alasan nutrisi dan/atau biaya. Ini mengurangi limbah, kerugian dan biaya produksi untuk peternakan.
Selain mencapai manfaat tersebut, operator harus memastikan mereka memenuhi persyaratan keamanan pangan dan pakan. Di Eropa, Peraturan (EC) No 178/2002 menetapkan persyaratan untuk keamanan pakan dalam Pasal 15:
1. Pakan tidak boleh ditempatkan di pasar atau diberikan kepada hewan penghasil makanan jika tidak aman.
2. Pakan dianggap tidak aman untuk penggunaan yang dimaksudkan jika dianggap:
berdampak buruk pada kesehatan manusia atau hewan;
membuat makanan yang berasal dari hewan penghasil makanan tidak aman untuk dikonsumsi manusia.
Kualitas pelet, serta ukuran, karena itu harus menjadi masalah utama bagi operator. Studi telah menunjukkan bahwa formulasi pakan (40 persen), distribusi ukuran partikel (20 persen) dan pengkondisian tumbuk (20 persen) memiliki dampak tertinggi pada standar. Jika kita mengasumsikan formulasi dan distribusi ukuran partikel konstan dalam proses produksi, pengkondisian mash adalah variabel proses yang paling signifikan yang dapat dipengaruhi oleh operator pabrik pakan untuk meningkatkan kualitas.
Pengawet kimia tunduk pada peraturan regional yang membatasi (misalnya 70/524/EG di Uni Eropa), sehingga perlakuan panas menjadi fokus produsen pakan saat mengurangi dan mengendalikan kontaminasi bakteri pada tumbukan pakan dalam proses produksi.
Produsen peralatan telah mengembangkan beberapa pendekatan untuk menghadapi tantangan ini. Semuanya menganggap suhu dan waktu pengkondisian sebagai parameter yang relevan untuk keberhasilan pengurangan bakteri dalam proses tersebut. Dengan menginduksi lebih banyak energi panas ke dalam tumbuk, faktor pengaruh mekanis, seperti perubahan sifat bahan baku dan distribusi ukuran partikel, dapat lebih seimbang dalam proses pemadatan atau pelet.
Sesuaikan pengkondisian sesuai dengan formulasi
Dalam produksi pakan, berbagai macam bahan baku dan formulasi pelet. Dengan bahan baku yang berasal dari pertanian, penanganan dan pengolahan properti bervariasi dari waktu ke waktu berdasarkan asal, kondisi cuaca selama pertumbuhan dan panen, kondisi pra-pemrosesan dan penyimpanan, serta umur simpan.
Selain densitas curah dan distribusi ukuran partikel, Kelembaban atau kadar air merupakan sifat fisik yang paling menonjol yang mempengaruhi pengolahan pakan. Diantara sifat kimia bahan baku, protein, kandungan lemak dan pati, serta kandungan abu dan serat, memiliki dampak paling besar pada nutrisi dan pemrosesan.
Para peneliti dan praktisi pabrik pakan telah menemukan pendekatan, selama bertahun-tahun, untuk mengatasi sifat fisik dan kimia yang berbeda dari bahan baku dalam diet dengan mengadaptasi proses pengkondisian. Dengan asumsi bahwa pemasukan cairan didefinisikan dalam diet, secara teoritis satu-satunya parameter yang dapat disesuaikan oleh operator pabrik pelet selain laju umpan adalah tekanan dan suhu uap.
Sebagai aturan praktis, kira-kira 0,6 persen uap kering yang ditambahkan ke dalam kondisioner akan menaikkan suhu tumbuk sebesar 10°C. Dalam praktek, konsumsi uap akan dipengaruhi oleh tekanan uap dan kualitas jack uap termasuk insulasi, fungsi perangkap kondensat, rasio pengurangan tekanan dan kerugian termal dalam kondisioner.
Pada konteks ini, penting juga untuk diingat bahwa, dengan uap kering, tekanan dan suhu sangat terkait. Dengan tekanan, suhu uap meningkat. Karena itu, lebih sedikit uap bertekanan tinggi yang dibutuhkan untuk meningkatkan suhu tumbuk. Di samping itu, lebih banyak uap bertekanan rendah dan uap air akan ditambahkan ke mash untuk mencapai suhu tertentu di kondisioner sebelum pabrik pelet.
Dengan mengingat hal ini, operator dapat memahami rekomendasi peneliti dan praktisi untuk menggunakan tekanan uap yang berbeda guna mengoptimalkan pengkondisian jenis diet tertentu. Sebagai contoh, dalam diet dengan kandungan pati tinggi, steam bertekanan rendah tidak hanya memberikan peningkatan suhu tetapi juga kelembaban yang harus ada untuk mendukung modifikasi pati.
