DER PRODUKTIONSPROZESS VON EXTRUDIERTEM KOIFUTTER

DER PRODUKTIONSPROZESS
VON EXTRUDIERTEM
KOIFUTTER
Den ausgezeichneten Ruf als Hersteller von Futtermitteln für Hobbytiere verdankt die Firma
Versele-Laga ihrer jahrelangen Erfahrung und fortwährenden Forschung. Dank der Zusammenarbeit mit Zierfisch- und Koizüchtern auf der einen und einem wissenschaftlichen Team von Veterinärmedizinern und Ernährungswissenschaftlern von Versele-Laga auf der anderen Seite wurde
unter dem Namen Fishlix ein komplettes und innovatives Futtermittelsortiment für Kois und andere
Fische entwickelt.
Fishlix Koi Staple
Growth 2mm
Fishlix Koi Staple
Medium 4mm
Fishlix Koi Staple
Large 8mm
Abbildung 1:
Versele-Laga stellt ein Qualitätsfischfuttersortiment mit verschiedenen Pelletgrößen für Kois her, die
speziell auf das Alter und die Größe der Fische abgestimmt sind.
Dr. Guy Werquin, Veterinärmediziner und Ernährungswissenschaftler der Forschungs- & Entwicklungsabteilung von Versele-Laga, erklärt in diesem Artikel den aktuellen Herstellungsprozess
extrudierter Futtermittel für Zierfische und beschreibt die verschiedenen Schritte der Entwicklung
und Herstellung dieser Futtermittel.
1. DIE FORMULIERUNG :
DIE FESTLEGUNG DER ZUSAMMENSETZUNG UND ZUTATEN
Der erste Schritt bei der Entwicklung des Futters ist die Formulierung. Das heißt, dass eine
Formel oder ein Rezept erstellt wird, bei dem die Zutaten zu einem Produkt kombiniert
werden, dessen Zusammenstellung den Nährstoffbedarf der Tiere deckt. Heute geschieht
dies mit speziellen Computerprogrammen, wobei eine lineare Programmierung verwendet
wird. Der Ernährungswissenschaftler gibt die Parameter ein, die das Futter erfüllen muss,
sodass beispielsweise der Gehalt an Eiweißen, Aminosäuren, Fett, Kohlenhydraten, Vitaminen, Mineralstoffen, Spurenelementen, Energie usw. genau definiert wird. Hierbei werden die aktuellsten Literaturdaten verwendet.
Qualität der Zutaten
Die Qualität der Zutaten hat bei der Formulierung und Herstellung von Fischfuttermitteln
oberste Priorität. Futtermittel, die mit minderwertigen Grundstoffen hergestellt werden,
haben einen unterdurchschnittlichen Nährwert und werden die Kondition der Fische nachteilig beeinflussen. Bei Versele-Laga müssen die Zutaten strenge Qualitätsnormen erfüllen, die im HACCP-Qualitätssystem (Hazard Analysis and Critical Control Points) festgelegt sind. Nicht nur die Zusammensetzung der Zutaten ist von besonderer Bedeutung,
auch die biologischen Aspekte wie die Verdaulichkeit und die Verfügbarkeit der Grundstoffe sind wesentliche Parameter. Die Frische und die Trockentechniken bei der Verarbeitung
der Eiweißkomponenten sind hierbei tonangebend.
Fischprodukte
Die Eiweißquelle in Koifutter besteht meist aus Fischmehl. Die im Handel angebotenen
Fischmehle weisen häufig starke Qualitätsunterschiede auf, was wiederum von der Qualität des Fischs und des Verarbeitungsprozesses abhängt. Von besonderer Bedeutung ist
die Frische des Fischs, der so schnell wie möglich nach dem Fang verarbeitet werden
muss. Bei verdorbenem Fisch sinkt der Nährwert und bilden sich potentiell giftige Substanzen wie Histamin, Kadaverin und Agmatin.
Pflanzliche Nebenprodukte
In Fischfuttermitteln werden regelmäßig verschiedene Pflanzeneiweiße und Getreidenebenprodukte verarbeitet. Bestimmte pflanzliche Eiweiße haben einen hohen Nährwert (hohe Verdaulichkeit, hoher Gehalt an essentiellen Aminosäuren). Andere pflanzliche
Produkte verbessern die physischen Merkmale der Pellets. Die Verwendung pflanzlicher
Grundstoffe mach meist eine Hitzebehandlung erforderlich, die die Faktoren, die keine
Nährstoffe sind, zerstört und die Verdaulichkeit der Stärke verbessert.
