A prestarter és starter malactakarmányok összetevőinek jelentős részét a feltárt gabonák (árpa és búzapehely) alkotják. Piacunk bővülésével, a malactakarmányok volumenének növekedésével ezek felhasználása is megnövekedett. A megnövekedett igények és minőségi elvárások teljesítéséhez, valamint a hatékonyság növeléséhez a Bonafarm-Bábolna Takarmány Kft. zalacsébi telephelyén 2025 decemberében egy új, modern extrudáló vonalat helyeztünk üzembe. Az extrudálás jelentősége a választott malacok takarmányozásában A modern sertéstenyésztésben az egyik legfontosabb cél a takarmányköltségek optimalizálása, amely elsősorban a táplálóanyagok emészthetőségének javításán keresztül érhető el. Ezt a korszerű takarmányfeldolgozási technológiák alapvetően befolyásolják, így közvetve hatással vannak az állatok termelési eredményeire is.

Az extrudálás nem pusztán hőkezelés, hanem egy komplex, precízen szabályozott takarmány-feldolgozási eljárás: a mechanikai előkészítés, a kondicionálás, valamint a nagy intenzitású hő- és nyomásterhelés együttesen alakítja át a gabonák, olajos magvak, melléktermékek és keverékeik emészthetőségét. A kívánt takarmányozási és termelési célok eléréséhez az extrudálás minden lépésének szigorú kontrollja és a technológiai paraméterek következetes betartása elengedhetetlen. A rövid ideig tartó, magas hőmérsékleten végzett extrudálás során a nedvesség, a hőmérséklet, a nyomás és a mechanikai nyíróerők együttesen hatnak az alapanyagokra. Ennek következtében a kilépő termék fizikai megjelenése és belső, kémiai szerkezete megváltozik: a fehérjék részben denaturálódnak, az oldható rostfrakció aránya növekedhet, valamint a keményítő zselatinizálódik, a végtermék ízletessége, eltarthatósága, mikrobiológiai állapota javul, míg a hőérzékeny antinutritív anyagok mennyisége csökken. Keményítő A keményítő a növényekben a nitrogénmentes kivonható anyagok csoportján belül takarmányozási szempontból a legjelentősebb poliszacharid. Szerkezetét az 1. ábrán is szemléltetett amilopektin (70-80%) és amilóz (20-30%) alkotja, amelyek rendezett, kristályos szerkezetet hoznak létre (Bokori et al., 2003). A keményítő a monogasztrikus állatok takarmányában, különösen gabonaalapú diétákban energiaellátás szempontjából meghatározó frakció (sertéstakarmányokban jellemzően 35-45%). Így elmondható, hogy a keményítő a glükózanyagcserén keresztül az energiaellátás egyik elsődlegesen meghatározó tényezője. A keményítő emésztése és felszívódása többlépcsős folyamat, amely döntően a vékonybélben zajlik, ahol enzimes úton glükózzá bomlik, majd így válik a szervezet elsődleges energiaforrásává. A keményítő emészthetőségét alapvetően meghatározza annak szerkezeti felépítése, mivel a magasabb amilóztartalom csökkenti az α-amiláz hozzáférhetőségét és lassítja a bontás kinetikáját (Tester et al., 2004). 2. ábra: Optikai mikroszkópos felvételek, (A) eredeti, természetes (natív) kukoricakeményítő-szemcsék körülbelül 15 μm mérettartományban, (B) hőkezelést követően zselatinizált kukoricakeményítő-szemcsék Forrás: Zhao et al. (2021) Az extrudálás hatására a keményítő emészthetősége, lebontási sebessége is módosul, ami a fiatal monogasztrikus állatoknál különösen fontos, mivel a keményítő vékonybélben történő emésztése enzimkapacitás- és tranzitidőfüggő folyamat. A keményítő zselatinizációja növeli az emésztőenzimek hozzáférhetőségét, ezáltal a keményítő lebontása nagyobb arányban mehet végbe a vékonybélben (Giuberti et al., 2012). Fontos ugyanakkor kiemelni, hogy az extrudálás keményítőre gyakorolt hatása nagymértékben függ az alkalmazott technológiai paraméterektől. Ezek együttesen határozzák meg a zselatinizáció mértékét, valamint azt, hogy az extrudálást követően milyen arányban marad vissza kevésbé emészthető keményítőfrakció. A keményítő zselatinizálása monogasztrikus állatoknál nem pusztán az emészthetőség növelését jelenti, hanem az energiafelszabadulás helyének szabályozását is. A natív keményítő lassú hidrolízise növeli annak esélyét, hogy a keményítő egy része a vastagbélbe jut (Rojas és Stein, 2017). A keményítő a vastagbélben mikrobiális fermentáción megy keresztül, amelynek során rövid szénláncú zsírsavak képződhetnek. Bár ez a folyamat bizonyos mértékben hozzájárulhat a bélrendszer egészségének fenntartásához, energiahasznosulás szempontjából kevésbé hatékony, mint a keményítő glükózzá történő lebontása és felszívódása a vékonybélben. Nyersfehérje A nyersfehérje a monogasztrikus állatok takarmányozásában az esszenciális és nem esszenciális aminosavak elsődleges forrása, amely alapvetően meghatározza a növekedést, a fehérjeszintézist és az anyagcsere-folyamatokat. A fehérjék emésztése és felszívódása a monogasztrikus állatokban a gyomorban kezdődik, majd döntően a vékonybélben zajlik le. A gyomor savas közegében a fehérjék denaturálódnak, és a pepszin hatására nagyobb polipeptidekre bomlanak. A vékonybélben a hasnyálmirigy eredetű proteázok (tripszin, kimotripszin, elasztáz) tovább bontják a fehérjéket kisebb poli- és oligopeptidekre. Ezt követően a vékonybél eredetű enzimek, különösen a karboxipeptidázok tovább bontják ezeket szabad aminosavakká, amelyek ezután a vékonybélből felszívódnak. A fehérjék emészthetőségének hatékonyságát alapvetően meghatározza, hogy a polipeptidek milyen mértékben hozzáférhetőek az enzimek számára. A növényi eredetű alapanyagokban a fehérjék gyakran összetett szerkezeti mátrixban, „zártan” helyezkednek el, a sejtfal- és a rostfrakciók fizikai gátat képezhetnek, korlátozhatják az emésztőenzimek hozzáférését a fehérjemolekulákhoz. Emellett számos növényi fehérjeforrás tartalmaz antinutritív anyagokat, például tripszin- és kimotripszin-inhibitorokat, amelyek közvetlenül csökkentik a proteázok aktivitását, ezáltal rontják a fehérje és az aminosavak emészthetőségét (Lacheros et al., 2020). A fehérjék másodlagos, harmadlagos és negyedleges szerkezete az extrudálás során alkalmazott hőmérséklet, nedvességtartalom, nyomás és mechanikai nyíróerő hatására megváltozik, azaz denaturálódnak (3. ábra) Ez a szerkezeti átalakulás növeli az emésztőenzimek hozzáférhetőségét és kedvezően befolyásolhatja a fehérje hidrolízisét az emésztőrendszerben.