Contoh proses sanitasi
Beberapa pemasok peralatan menyajikan solusi yang dikembangkan pada desain kondisioner tipe barel:kondisioner pematangan setelah kondisioner uap atau mesin molase memberikan volume dan waktu retensi untuk tumbuk. Ukuran peralatan akan dipilih untuk memenuhi kebutuhan pelanggan untuk throughput dan waktu retensi.
Dua menit pada 80 – 85 ° C umumnya dianggap sebagai titik awal yang baik. Penting untuk dicatat bahwa, dengan desain, kondisioner pematangan berbentuk tong memastikan masuk pertama, pertama-tama untuk mash dalam proses sehingga semua partikel terkena perlakuan suhu tinggi untuk waktu yang sama.
Insulasi yang cukup dari kondisioner uap dan kondisioner retensi harus ada untuk mencegah kehilangan panas dan kondensasi pada permukaan bagian dalam laras, karena ini akan mengakibatkan kerak dan kontaminasi silang. Pada waktu bersamaan, akses mudah untuk pemeliharaan dan pembersihan diperlukan.
Untuk waktu tinggal yang lebih lama (hingga delapan menit dan lebih), Kahl Group menyarankan konsep mereka 'Retention Plus' termasuk wadah pematangan vertikal, yang disebut kondisioner jangka panjang. Karena waktu tinggal yang lama dalam proses ini, tingkat inklusi yang lebih tinggi dari cairan seperti molase dimungkinkan tanpa mengurangi kualitas pelet. Saat bejana pematangan beroperasi di bawah tekanan sekitar, suhu pengkondisian hingga 100 ° C dimungkinkan.
Contoh ketiga untuk pendekatan teknologi yang berbeda dalam sanitasi adalah expander. Ekspander beroperasi dengan waktu retensi pendek dalam kisaran beberapa detik. Saat produk ditekan melalui cincin mati di outlet, tekanan proses dapat disesuaikan hingga 80 bar. Uap dapat disuntikkan langsung ke dalam laras dan suhu proses hingga 150 °C dimungkinkan.
Aspek nutrisi dari proses pengkondisian
Tujuan utama penambahan steam adalah untuk mengkondisikan mash untuk proses pemadatan sedangkan pemilihan panjang dan diameter die juga akan menghasilkan panas yang lebih banyak atau lebih sedikit. Nilai sanitasi sangat penting karena secara langsung mempengaruhi kesehatan hewan dengan mengelola atau mengendalikan patogen. Namun, nilai gizi juga dapat dipengaruhi oleh panas.
Salah satu contohnya adalah ketersediaan energi makanan. Semua senyawa organik dalam pakan dapat memberikan energi untuk metabolisme hewan. Sedangkan zat gizi makro (protein, lemak, karbohidrat) yang semuanya dapat dimanfaatkan secara energi oleh hewan, fraksi karbohidrat yang sangat berbeda harus dibedakan. Sementara serat kasar makanan hanya sedikit yang dapat dicerna dan, dengan demikian, hanya sedikit tersedia untuk hewan monogastrik seperti ayam atau babi, mereka jauh lebih baik dimanfaatkan oleh ruminansia.
Dampak panas pada aditif nutrisi
Pemrosesan yang berlebihan akan berdampak negatif pada nilai gizinya. Jadi, senyawa apa pun yang rentan terhadap suhu yang lebih tinggi akan menderita. Contoh yang menonjol adalah vitamin tertentu, enzim dan asam lemak tak jenuh, yang akan dioksidasi atau dihancurkan. Karena itu, masing-masing aditif pakan biasanya ditambahkan setelah proses pengkondisian dan pelet atau dengan pelapisan vakum setelah ekstrusi.
Asam amino, sebaliknya - ditambahkan ke dalam mixer sebelum pengkondisian dan, dengan demikian, terkena panas. Dalam percobaan yang kami lakukan, stabilitas dan pemulihan MetaMINO®, Biolys®, ThreAMINO® dan TrypAMINO® diperiksa pada peningkatan suhu ekstrusi mulai dari 100 °C hingga bahkan 190 °C, berlangsung selama sekitar 15 detik. Konsentrasi asam amino tambahan dalam campuran pakan tidak berkurang dibandingkan dengan tingkat awal, bahkan pada kondisi terberat 190 °C.
Penyelidikan lebih lanjut difokuskan pada berbagai teknik pengolahan pakan udang. Pakan udang diekstrusi menggunakan ekstruder sekrup tunggal atau sekrup kembar atau dibuat pelet. Secara umum dapat dinyatakan bahwa total protein dan asam amino tidak rentan terhadap kerusakan pada kondisi yang diuji.