Fette und Öle
Fischöl ist die wichtigste Fettquelle im Koifutter. Fischöl ist eine ausgezeichnete Omega3-Fettsäurequelle (EPH & DHA). Diese essentiellen Fettsäuren sind besonders wichtig für
die Kondition der Kois. Auch andere Fette, wie pflanzliche Öle oder Fette von Säugetieren,
können ebenfalls im Koifutter verwendet werden, dennoch ist eine Mindestmenge an Fischöl unentbehrlich für die Versorgung mit EPA und DHA.
Fischöle sind mehrfach ungesättigte
Fettsäuren, die schnell oxidieren (ranzig
werden). Ranzige Fette wirken sich nachteilig auf einige Nährstoffe, die im Fischfutter
enthalten sind, und die Kondition der Fische
aus. Durch das Füttern von ranzigem Fett
werden unter anderem Lebererkrankungen
(u.a. Fettleber) hervorgerufen.
Deshalb ist die Verwendung frischer Öle
und Fette bei der Herstellung von Fischfutter
besonders wichtig. Die Zugabe von Antioxidationsmitteln schützt die Fette gegen das
ranzig werden. Es ist äußerst wichtig, dass
die Dosierung dieser Antioxidationsmittel
sorgfältig mithilfe von Laboranalysen kontrolliert und geprüft wird. Bei Versele-Laga
findet dies systematisch mithilfe der RanciAbbildung 2: Mithilfe des Rancimat
mat-Analyse statt, wobei die Fette im Labor
durchlaufen die Fette im Labor einen
einen beschleunigten Alterungsprozess
beschleunigten Alterungsprozess, um ihren
durchlaufen, um ihren Schutz gegen OxidierSchutz gegen Oxidierung zu kontrollieren.
ung zu prüfen.
Auch der Koiliebhaber tut gut daran, seinen
Kois keine ranzigen Futtermittel zu füttern. Ranzige Fette können am Geruch erkannt werden. Futtermittel mit einem ranzigen Geruch sollten nicht mehr zur Fütterung verwendet
werden.
Natürliche Pigmente: die Karotinoide
Die Farbe der Kois ist natürlich besonders wichtig und macht diese Fische so
faszinierend. Obwohl die Farbe der Kois genetisch bestimmt wird, spielt auch die
Ernährung bei der Entwicklung der optimalen Farben eine entscheidende Rolle.
Einige Farben können von den Fischen nicht selbst produziert werden, sodass diese
über die Nahrung zugesetzt werden müssen. Vor allem für die rot-orange Farbe ist die
Versorgung mit Karotinoiden über die Nahrung wichtig. Lebende Organismen mit einem
hohen Karotinoidgehalt sind in der Natur reichlich vorhanden, beispielsweise in der Form
von Süßwasserkrebsen.
Kois nehmen diese Organismen ab der Geburt auf. Das Pigment wird nach verschiedenen Stoffwechselprozessen in den Körperzellen gespeichert.
Im Koifutter sind karotinoide Farbstoffe meist in Form von Krillkrebsen (tierische Quelle)
und Spirulina (pflanzliche Quelle) enthalten. Der Gehalt an Krillkrebsen im Futter darf
jedoch nicht zu hoch sein, denn hierdurch kann sich der weiße Hintergrund verfärben und
er kann eine abführende Wirkung haben.
Spirulina (Algen) sind eine hervorragende
Quelle natürlicher Karotinoide. Spirulina sind
primitive Organismen, die in Salzwasser
leben und mithilfe der Photosynthese den im
Salzwasser aufgelösten Stickstoff umsetzen.
Die Alge ist eine der ältesten Lebensformen
auf der Erde. Diese Urnahrung wächst hier
schon seit mehr als 3,5 Milliarden Jahren.
Diese Algen sind nicht nur reich an Karotinoiden, sondern enthalten auch viele andere
essentielle Nährstoffe. Sie sind eine reiche
Eiweiß- und Aminosäurequelle (60 % Eiweiß)
und enthalten viele Spurenelemente und
essentielle Fettsäuren. Spirulina dürfen in
keinem Koifutter fehlen.
