Ana Sayfa / Makale / Buharlı şartlandırmanın yemdeki kimyasal değişime etkisi

Buharlı şartlandırmanın yemdeki kimyasal değişime etkisi

Şartlandırma işleminin pelet dayanıklılık indeksini (PDI) iyileştirmek, yem patojenlerini bertaraf etmek, böcek yumurtalarını gidermek, yem dönüştürme oranını iyileştirmek, işleme maliyetlerini azaltmak, nişasta jelatinizasyonunu artırmak ve besinin sindirilebilirliğini artırmak gibi çok sayıda faydası vardır. Ancak bu işlemin nişasta, vitaminler ve proteinler üzerinde kimyasal etkileri vardır.

screenshot_7

Amir Attar – CEO
Alireza Abbasipour –  Yönetim Kurulu Başkanı
Samira Hassanpour – Bilimsel Araştırma Üyesi
New Millennium Feed Processing Co.

Yem işleme, hayvanlar tarafından sindirilmesinden önce yem malzemelerinde herhangi bir değişiklik veya işlem olarak tanımlanmaktadır. Kanatlı hayvanlar için ana yem işleme pelet yapımıdır. Pelet yapımının önemli adımlarından biri ezme yeme buhar ekleme şeklinde tanımlanan şartlandırma işlemidir. Aslında, ikinci süreçte yemi sonraki adımlarda yaşanacak olan fiziksel ve kimyasal değişikliklere hazırlamak için ezme yeme ısı ve nem eklenir. Şartlandırmanın iki amacı vardır: 1. mikropları öldürmek, 2. jelatinizasyon sürecini başlatmak. Şartlandırma için gerekli olanlar; zaman, nem ve ısıdır.
Pelet yapımına nem eklemek hassas bir adımdır çünkü ezme yemde yüzde 28 civarında nem bulunmalıdır. Bu nem seviyesi sadece şartlandırıcıda elde edilemez ve malzemelerin ana yem içeriği de çok önemli bir role sahiptir. Düşük nem düzeyine sahip yem içeriğine buhar eklemek yüksek kaliteli pelet elde edilmesini sağlar. Aslında, nem yemin diskten rahatlıkla geçmesine yardımcı olur ve pelet yoğunluğunun artmasını sağlar. Genel olarak, şartlandırılmış yemde ideal nem içeriği %16,5-17’dir.

Günümüzde, şartlandırıcıda tutulma süresi iki dakika veya ondan daha kısadır. Bazı yem değirmenlerinde bu süre 30 saniyeye kadar düşürülmüştür.

Her yem değirmeninin en önemli amacı yem kalitesini yüksek tutarak üretim faaliyetlerinin kapasitesini maksimum düzeye ulaştırmaktır. Pelet kalitesinde etkili olan unsurlardan biri yemin şartlandırılmasıdır. Şartlandırma işleminin çok sayıda faydası vardır. Bunlar aşağıdaki gibidir:
• Pelet dayanıklılık indeksini (PDI) iyileştirmek
• Yem patojenlerini bertaraf etmek
• Böcek yumurtalarını gidermek
• Yem dönüştürme oranını iyileştirmek
• İşleme maliyetlerini azaltmak
• Nişasta jelatinizasyonunu artırmak
• Besinin sindirilebilirliğini artırmak
Şartlandırmada, ezme yem buhar ve belirli bir süre boyunca basınçla ve buharla karıştırılır. Şartlandırma esnasında, yemin nem oranı yüzde 4’ten beşe sıcaklığı ise 70’ten 90oC’ye çıkar.