Ugyanakkor fontos hangsúlyozni, hogy az extrudálás kedvező hatása szorosan összefügg a technológiai paraméterek pontos beállításával. Amennyiben a hőmérséklet, a nedvességtartalom vagy a mechanikai terhelés nem optimális, a túlzott hőkezelés következtében olyan kémiai reakciók is felléphetnek, amelyek csökkenthetik a fehérjék oldhatóságát (pl. Maillard-reakció). A fehérjék emészthetősége ezáltal jelentősen romlik, mivel az újraépült szerkezetek nem kedveznek az enzimes bontásnak (Frideman, 1999). A Maillard-reakció során kialakuló fehérje-cukor komplexekben az aminosavak felszívódása korlátozott (Nursten, 2005), így ezek az aminosavak a szervezet fehérjeszintézisében nem tudnak hatékonyan részt venni (Fontaine et al., 2007). A különböző növényi és állati eredetű alapanyagok fehérjéinek szerkezete, aminosav-összetétele, valamint a kísérő komponensek (keményítő, rost, redukáló cukrok) aránya jelentősen eltér, ezért az egyes alapanyagokra külön-külön beállított extrudálási paramétereket alkalmazunk a nyersfehérje emészthetőségének optimalizálása érdekében. Célunk, hogy minden alapanyag esetében olyan gyártási paramétereket (hőmérséklet-idő-nyomás kombinációt) határozzunk meg, amelyek a fehérjestruktúra kontrollált denaturációját biztosítják, ugyanakkor elkerülik a túlkezelésből eredő fehérjekárosodást. Ennek lényegét a 4. ábra szemlélteti. A kezelési intenzitás növelésével az oldható fehérjefrakció aránya jellemzően csökken (denaturáció), miközben egy kritikus pont felett meredeken nő az oldhatatlan, hőkárosodott fehérje hányada (pl. Maillard-reakcióhoz köthető változások). Hőkezelés szempontjából az az optimális kezelési tartomány, ahol a fehérje már kellően hozzáférhetővé válik az emésztőenzimek számára, de a hőkárosodás még nem okoz számottevő aminosav-veszteséget és emészthetőség-csökkenést.