Abbildung 3: Mikroskopisches Bild einer
Spirulina. Spirulina ist die botanische Bezeichnung für eine blaugrüne Alge, die kaum
einen halben Millimeter lang ist. Das lateinische “Spirulina” bedeutet “kleine Spirale”
und verweist auf die Spiralstruktur der Alge
Neuere Untersuchungen identifizierten die
speziellen Pigmente aus der breiten Fülle
von Karotinoiden, die über natürliche Nährstoffquellen aufgenommen werden, die Kois
in ihrem Gewebe speichern und synthetisieren. Mit diesem neuen Know-how ist es möglich, Kois die speziellen Karotinoide in einer
reinen und einfach verfügbaren Form zu füttern. Infolgedessen haben schnell wirkende
Zusatzstoffe wie reines Betakarotin, Astaxantin und Canthaxantin (die konzentrierten Pigmente, die von Kois effektiv verarbeitet werden) Einzug in die Formulierung von Koifutter
gehalten.
Förderung der Abwehrkräfte
Fische in Teichen leben in einer Umgebung, in der sie ständig potentiellen mikrobiellen Krankheitserregern ausgesetzt sind. Durch die künstliche Umgebung werden die
als Hobby gehaltenen Kois häufig verschiedenen Formen von Stress infolge von Manipulation, Transport, Überpopulation, Schmutz, Infektionen usw. ausgesetzt. Diese unterschiedlichen Stressfaktoren erschweren es dem körpereigenen Immunsystem, den
Infektionsdruck aufzufangen. Immer mehr wissenschaftliche Studien zeigen, dass die
Förderung der Abwehrkräfte über die Nahrung ein wirksames Mittel ist, um die Kondition
der Fische zu verbessern und Krankheiten vorzubeugen.
Es wurde bewiesen, dass die Versorgung mit vor allem b-Glucanen über die Nahrung
das allgemeine Immunsystem bei Fischen stimuliert. b-Glucane sind unverdauliche
Komponenten in der Zellwand von Hefe. Den Fishlix Koifuttermitteln von Versele-Laga
wird reines b-1,3/1,6-Glucan aus Bäckerhefe (Saccharomyces cerevisiae) zugesetzt.
Hierdurch werden die Makrophagen und die natürlichen Killerzellen des Abwehrsystems
aktiviert, was eine bessere Immunität gegen Krankheiten zur Folge hat.
Auch Vitamin C ist ein wesentlicher Bestandteil des Koifutters zur Stärkung der Abwehrkräfte gegen Krankheiten sowie für die Zellenneubildung. Vitamin C unterstützt nicht
nur das Immunsystem, es ist auch ein sehr wirksames biologischen Antioxidans, das die
Körperzellen gegen die schädliche Wirkung freier Radikale schützt.
Es ist nicht lange her, dass bei Kois häufig Vitamin C-Defizite auftraten, denn das gängige
Vitamin C (Ascorbinsäure) wird während des Herstellungsprozesses (Hitzebehandlung)
leicht beschädigt und verliert bei längerer Aufbewahrung schnell seine Wirksamkeit. Seit
einiger Zeit ist ein neuer Typ, phosphoryliertes Vitamin C, erhältlich, dass wesentlich stabiler und gegen die Hitzebehandlung während des Extrusionsprozesses beständig ist. Es
ist wichtig, dass Koifuttermittel mit diesem neuen, stabileren Vitamin C hergestellt werden..
Abbildung 4: Anteil des Vitamin C, der nach der Extrusion bei der Verwendung von gängigem
Vitamin C bzw. Stabilisiertem Vitamin C im Futter enthalten ist.
2. DAS EIGENTLICHE HERSTELLUNGSVERFAHREN
Mischen und Mahlen der verschiedenen Grundstoffe
Wenn der Ernährungswissenschaftler mithilfe des Computers ein Rezept berechnet hat,
werden alle Zutaten in einen Mischbehälter gefüllt. Dies geschieht häufig in einer computergesteuerten Mischerei. Dort werden alle Produkte zu einer homogenen Masse gemischt. Anschließend wird die Mischung mithilfe von Hammermühlen zu einem ausreichend
feinen Mehl gemahlen. Eventuelle Partikel, die nicht fein genug sind, werden abgesiebt.
