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DE60032387T2 - Essbares thermoplastisches material sowie daraus erhältlicher, segmentierter kauknochen für haustiere - Google Patents

Essbares thermoplastisches material sowie daraus erhältlicher, segmentierter kauknochen für haustiere Download PDF

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DE60032387T2
DE60032387T2 DE60032387T DE60032387T DE60032387T2 DE 60032387 T2 DE60032387 T2 DE 60032387T2 DE 60032387 T DE60032387 T DE 60032387T DE 60032387 T DE60032387 T DE 60032387T DE 60032387 T2 DE60032387 T2 DE 60032387T2
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DE
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edible
starch
thermoplastic
edible thermoplastic
chew
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DE60032387T
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DE60032387D1 (de
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Huan Shu Plano WANG
Beei-Lin Richardson LEE
Everette Seagoville HOSKINS
Cheng-Wen Richardson CHEN
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Natural Polymer International Corp
Original Assignee
Natural Polymer International Corp
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Description

  • 1. BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft essbare Thermoplasten. Insbesondere betrifft sie einen Kaugegenstand für Haustiere, der aus einem essbaren, auf Proteinen basierenden, nahrhaften Thermoplasten hergestellt ist, und Verfahren für dessen Nutzung.
  • 2. STAND DER TECHNIK
  • Für viele Menschen spielen Hunde und andere Haustiere eine wichtige Rolle im Bereitstellen von Gesellschaft und Sicherheit in der Umgebung der Familie. Die Menschen befassen sich immer mehr mit der Gesundheit und Hygiene von Haustieren. Kaugegenstände für Haustiere werden allgemein benutzt, um bei der Massage des Zahnfleischs zu helfen und die Zähne des Hundes oder des Haustiers zu stärken und zu reinigen.
  • Die meisten Haustiere sind von Natur aus verspielt, was das Haustier beim Besitzer des Haustiers beliebt macht. Jedoch kann sich diese verspielte Veranlagung auf zerstörende Art und Weise manifestieren. Haustiere können Schuhe, Möbel, Vorhänge und andere Gegenstände zerstören, wenn sie ihre Verspieltheit ausdrücken. Wenn ein Haustier seine verspielte Energie an einem Kaugegenstand für Haustiere auslässt, so ist das Haustier weniger dazu geneigt, zerstörerisch auf Haushaltsgegenständen herumzukauen.
  • Kauen spielt eine wichtige Rolle im Leben eines Hundes. Kauen hilft dem Tier nicht nur dabei, Nahrung zu verdauen und Nährstoffe aufzunehmen, sondern Kauen fördert auch gesunde, starke Zähne. Haustiere kauen während des Zahnens oft auf Gegenständen herum. Welpen zwischen dem Alter von 2 und 6 Monaten kauen, um die Schmerzen beim Zahnen zu lindern. Andere junge Hunde kauen ebenfalls wegen des Zahnens. Obwohl ihre Zähne bereits da sind, sind deren Wurzeln noch nicht vollständig gefestigt, und Kauen lindert den Schmerz der Wurzelfestigung.
  • Für ältere Hunde und andere Haustiere kann das Kauen auch eine Art von Tierspiel sein. Die meisten Haustiere mögen Fangspiele und kauen oft auf dem Gegenstand, der ihnen zugeworfen wurde, herum.
  • Ungefähr seitdem Hunde ein Teil im Leben des Menschen sind, wurden ihnen Tierknochen gegeben, um darauf herumzukauen. Die Knochen lindern den Schmerz beim Zahnen, stellen einen Gegenstand zum Spielen bereit und stellen ein paar Nährstoffe für das Haustier bereit. Einige Tierknochen können jedoch splittern und dem Haustier innere Verletzungen zufügen.
  • Demgemäß wurden viele Kaugegenstände zur Nutzung durch Tiere entwickelt. Viele Kaugegenstände sind jedoch aus Bestandteilen hergestellt, welche für ein Haustier schädlich sein können. Zum Beispiel mögen die meisten Tiere Rohlederknochen oder Faserspielzeuge, da sie einen natürlichen Geschmack enthalten. Diese Kaugegenstände können jedoch splittern und dem Haustier innere Verletzungen zufügen. Kaugegenstände aus Rohleder können schnell durch die Kauaktivität des Haustiers zerstört werden. Außerdem sind diese künstlichen Kaugegenstände nicht essbar und stellen nur wenige Nährstoffe bereit.
  • Andere künstliche Kaugegenstände sind aus hartem Kunststoff in Form eines Knochens hergestellt. Diese Kaugegenstände werden hauptsächlich für größere Haustiere hergestellt. Kleiner Haustiere und Welpen können diese Kunststoffknochen wegen der Größe und Härte des Knochens nicht kauen. Die Kunststoffknochen können auch splittern und man muss vorsichtig sein, um innere Verletzungen des Haustiers zu verhindern. Ebenso wie Rohlederknochen sind Kunststoff knochen auch nicht essbar und stellen keine Nährstoffe für das Haustier bereit.
  • Es gibt derzeit mehrere künstliche Kaugegenstände für Haustiere auf dem Markt. Ein Beispiel ist aus einem geformten synthetischen Thermoplasten hergestellt, welcher im Kunststoffpolymer verteiltes Tiermehl aufweist. Dieser Kaugegenstand ist fest und verursacht geringe Zahnabnutzung, welche mit natürlichen Knochen auftreten kann. Dieser Kaugegenstand ist jedoch nicht essbar und stellt keine Nährstoffe bereit. Außerdem ist das synthetische Polymer nicht biologisch abbaubar und kann möglicherweise die Umwelt schädigen.
  • Andere Kaugegenstände für Haustiere wurden aus auf Maisstärke basierendem Material mit Inter-Material oder einem Maisstärke-Vinyl-Copolymer hergestellt. Diese Kaugegenstände weisen einen Mangel an Nährwert auf und ersetzen oder ergänzen die normale Nahrung des Haustiers nicht.
  • In allen Fällen muss man vorsichtig sein, wenn der Hund eine aggressive Kauaktivität aufweist und dazu fähig ist, ein ungewöhnlich großes Stück des künstlichen Kaugegenstands abzubrechen.
  • Kürzlich wurden Kaugegenstände für Haustiere entwickelt, welche anderen Bedürfnissen entgegenkommen. Zum Beispiel wurden umweltfreundliche Kaugegenstände aus natürlicher Mais-, Weizen- oder Reisstärke mit einem biologisch abbaubaren Copolymer hergestellt. Andere Kaugegenstände enthalten Zellulose-Fasern, welche auch biologisch abbaubar sind. Um das Risiko einer Verletzung eines Haustiers zu mindern, wurden Kaugegenstände entwickelt, die splitterfest sind. US-A-4145447, EP-A-0575021 und der PROMPT Datenbankeintrag XP002291708 offenbaren Arten von Kaugegenständen für Hunde. US-A-5922379 offenbart eine Art biologisch abbaubare Verpackung aus expandiertem Schaumstoff.
  • Es besteht jedoch weiterhin Bedarf an einem Kaugegenstand für Haustiere, der vollständig essbar und biologisch abbaubar ist. Es wäre ein weiterer Fortschritt auf dem Stand der Technik, einen Kaugegenstand bereitzustellen, der für Haustiere aller Altersgruppen und Größen sicher ist. Es wäre ein zusätzlicher Fortschritt, einen Kaugegenstand für Haustiere bereitzustellen, der einen Nährstoffnutzen für das Haustier bereitstellt. Es wäre ein weiterer Fortschritt auf dem Stand der Technik, wenn der Kaugegenstand eine vollständig ausgewogene Ernährung für das Tier bereitstellen würde. Es wäre ein zusätzlicher Fortschritt, wenn der Kaugegenstand dabei helfen würde, eine gute Mundhygiene und die Gesundheit der Zähne und des Zahnfleischs des Haustieres zu erhalten. Es wäre ein weiterer Fortschritt auf dem Stand der Technik, einen Kaugegenstand für Haustiere bereitzustellen, der verwendet werden kann, um ein Haustier zu trainieren. Ein solcher Kaugegenstand für Haustiere und Verfahren der Nutzung und Herstellung werden hierin offenbart und beansprucht.
  • KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung in einem Aspekt gesehen einen nahrhaften Kaugegenstand für Haustiere bereit, welcher einen geformten essbaren Thermoplasten umfasst, wobei der geformte essbare Thermoplast Folgendes umfasst:
    30 bis 50 Gew.% Protein, wobei dieses Protein eine Mischung aus von Pflanzen und Tieren stammendem Protein umfasst;
    20 bis 50 Gew.% Stärke;
    8 bis 15 Gew.% Wasser;
    1 bis 10 Gew.% essbare Ballaststoffe;
    0,5 bis 3 Gew.% Metallsalzhydrat; und
    wobei der geformte essbare Thermoplast eine Dichte von 1,2 bis 1,5 g/Kubikzentimeter aufweist.
  • In einem anderen Aspekt gesehen stellt die vorliegende Erfindung einen nahrhaften Kaugegenstand für Haustiere bereit, welcher mehrere Segmente umfasst, welche durch mehrere Kerben getrennt sind, wobei die Kerben den Kaugegenstand für Haustiere zwischen jedem Segment in seiner Struktur schwächen, um ein Brechen und eine Trennung individueller Segmente von dem Kaugegenstand für Haustiere zu erleichtern; und
    einen geformten essbaren Thermoplasten, welcher 30 bis 50 Gew.% Protein, welches eine Mischung aus von Pflanzen und Tieren stammendem Protein umfasst, 20 bis 50 Gew.% Stärke, 8 bis 15 Gew.% Wasser, 1 bis 10 Gew.% essbare Ballaststoffe, 0,5 bis 3 Gew.% Metallsalzhydrat umfasst, und wobei der geformte essbare Thermoplast eine Dichte von 1,2 bis 1,5 g/Kubikzentimeter aufweist.
  • In einem weiteren Aspekt gesehen stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Trainieren eines Haustieres bereit, welches das Besorgen eines segmentierten nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere umfasst, welcher Folgendes umfasst:
    Mehrere Segmente, welche durch mehrere Kerben getrennt sind; und einen geformten essbaren Thermoplasten, welcher 30 bis 50 Gew.% Protein, welches eine Mischung aus von Pflanzen und Tieren stammendem Protein umfasst, 20 bis 50 Gew.% Stärke, 8 bis 15 Gew.% Wasser, 1 bis 10 Gew.% essbare Ballaststoffe, 0,5 bis 3 Gew.% Metallsalzhydrat umfasst, und wobei der geformte essbare Thermoplast eine Dichte von 1,2 bis 1,5 g/Kubikzentimeter aufweist;
    Selektives Abbrechen eines Segments von dem nahrhaften Kaugegenstand für Haustiere;
    Übergeben des abgebrochenen Segments an ein Haustier; und
    Erlauben, dass das Haustier auf dem Segment herumkaut.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen essbaren Thermoplasten zur Nutzung in Kaugegenständen für Tiere und Futter für Haustiere. Der Thermoplast ist aus einer Kombination aus von Pflanzen und Tieren stammenden Proteinen hergestellt. Es werden weitere Bestandteile hinzugefügt, um dafür zu sorgen, dass dem Tier eine gesamte Bandbreite von Kalorien und Nährstoffen bereitgestellt wird. Deswegen enthält der essbare Thermoplast Stärke, Ballaststoffe und ein Metallsalzhydrat. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Thermoplast aus ungefähr 30 bis 50 Gew.% einer Mischung aus von Pflanzen und Tieren stammendem Protein, ungefähr 20 bis 50 Gew.% Stärke, ungefähr 8 bis 15 Gew.% Wasser, ungefähr 1 bis 10 Gew.% essbaren Ballaststoffen und ungefähr 0,5 bis 3 Gew.% Metallsalzhydrat hergestellt. Wenn der Thermoplast geformt ist, weist er vorzugsweise eine Dichte von ungefähr 1,2 bis 1,5 g/Kubikzentimeter auf.
  • Ein derzeitig bevorzugtes Pflanzenprotein ist Sojabohnen-Protein. Das Sojabohnen-Protein kann von einer Vielzahl an Quellen erhalten werden, einschließlich Sojaprotein-Konzentrat, Sojaprotein-Isolat und einer Kombination von diesen.
  • Das Pflanzenprotein kann auch Proteine von anderen Pflanzen, einschließlich Getreide, enthalten. Solche Getreide können Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Mais, Reis, Hirse und Sorghum einschließen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Die Getreideproteine werden vorzugsweise aus Gliadin, Gluten, Secalin, Avenin, Hordein, Zein, Oryzenin, Kafirin und einer Kombination von diesen ausgewählt. Es sollte sich verstehen, dass eine Kombination von Soja, Getreide und anderen Pflanzenproteinen im Bereich der vorliegenden Erfindung liegt.
  • Das Tierprotein kann auch von einer Vielzahl an Quellen stammen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Kasein, Albumin, Kollagen, Gelatine, Keratin und Kombinationen von diesen und anderen von Tieren stammenden Proteinen.
  • Die in dem Thermoplasten benutzte Stärke kann eine natürliche, unmodifizierte Stärke, eine chemisch veränderte Stärke, eine prägelatinisierte Stärke und eine Kombination von diesen und anderen Stärken sein. Wird eine natürliche Stärke benutzt, so schließt die natürliche Stärke vorzugsweise Maisstärke, Hochamylose-Maisstärke, Kartoffelstärke, Süßkartoffelstärke, Weizenstärke, Reisstärke, Tapiokastärke, Sorghumstärke und eine Kombination von diesen und anderen natürlichen, unmodifizierten Stärken ein.
  • Beispiele chemisch veränderter Stärken, welche in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, schließen Hydroxyethyl-Stärke, Hydroxypropyl-Stärke, Carboxymethyl-Stärke, acetylierte Hochamylose-Stärke, Stärke-Azetat, Stärke-Maleat, Stärke-Octenylsuccinat, Stärke-Succinat, Stärke-Phtalat, Hydroxypropylat-Hochamylose-Stärke, vernetzte Stärke, Stärkephosphate, Hydroxypropyl-Distarchphosphat, Stärkepropionamid und Kombinationen von diesen und anderen chemisch veränderten Stärken ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
  • Die essbaren Ballaststoffe der vorliegenden Erfindung können lösliche und unlösliche Ballaststoffe einschließen. Diese Ballaststoffe können diätische Ballaststoffe, natürliche Zellulose-Fasern und Kombinationen von diesen und anderen Ballaststoffen sein.
  • Der essbare Thermoplast der vorliegenden Erfindung schließt ein Metallsalzhydrat ein. In bestimmten Ausführungsformen kann Metallsalzhydrat ein Kalzium, Natrium, Kalium, Zink, Eisen, Aluminium oder Phosphorsalz oder eine Mischung von diesen sein. Das Metallsalzhydrat kann auch Chlorid, Karbonat, Sulfat, Laktat, Oxalat, Borat, Phosphat oder Azetat-Salz oder eine Mischung von diesen sein. Beispiele einiger derzeitig bevorzugter Metallsalzhydrate, die in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können schließen CaCl2·2H2O, CaSO4·2H2O, AlK(SO4)2·12H2O, AlNH4(SO4)2·12H2O, FeCl2·6H2O, CaHPO4·2H2O, Ca(C3H5O3)2·5H2O und Na2B9O7·10H2O ein.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen kann der essbare Thermoplast der vorliegenden Erfindung Geschmacksstoffe enthalten, um wohlschmeckender für das Haustier zu sein. Der Geschmackstoff liegt vorzugsweise in einer Menge vor, die von ungefähr 0,5 bis 15 Gew.% reicht. Diese Geschmacksstoffe können solche natürlichen Geschmacksstoffe wie Hühnerpulver, Putenpulver, Zwiebelpulver, Knoblauchpulver, Pflanzenöle, Fleisch, Tierprodukte, Hühnerfleisch, Hühnerfett, Rinderhaut, Rindfleisch, Rinderfett, Schweinehaut, Schweinefleisch, Schweinefett, getrocknete Fleischfasern und eine Kombination von diesen und anderen Geschmacksstoffen einschließen.
  • Der essbare Thermoplast kann auch bis zu 20 Gew.% essbare Weichmacher enthalten. Bevorzugter kann der essbare Thermoplast 12 bis 18 Gew.% essbare Weichmacher enthalten. Die essbaren Weichmacher schließen vorzugsweise Glycerol, Sorbitan, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Mannitol, Sorbitol und eine Kombination von diesen und anderen essbaren Weichmachern ein.
