高活性苜蓿膳食纤维的制备方法.doc

1. 苜蓿及其产品的营养价值和在畜牧业中的应用 苜蓿及其产品的营养价值和在畜牧业中的应用 原发表日期: 2003-06-16原作者: 王继强 张 波 刘福柱 （西北农林科技大学动物科技学院）文章来源: 中国饲料工业信息网 -我国是一个人口多、土地少、粮食紧张,肉、蛋、奶和毛皮短缺，国土环境恶化的发展中国家，但草地面积之广和牧草资源丰富却得天独厚，位居世界前列。改革开放后，我国畜牧业得到充分发展，肉的年递增率为10.5%，蛋为12.2%，奶为12.5%，养殖水产品为12.8%，而粮食的年递增率仅为2.7%。据全国饲料办公室预测，到2010年全国能量饲料缺乏将达到43008300万t。饲料工业如果仅向现有的饲料资源等、靠、要，将不利于我国畜牧业的持续快速发展。种植优良牧草如苜蓿、鲁梅克斯，不仅可解决我国饲料资源短缺问题，而且可提高对土地的综合利用效率，保护土地资源，改善生态环境。一、苜蓿的营养价值 苜蓿原产于小亚细亚、伊朗、外高加索和土库曼高地，我国已有2000多年的栽培历史，广泛分布于西北、华北、东北地区，是我国栽培面积最大的牧草。苜蓿素以“牧草之王”著称，不仅产量高，而且草质好，具有很高的营养价值。苜蓿干物质中，粗蛋白的含量为1824.8%，赖氨酸为1.061.38%，粗脂肪为2.4%，粗纤维为35.7%，无氮浸出物为34.4%，粗灰分为8.9%，其中钙为1.09%，磷为0.3%，初花期和盛花期苜蓿干草的产奶净能为1.23和1.68Mcal/kg，接近于中等能量饲料。苜蓿蛋白含有20种以上的氨基酸，包括人和动物的全部必需氨基酸，其中，蛋氨酸0.32%、赖氨酸1.06%、缬氨酸0.94%、苏氨酸0.86%、苯丙氨酸1.27%、亮氨酸1.34%等（张子仪，2000），以及一些稀有氨基酸（瓜氨酸、刀豆氨基酸等），主要存在于苜蓿的叶片中，其中30%50%的蛋白质存在于叶绿体中。一亩苜蓿可年产5000kg鲜草，按鲜干值4：1计算，可生产1250kg高蛋白、维生素草粉，其蛋白质产量是种一亩玉米蛋白质产量的46倍，相当于750kg大豆的含量；生物学含量相当于玉米的34倍；维生素、矿物质元素的产量则相当于种玉米的10倍以上，其综合营养价值高于玉米、小麦等粮食作物。二、苜蓿在畜牧业中的应用1. 牛近年来，我国奶牛养殖业保持持续稳定的发展势头，奶牛产奶总量从1984年的259万t增加到2000年的919万t，然而我国奶牛生产中优质禾本科和豆科牧草的使用很低，奶牛的常规饲料仍为劣质秸杆类粗饲料（玉米秸秆、麦秸和稻秸）和三大料（玉米、麸皮、饼粕）的简单混合，其能量有余，蛋白质饲料单一，氨基酸搭配不当，矿物质、微量元素和维生素严重缺乏，饲料转化率低，产奶量、乳脂率低。表1列出了四种粗饲料的营养成分。表1 四种粗饲料的营养成分 苜蓿干草玉米青贮 羊草干草 玉米秸秆NEL/（MJ/kgDM）5.6 3.8 3.42.1CP/%DM17.910.4 6.76.4NDF/%DM 45.566.069.6 84.3由表1可知，四种粗饲料的营养价值以苜蓿干草为最佳，其次是玉米青贮，再次是羊草干草，最差是玉米秸秆。1998年，我国奶牛平均产奶量为1469kg，低于世界平均水平2028kg。