A technológiai beállítások hatékonyságát in vitro nyersfehérje emésztési vizsgálatokkal validáljuk, amelyek lehetővé teszik a fehérjék enzimes bontásának és hozzáférhetőségének objektív összehasonlítását. Ez a megközelítés biztosítja, hogy az extrudálás ne csupán fizikai feldolgozási lépés legyen, hanem valódi előnyt jelentsen a takarmányok táplálóanyag-tartalmának emészthetőségét illetően. Az extrudálás folyamata, gyártástechnológiai jelentősége A korábbi gyártóvonal lecserélése egy korszerű, modern extrudáló technológiára jelentős mérföldkő mind a Bonafarm-Bábolna Takarmány Kft., mind a zalacsébi takarmánykeverő üzem életében. Az új rendszer modern működésében, egyszerűbb felépítésében, technológiai színvonalában és teljesítményében is ugrásszerű előrelépést hozott. A kapacitás megduplázódott, miközben a termékminőség egyenletesebb és jobban szabályozható lett.

A modern takarmánygyártás egyik kulcskérdése, hogy miként lehet az alapanyagokban rejlő tápanyagokat a lehető legjobban hasznosítani, miközben a gyártás biztonságos, gazdaságos és egyenletes minőséget eredményez. Fontos továbbá azt is megemlíteni, hogy a teljesítmény növekedésével egyidőben energia- és munkaerőigény-megtakarítást is sikerült elérni. Az említett cél megvalósítása már az extrudálást megelőző lépésekben is eldől: a minőségi extrudált termék alapja az egységes szemcseméret, amely stabil alapot biztosít a kondicionáláshoz és az extruderben zajló feltárási folyamatokhoz. Ennek megfelelően az üzembe betárolt árpa és a búza a feldolgozás során hengerszékes aprításon megy keresztül. A hengerszék alkalmazása különösen előnyös, mivel:

• egyenletes szemcseméretet biztosít,
• kevesebb finomport képez, mint a kalapácsos darálás,
• megőrzi a keményítő- és fehérjeszerkezetet az optimális feltárás érdekében.

Az így előkészített gabonák ideális alapanyagok az extrudálási folyamathoz, mivel homogén szerkezetük stabil és jól szabályozható működést tesz lehetővé az extruderben. Az aprítást követően az anyag a kondicionáló csigába kerül, ahol pontosan beállított hőkezelést kap. Ez a lépés kulcsfontosságú a sikeres extrudálás szempontjából.   A kondicionáló csiga feladata:

• a gabonaszemcsék egyenletes felmelegítése,
• a nedvesség homogén eloszlatása,
• az anyag előpuhítása és plasztikussá tétele.

A megfelelően kondicionált gabona kevesebb energiát igényel az extruderben, javítja az átbocsátóképességet és egyenletesebb végterméket eredményez.

Az extruderben a kondicionált árpa és búza extrém körülmények közé kerül, mivel magas hőmérséklet, nagy nyomás és erőteljes mechanikai nyíróhatás alakítja át az anyagot. Ennek hatására:

• a keményítő nagymértékben zselatinizálódik,
• a sejtfalak részben lebomlanak,
• csökken az antinutritív anyagok aktivitása,
• javul a fehérjék és a keményítő emészthetősége.

A berendezésből való kilépéskor bekövetkező hirtelen nyomáscsökkenés könnyű, porózus szerkezetet hoz létre, amely kiválóan illeszkedik a további takarmánygyártási lépésekhez. Összességében a zalacsébi extrudáló vonal fejlesztése nem csupán kapacitás- és hatékonyságnövelést jelent, hanem minőségi szemléletváltást is a takarmánygyártásban. Az új technológia lehetővé teszi, hogy az egyes alapanyagok keményítő- és fehérjefrakcióinak feltárása célzottan, kontrollált körülmények között történjen, figyelembe véve azok eltérő szerkezeti és kémiai sajátosságait. A keményítő zselatinizációjának szabályozásával az energiafelszabadulás helye és módja optimalizálható, míg a fehérjék esetében a denaturáció és az antinutritív tényezők inaktiválása javíthatja az aminosavak biológiai hozzáférhetőségét. Az alapanyag-specifikusan kialakított gyártási technológiák és azok in vitro emésztési vizsgálatokkal történő validálása biztosítja, hogy az extrudálás valódi előnyt nyújtson malactakarmányaink gyártása során. Ennek megfelelően az extrudálás olyan feldolgozási lépésként értelmezhető, amely megfelelő beállítások mellett hozzájárul a takarmányok táplálóanyag-tartalmának jobb hasznosulásához, ezen keresztül a termelési eredmények javulásához. A felhasznált szakirodalom jegyzéke a szerkesztőségben elérhető.

Horváth Zsolt beruházási csoportvezető és üzemvezető

Borbély Fédra termékmenedzser Bonafarm-Bábolna Takarmány Kft.