  • Bis zu 10 Gew.% eines Modifikators kann hinzugefügt werden, um die mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitungs eigenschaften des essbaren Thermoplasten zu verbessern. Solche Modifikatoren schließen Natrium-Alginat, Pektin, Carrageenan, Johannisbrotgummi, Agar, Mannan, Kohlenhydratgummi und Kombinationen von diesen ein.
  • Es können Nährstoffe zu dem Thermoplasten hinzugefügt werden, um den Nährstoffgehalt des essbaren Thermoplasten zu verbessern. Solche Nährstoffe können Vitamine, Mineralien, Spurenelemente, Tierfett, Pflanzenöl, Lezithin und Kräuter einschließen. Die Nährstoffe werden vorzugsweise in einer Menge von bis zu 5 Gew.% des essbaren Thermoplasten hinzugefügt.
  • Die Vitamine können Vitamin A, Vitamin B, Vitamin B2, Vitamin B3, Vitamin B12, Vitamin C, Vitamin D, Vitamin E, Niacin, Biotin, Menadion, Folsäure, Pyridoxin und Kombinationen von diesen einschließen, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
  • Mineralstoffe, wie zum Beispiel Kalzium, Kalium, Magnesium und Natrium können ebenfalls als Nährstoffe bereitgestellt werden. Andere Nährstoffe können in Spurenkonzentrationen enthalten sein, wie zum Beispiel Eisen, Phosphor, Zink, Mangan, Jod, Selen und Kobalt.
  • Öle sind wichtig für die Ernährung von Haustieren, um ein gesundes Fell oder einen gesunden Pelz bereitzustellen. Demgemäß können Öle, wie zum Beispiel Leinsamenöl, Sonnenblumenöl, Linolsäure, Rinderfett, Schweinefett und Hühnerfett dem essbaren Thermoplasten hinzugefügt werden.
  • Einige natürliche Kräuter, wie zum Beispiel Leinsamen, Rosmarin, Anis, Kamille, Valerian, Brennesselblatt, Himbeerblatt, Ysop, Yucca und Salbei können auch hinzugefügt werden, um dem Haustier Nährstoffnutzen bereitzustellen.
  • Da der Thermoplast essbar ist und Nährstoffe enthält, ist er verderblich. Daher kann der Thermoplast in bestimmten Ausführungsformen Konservierungsmittel, wie zum Beispiel Kalziumpropionat, Sorbinsäure, Kaliumsorbat, Butylhydroxyanisol (BHA), Butylhydroxytoluol (BHT), Etoxyquin, Milchsäure, Benzoesäure, Natriumbenzoat, Ethyl-p-Hydroxybenzoat, Propyl-p-Hydroxybenzoat und Kombinationen von diesen und anderen bekannten Konservierungsmitteln enthalten.
  • Die Mundhygiene von Haustieren ist für viele Besitzer von Haustieren wichtig, welche eine enge Beziehung mit dem Haustier haben. In bestimmten Ausführungsformen enthält der Thermoplast einen Hygiene-Zusatzstoff, um den Mund des Haustiers zu reinigen und zu pflegen. Typische Hygiene-Zusatzstoffe können ein Anti-Zahnstein-Mittel, Kalzium-Pyrophosphat, Natrium-Tripolyphosphat, Zinkzitrat, Kalzium-Hydrogenphosphat, entmentholisiertes Pfefferminzöl, Grünminze-Öl, Sorbitol und Sorbitan einschließen.
  • Der essbare Thermoplast weist bestimmte physikalische Eigenschaften auf, nachdem er geformt wurde. In einer Ausführungsform weist der geformte Thermoplast eine Zugfestigkeit von ungefähr 1 bis 5 MPa auf. Besser reicht die Zugfestigkeit von ungefähr 1,5 bis 2,5 MPa. Der geformte Thermoplast kann außerdem eine Dehnung von ungefähr 6 bis 100 % aufweisen. Besser reicht die Dehnung von ungefähr 20 bis 80 %. Der geformte Thermoplast kann auch einen Elastizitätsmodul (Young's Modulus) von ungefähr 65 bis 2600 MPa aufweisen. Besser reicht der Elastizitätsmodul von ungefähr 65 bis 1000 MPa.
  • Die Erfindung betrifft auch einen nahrhaften Kaugegenstand für Haustiere, der in eine segmentierte Konfiguration geformt wurde, so dass einzelne Segmente nach Bedarf abgebrochen und dem Haustier gegeben werden können. Ein Kaugegenstand für Haustiere kann so geformt sein, dass er mehrere Segmente aufweist, die durch mehrere Einkerbungen, Rillen, Perforationen oder Einschnitte oder andere lokalisierte strukturelle Abschwächungen, welche hierin im Folgenden als Kerben bezeichnet werden, getrennt sind. Die Kerben dienen dazu, den Kaugegenstand an vorher bestimmten Stellen zu schwächen. Der geschwächte Kaugegenstand für Haustiere kann an der Kerbenstelle abgebrochen werden, um ein Segment, das dem Haustier gegeben werden soll, zu entfernen. Der Kaugegenstand für Haustiere kann in einer Vielzahl von Querschnitts-Konfigurationen geformt sein. Solche Querschnitte können einen Kreis, ein Quadrat, ein Rechteck, ein Vieleck, ein Oval, ein Stern oder eine Fantasieform, wie zum Beispiel der Umriss eines Staates, einer Hunderasse oder eines anderen Symbols sein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt.
  • In bestimmten bevorzugten Ausführungsformen kann der Kaugegenstand für Haustiere aus dem oben beschriebenen Thermoplasten geformt sein, jedoch können andere bekannte und neue Zusammensetzungen benutzt werden, um die einzigartige segmentierte Konfiguration innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung zu formen.
  • Der Kaugegenstand für Haustiere kann so geformt sein, dass er im Wesentlichen gerade ist, oder er kann gebogen, kreisförmig sein, oder irgendeine Form annehmen.
  • Der Kaugegenstand für Haustiere weist vorzugsweise eine geeignete Länge auf, welche von ungefähr 10 bis 30 cm (4 bis 12 Inch) reicht, obwohl sich die Länge auf mehrere Fuß erstrecken kann, falls dies gewünscht ist.
  • Die vorliegende Erfindung offenbart auch ein Verfahren zum Trainieren von Haustieren unter Nutzung des segmentierten nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere. Dieses Verfahren schließt das Besorgen eines nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere, das Anwenden von Kraft, um den Kaugegenstand für Haustiere zu brechen, das Übergeben eines Segments des Kaugegenstandes für Haustiere an ein Haustier und das Erlauben, dass das Haustier auf dem Segment herumkaut, ein.
  • BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere der vorliegenden Erfindung; und
  • 3 ist eine Perspektivansicht einer Ausführungsform des nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen essbaren Thermoplasten zur Nutzung für Kaugegenstände für Haustiere. Der essbare Thermoplast ist so formuliert, dass er eine ausgewogene Ernährung für das Haustier bereitstellt, während er die Mundhygiene des Haustieres pflegt. Der essbare Thermoplast wird vorzugsweise hergestellt, indem Pflanzen- und Tierprotein, Stärke, Kohlenhydrate, verschiedene Nährstoffe, diätische Ballaststoffe, Hygiene-Zusatzstoffe, Konservierungsmittel, Wasser, Verarbeitungshilfen, Geschmacksstoffe, Färbemittel und Modifikatoren kombiniert werden.
  • Der essbare Thermoplast der vorliegenden Erfindung weist ein gutes Verarbeitungs-Fließverhalten und hervorragende mechanische Eigenschaften auf, was ihn nützlich für das Formen zu Kaugegenständen für Haustiere und andere Formen macht.
  • In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält der essbare Thermoplast ungefähr 30 bis 50 Gew.% einer Kombination aus Pflanzen- und Tierprotein und 20 bis 50 Gew.% Stärke.
  • Nachdem er geformt wurde, weist der essbare Thermoplast gute mechanische Eigenschaften auf. Die Zugfestigkeit reicht vorzugsweise von ungefähr 1 bis 5 MPa. Die Dehnung reicht vorzugsweise von ungefähr 6 bis 100 %, der Elastizitätsmodul reicht vorzugsweise von ungefähr 65 bis 2600 MPa und besser von ungefähr 65 bis 1000 MPa.
