苜蓿產(chǎn)品的開發(fā)應用現(xiàn)狀

1、苜蓿產(chǎn)品的開發(fā)應用現(xiàn)狀 董寬虎 朱慧森（山西農(nóng)業(yè)大學動物科技學院 太谷 030801）摘 要 苜蓿富含蛋白質(zhì)、多種維生素和礦物質(zhì)，是多種家畜喜食的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)飼草和能量飼草，它既可用于青飼，同時也被用來開發(fā)研制成產(chǎn)品，當然這其中包括初級產(chǎn)品和進一步深加工而成的產(chǎn)品。初級產(chǎn)品包括有草捆、草粉、草顆粒和草塊等；同時，苜蓿葉片中含有豐富的蛋白質(zhì)，可以被提取加工成葉蛋白類飼料濃縮葉蛋白，濃縮葉蛋白的營養(yǎng)價值接近魚粉，各類氨基酸含量豐富，近年來研究和開發(fā)較多，但是由于加工工藝復雜、能耗大，成本較高，推廣應用受到很大限制。另外，苜蓿青貯的制作在青貯窖、青貯塔基礎上，發(fā)展形成了高密度草捆青貯、拉伸膜裹包青貯等

2、產(chǎn)品，歸為初級產(chǎn)品一類，它同相同原料制成的其他產(chǎn)品相比，具有營養(yǎng)價值保存完好、生產(chǎn)成本低的優(yōu)點，便于在各種差異較大的生產(chǎn)條件下推行，可以說具有相當廣闊的市場前景。本文就目前苜蓿產(chǎn)品的開發(fā)應用現(xiàn)狀進行了闡述，有望能對當代苜蓿產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)起到一定的指導意義。關鍵詞 苜蓿 產(chǎn)品開發(fā)豆科牧草苜蓿具有適應性廣、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、改良土壤迅速、經(jīng)濟效益高、生態(tài)功能齊全的特性，素有“牧草之王”的美稱，是目前世界上栽培面積最廣，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平最高的新世紀朝陽產(chǎn)業(yè)。全世界現(xiàn)苜蓿種植面積約3300萬公頃，其中美國占到1/3，我國苜蓿種植面積也有133萬公頃，居世界第五位。就苜蓿產(chǎn)業(yè)體系發(fā)展完善程度而言，美國居第一位，其次是

3、阿根廷和加拿大。目前苜蓿在美國的種植主要集中分布在美國的西部和北部地區(qū)，種植面積僅次于玉米、小麥和大豆，但就其產(chǎn)值而言，美國各類飼草的總產(chǎn)值相當于小麥和大豆的總和，這其中苜蓿所占比重最大，粗略統(tǒng)計苜蓿干草的年產(chǎn)值達81億美元。此外，美國苜蓿種子生產(chǎn)也占有相當大的一個份額。其他國家，如歐洲的西班牙、意大利、法國、羅馬尼亞、保加利亞、匈牙利、南聯(lián)盟等國，雖絕對生產(chǎn)面積不大，但由于國土面積較小，苜蓿生產(chǎn)加工某種意義上也構(gòu)成為本國農(nóng)業(yè)的主要支柱產(chǎn)業(yè)，并且具有較高的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)水平。就我國苜蓿發(fā)展，自西漢時期開始即由中亞引入進行栽培，歷經(jīng)2000余年之久，逐步在全國北方地區(qū)普及生產(chǎn)，成為我國北方最重要的飼

4、草及養(yǎng)地作物。 目前隨著草業(yè)觀念的逐步確立，以及退耕還草的緊迫形勢，苜蓿產(chǎn)品開發(fā)應用必將日益受到重視，它必將在農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整和肉、蛋、奶等第二性產(chǎn)品的生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用。1 初級產(chǎn)品1.1干草捆 草捆通常由撿拾打捆機將經(jīng)過自然干燥或人工高溫烘干后干燥到一定程度的牧草打制而成，由于其加工工藝簡便，成本低，是目前市場上流通最為廣泛的苜蓿草產(chǎn)品，其它干草產(chǎn)品基本上都是在它的基礎上進一步加工而成的。美國出口的草產(chǎn)品中80%以上都是干草捆。根據(jù)打捆機具規(guī)格的不同，草捆有大方草捆、小方草捆和圓柱形草捆之分；根據(jù)所打制的草捆密度，草捆又有低密度草捆或高密度草捆之分，通常低密度草捆由撿拾打捆機在田間直接作

