The effect of plant-meat blends composition and extrusion temperature on the physical properties of extrudates

• Autorzy: Zarzycki P. , Rzedzicki Z. , Sobota A. , Pawlas A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ składu surowcowego mieszanek roślinno-mięsnych i temperatury ekstruzji na właściwości fizyczne ekstrudatów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study was concerned with the effect of the percentage share of meat material, plant material and extrusion temperature on the process run and physical properties of extrudates. Meat-bone pulp (MBP) from mechanical de-boning of poultry carcasses, faba bean wholemeal, and barley grain meal were used in this study. The extrusion process was conducted using a twin-screw extruder with counter-rotating conical screws. It was demonstrated that the extruder used in this study permits the processing of blends with up to 25% meat-bone material content. The extrudates obtained were characterised by a loose, gritty-like granular form. Pellet durability index (PDI) of extrudates ranged from 60.30 to 96.24%. Increase in the content of MBP caused a decrease of PDI. Increase of the percentage share of MBP from 5 to 10% caused an increase of the water absorption index (WAI). However, no clear pattern was observed for WAI value as a result of increases in MBP above the 10% level. Likewise, no significant effect of MBP on the water solubility index (WSI) was noted. Extrusion temperature increase from 130 to 250°C caused an increase in PDI. Analysis of microstructure revealed a significant effect of process temperature on the structure of extrudates. At higher temperatures the formation of fibrous structures was observed, that might be responsible for increasing the PDI. Only slight, but statistically significant changes in the values of WSI and WAI, caused by process temperature change, were noted.

PL

Celem przeprowadzonych badań było określenie wpływu udziału surowca mięsnego w połączeniu z surowcami roślinnymi oraz temperatury ekstruzji na przebieg procesu oraz właściwości fizyczne ekstrudatów. W badaniach wykorzystano miazgę mięsno-kostną (MBP) pochodzącą z mechanicznego odkostniania tuszek drobiowych oraz razówkę bobikową i jęczmienną. Ekstruzję przeprowadzono z wykorzystaniem przeciwbieżnego ekstrudera dwuślimakowego. Wykazano możliwość przetwarzania mieszanek z udziałem miazgi mięsno kostnej dochodzącym do 25%. Uzyskane ekstrudaty charakteryzowały się luźną, kaszkowatą formą. Wskaźnik wytrzymałości kinetycznej (PDI) ekstrudatów mieścił się w zakresie od 60,30 do 96,24%. Zwiększenie udziału MBP w mieszankach powodowało obniżenie wytrzymałości kinetycznej ekstrudatów. Wzrost udziału MBP w mieszankach, z 5 do 10%, spowodował zwiększenie wodochłonności ekstrudatu (WAI). Nie odnotowano jednoznacznego wpływu MBP, przy jej udziale w mieszance powyżej 10%, na wartość WAI ekstrudatów. Nie wykazano, także istotnych zależności pomiędzy zawartością MBP a współczynnikiem rozpuszczalności suchej masy (WSI) ekstrudatów. Wzrost temperatury ekstruzji ze 130 do 250°C spowodował wzrost PDI. Analiza mikrostruktury wykazała istotny wpływ temperatury procesu na strukturę ekstrudatów, obserwowano m. in powstawanie struktur włóknistych w wyższych temp. procesu, mogących odpowiadać za zwiększenie wartości PDI ekstrudatów. Odnotowano nieznaczne, statystycznie istotne (Duncan, p ≤ 0,05), zmiany wartości WSI i WAI wywołane zmianą temp. procesu.

Słowa kluczowe

EN

plant-meat blend; pulp composition; extrusion; microstructure; feed quality; temperature; physical property; extrudate

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrophysica
• Rocznik: 2016
• Tom: 23
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.705-717,fig.,ref.

Twórcy

autor

Zarzycki P.

• Engineering and Cereal Technology Department, University of Life Sciences, Skromna 8, 20-704 Lublin, Poland

autor

Rzedzicki Z.