  • Die Beschaffenheit, Geschmeidigkeit und Konsistenz des geformten essbaren Thermoplasten regen zum Nagen an, was ihn nützlich für Hunde und andere Haustiere macht. Die Nageaktivität ermöglicht es, dass die Zähne eines Haustiers den geformten Thermoplasten sanft durchdringen, was saubere gesunde Zähne und einen frischen Atem fördert.
  • Das Protein ist vorzugsweise eine Kombination aus Pflanzen- und Tierprotein. Pflanzenprotein und Tierprotein enthalten verschiedene Aminosäuren, Mineralstoffe, Spurenelemente, Vitamine und andere Nährstoffe. Somit stellt die Kombination von Pflanzen- und Tierproteinen im essbaren Thermoplasten ein Nährstoffgleichgewicht von Aminosäuren, Mineralstoffen, Spurenelementen, Vitaminen und anderen Nährstoffen bereit.
  • Wie vorher bereits erwähnt kann der essbare Thermoplast mit einem Pflanzenprotein formuliert sein. Solche Pflanzenproteine schließen Sojabohnen-Protein ein. Sojabohnen-Protein kann alleine in einer Ausführungsform der Erfindung oder in Kombination mit anderen Pflanzen oder Tierproteinen benutzt werden. Sojabohnen-Protein kann in verschiedenen Formen verwendet werden, wie zum Beispiel Sojaprotein-Isolat, Sojaprotein-Konzentrat und eine Kombination von diesen. Pflanzenproteine von anderen Quellen, wie zum Beispiel Getreide, können auch in einigen Ausführungsformen des essbaren Thermoplasten benutzt werden. Solche Getreide können Weizen, Roggen, Hafer, Gerste, Mais, Reis, Hirse und Sorghum einschließen. Somit können die Pflanzenproteine Gluten, Zein, Hordein, Avenin, Kafirin, Secalinin, Panicin und Oryzenin in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einschließen.
  • Tierproteine können alleine oder in Kombination mit den Pflanzenproteinen benutzt werden. Beispiele geeigneter Tierproteine schließen Kasein, Albumin, Kollagen, Gelatine und Keratin ein. Mikroorganismen, wie zum Beispiel Backhefe oder Bierhefe können in einer Ausführungsform der Erfindung auch eine Proteinquelle bereitstellen.
  • Zusätzlich zu den oben aufgezählten natürlich vorkommenden Proteinen können chemisch modifizierte Proteine benutzt werden, um das Verarbeitungs-Fließverhalten und die physikalischen Eigenschaften von Zusammensetzungen zu verbessern.
  • Stärke ist ein weiterer Bestandteil des essbaren Thermoplasten der vorliegenden Erfindung. Die Stärke kann eine natürliche, unmodifizierte Stärke, eine chemisch modifizierte Stärke, eine prägelatinisierte Stärke und eine Kombination von diesen und anderen Stärken sein. In bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können natürliche Stärken benutzt werden, wie zum Beispiel die, welche Maisstärke, einschließlich Mais, Wachsmais und Hochamylose-Maisstärke, Kartoffelstärke, Süßkartoffelstärke, Weizenstärke, Reisstärke, Tapiokastärke und eine Kombination von diesen einschließen. Stärke und andere Kohlenhydrate können in der Form von Zerealienmehl, wie zum Beispiel Weizenmehl, Reismehl, Maismehl und einer Kombination von diesen und anderen Mehlen bereitgestellt werden.
  • Um eine ausgewogene Ernährung bereitzustellen, kann der essbare Thermoplast durch hinzugefügte Nährstoffe angereichert werden. In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung können die Nährstoffbestandteile Vitamine und Mineralstoffe einschließen. Alle Hunde und Haustiere brauchen Vitamine und Mineralstoffe in geeigneten Mengen und Verhältnissen für eine optimale Gesundheit. Vitamin A, Vitamin B1, Vitamin B2, Vitamin B3, Vitamin B12, Vitamin C, Vitamin E, Vitamin D, Niacin (Vitamin PP), Biotin (Vitamin H), Menadion (Vitamin K), Folsäure (Vitamin B0) und Pyridoxin (Vitamin B6) werden von einem Haustier gebraucht. Somit können diese und andere Vitamine dem essbaren Thermoplasten in bestimmten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hinzugefügt werden.
  • Mineralstoffe sind essenziell für die Knochenbildung, den Muskelmetabolismus, das Flüssigkeitsgleichgewicht und die Funktion des Nervensystems. Mineralstoffe sind in lebenden Tieren entweder in bedeutenden Konzentrationen oder Spurenkonzentrationen vorhanden. Demgemäß ist der essbare Thermoplast der vorliegenden Erfindung in bestimmten Ausführungsformen mit Mineralstoffen angereichert. Mineralstoffe, welche in bedeutenden Konzentrationen eingeschlossen werden können, sind Kalzium, Kalium, Magnesium und Natrium. Obwohl die diätischen Erfordernisse an Spurenelementen minimal sind, sind sie essenziell für den Erhalt guter Gesundheit. Mineralstoffe, welche in Spurenkonzentrationen hinzugefügt werden können, sind Eisen, Phosphor, Zink, Mangan, Jod, Selen und Kobalt.
  • Der essbare Thermoplast kann auch ein Metallsalzhydrat einschließen, um die Mineralstoffe zu supplementieren. Solche Metallsalzhydrate können Kalzium-, Natrium-, Kalium, Zink- oder Eisensalze einschließen. Das Metallsalzhydrat können auch Karbonat-, Sulfat-, Laktat-, Oxalat-, Borat-, Phosphat-, Sulphat-, Chloridsalze oder eine Mischung von diesen als Mineralnährstoff sein. Beispiele derzeitig bevorzugter Metallsalzhydrate schließen FeCl2·6H2O, CaHPO·2H2O, Ca(C3H5O3)2·5H2O, CaSO4·2H2O, AlK(SO4)2·12H2O, AlNH4(SO4)2·12H2O, CaCl2·2H2O und Na2B4O7·10H2O ein, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Metallsalze liefern Mineralstoffe für eine ausgewogene Ernährung und spielen auch eine modifizierende Rolle bei der Herstellung von Zahnungshilfen für Welpen. Vorzugsweise schließt der essbare Thermoplast mindestens eines von CaSO4·2H2O, AlK(SO4)2·12H2O, AlNH4(SO4)2·12H2O und Na2B9O7·10H2O ein, um die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten zu verbessern und als eine Verarbeitungshilfe. Außerdem sind Metallsalze, wie zum Beispiel Borax, oder andere Boratsalze ungiftig und weisen bakteriostatische, fungizide und insektizide Eigenschaften auf, welche die Haltbarkeit des essbaren Thermoplasten verlängern.
  • Ballaststoffe sind auch ein wichtiger Aspekt der gegenwärtigen Erfindung. Natürliche rohe Ballaststoffe, die in dem essbaren Thermoplasten benutzt werden, können lösliche und unlösliche diätische Ballaststoffe einschließen. Unlösliche Ballaststoffe können von Weizenkleie stammen. Quellen löslicher Ballaststoffe schließen Gemüseballaststoffe, Obstballaststoffe und einige Getreideballaststoffe, wie zum Beispiel Hafer und Gerste, ein.
  • Diätische Ballaststoffe sind als Fäkalauflockerungsmittel wichtig. Weizenkleie ist ein wirksames Fäkalauflockerungsmittel. Die bedeutenden physiologischen Nutzen von natürlichen rohen Ballaststoffen schließen das Fördern von Regelmäßigkeit, das Verhindern von Verstopfung und den Schutz gegen Darmkrebs und andere Krebsarten ein.
  • Es kann auch ein Zahnhygiene-Zusatzstoff in dem essbaren Thermoplasten eingeschlossen sein, um gesunde Zähne und Zahnfleisch und einen guten Atem zu fördern. Typische Hygiene-Zusatzstoffe können Anti-Zahnstein-Mittel und Auffrischer sein. Hygiene-Zusatzstoffe, wie zum Beispiel Kalzium-Pyrophosphat, Natrium-Tripolyphosphat, Zinkzitrat und Kalzium-Hydrogenphosphat fungieren als Reinigungs-Poliermittel, um die Zähne des Haustiers zu reinigen. Auffrischer, wie zum Beispiel entmentholisiertes Pfefferminzöl, Grünminze-Öl, Sorbitol und Sorbitan helfen den Haustieren dabei, einen angenehm riechenden Atem zu erhalten.