5、業(yè)而成，高密度草捆在低密度草捆的基礎上由固定式打捆機（又稱二次壓縮打捆機）打成。其工藝流程中一重要的技術(shù)環(huán)節(jié)是需掌握草捆打制時干草的最佳含水量，一般以20%25%為宜，以避免營養(yǎng)物質(zhì)的過量損失。1.2草粉、草顆粒和草塊草粉和草顆粒加工常用混合脫水干燥或人工高溫干燥法，將鮮牧草或半干草在極短的時間內(nèi)(通常25s)干燥，即水分迅速下降到15%后用錘片式粉碎機粉碎制成干草粉，或在粉碎后進一步經(jīng)制粒機壓制成草顆粒。草顆粒同草粉相比，大大減小了與空氣接觸的表面積，同時在制粒過程中還可添加入一些高能值飼料或一些飼料添加劑，從而獲得全價復合料。將含水量大于10%，即莖和葉在含水量、密度和脆性上差異最大的牧草

6、經(jīng)過一個特殊的粉碎程序，造成濕度不同的莖、葉顆粒的大小差異后，通過過篩法或空氣分離法使莖料和葉料分離；或是采用一種帶有橡膠指狀物的旋轉(zhuǎn)器直接從田間摘取苜蓿植株上的嫩葉，而后經(jīng)過干燥制成的產(chǎn)品即為莖粉和葉粉，亦可進一步壓制成莖粒和葉粒，這類產(chǎn)品丞待在生產(chǎn)中推廣。草塊通常是在高溫干燥牧草的基礎上，將25cm長、含水量12%15%的草段經(jīng)固定壓塊機壓制而成，草塊在壓制過程中可添加入家畜所需的礦物質(zhì)元素或各類添加劑。以上幾類產(chǎn)品可以說在整個高溫快速烘干過程中大大避免了養(yǎng)分的損失，是目前市場上理想的植物蛋白飼料。1.3青貯青貯系指牧草、飼料作物或農(nóng)副產(chǎn)物等在密封條件下，經(jīng)過物理、化學、微生物等因素的相互

7、作用后在相當長的時間內(nèi)仍能保持其質(zhì)量相對不變的一種保鮮技術(shù)。一種理想的青貯原料應該具備如下條件：含有足夠水平的以WSC形式存在的可發(fā)酵底物，低的緩沖能，高于20%的DM含量(McDonald等,1991)，同時青貯時一定程度地切短和壓實也是青貯成功的關鍵技術(shù)環(huán)節(jié)。然而生產(chǎn)中許多原料不具備上述條件，必須采取諸如田間萎蔫、精細切短或添加入一些必要的添加劑來滿足。苜蓿就是其中一例，在飼料資源嚴重匱乏的今天，進行苜蓿的青貯調(diào)制對于畜牧業(yè)生產(chǎn)有著重要的實踐意義?，F(xiàn)常見的苜蓿青貯調(diào)制手段有： 凋萎青貯凋萎青貯是在原料刈割后不直接進行青貯，而要等晾曬萎蔫至一定的DM水平時再行青貯，以造成微生物的一種生理干燥

8、狀態(tài)。原料DM含量是青貯成功的關鍵所在。一般當DM<30%時，由青貯汁液滲漏和梭菌不良發(fā)酵造成的損失最大；而DM>50%時，又會由于整個凋萎過程中不可避免的雨淋、機械作業(yè)、微生物好氣性不良發(fā)酵而使損失加大?？梢奃M含量為30%50%的原料最適宜用于青貯調(diào)制，其中含水量稍高一些的(60%70%)原料宜于窖貯，含水量稍低一些的(50%60%)宜于塔貯。無汁液滲漏的草捆青貯的DM含量要求不小于22%25%(Davies和Nicholson,1999)。凋萎青貯技術(shù)廣泛地被美國、加拿大、澳大利亞、日本等畜牧業(yè)發(fā)達國家采用。目前世界上最先進的青貯技術(shù)拉伸膜裹包青貯、草捆青貯實際上均是利用的該