Günümüzde şartlandırma hayvan yemi üretiminin ana bileşenlerinden biridir. Süre ve sıcaklık şartlandırıcıdan şartlandırıcıya fark edebilir. Ayrıca, şartlandırıcılar arasında uzunluk, çap, tip, ekipman sayısı, yer, açı, buhar alımı, bıçakların varlığı ve pozisyonları konusunda da farklılıklar vardır. Bu unsurlardan herhangi birindeki değişiklik malzemelerin şartlandırıcıda tutulma süresini etkileyebilir. Bu nedenle şartlandırıcının performansını ve bakımını etkileyen çok sayıda faktör vardır:
• Kaynatma kazanından şartlandırmaya buhar akışını kontrol etmek
• Uygun buhar basıncı
• Uygun pedal konumları
• Dayanıklılık
Genel olarak ilk iki adım buhar kontrolünü içerirken diğer iki adım ise şartlandırıcı performansı ile ilgilidir. Yem işlemenin en önemli yönü buhar akışını ayarlamaktır. İkinci süreç buharın kaynatma kazanından şartlandırıcıya etkin bir şekilde kontrol edilmesiyle gerçekleştirilir. Şartlandırıcıya giden yolda buharın izlenmesi endüstride rutin bir iştir. Buharın kontrol edilmesindeki amaç şartlandırıcı için temiz ve ayarlanmış buhar sağlamaktır.
ŞARTLANDIRICININ NİŞASTAYA ETKİSİ:
Kendine mahsus kimyasal ve fiziksel bir yapıya sahip olan çözülmez tanecikler hâlindeki nişasta (çoğu tahılda 500-700 g/kg oranında bulunan) kanatlı hayvanlar için en uygun enerji kaynağıdır. Nişasta, amiloz ve amilopektin polisakkaritlerini içeren bir tür glukandır. Her iki polisakkaritin yapısı da birbirine α-glikoz molekülleriyle bağlanan 1→4 zincirine dayalıdır. Amiloz doğrusal bir yapıya sahip iken amiloseptin ise 20-25 karbonun ardından gözlemlenen 1→6 dal şeklindeki dallı bir zincir şeklindedir. Amiloseptinin %70-80’i ve amilozun ise %20-30’u nişastadan oluşmaktadır.

Nişasta taneleri su içinde çözünmese de ılık suda bu durum değişir. Bu çözünürlük çoğunlukla çözünürlüğün tersinemez olduğu ve nişasta yapısının değişeceği belirli bir eşiğe kadar tersinirdir. Bu sürece “jelatinizasyon” ve jelatinizasyonun yaşandığı sıcaklığa ise “Jelatinizasyon Sıcaklığı” denmektedir. Bu sıcaklıkta nişasta tanecikleri su moleküllerinin içinde dağılır. Aslında, jelatinizasyon nişasta taneciklerini ve açar, böylelikle enzimler nişasta yapısına girebilir ve amiloz degradasyonunu ciddi oranda artırır.
Sıcaklık ve nem nişasta taneciklerindeki hidrojen bağlarını etkiler ve bu da jelatinizasyona giden yolu açar. Bu tanecikler nem tarafından tahrip edilir ve daha sonra ise suyun serbest hidroksil gruplarıyla bağ kurması mümkün hâle gelir. İkinci olgu şişmiş nişastayı ve suyun faaliyetlerini artıracak şekilde taneciklerin daha fazla degradasyonunu netice verir. Nişastanın kristal kısmının erimesi tersinir olmayan iki taraflı reaksiyonların önüne geçer.

Jelatinizasyon besleyici öğelerin müsaitliğini artırır. Bazı hayvanlar işlenmemiş nişastayı sindiremez ve bu nedenle bu gibi hayvanlarda nişastayı pişirmek gerekir. Buna ek olarak, jelatinize nişasta pelet dayanıklılığını artırmak için bağlayıcı olarak görev alabilir. Ayrıca, öğütme ve taşlama gibi mekanik işleme jelatinizasyonu artırabilir ki bu da ham maddeler, üretim oranı, ekipman durumu ve ürünün nem miktarı gibi değişik faktörlere bağlıdır.

ŞARTLANDIRICININ VİTAMİNLERE ETKİSİ:
Isı, sürtünme, buhar (nem), basınç, oksidasyon gibi faktörler vitaminin kararlılığını etkiler. Araştırmalar nem eklemenin vitaminler üzerindeki olumsuz etkisinin ısıyı şartlandırmaya kıyasla daha fazla olduğunu göstermiştir. Nemi artırmak vitaminin vitamin yıkımını ciddi oranda artıran oksijen ve diğer yıkıcı bileşenlere karşı kendisini onarmasını daraltabilir. Yükseltgenme-indirgenme reaksiyonları vitamin faaliyetiyle ilgilidir.