  • Haut und Haare sind sehr wichtig für Hunde und andere Haustiere. Bestandteile, wie zum Beispiel Fettsäuren oder andere natürliche Produkte können dem essbaren Thermoplasten hinzugefügt werden, um gesunde Haut und gesundes Haar zu fördern. Fette sind essenziell für eine gute Gesundheit der Haut und stellen essenzielle Omega-Fettsäuren bereit, um Feuchtigkeit in den Hautzellen aufrechtzuerhalten. Fettsäuren im Bereich der vorliegenden Erfindung können von Tierfett, wie zum Beispiel Rindertalg, Hühnerfett, Schweinefett, Fischmehl und Fischöl stammen. Andere Fettsäuren, wie zum Beispiel Leinsamenöl stellen andere essenzielle Fettsäuren, wie zum Beispiel Omega 3 bereit, die dabei helfen, die Schwere allergischer Reaktionen auf Flohbisse zu mindern. Dem essbaren Thermoplasten kann auch Lezithin hinzugefügt werden, um die Verdauung und Absorption von Fetten, welche den Pelz nähren, zu unterstützen. Natürliche Kräuter, wie zum Beispiel Rosmarin und Salbei können hinzugefügt werden, um das Wachstum der Haarwurzeln und die Heilung von Hautwunden zu stimulieren. Zusätzlich können Vitamin E, Biotin und Niacin-Hilfsstoffe in einigen Ausführungsformen des essbaren Thermoplasten eingeschlossen werden, um das Wachstum und die Gesundheit von Haut und Haar zu unterstützen.
  • Konservierungsmittel sind bei Nahrungsmitteln oft notwendig. Gegenwärtig benutzen Hundefutter-Hersteller mehrere Antioxidationsmittel, um die Degradation fettlöslicher Vitamine und das Verderben von Nahrungsmitteln zu verhindern. Da der Thermoplast der vorliegenden Erfindung essbar und biologisch abbaubar ist, können Konservierungsmittel notwendig sein, um das Verderben des Thermoplasten zu verhindern. Solche Konservierungsmittel können Butylhydroxyanisol (BHA), Butylhydroxytoluol (BHT), Etoxyquin (6-ethoxy-1,2-dihydro-2,2,4-trimethylquinolin), Vitamin C und Vitamin E einschließen. BHA und BHT werden oft zusammen benutzt und werden im Allgemeinen von der United States Food and Drug Administration als sicher angesehen (GRAS). Ethoxyquin ist ein Antioxidationsmittel, welches von Monsanto Chemical Company hergestellt wird und welches in den Vereinigten Staaten bereits seit vielen Jahren in Hundefutter benutzt wird. Jedoch ist Ethoxyquin derzeit in Europa verboten. Konservierungsmittel, welche in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung benutzt werden, können auch Bakterizide, wie zum Beispiel Kalziumpropionat, Sorbinsäure, Kaliumsorbat, Milchsäure, Benzoesäure, Natriumbenzoat, Ethyl-p-Hydroxybenzoat und Propyl-p-Hydroxybenzoat einschließen.
  • Ein zusätzlicher Bestandteil des essbaren Thermoplasten ist Wasser. Wasser agiert als ein Weichmacher während der Mischung und der Verarbeitung der Bestandteile. Vorzugsweise wird eine wirksame Menge an Wasser in dem essbaren Thermoplasten eingeschlossen, um das Verarbeitungs-Fließverhalten der Zusammensetzung zu verbessern. Der Wassergehalt der vorliegenden Erfindung kann von ungefähr 8 bis 20 Gew.% eingestellt werden. Der meiste Wassergehalt wird während der Verarbeitung und Formung des Thermoplasten entfernt, wonach das Produkt getrocknet wird. Der endgültige geformte Artikel enthält vorzugsweise ungefähr 8 bis 15 Gew.% Wasser. Falls zu viel Wasser vorhanden ist, kann der Thermoplast schimmeln und verderben.
  • Andere Weichmacher können als Verarbeitungshilfen benutzt werden. Solche Weichmacher verbessern das Verarbeitungs-Fließverhalten des Thermoplasten. Weichmacher verbessern auch die Biegsamkeit von Artikeln, die aus dem Thermoplasten hergestellt werden.
  • In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist ein Weichmacher in einer Menge von bis zu 20 Gew.% vorhanden. In anderen Ausführungsformen der Erfindung ist der Weichmacher in einem Bereich von ungefähr 12 bis 18 Gew.% vorhanden. Die Weichmacher sollten essbar und chemisch verträglich mit dem Thermoplasten der vorliegenden Erfindung sein. Typische essbare Weichmacher, welche in der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, schließen Glycerol, Sorbitan, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Mannitol und Sorbitol ein.
  • Da der essbare Thermoplast hergestellt wird, um anziehend für Haustiere zu sein, können Geschmacksstoffe in dem essbaren Thermoplasten eingeschlossen sein. Solche Geschmacksstoffe stellen Aromen und Gerüche bereit, welche ein Haustier anziehen und locken. In bestimmten Ausführungsformen werden die Geschmacksstoffe vorzugsweise in der gesamten Formungszusammensetzung verteilt, so dass der anziehende Geruch oder Geschmack während der Lebensdauer des geformten Thermoplasten erhalten bleibt. Geschmacksstoffe, welche gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt werden können, schließen Pflanzen- und Tieraromen, wie zum Beispiel Knoblauchpulver, Salz, Zwiebelpulver, Pflanzenöle, Maisöl, Erdnussöl, Tierfleisch, Tierprodukte, Rindsleder, Schweinehaut, Hühnerfleisch, Hühnerfett, Rindfleisch, Rinderfett, Schweinefleisch, Schweinefett und getrocknete Fleischfasern ein.
  • Bestimmte Modifikatoren können dem Thermoplasten hinzugefügt werden, um die mechanischen Eigenschaften zu verbessern, die Verarbeitungseigenschaften zu verbessern, und um den Geschmack des Thermoplasten zu verbessern. Solche Modifikatoren können Kohlenhydratgummis, wie zum Beispiel Pektin, Carrageenan, Johannisbrotgummi, Agar, Mannan und Natrium-Alginat sein.
  • Der essbare Thermoplast der vorliegenden Erfindung kann leicht durch Strangpressen, Spritzgießen, Spritzpressen oder Formpressen geformt werden. Das geformte Produkt kann hervorragende physikalische Eigenschaften, Zugfestigkeit, Biegsamkeit, Steifigkeit und Oberflächenhärte aufweisen und auch eine ausgewogene Ernährung für ein Haustier bereitstellen.
  • Bei der Zubereitung des essbaren Thermoplasten sollten die Bestandteile gleichmäßig vermischt werden. Das Mischen kann auf verschiedene Art und Weise durchgeführt werden, wie zum Beispiel durch einfaches Vermischen bei Raumtemperatur unter Nutzung eines Rührmischers. Die Bestandteile können auch in einem Hochgeschwindigkeitsmixer vorgemischt werden.
  • Außerdem kann der essbare Thermoplast in einem Doppelschraubenextruder mit einer Stangen- (L/D>4:1) oder einer Breitschlitzdüse gemischt werden. Der Doppelschraubenextruder kann eine Multimodus-Doppelschraube mit gegen- oder mitrotierenden Schrauben sein. Alle Bestandteile können direkt in dem Doppelschraubenextruder gemischt werden, indem die Bestandteile von einzelnen Trichtern an vorher bestimmten Abschnitten des Doppelschraubenextruders in den Extruder eingeführt werden.
  • Die Verarbeitungsbedingungen können je nach Bedarf variiert werden, um eine wirksame Mischung zu erreichen und eine homogene Zusammensetzung zu formen. Zum Beispiel können die Temperaturverteilung entlang dem Extruder, der Druck, die Schraubengeschwindigkeit, die Schraubenkonfiguration, die Beschickungsrate der Bestandteile und die Durchflussraten variieren. Ein Beispiel eines Doppelschraubenextruders, welcher zur Herstellung des Thermoplasten benutzt werden kann, ist ein Doppelschraubenextruder von Leistritz, der Micro-18.