Um mögliche Fehler auszuschließen, wird die Zusammensetzung aller Mischungen im
Nährstofflabor kontrolliert. Dort werden die verschiedenen Parameter des Futters kontrolliert, beispielsweise Eiweißgehalt, Aschegehalt, Fettgehalt, usw.
Nur bei Übereinstimmung aller untersuchten Parameter mit den vom Computer berechneten Werten wird das Mehl zur Extrusion freigegeben.
So werden eventuelle Mischfehler oder Abweichungen in den verarbeiteten Grundstoffen
rechtzeitig entdeckt.
Die Extrusion
Heute werden die meisten Fischfuttermittel mithilfe der Extrusion hergestellt. Für eine optimale Verdaulichkeit ist es ferner erforderlich, dass die Futtermittel einer Hitzebehandlung
unterzogen werden, bei der Faktoren, die keine Nährstoffe sind, zerstört werden und die
Stärke aufgeschlossen wird.
Rohe Stärke ist in einer Kornstruktur enthalten, sodass sie fast unverdaulich ist. Deshalb
muss die Stärke zuerst „aufgeschlossen“ werden. Dabei werden die Stärkekörner beschädigt, wodurch die Stärkekomponenten besser von den Verdauungsenzymen aufgenommen werden können. Für diesen Stärkeaufschluss (= Gelatinisierung) werden Wasser und Wärme benötigt. Zuerst dringt das Wasser in die Stärkekörner ein und lässt diese
aufquellen. Gibt man mehr Wasser hinzu und erhöht man die Temperatur, quellen die
Stärkekörner weiter auf, wodurch die Kornstruktur verloren geht und die Stärkekomponenten zerfasert werden. So können die Verdauungsenzyme die Stärke besser aufnehmen.
NATÜRLICHE
STÄRKE
WASSER
+
HITZE
+
DRUCK
AUFGESCHLOSSENE
STÄRKE
Abbildung 5:
Quellung und Desintegration der Stärkekörner während der Gelatinisierung
Dieselben Veränderungen treten beim Backen von Brot oder dem Kochen von Kartoffeln
auf, denn auch der Mensch kann aufgeschlossene Stärke besser verdauen.
Den besten Stärkeaufschluss erhält man mithilfe der Extrusion, denn diese moderne Technologie arbeitet mit der kombinierten Wirkung von Temperatur, Druck, Feuchtigkeit und
Expansion.
Der Extrusionsprozess kann in zwei Phasen aufgeteilt werden: die Vorbereitungsphase
und die eigentliche Extrusion.
Abbildung 6: Der Extrusionsprozess besteht aus zwei Phasen: die Vorbereitung (a) und die eigentliche Extrusion (b).
a) Die Vorkonditionierung
Die Vorbereitung findet im Mischer statt, der vor dem Extruder montiert ist. Dort werden
die Temperatur und der Feuchtigkeitsgehalt der Mischung durch Dampfinjektion auf das
optimale Niveau für die Verarbeitung im Extruder gebracht. Es werden in der Regel 15-20
% Feuchtigkeit hinzugefügt. Die Temperatur im Mischer beträgt 65-80 °C. Ferner wird der
Futterbrei hier zu einem extrusionsfertigen, homogenen Teig geknetet.
Abbildung 7:
Im Preconditioner wird das Mehl nach der Dampfinjektion ungefähr 4 Minutern geknetet. Diese
Phase kann mit dem Kneten eines Teigs verglichen werden.
b) Die eigentliche Extrusion
Im Extruder durchläuft der Teig verschiedene, aufeinander folgende Verarbeitungen. Das
Basisteil eines Extruders ist die Schraube, die den Teig vorwärts bewegt. Zuerst wird
der Teig transportiert, gemischt und geknetet. Wenn sich der Teig im Schraubengehäuse
weiterbewegt, durchläuft er mehrere Hochdruckeinstellungen und Temperaturen. Der hohe
Druck entsteht dadurch, dass die Rille in der Schraube zum Ende hin immer kleiner wird.
Abbildung 9: Der eigentliche Extruder. Das Basisteil ist die Schraube (a). Am Ende der Schraube
befindet sich die Matrize (b). Ein rotierendes Messer (c) schneidet die Produktstränge zu.
