Herstellungsverfahren von Extrudaten

Das Verfahren des Extrudierens erinnert vom Ablauf und von der Technik her entfernt an einen Fleischwolf.
Es ist als thermohydraulisches Herstellungsverfahren verwandt mit dem Expandieren (s.u.), bei der man sich das Verhalten der Stärke, nämlich das Aufquellen bei Hitzeeinwirkung und anschließender "Verkleisterung" (Getreidekleber), zunutze macht. Die benötigten Rohstoffe werden vermahlen und vermischt.

Dieses Stoffgemisch wird nun unter Zufuhr von Feuchtigkeit in einer Einwellen- oder Zweiwellenschnecken-Maschine, dem Extruder, durch eine Matrize (Stahlscheibe mit Bohrungen) gepresst.
Hierbei kommt es durch die leichte Querschnitts- verengung während des Fördervorganges besonders kurz vor der Matrize zu relativ hohen Drücken (bis 60 bar) und hohen Temperaturen (bis 180 °C). Im Niedrigtemperaturverfahren treten nur Drücke bis 4 bar und Temperaturen bis 60°C auf, was sich schonend auf die Inhaltsstoffe auswirkt. Ebenso finden während der Förderung intensive Scher-, Misch-, Knet- und teilweise auch Entspannungsprozesse statt. Durch den plötzlichen Übergang von sehr hohen Drücken auf Umgebungsdruck bei Austritt aus dem Extruder erfolgt eine plötzliche Ausdehnung des Stoffgemisches.
Das Ergebnis dieses komplexen Vorgangs ist das sogenannte Extrudat.

Durch modularen Aufbau der Schneckenwellen und des Schneckengehäuses sowie durch Kühlen oder Beheizen der Ge- häusesektionen können über die Länge des Extruders unter- schiedliche Behandlungszonen (Intensität der Scherung, Druck- und Temperaturniveau) realisiert werden. Verschiedene Form- gebungsmatrizen am Austritt ermöglichen eine große Formenvielfalt (z. B. Bahnen, Streifen, Zylinder, Kugeln, Ringe).

Extrudieren ist eine Kurzzeit-Hochintensiv-Behandlung und führt zu stofflichen Wandlungen (beispielsweise Stärkemodifizierung, Immobilisieren von Fettphasen, Veränderung der Dichte) und zur Keimreduzierung (Hygienisieren, s. auch unter Futtermittelhygiene).

Da das Extrudieren eine hohe Materialfeuchtigkeit erfordert (mind. 20%), müssen die Extrudate nach der Herstellung getrocknet und abgekühlt werden. Herstellungsbedingt bestehen Extrudate im Gegensatz zu Pellets aus einer porösen Stärkematrix, wodurch die Aufnahme von Wasser begünstigt wird.

Warum nun Extrudate verfüttern?

Aus ernährungsphysiologischer Sicht dient die Stärke im Fischfutter bei optimalem Aufschluss durch extrudieren als schnell verfügbarer Energieträger (Kohlenhydrat). Siehe auch Stärke in Extrudaten. Zudem wirkt sie als Energiedepot in der Leber (Umwandlung in Fett) und entlastet den zur Energiegewinnung herangezogenen Proteinstoffwechsel. Als Ergebnis sind hier die Schonung der Nieren und die geringe Wasserbelastung zu nennen.
Allerdings birgt die gute Verwertung dieser Stärke auch die Gefahr des Mästens, weshalb man bei Umstellung auf Extrudate die Futtermenge um einiges reduzieren sollte (s. auch im Futterlexikon unter Granulat).

Aus technischer Sicht wirkt sich die Veränderung der langen und verzweigten Stärkemoleküle positiv aus. Diese Moleküle werden durch den intensiven Knetprozess im Extruder aufgebrochen und bilden dann ein lockeres Netzwerk, in das andere Nährstoffe wie Proteine oder Fette eingelagert werden können. Sie bleiben im Wasser an das stabile Extrudat gebunden.

(ib)