  • Der Feuchtigkeitsgehalt des Kaugegenstandes für Haustiere kann durch Trocknen eingestellt werden. Der Wassergehalt beträgt vorzugsweise 8 bis 12 Gew.%.
  • Der Extruder besteht aus sechs Zonen, wobei jede Zone einen unterschiedlichen Temperaturbereich aufweist. Die Temperatur der Zone 1 kann bei ungefähr 85 °C liegen. Die Temperatur der Zone 2 kann von ungefähr 90 bis 100 °C reichen. Die Temperatur der Zone 3 kann von ungefähr 110 bis 120 °C reichen. Die Temperatur der Zone 4 kann von ungefähr 110 bis 120 °C reichen. Die Temperatur der Zone 5 kann ungefähr 100 °C betragen. Die Temperatur von Zone 6 kann von ungefähr 80 bis 95 °C reichen. Die Stempeltemperatur betrug ungefähr 80 °C, die Schraubengeschwindigkeit kann auf ungefähr 150 U/min eingestellt werden. Der derzeitig bevorzugte Extruderstempeldruck kann von ungefähr 1,1 MPa bis 6,07 MPa (160 bis 880 psi) reichen.
  • Mit Bezug auf 1 kann ein nahrhafter Kaugegenstand für Haustiere 10 mehrere Segmente 12 aufweisen, welche durch mehrere Kerben 14 getrennt sind. Der nahrhafte Kaugegenstand für Haustiere 10 kann aus dem essbaren Thermoplasten, welcher oben offenbart ist, oder anderen bekannten und neuen Materialien, welche bei der Herstellung von Kaugegenständen für Haustiere benutzt werden, wie zum Beispiel nahrhafte Zusammensetzungen, Kunststoff, Rohleder und dergleichen, geformt sein.
  • Der nahrhafte Kaugegenstand für Haustiere 10 kann auf eine Art und Weise, wie zum Beispiel Strangpressen, Spritzgießen, Formpressen und dergleichen geformt werden. Die Kerben 14 können während des Formgebungsprozesses geformt werden, oder können nachher durch Schneiden, Perforieren oder andere ähnliche Schwächungsmittel hinzugefügt werden.
  • Nun mit Bezug auf 1 bis 3 kann der Querschnitt 20 des nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere 10 in einer Vielzahl von Formen geformt werden, wie zum Beispiel als Quadrat 22, Rechteck 24 und Kreis 26. Der Querschnitt 20 kann auch in der Form eines Sterns, eines Ovals oder einer Fantasieform, wie zum Beispiel eine Hunderasse, eine Markenzeichenform, der Umriss eines Staates und dergleichen sein.
  • Nachdem er geformt wurde, kann der nahrhafte Kaugegenstand für Haustiere eine gute Zugfestigkeit in einem Bereich von ungefähr 1 bis 5 MPa, vorzugsweise ungefähr 1,5 bis 2,5 MPa besitzen. Er kann eine gute Biegsamkeit mit einer Dehnung von ungefähr 20 bis 100 %, vorzugsweise ungefähr 20 bis 80 aufweisen. Der Elastizitätsmodul kann ungefähr 65 bis 2.600 MPa, vorzugsweise 65 bis 1000 MPa betragen.
  • Der nahrhafte Kaugegenstand für Haustiere 10 ist aus mehreren Segmenten 12 geformt. Die Länge 16 des nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere kann zwischen ungefähr 10,2 cm (4 Inch) bis ungefähr einen Meter (einige Fuß) variieren, jedoch reicht die Länge aus Gründen der Zweckmäßigkeit vorzugsweise von ungefähr 10,2 cm bis 30,5 cm (4 bis 12 Inch). Die Länge der Segmente 18 kann auch variieren, unter Nutzung solcher Längen wie 0,6 cm (¼ Inch), 1,3 cm (½ Inch), 1,9 cm (¾ Inch), bis zu 2,54 cm (1 Inch) oder mehr.
  • Während des Trainierens eines Haustieres können die Segmente 18 abgeknickt und entfernt werden, indem man eine Biegekraft entlang einer Kerbe 14 anwendet. Sobald ein Segment entfernt wurde, kann es einem Haustier als Belohnung gegeben werden, einem Haustier zum Zurückholen zugeworfen werden oder als einfaches Kauspielzeug benutzt werden.
  • Die Erfindung wird durch Bezug auf die folgenden detaillierten Beispiele ferner beschrieben werden. Diese Beispiele sollen den Bereich der Erfindung, welcher in den vorhergehenden Ausführungen dargelegt wurde, nicht einschränken. In den folgenden Beispielen wurden Zusammensetzungen im Bereich der vorliegenden Erfindung in einen Standard-Test-Prüfkörper geformt, wie beschrieben in der American Society for Testing and Materials (ASTMD 638-86). Die Reißeigenschaften der geformten Artikel wurden gemäß dem ASTM-Standardverfahren D638-86 unter Nutzung eines Instron Universal Testing Systems (Model 4465) getestet.
  • Beispiel 1
  • Die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten
  • Der essbare Thermoplast wurde aus einer Kombination von Pflanzenprotein und einer von Tieren stammenden Proteinmaterial-Zusammensetzung mit Stärke oder Kohlenhydraten hergestellt. Die Bestandteile wurden in einem Hochgeschwindigkeitsmixer, Henschel Mixers America, Inc., FM10 Heizmixer bei Raumtemperatur und einer Mischergeschwindigkeit von 1800 U/min 3 bis 4 Minuten lang vorgemischt. Die Bestandteile wurden von einem Leistritz Micro-18 mitrotierenden Doppelschraubenextruder mit einer 15,2 cm (6 Inch) Breitschlitzdüse und sechs Trommelzonen weiter verarbeitet.
  • Jede Zone wies folgendes Temperaturprofil auf: Zone 1 ungefähr 90 °C, Zone 2 ungefähr 90–100 °C, Zone 3 ungefähr 110 °C, Zone 4 ungefähr 110 °C, Zone 5 ungefähr 90 °C und Zone 6 ungefähr 85 °C. Die Stempeltemperatur betrug ungefähr 80 °C. Die Schraubengeschwindigkeit wurde auf ungefähr 150 U/min eingestellt. Der Stempeldruck reichte von ungefähr 1,1 MPa bis 6,07 MPa (160 bis 880 psi).
  • Nachdem die Folienbahn extrudiert worden war, wurden die ASTM Standard-Test-Prüfkörper gemäß der American Society for Testing and Material (ASTM D638-86) verarbeitet. Die Dicke der Folienbahn betrug ungefähr 2,00 mm.
  • Die Bestandteile und Ergebnisse dieser Zusammensetzung sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 zeigt auch die physikalischen Eigenschaften des geformten essbaren Thermoplasten, welcher aus einer Kombination von Pflanzenprotein, Tierprotein und Stärke hergestellt ist.
  • Diese physikalischen Eigenschaften zeigen sehr gute Ergebnisse und eine geeignete Stärke für die Nutzung des essbaren Thermoplasten in Kaugegenständen für Haustiere. Die Zugfestigkeit beträgt ungefähr 1,0 bis 2,0 MPa. Die thermoplastische Folienbahn weist eine gute Härte und hervorragende Steifigkeit für eine solche Nutzung auf. Die Dehnung beträgt ungefähr 17,0 bis 103 %. Der Elastizitätsmodul beträgt ungefähr 65 bis 166 MPa.
  • Die Ergebnisse zeigen, dass der Kaugegenstand für Haustiere, welcher aus einer Kombination von Weizengluten und Gelatine hergestellt ist, eine größere Dehnung aufweist als sowohl die Kombination von Sojaprotein-Isolat und Kasein, als auch eine Kombination von Sojaprotein-Konzentrat, Weizengluten und Gelatine.
  • Der essbare Thermoplast weist eine hervorragende Weichheit und Steifigkeit auf, jedoch könnte der Elastizitätsmodul niedriger als erwünscht sein.
  • Probe 4 zeigt eine Welpenzahnungshilfe, welche aus einer Kombination von Sojaprotein-Konzentrat, Weizengluten und Gelatine hergestellt ist. Der Thermoplast von Probe 4 weist eine bessere Kombination von Festigkeit und Steifigkeit als Probe 2 und 3 auf, wie auch eine höhere Zugfestigkeit und eine bessere Dehnung und Elastizitätsmodul.
