توحيد الرطوبة والدهون في قذف أغذية الحيوانات الأليفة

لماذا تحدد الرطوبة والدهون مصير الحبيبة

تُصنع معظم أغذية الحيوانات الأليفة الجافة في صناعة الأغذية والأعلاف بالطهي بالبثق، الذي يُجلتن النشا ويحسّن قابلية الهضم والاستساغة على حساب بعض الفيتامينات الحساسة للحرارة وخسائر تفاعل ميلارد [1]. وتُبثق الخلطة عند رطوبة 23 إلى 28 %، وتفقد الماء بالتبخر الوميضي عند القالب، ثم تُجفف، لأن الرطوبة النهائية للمنتجات الجافة المنتفخة يجب أن تكون دون 10 % لمنع نمو العفن والبكتيريا، مع 12 % حداً أقصى لثبات التخزين [2]. والمتغير الكامن هو النشاط المائي، الذي يحدد له Rokey وآخرون حدوداً تبلغ نحو 0.65 للبكتيريا و0.6 للأعفان [2]؛ وتشرح مراجعة Beuchat سبب هيمنة الفساد الفطري عند نشاط مائي بين 0.61 و0.85، حيث تغيب البكتيريا المنافسة [3]. والخطر حقيقي: فمن بين ثلاث وجبات مبثوقة للكلاب صُنعت على البثّاقة نفسها، تعفنت إحداها بعد ثمانية أشهر من التخزين المضبوط، وهو ما يعزوه المؤلفون إلى عدم دقة قياس محتواها من الرطوبة بعد الإنتاج [4].

والرطوبة والدهون هما أيضاً من بيانات البطاقة الإلزامية. ففي الولايات المتحدة يتضمن جدول التحليل المطلوب بموجب اللوائح النموذجية لـ AAFCO أربعة بيانات أساسية: الحد الأدنى للبروتين الخام، والحد الأدنى للدهون الخام، والحد الأقصى للألياف الخام، والحد الأقصى للرطوبة [5]. وفي الاتحاد الأوروبي تشترط اللائحة (EC) رقم 767/2009 أن يُعلَن في العلف الكامل للقطط والكلاب عن البروتين الخام والألياف الخام والدهون الخام والرماد الخام، ويجب ذكر الرطوبة كلما تجاوزت 14 % [6]. أما الاعتبارات الاقتصادية فتشدّ في الاتجاه المعاكس: إذ تصل المكونات برطوبة 10 إلى 13 % في حين تُباع الأعلاف النهائية برطوبة 8 إلى 10 %، فيكون الإفراط في التجفيف وزناً دفع المصنع ثمنه ولا يبيعه [2].

الطرق المرجعية وراء الأرقام

تُحدَّد الرطوبة في الأعلاف بطريقة التجفيف في الفرن وفق ISO 6496، التي تشمل الأعلاف المركبة وتستثني، من بين أمور أخرى، منتجات الألبان والأعلاف المعدنية [7]. وتُحدَّد الدهون وفق ISO 6492، التي تصنّف الأعلاف في فئتين وتشترط التحلل المائي الحمضي قبل الاستخلاص بالمذيب للفئة التي تضم المنتجات ذات الأصل الحيواني [8]. وفي حالة المنتجات المبثوقة ليست هذه الخطوة شكلية: إذ يُكوّن البثق عند رطوبة منخفضة وحرارة عالية معقدات دهن–نشا ودهن–بروتين لا يستطيع استخلاص Soxhlet وحده تفكيكها، ولذلك يجب أن يتضمن تحليل الدهون في المنتجات المبثوقة التحلل المائي الحمضي [2]. ولا تكون معايرة NIR للدهون ذات معنى إلا بقدر قيمها المرجعية، فعلى المصنع أن يقرر أي تعريف للدهون يعاير عليه — الدهون الكلية بعد التحلل المائي أم الدهون القابلة للاستخلاص — وأن يطبقه باتساق قبل التغليف وبعده.

أين تدخل الدهون إلى الخط

تشكّل الدهون عادةً أقل من 20 % من الخلطة الكاملة [2]. ويُضاف جزء منها في وحدة التكييف المسبق، حيث تغلّف الجسيمات وتعيق امتصاص الرطوبة وانتقال الحرارة، ولذلك تحتاج الخلطات الغنية بالدهون إلى تكييف مسبق أطول لبلوغ درجة الطهي نفسها [2]. ويُضاف الباقي بعد التجفيف: إذ تُغلَّف معظم المنتجات الجافة المنتفخة بالدهون السائلة ومحسّنات الاستساغة بعد التجفيف والتبريد والتصنيف حسب الحجم، وغالباً على منتج لا يزال دافئاً لتحسين الامتصاص، وحين تُضاف دهون تزيد على خمسة إلى ثمانية بالمئة يُجفف المنتج ثم يُغلَّف ثم يُبرَّد بعد ذلك فقط [2]. وتسحب وحدات التغليف بالتشريب تحت التفريغ السائل إلى البنية الخلوية للحبيبة وتسمح بإضافات سائلة أعلى بكثير من الرش في الضغط الجوي [2]. والتغليف أيضاً هو الموضع الذي تتحدد فيه مدة الصلاحية: ففي دراسة تخزين لحبيبات غُلّفت بنسبة 10 % بعشرة مصادر دهنية، كان مصدر الدهون المحدد الرئيسي للثبات التأكسدي، مع مساهمة مصفوفة الحبيبة أيضاً [9]. ويجب أن تتوافق الدهون التي تضيفها وحدة التغليف مع حبيبة تتحدد كثافتها ومساميتها بالرطوبة والانتفاخ في المراحل السابقة، ولهذا يُفضَّل ضبط الاثنين معاً.