9、青貯發(fā)酵原理。此類產(chǎn)品易于搬運、飼喂，商品性強，市場前景看好。 添加劑青貯青貯添加劑從無機酸開始使用起至今已有上百年的歷史，其種類也發(fā)展到上百種，目前世界各國約有70%的青貯飼料中使用添加劑。McDonald(1991)根據(jù)添加劑的功用，將其共劃分為五大類：發(fā)酵促進劑、發(fā)酵抑制劑、好氣性變質(zhì)抑制劑、營養(yǎng)性添加劑和吸收劑。其中發(fā)酵抑制劑青貯中以對甲酸的研究較多，甲酸的添加加速了酸化過程，pH值降低，青貯自然發(fā)酵受抑制，不良微生物的活動被阻斷，營養(yǎng)物質(zhì)的分解限定到最低水平。眾多學者的試驗研究，建議苜蓿青貯甲酸添加量以56ml/kg為宜。發(fā)酵促進劑青貯中以蔗糖、糖蜜及乳酸菌制劑的的研究較多，而且添加

10、效果明顯，它們調(diào)制青貯某種程度上是基于提高發(fā)酵底物濃度或直接接種乳酸菌，造成乳酸菌發(fā)酵優(yōu)勢的。目前主要使用的菌種有Lactobacillus plantarum、Enterococcus faecium和Pediococcus pentosaceus等。此外，近年來，日本Ohshima等人進行綠色發(fā)酵汁(previously fermented juices；PFJ)調(diào)制青貯的研究。PFJ實際上就是一種乳酸菌制劑的新型替代品，但這還有待進一步深入研究。 混合青貯混合青貯是將兩種或兩種以上的青貯原料按一定比例混合后調(diào)制成的青貯。混合青貯更易于調(diào)控原料水分含量，從而抑制梭菌的生長；原料混合青貯后，

11、易形成養(yǎng)分互補，如苜蓿-無芒雀麥等的混合青貯。2深加工產(chǎn)品主要指得是植物濃縮葉蛋白或稱綠色蛋白濃縮物，它是以新鮮牧草或青飼料作物莖葉為原料，經(jīng)磨碎、壓榨分離后所取得的高質(zhì)量的蛋白質(zhì)濃縮物（簡稱LPC）。相關葉蛋白的研究最初是在匈牙利（19241925），之后在英國（19361939），但其中多是屬于試驗性質(zhì)的。直到70年代末，由于全球性飼料蛋白質(zhì)的嚴重不足以及飼料大豆價格的猛漲，許多國家紛紛采用各種途徑開發(fā)蛋白質(zhì)飼料資源。英、澳、匈、美等國先后大規(guī)模開展了葉蛋白研究開發(fā)工作，為數(shù)眾多的國家實現(xiàn)了葉蛋白的工業(yè)化商品生產(chǎn)?，F(xiàn)在世界上許多發(fā)達和發(fā)展中國家，如美國、英國、法國、巴西、印度、新西蘭、匈牙

12、利等都修建起了大規(guī)模的葉蛋白加工工廠，把發(fā)展葉蛋白加工工業(yè)作為解決蛋白質(zhì)飼料供給不足的主要措施之一。我國在50年代中期由西北畜牧獸醫(yī)學院畜牧系對葉蛋白以“飼料膏”的名稱進行試驗，到80年代后期對葉蛋白的生產(chǎn)展開了大量研究。苜蓿葉中含有豐富的蛋白質(zhì)，不失為一種用于生產(chǎn)葉蛋白的優(yōu)質(zhì)原料。據(jù)報道，利用苜蓿生產(chǎn)的葉蛋白飼料的粗蛋白含量高達32%58%，較大豆中的粗蛋白含量高，品質(zhì)與大豆蛋白和豆餅蛋白接近。從氨基酸含量來看，精氨酸、谷氨酸、絲氨酸含量低于大豆蛋白，丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、胱氨酸、脯氨酸、蘇氨酸、纈氨酸含量高于大豆蛋白，天門冬氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸

13、含量與大豆蛋白相近。在飼料能量價值方面，消化能和代謝能含量約為大豆的85%，與大豆餅、花生餅的含量相當。葉蛋白飼料除含有豐富的蛋白質(zhì)和較高水平的能量價值外，還含有豐富的維生素A、E和礦物質(zhì)元素鈣、鎂、鉀及促進生長和繁殖的未知因子、大量的葉黃素等，就是生產(chǎn)葉蛋白后的副產(chǎn)物中仍含有相當數(shù)量的營養(yǎng)物質(zhì)。葉蛋白飼料的保水性、乳化性、膠質(zhì)形成性均優(yōu)于動物性蛋白飼料，因此易于加工，且不含動物性膽固醇，易于直接加入配合飼料制成顆粒飼料，滿足各類畜禽以及水產(chǎn)動物的營養(yǎng)物質(zhì)所需。再有，生產(chǎn)葉蛋白時由于綠色植物葉子在曬制過程中的自然因素以及人工因素的損失大大減少，一般損失只有5%8%，從而使營養(yǎng)物質(zhì)得以很好地保存

14、。2.1葉蛋白提取工藝 葉蛋白濃縮物提取加工法大體分為動物營養(yǎng)型“蛋白質(zhì)”提取加工法和人體營養(yǎng)型“葉蛋白”提取加工法。動物營養(yǎng)型“葉蛋白”提取法主要是將鮮苜蓿經(jīng)打漿處理，再經(jīng)過擠壓，獲得綠色含蛋白質(zhì)的提取原液后經(jīng)烘干、粉碎獲得的葉蛋白濃縮物產(chǎn)品。該產(chǎn)品的粗蛋白質(zhì)含量在45%65%之間，是一種高品質(zhì)的單胃動物蛋白質(zhì)添加飼料。提取蛋白質(zhì)后的苜蓿草渣中粗蛋白質(zhì)含量約為6%8%，經(jīng)過烘干可制成顆粒飼料或進行乳酸發(fā)酵，生產(chǎn)青貯飼料，用于飼喂草食家畜。人體營養(yǎng)型“葉蛋白”生產(chǎn)工藝與動物型葉蛋白的生產(chǎn)工藝相類似，不同之處在于原料的清選更為精細，拿苜蓿來說，要提前做好原料的清洗、去雜工作，提取葉蛋白的原液還要

15、進行滅菌處理，通常采用“真空干燥噴霧加工法”對葉蛋白提取的原液進行加工等技術(shù)措施，以確保葉蛋白食品的安全性。2.2葉蛋白深加工 苜蓿的嫩芽可被直接采摘來或經(jīng)人工凍干、烘干作蔬菜食用；亦可經(jīng)精細加工炮制成苜蓿茶飲用；還可專門用作兒童食品，苜蓿葉蛋白作為食品，每100克中含熱量397大卡，蛋白質(zhì)60克，鈣800毫克，鐵50毫克，-胡蘿卜素1.4微克，特別地其中賴氨酸含量豐富，常被用作兒童補充蛋白質(zhì)的來源。2.2.2 用于提取天然色素 苜蓿植株中含有葉綠素、葉黃素、胡蘿卜素和類胡蘿卜素等天然色素，提取后可替代人工合成色素添加入禽類飼料或水產(chǎn)動物飼料中，以提高其商品價值。 G.Anelli（1985）研究報道，鮮苜蓿草餅的含水量為65%，營養(yǎng)成分以干物質(zhì)計為粗蛋白含量12.2%，粗脂肪含量1.8%，粗纖維含量28.6%，無氮浸出物含量50.1%，粗灰分含量7.3%，各種礦物質(zhì)含量不論鮮草還是草餅均能滿足家畜生產(chǎn)所需。鮮草餅還可采用普通的干燥方法加工成干草餅，便于貯存飼喂；鮮草餅亦可青貯后飼喂家畜，不失為家畜的優(yōu)質(zhì)飼料。11%20%的殘留干物質(zhì)，多半是糖和含氮化合物，還有較多的維生素和有機物等。以前脫蛋白液常被作為廢液而處理，現(xiàn)在隨著生產(chǎn)工藝的改進和科學研究的不斷深入，可將其