  • Tabelle 1
    Figure 00250001
    • 1Bestandteile basieren auf Gesamtgewicht als 100 Teile.
    • 2Sojaprotein: Probe Nr. 3 ist PROFAM® 648 Isoliertes Sojaprotein Archer Daniels Midland Company; Proben Nrn. 1, 4 sind PROFINE® VF Sojaprotein-Konzentrat, Central SOYA Co .,Inc.
    • 3Weizengluten: GEM OF THE WEST® Vital Wheat Gluten, Manildra Milling Corporation
    • 4Kasein: aus Kuhmilch, ungefähr 90% Protein (Biuret) und 0,2% Laktose, SIGMA Chemical Co.
    • 5Gelatine: 250 Bloom, Dynagel, Inc.
    • 6Maisstärke: C Polar Tex 05735, Stabilisierte und vernetzte Maisstärke E1442 (Hydroxypropyl-Distarchphosphat), CERESTAR USA, INC.
    • 7Knoblauchpulver: Tone's Brothers, Inc.
    • 8Zwiebelpulver: Tone's Brothers, Inc.
    • 9Lezithin: Enhance 97, Central Soya Co., Inc.
    • 10Putenpulver: Mondovi Foods Corporation
    • 11Hühnerpulver: Mondovi Foods Corporation
    • 12CaCO3 : LIGHT® Kalziumkarbonat, Specialty Minerals, Inc.
    • 13Trikalziumphosphat: FMC® Food Grade, FMC Corporation Phosphorus Chemicals Div.
    • 14Vitamin D3: Vitamins, Inc.
    • 15Wasser: Destilliertes Wasser, WalMart Stores, Inc.
    • 16Glycerol: Glyzerin 99,5 % USP, Ashland Chemical Company
  • Beispiel 2
  • Die Auswirkung von Stärke und Modifikatoren auf die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten
  • Tabelle 2 zeigt die Auswirkung von Stärke, Kohlenhydraten und Modifikatoren auf die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten. Die Bestandteile der Test-Prüfkörper und das Zubereitungsverfahren sind die gleichen wie in Beispiel 1. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
  • Proben 1 und 2 zeigen, dass die Kombination von Sojaprotein-Konzentrat und Weizengluten mit Kohlenhydraten und Weizenmehl eine höher Zugfestigkeit und Elastizitätsmodul aufweisen als die Kombination von Sojaprotein-Konzentrat und Weizengluten mit Maisstärke.
  • Bei Probe 3 wurde Natrium-Alginat als Modifikator in einer Menge von 5,3 Gew.% hinzugefügt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul durch das Hinzufügen von Natrium-Alginat erhöht wurden.
  • Bei Probe 4 wurde der Kohlenhydratgummi Nutricol als Modifikator in einer Menge von 2,7 Gew.% basierend auf dem Gesamtgewicht von Probe 1 hinzugefügt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul durch das Hinzufügen des Kohlenhydratgummis erhöht wurden. Somit können die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten durch das Hinzufügen eines Modifikators verbessert werden.
  • Tabelle 2
    Figure 00270001
  • Figure 00280001
    • 1Die Bestandteile sind die gleichen wie in Tabelle 1 und basieren auf das Gesamtgewicht als 100 Teile.
    • 2Weizenmehl: GOLD METAL FLOUR®, universal, General Mills Sales, Inc.
    • 3Natrium-Alginat: Alginsäure-Natriumsalz, Research Chemicals Ltd.
    • 4Nutricol GP 751 F: NUTRICOL® Konjac Mehlmischung mit Carrageenan und Dextrose, FMC Corporation Marine Colloids Division
  • Beispiel 3
  • Die Auswirkung des Feuchtigkeitsgehalts auf die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten
  • Tabelle 3 zeigt die Auswirkung des Feuchtigkeitsgehalts auf die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten. Die physikalischen Eigenschaften, wie zum Beispiel die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul wurden mit einem geringeren Feuchtigkeitsgehalt erhöht. Die Dehnung wurde bei niedrigerem Feuchtigkeitsgehalt in den Test-Probekörpern gemindert.
  • Zusätzlich dazu ist der Feuchtigkeitsgehalt wichtig beim Erhalt und Schutz des essbaren Thermoplasten. Dieses Beispiel zeigt, dass ein Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 8 bis 12 Gew.% die besten physikalischen Charakteristiken aufweisen könnte, während er gegen ein Verderben schützen würde.
  • Tabelle 3
    Figure 00290001
    • 1Bestandteile sind die gleichen wie in Tabelle 1 und basieren auf dem Gesamtgewicht als 100 Teile.
  • Beispiel 4
  • Die Auswirkung von diätischen Ballaststoffen auf die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten
  • Tabelle 4 stellt die Auswirkung von Ballaststoffen auf die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten dar. Wie durch Proben 1 und 2 gezeigt wurden die Zugfestigkeit und der Elastizitätsmodul durch das Hinzufügen von diätischen Ballaststoffen erhöht, während die Dehnung durch das Hinzufügen von diätischen Ballaststoffen vermindert wurde.
  • Die diätischen Ballaststoffe verbessern nicht nur die physikalischen Eigenschaften des essbaren Thermoplasten, sondern weisen auch physiologische Vorteile des Förderns von Regularität, Verhinderns von Verstopfung, Schutzes gegen Darmkrebs und andere Krebsarten auf. Ballaststoffe helfen auch dabei, die Zähne des Haustiers zu reinigen. Demgemäß reicht der Ballaststoffgehalt des essbaren Thermoplasten vorzugsweise von ungefähr 0,5 bis 10 Gew.%.
  • Tabelle 4
    Figure 00300001
  • Figure 00310001
    • 1Bestandteile sind die gleichen wie in Tabelle 1 und sind Teile basierend auf Sojaprotein-Konzentration als 100 Teile.
    • 2diätische Ballaststoffe: gereinigte pulverisierte Zellulose, Grad BH 65 FCC, 50 Mikronen, International Filler Corporation.

Claims (41)

  1. Nahrhafter Kaugegenstand für Haustiere, welcher einen geformten essbaren Thermoplasten umfasst, wobei der geformte essbare Thermoplast Folgendes umfasst: 30 bis 50 Gew.-% Protein, wobei dieses Protein eine Mischung aus von Pflanzen und Tieren stammendem Protein umfasst; 20 bis 50 Gew.-% Stärke; 8 bis 15 Gew.-% Wasser; 1 bis 10 Gew.-% essbare Ballaststoffe; 0,5 bis 3 Gew.-% Metallsalzhydrat; und wobei der geformte essbare Thermoplast eine Dichte von 1,2 bis 1,5 g/Kubikzentimeter aufweist.
  2. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei das von Pflanzen stammende Protein Sojabohnen-Protein ist.
  3. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 2, wobei das Sojabohnen-Protein aus Sojaprotein-Konzentrat, Sojaprotein-Isolat und eine Kombination aus diesen ist.
  4. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei das von Pflanzen stammende Protein aus Gluten, Zein, Hordein, Avenin, Kafirin, Secalin, Oryzenin und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  5. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei das von Tieren stammende Protein aus Kasein, Albumin, Kollagen, Gelatine, Keratin und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  6. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei die Stärke eine natürliche, unmodifizierte Stärke, eine chemisch modifizierte Stärke, eine prägelatinisierte Stärke oder eine Kombination von diesen ist.
  7. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei die Stärke eine natürliche Stärke ist, welche aus Maisstärke, Hochamyolose-Maisstärke, Kartoffelstärke, Süßkartoffelstärke, Weizenstärke, Reisstärke, Tapiokastärke, Hirsestärke und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  8. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei die Stärke eine chemisch modifizierte Stärke ist, welche aus Hydroxyethyl-Stärke, Hydroxypropyl-Stärke, Carboxymethyl-Stärke, acetylierter Hochamylose-Stärke, Stärke-Azetat, Stärke-Maleat, Stärke-Octenylsuccinat, Stärke-Succinat, Stärke-Phtalat, Hydroxypropylat-Hochamylose-Stärke ausgewählt ist.