• Engineering and Cereal Technology Department, University of Life Sciences, Skromna 8, 20-704 Lublin, Poland

autor

Sobota A.

• Engineering and Cereal Technology Department, University of Life Sciences, Skromna 8, 20-704 Lublin, Poland

autor

Pawlas A.

• Engineering and Cereal Technology Department, University of Life Sciences, Skromna 8, 20-704 Lublin, Poland

Bibliografia

• AACC, 2000. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists. AACC Press, St. Paul.
• ASAE, 2004. Engineering Standards, Practices and Data. ASABE, St. Joseph, MI.
• AOAC (1990) ‘Official methods of analysis of the Association of Analytical Chemists.’ (AOAC Press: Arlington-Virginia).
• Ayadi F.Y., Fallahi P., Rosentrater K.A., Muthukumarappan K., 2013. Modeling single-screw extrusion processing parameters and resulting extrudate properties of DDGS-based Nile Tilapia (Oreochromis niloticus) Feeds. J. Food Res., 2(2), 11-28.
• Ayadi F.Y., Rosentrater K.A., Muthukumarappan K., Brown M.L., 2012. Twin-screw extrusion processing of distillers dried grains with soluble (DDGS)-based yellow perch (Perca flavescens) feeds. Food Bioprocess Technol., 5, 1963-1978.
• Briggs J.L., Maier D.E., Watkins B.A., Behnke K.C., 1999. Effect of ingredients and processing parameters on pellet quality. Poultry Sci., 78, 1464-1471.
• EC directive 1069/2009, Regulation (EC) No. 1069/2009 of the European Parliament and of the Council of 21 October 2009 laying down health rules as regards animal by-products and derived products not intended for human consumption and repealing Regulation (EC) No. 1774/2002 (Animal by-products Regulation). Official Journal of the European Union L 300, 1- 33.
• Likimani T.A., Sofos J.N., 1990. Bacterial spore injury during extrusion cooking of corn/soybean mixtures. Int. J. Food Microbiol., 11(3-4), 243-249.
• Okelo P.O., Wagner D.D., Carr L.E., Wheaton F.W., Douglass L.W., Joseph S.W., 2006. Optimization of extrusion conditions for elimination of mesophilic bacteria during thermal processing of animal feed mash. Anim. Feed Sci. Tech., 129, 116-137.
• Rockey G.J., 1994. Petfood and fishfood extrusion. In: The Technology of extrusion cooking. (Ed. ND Frame) pp 144-189. Blackie Academic & Professional St. Edmundsbury Press: Bury St. Edmunds, Suffolk.
• Rzedzicki Z., Fornal J., 1999. Influence of process parameters on the physical properties and microstructure of everlasting pea (Lathyrus sativus) extrudate. Int. Agrophys., 13, 109-117.
• Saalia F.K., Phillips R.D., 2011. Degradation of aflatoxins by extrusion cooking: Effects on nutritional quality of extrudates. Food Sci. Technolo.-LEB., 44, 496-1501.
• Samuelsen T.A., Mjøs S.A., Oterhals Å., 2013. Impact of variability in fishmeal physicochemical properties on the extrusion process, starch gelatinization and pellet durability and hardness. Anim. Feed Sci. Tech., 179, 77-84.
• Van Hoan N., Mouquet-Rivier C., Treche S., 2010. Effects of starch, lipid and moisture contents on extrusion behaviour and extrudate characteristics of rice-based blends prepared with a very-low-cost extruder. J. Food Process Eng., 33(3), 519-539.
• Wang Y.Y., Ryu G.H., 2013. Physical properties of extruded corn grits with corn fibre by CO2 injection extrusion. J. Food Process Eng., 116, 14-20.
• Yağci S., Göğüş F., 2008. Response surface methodology for evaluation of physical and functional properties of extruded snack foods developed from food-by-products. J. Food Process Eng., 86, 122-132.