Pemulihan asam amino berkisar antara 95 persen dan 102 persen. Pada waktu bersamaan, analisis asam amino bebas mengungkapkan pemulihan yang tinggi, juga, dan menyarankan stabilitas tinggi selama pemrosesan pakan. Asam amino bebas tidak berperilaku berbeda dari asam amino terikat protein.
Karena itu, studi ini menunjukkan stabilitas tinggi asam amino di bawah kondisi yang diuji. Di samping itu, telah diketahui dengan baik bahwa terutama pemanasan yang berlebihan berdampak negatif terhadap kecernaan asam amino yang pada gilirannya akan mengurangi ketersediaannya bagi hewan dan dengan demikian efektivitas nutrisi dari makanan.
Manfaat dan kerugian panas mengenai nilai gizi
Dampak perlakuan panas pada kecernaan dan ketersediaan asam amino telah diselidiki dalam konteks pengolahan bahan baku daripada dalam pakan majemuk, meskipun konsekuensi dan prinsip di baliknya serupa.
Selain efek menguntungkan pada kebersihan pakan, perlakuan panas diperlukan untuk menghancurkan atau setidaknya mengurangi faktor anti-nutrisi (ANF) sementara pemanasan yang berlebihan membahayakan kecernaan asam amino bagi hewan. ANF termasuk misalnya tripsin-inhibitor (misalnya kedelai) yang mengganggu pencernaan protein, glukosinolat (misalnya rapeseed), gosipol (biji kapas), atau lektin (misalnya lupin). Contoh-contoh ini semuanya peka terhadap panas.
Sementara perlakuan panas diperlukan untuk mengurangi ANF, paparan panas yang melebihi optimal dapat menyebabkan gangguan ketersediaan asam amino. Serangkaian uji coba yang kami lakukan dengan ayam pedaging dan babi mengkonfirmasi hal ini untuk beberapa bahan. Mulanya, produk kedelai serta biji-bijian kering Distiller dengan solubles (DDGS), dipanaskan secara sistematis dan keras dalam autoklaf pada suhu 135 °C hingga 30 menit (Fontaine et al. 2007).
Analisis asam amino mengungkapkan kerugian, khusus untuk lisin, arginin dan sistein – asam amino yang dikenal sensitif terhadap panas. Namun, tidak hanya asam amino total tetapi juga lisin reaktif ditentukan. Gugus amino bebas lisin cenderung bereaksi dengan gula di bawah paparan panas membentuk apa yang disebut senyawa Amadori, yang tidak dapat dipecah dalam saluran pencernaan.
Dengan demikian, lisin ini tidak tersedia lagi untuk hewan. Lisin reaktif mewakili fraksi, yang tidak mengalami reaksi Maillard ini. Dalam percobaan di atas oleh Fontaine et al. (2007), kadar lisin reaktif dalam bungkil kedelai berprotein rendah (43 persen) dan tinggi (47 persen), kedelai penuh lemak serta DDGS rendah (23 persen) dan tinggi (27 persen) berkurang lebih kuat dari total lisin, menunjukkan dampak yang jauh lebih kuat pada nilai gizi daripada yang disarankan oleh analisis asam amino total - meskipun dipertimbangkan dalam analisis bahan baku yang terakhir dapat mengurangi penurunan kinerja hewan sampai tingkat tertentu.
Penelitian yang sedang berlangsung yang berfokus pada kecernaan asam amino umumnya mengungkapkan bahwa pemanasan yang berlebihan merusak kecernaan semua asam amino pada ayam pedaging dan babi. Sementara besarnya respons berbeda antara asam amino di dalamnya, serta antara, spesies binatang, dapat disimpulkan bahwa pemanasan berlebih mempengaruhi semua asam amino yang mengakibatkan pengurangan nilai gizi yang kurang lebih parah.
Evonik Nutrition &Care mengembangkan metode cepat (WO 2018/146295 A1) untuk mengukur dampak pada nilai gizi akibat pemanasan berlebih, setidaknya untuk beberapa bahan baku. Data masing-masing dapat digunakan dalam proses formulasi pakan. Namun, untuk produksi pakan majemuk metode ini tidak tersedia. Keseluruhan, disimpulkan bahwa melebihi beban suhu tertentu harus dihindari untuk menghindari penurunan kinerja hewan.
Keseluruhan, dapat diringkas bahwa bahan dan campuran pakan terkena panas selama pemrosesan. Sedangkan di satu sisi panas diperlukan sampai batas tertentu untuk pengkondisian misalnya untuk proses pelet serta untuk alasan sanitasi dan pengurangan faktor anti nutrisi. Di samping itu, Pemrosesan yang berlebihan akan berdampak buruk, yang pada pandangan pertama mungkin tidak jelas tetapi akan mempengaruhi kinerja hewan.