  9. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei der essbare Ballaststoff aus löslichen und unlöslichen diätischen Ballaststoffen, löslichen und unlöslichen natürlichen Zellulose-Ballaststoffen und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  10. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei das Metallsalzhydrat ein Kalzium, Natrium, Kalium, Zink, Eisen, Aluminium oder Phosphorsalz oder eine Mischung von diesen ist.
  11. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei das Metallsalzhydrat ein Chlorid, Karbonat, Sulfat, Laktat, Oxalat, Borat, Phosphat oder Azetat-Salz oder eine Mischung von diesen ist.
  12. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei das Metallsalzhydrat FeCl2·6H2O, CaHPO4·2H2O Ca(C3H3O3)2·5H2O, CaSO4·2H2O, AlK(SO4)2·12H2O, AlNH4(SO4)2·12H2O, Na2B4O7·10H2O, CaCl2·2H2O oder eine Kombination von diesen ist.
  13. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, welcher ferner 0,5 bis 15 Gew.-% Aromastoffe umfasst.
  14. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 13, wobei der Aromastoff Hühnerpulver, Putenpulver, Zwiebelpulver, Knoblauchpulver, Pflanzenöle, Fleisch, Tierprodukte, Hühnerfleisch, Hühnerfett, Rinderhaut, Rindfleisch, Rinderfett, Schweinehaut, Schweinefleisch, Schweinefett, getrocknete Fleischfasern oder eine Kombination von diesen ist.
  15. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, welcher ferner bis zu 20 Gew.-% essbare Weichmacher umfasst.
  16. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, welcher ferner 12 bis 18 Gew.-% essbare Weichmacher umfasst.
  17. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 15, wobei der essbare Weichmacher aus Glycerol, Sorbitan, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Mannitol, Sorbitol und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  18. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 16, wobei der essbare Weichmacher aus Glycerol, Sorbitan, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Dipropylenglykol, Mannitol, Sorbitol und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  19. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, welcher ferner bis zu 10 Gew.-% Modifikatoren umfasst, um die mecha nischen Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften der essbaren Thermoplastenzusammensetzung zu verbessern.
  20. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 19, wobei der Modifikator ein Natrium-Alginat-Pektin, Carrageenan, Johannisbrotgummi, Agar, Mannan, Carbohydratgummi oder eine Kombination von diesen ist.
  21. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, welcher ferner bis zu 5 Gew.-% Nährstoffe umfasst.
  22. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 21, wobei die Nährstoffe mindestens eines von einem Vitamin, einem Mineralstoff, einem Spurenelement, Tierfett, Pflanzenöl, Lezithin und einem Kraut umfassen.
  23. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 22, wobei das Vitamin aus Vitamin A, Vitamin B1, Vitamin B2, Vitamin B3, Vitamin B12, Vitamin C, Vitamin D, Vitamin C, Vitamin E, Niacin, Biotin, Menadion, Folsäure, Pyridoxin und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  24. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 22, wobei der Mineralstoff aus Kalzium, Kalium, Magnesium, Natrium und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  25. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 22, wobei das Spurenelement aus Eisen, Phosphor, Zink, Mangan, Jod, Selen und Kobalt ausgewählt ist.
  26. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 22, wobei das Kraut aus Leinsamen, Leinsamenöl, Sonnenblumenöl, Linolsäure, Rosmarin, Salbei, Anis, Kamille, Valerian, Brennesselblatt, Himbeerblatt, Ysop, Yucca und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  27. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, welcher ferner ein Konservierungsmittel umfasst, wobei das Konservierungsmittel aus Kalziumpropionat, Sorbinsäure, Kaliumsorbat, Butylhydroxyanisol (BHA), Butylhydroxytoluol (BHT), Etoxyquin, Milchsäure, Benzoesäure, Natriumbenzoat, Ethyl-p-Hydroxybenzoat, Propyl-p-Hydroxybenzoat und einer Kombination von diesen ausgewählt ist.
  28. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, welcher ferner einen Hygiene-Zusatzstoff umfasst.
  29. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 28, wobei der Hygiene-Zusatzstoff aus einem Anti-Zahnstein-Mittel, Kalzium-Pyrophosphat, Natrium-Tripolyphosphat, Zinkzitrat, Kalzium-Hydrogenphosphat, entmentholisiertem Pfefferminzöl, Grünminze-Öl, Sorbitol und Sorbitan ausgewählt ist.
  30. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei der Thermoplast, nachdem er geformt wurde, eine Reißfestigkeit von 1 bis 5 MPa, gemessen gemäß ASTM Standardverfahren D638-86, aufweist.
  31. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei der Thermoplast, nachdem er geformt wurde, eine Reißfestigkeit von 1,5 bis 2,5 MPa, gemessen gemäß ASTM Standardverfahren D638-86, aufweist.
  32. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei der Thermoplast, nachdem er geformt wurde, eine prozentuale Längenveränderung von 6 bis 100 %, gemessen gemäß ASTM Standardverfahren D638-86, aufweist.
  33. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei der Thermoplast, nachdem er geformt wurde, eine prozentuale Längenveränderung von 20 bis 80 %, gemessen gemäß ASTM Standardverfahren D638-86, aufweist.
  34. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei der Thermoplast, nachdem er geformt wurde, Young's Modulus von 65 bis 2.600 MPa, gemessen gemäß ASTM Standardverfahren D638-86, aufweist.
  35. Essbarer Thermoplast nach Anspruch 1, wobei der Thermoplast, nachdem er geformt wurde, Young's Modulus von 65 bis 1.000 MPa, gemessen gemäß ASTM Standardverfahren D638-86, aufweist.
  36. Nahrhafter Kaugegenstand für Haustiere, welcher Folgendes umfasst: mehrere Segmente, welche durch mehrere Kerben getrennt sind, wobei die Kerben den Kaugegenstand für Haustiere zwischen jedem Segment in seiner Struktur schwächen, um ein Brechen und eine Trennung individueller Segmente von dem Kaugegenstand für Haustiere zu erleichtern; und einen geformten essbaren Thermoplasten, welcher 30 bis 50 Gew.-% Protein, welches eine Mischung aus von Pflanzen und Tieren stammendem Protein umfasst, 20 bis 50 Gew.-% Stärke, 8 bis 15 Gew.-% Wasser, 1 bis 10 Gew.-% essbare Ballaststoffe, 0,5 bis 3 Gew.-% Metallsalzhydrat umfasst, und wobei der geformte essbare Thermoplast eine Dichte von 1,2 bis 1,5 g/Kubikzentimeter aufweist.
  37. Nahrhafter Kaugegenstand für Haustiere nach Anspruch 36, wobei die Segmente einen Querschnitt aufweisen, welcher aus einem Kreis, einem Quadrat, einem Recht eck, einem Vieleck, einem Oval, einem Stern oder einer Fantasieform ausgewählt ist.
  38. Nahrhafter Kaugegenstand für Haustiere nach Anspruch 36, wobei der Kaugegenstand für Haustiere im Wesentlichen geradlinig ist.
  39. Nahrhafter Kaugegenstand für Haustiere nach Anspruch 36, wobei der Kaugegenstand für Haustiere eine Länge von ungefähr 10, 2 cm bis 30, 5 cm (4 bis 12 Inch) aufweist.
  40. Nahrhafter Kaugegenstand für Haustiere nach Anspruch 36, welcher durch Strangpressen, Formpressen, Spritzpressen oder Spritzgießen angefertigt wurde.
  41. Verfahren zum Trainieren eines Haustiers, welches Folgendes umfasst: Besorgen eines segmentierten nahrhaften Kaugegenstandes für Haustiere, welcher Folgendes umfasst: mehrere Segmente, welche durch mehrere Kerben getrennt sind; und einen geformten essbaren Thermoplasten, welcher 30 bis 50 Gew.-% Protein, welches eine Mischung aus von Pflanzen und Tieren stammendem Protein umfasst, 20 bis 50 Gew.-% Stärke, 8 bis 15 Gew.-% Wasser, 1 bis 10 Gew.-% essbare Ballaststoffe, 0,5 bis 3 Gew.-% Metallsalzhydrat umfasst, und wobei der geformte essbare Thermoplast eine Dichte von 1,2 bis 1,5 g/Kubikzentimeter aufweist; selektives Abbrechen eines Segments von dem nahrhaften Kaugegenstand für Haustiere; Übergeben des abgebrochenen Segments an ein Haustier; und Erlauben, dass das Haustier auf dem Segment herumkaut.
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