ما الذي يستطيعه NIR وما لا يستطيعه في أغذية الحيوانات الأليفة المبثوقة

تُعدّ ISO 12099 الدليل الإرشادي لتطبيق مطيافية الأشعة تحت الحمراء القريبة على أعلاف الحيوانات، بما في ذلك كيفية التحقق من صحة المعايرات ومراقبتها مقابل الطرق المرجعية [10]. وأكبر مجموعة بيانات منشورة لأغذية الحيوانات الأليفة هي مجموعة De Marchi وآخرين، الذين قاسوا 649 غذاءً تجارياً مبثوقاً للكلاب، دون طحن، على جهاز مرئي/قريب من تحت الحمراء يغطي 570 إلى 1,842 nm، وحصلوا على معاملات تحديد في التحقق المتقاطع بلغت 0.77 للرطوبة و0.97 للبروتين الخام و0.83 للدهون الخام و0.86 للألياف الخام و0.78 للرماد، في حين عُدّ نموذج رقم البيروكسيد (0.66) صالحاً للفرز الأولي فقط [11]. وبيّن Goi وآخرون أن المطيافية المرئية/NIR بجوار الخط على الحبيبات المطحونة تتنبأ بالنشا الكلي والنشا المُجلتن بانحرافات تنبؤية متبقية تتجاوز 4 في التحقق الخارجي، مما يجعل درجة الطهي أيضاً مؤشراً متاحاً للعملية [12].

ويترتب على ذلك تحذيران. فإحصائية الرطوبة المتوسطة لدى De Marchi وآخرين مستمدة من مجتمع يشمل مئات أنواع المنتجات المقيسة عبر حبيبات سليمة [11]؛ أما خط واحد يُنتج بضع خلطات ضمن نافذة رطوبة ضيقة فهو مسألة معايرة مختلفة، ويجب إثبات الأداء فيه على عينات ذلك الخط نفسه. كما أن انخفاض الدقة للرطوبة والرماد في العينات غير المطحونة [11] يذكّر بأن حجم الحبيبة والدهون السطحية ودرجة الحرارة كلها تشكّل الطيف: فالمجس الموضوع بعد وحدة التغليف يرى طبقة دهنية لا باطن الحبيبة، ولذلك لا ينبغي افتراض أن معايرة مبنية على منتج مجفف غير مغلَّف تنتقل دون تغيير.

نقاط القياس وممارسات العمل

أشار Rokey وآخرون منذ وقت مبكر إلى أجهزة قياس الرطوبة المستمرة على الخط، ووصفوا مراقبة رطوبة المنتج النهائي بأنها أساسية للثبات أثناء التخزين [2]. وفي خط البثق، فإن نقاط القياس التي تستحق الجهد هي:

• مخرج المجفف، قبل التغليف. هنا تُضبط الرطوبة مقابل حد التخزين [2] والحد الأقصى المعلن على البطاقة [5][6]، وتعطي الحبيبة غير المغلَّفة أنظف طيف، ولا يزال بالإمكان تصحيح حرارة المجفف أو عمق الطبقة أو زمن المكوث.
• بعد وحدة التغليف. الدهون الكلية، وحيثما أُجريت المعايرة، رطوبة الحبيبة النهائية؛ وينبغي أن تستخدم العينات المرجعية طريقة الدهون بالتحلل المائي الحمضي [8]، ويُتحقق من صحة النموذج بمعزل عن نموذج مخرج المجفف.
• روتين مرجعي وفق ISO 12099. عينات دورية تُحلَّل وفق ISO 6496 وISO 6492 [7][8]، وفحوص الانحياز والميل، وإعادة معايرة موثقة عند تغيير الخلطات [10].

كيف تتعامل USTECH مع ذلك

إن ProLine17EC وProLine17ECS من USTECH محللات NIR متينة داخل الخط بتصنيف IP65 ونافذة من الياقوت، مناسبة للتركيب فوق ناقل عند مخرج المجفف أو عند تفريغ وحدة التغليف، وينقل ProChem قراءاتها إلى PLC أو SCADA للوحات المتابعة والإنذارات والتحكم في نقاط الضبط. ويغطي المحلل MasterLine17EC بجوار الخط الجانب المخبري للحبيبات النهائية والمساحيق الخام، ويوفر caliX أدوات نمذجة PLS والتحقق من الصحة. أما دقة الرطوبة والدهون التي يبلغها خط معين، وفي أي موضع، فتُحدَّد في دراسة جدوى باستخدام عيناتكم وتحاليلكم المرجعية.