Çift bağlı hidrojen atomlarının ya da hidroksil gruplarının artması ya da azalması vitamin kararlılığını azaltabilir. Vitaminlerin tahribat alanı farklı şartlandırma süreçlerine göre değişiklik gösterir. A vitamini, Biyotin ve Folik asidin diğer vitaminlere kıyasla ısıya çok daha duyarlı olduğu belirtilmiştir. A, D3 ve C vitaminleri oksitlenmeye daha meyillidir. K vitamini ve pantotenik asit ise neme daha duyarlıdır. Şartlandırıcıdaki sıcaklığı, nemi, basıncı düşürmek gibi yöntemler vitamin kararlılığını artırabilir ancak patojenleri ve pelet kalitesini kontrol etmeye bağlı olarak en sonuncuyu azaltmak mümkün değildir. Peletlemenin ardından sıvı eklemenin sık görüldüğü durumlarda vitaminleri de peletleme sürecinin ardından eklemek mantıklıdır.

ŞARTLANDIRICININ PROTEİNE ETKİSİ:
Protein ısıya duyarlı ve hassas bir yapıya sahiptir. Sıcaklık ve nem protein yapısında değişikliğe neden olur, buna bağlı olarak da spesifik bir proteinin yapısı, performansı ve besleyici özelliklerinde değişiklikler yaşanır. Protein yapısında yaşanan her değişikliğe “Denaturasyon” denir.

Nemli sıcaklıkla karşılaştıkları zaman yem içerisindeki çoğu proteinin yapısı ve formu değişir. Proteinin tam olarak yoğunlaşmasında önce ısıl mekanik süreçlerin durdurulması hâlinde protein ilk formuna geri dönebilir. Belirtilen ısı ya da basınç artırılırsa, üçüncü tip yapıyı (ikinci, üçüncü ve dördüncü yapılar) teşkil eden kovalent olmayan bağlar kopabilir bu da geri döndürülemez bir biçimde proteinde denaturasyona neden olur. Isıl mekanik süreç devam ederse, disülfit bağları gibi kovalent bağlar da çözünür. Isı, nem ve basıncın denaturasyonu ve işlem görme süresini, etkileyen ana faktörler olduğu kabul edildiğinde pH ve lipit ve karbonhidrat gibi malzemeler daha az etkilidir. Yem üzerinde uygulanan süreçler basınç, sıcaklık, işlem görme süresi ve nemin bir kombinasyonu olduğunda, proteinde yaşanan denaturasyonun proteinin sindirilebilirliğini artırması mümkündür. Kararlılıktaki gelişme peletleme süreciyle beraber raporlanmadığında; sıcaklık, inhibitör enzimleri deaktive etmek ve protein denaturasyonu yoluyla protein sindirilebilirliğini artırabilir.

Yem işleme süreci birçok faktörün devreye girdiği Maillard reaksiyonunu netice verebilir. Isıl mekanik arıtmada yüksek sıcaklık ve düşük nem Maillard tetikleyici faktörler olarak bilinmektedir. Glikoz, laktoz ve manoz gibi indirgen karbonhidratlardaki serbest aldehit grupları ve aminoasitlerdeki serbest amin grupları ve lizindeki epsilon grubu ısının ve nemin varlığında melanoit üretebilir ki bu da viskoziteyi artırabilir. Son reaksiyon “enzimatik olmayan kararma” olarak adlandırılır ki bunun besin maddelerinin sindirilebilirliği üzerinde olumsuz etkileri vardır. Lisinin tahıllardaki kısıtlayıcı aminoasitlerin ilki olmasından dolayı, kararma yoluyla bu aminoasitlerin kaybedilmesinin hayvan üzerinde olumsuz etkileri vardır. Nişasta ve sakkaroz gibi indirgen karbonhidratlar yem işlemede özellikle de ekstrüzyonda indirgen karbonhidratlara çevirebilir ve lisin kaybı yaşanabilir. İşleme sıcaklığının yüksek olması lisin, arginin, treonin ve serinin ardından ısıya en duyarlı aminoasit olan sisteinin degradasyonuna neden olabilir.

Bir önceki yazımız olan "Yemde Salmonella'yı kontrol etmek için etkili ve kimyasal olmayan yöntemler" başlıklı makalemizi de okumanızı öneririz.

Kontrol edin

mikotoksinler

Mikotoksinler – Hayvan sağlığına ve verimliliğine ve gıda güvenliğine sessiz tehdit – I

Prof. Raymond D Coker Kurucu ve Direktör Raymond Coker Consulting Limited MİKOTOKSİNLERE GİRİŞ “Bir sokakta …