Am Ende der Schraube befindet sich eine
Matrize. Bei der Matrize handelt es sich um
eine Stahlplatte mit mehreren Öffnungen,
durch die die gesamte Futtermasse gepresst
wird. Die Größe und die Form dieser Öffnungen bestimmen die Form und die Größe des
Endprodukts.
Knapp hinter der Matrize befindet sich ein
rotierendes Messer, das die Produktstränge
zuschneidet. Je höher die Geschwindigkeit
des Messers eingestellt ist, umso kürzer wird
das Produkt abgeschnitten und umso platter
wird die Form.
Abbildung 10: In die Matrizenplatte können
Matrizen mit verschiedener Form eingesetzt
werden.
Aufgrund des plötzlichen Druckabfalls nach der Matrize tritt eine Expansion auf, bei der
die Körner auf das Vierfache ihre Volumen aufquellen. Die Dichte der Pellets wird vom
Druck vor der Matrize bestimmt. Bei der Herstellung von Fischfutter ist die Dichte der Pellets ein wichtiger Parameter, der genau kontrolliert werden muss. Denn die Dichte der Pellets ist ausschlaggebend dafür, ob die Pellets auf dem Wasser schwimmen, sinken oder
im Wasser schweben.
Der Trockner
Beim Verlassen des Extruders hat das Produkt einen
Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 20 %. Um Fäulnis
zu vermeiden, muss das Produkt getrocknet werden. Dies geschieht im Trockner. Dabei wird trockene, warme Luft über das Produkt geblasen. Der
Trockner wird so eingestellt, dass die Körner den
Trockner mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 9-10
% verlassen. Der Feuchtigkeitsgehalt des Produkts
am Ende des Trockners wird ständig kontrolliert und
nachgeregelt, um einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt und eine eventuell damit einhergehende Fäulnis
auszuschließen.
Abbildung 11 & 12
Bei Versele-Laga werden die Pellets sorgfältig und homogen getrocknet mit einem modernen, vertikalen
„Counterflow“-Trockner.
Der Vakuumcoater
Bei Fischfuttermitteln werden die meisten Öle und
Fette nach der Extrusion hinzugefügt. Dabei wird
das Fett nach dem Trocknen auf die Körner gesprüht. Früher geschah dies häufig in einem gängigen Trommelcoater. Heute verwenden modere
Unternehmen mehr und mehr Vakuumcoater für
die Dosierung des Fetts in Fischfuttermitteln. Die
Dosierung des Fetts ist im Vakuumcoater nicht
nur genauer, mithilfe dieser neuen Technologie
können auch größere Mengen Fett verarbeitet
werden und kann das Fett tiefer in die Körner
eindringen, sodass diese weniger fettig aussehen
und das Teichwasser weniger verschmutzen.
Abbildung 13: der Vakuumcoater
Der Vakuumcoater besteht aus einem geschlossenen Mischsystem, in dessen Innern sich
Mischschrauben und drüber ein Spraysystem befinden. Mithilfe von Vakuumpumpen wird
die Luft aus dem Produkt gezogen (2). Anschließend wird das Fett auf die Oberfläche der
Pellets gesprüht (3). Anschließend wird wieder Luft in den Vakuumcoater gelassen, wobei
bei der Wiederherstellung des atmosphärischen Drucks das Fett statt der Luft in die Poren
der Körner eindringt (4).
Abbildung 14: Die verschiedenen Stadien des Vakuumcoating.
Der Kühler
Nach dem Trockner kommen die Körner in den Kühler. Dort werden die Körner auf Umgebungstemperatur abgekühlt. Wenn die Produkte abgekühlt sind, werden sie so schnell wie
möglich verpackt.
Die Verpackung
Der letzte Produktionsschritt ist die Verpackung des Endprodukts. Die Verpackung der
Fischfuttermittel geschieht bei Versele-Laga in einer separaten Abteilung der Fabrik. Exakt
abgewogene Futtermengen werden über automatische Verpackungsanlagen in die gewünschte Endverpackung gefüllt und mit einer Lotnummer und einem Verfallsdatum versehen.
Autor:
Dr Guy Werquin
Veterinärmediziner-Ernährungswissenschaftler
R & D Abteilung
Versele-Laga
Kapellestraat 70
B-9800 Deinze
Belgien
Tel: 09 / 381 32 00