总结国外奶牛高产、奶牛健康和利用年限长的经验，主要是在于常年饲喂优质牧草饲料（如苜蓿和鲁梅克斯k-1）。因此，在我国也应大力推广优质牧草饲料。刘树欣用5kg苜蓿代替5kg玉米精料饲喂奶牛试验，试验结果表明，用苜蓿饲喂奶牛可使每头牛日产奶量增加1.5kg，每头奶牛每天可多增收4.35元。这表明，用苜蓿替代部分精料可降低日粮成本，提高产奶量。李胜利用优质苜蓿作为高产奶牛的粗饲料，研究对奶牛生产性能的影响，试验结果表明，牛奶日产量增加3.2kg，乳脂率提高9.7%，乳蛋白率提高3.8%。王运亨（2000）用2.5kg苜蓿干草取代2.5kg羊草饲喂奶牛，牛奶产量有了显著的提高，乳成分也得到改善，每头每日纯增效益3.68元。可见，用高蛋白苜蓿干草代替低蛋白的玉米秸、羊草和玉米青贮，可以提高产奶量、改善乳成分和提高经济效益。2. 羊苜蓿年产量高，并含有各种必需氨基酸，蛋白质的生物学价值也比较高，钙、磷、胡萝卜素、硫胺素、核黄素、VC、VE等均丰富。因此，用苜蓿干草饲喂肉羊可改善肉羊的育肥效果和经济价值。赵凤立用苜蓿干草饲喂肉羊肥育效果试验，结果发现试验组羊的屠宰率、净肉率、眼肌面积及失水率均显著高于对照组羊，但添加苜蓿量不宜超过日粮的30%。胡永杰用紫花苜蓿饲喂肉羊，试验结果表明试验组山羊比对照组山羊日增重高27.4g，经济效益提高18.1%。洪名魁用苜蓿干草和蛋白粉饲料饲喂小尾寒羊进行育肥效果试验，结果发现苜蓿干草和蛋白粉对小尾寒羊日增重、屠宰率、净肉率影响基本一致。3. 猪在日粮中搭配一定的苜蓿草粉，能为生长猪提供部分维持能量及组织合成需要，但苜蓿中纤维含量较高，用量越多，其抗营养性越强，因此在猪日粮中的添加量不宜过大。韩东鲁试验表明，在猪日粮中添加5%的苜蓿草粉比添加9%的苜蓿草粉，平均日增重高17.78g。但美国许多州（19531955）的试验表明，生长育肥猪的日粮用5%15%的优质苜蓿可使生长猪获得良好的生产性能。为提高猪对苜蓿的利用率，可在猪高苜蓿水平日粮中添加纤维素酶。申瑞玲在含10%苜蓿的猪日粮中添加0.1%的复合纤维素酶，粗蛋白的利用率提高19.2%，粗纤维提高41.1%，日增重提高17.9%，屠宰率提高5.69%。另外，在日粮中添加苜蓿对繁殖母猪的健康和胎儿的发育有着十分重要的作用。母猪在空怀期和妊娠期对饲料能量的需求并不太迫切，如果在这一时期内提供的能量过多，会使母猪太肥，导致不易受孕或产仔率不高。因此，在空怀期和妊娠期的前、中期，这两个半月内给母猪多喂优质牧草，不仅可节省大量精饲料，而且苜蓿中含有的大量维生素和矿物质对胎儿的健康十分有利。4. 家禽苜蓿中含有丰富的维生素和矿物质元素，以及其它一些未知生长因子，可改善家禽的生产性能。苜蓿总甙是从天然苜蓿中提取的具有生理活性的物质，具有类似大豆黄酮的功能。雷祖玉在肉仔鸡日粮中添加苜蓿总甙，试验结果表明，肉仔鸡的腹脂重和腹脂率分别降低了7.70%和11.16%，差异极显著（p0.01）；半净膛重提高了3.89%。这是因为苜蓿总甙使肉仔鸡体内合成蛋白质的能力增强，同时提高了氮的吸收和利用率，使氮的代谢产物减少，从而提高了半净膛重。苜蓿草粉也是家禽饲料中叶黄素的重要来源，它不仅使蛋黄的色泽鲜艳，提高产蛋性能，而且可降低生产成本。陶福军报道，用苜蓿草饲喂豁鹅可使鹅个体产蛋量提高19%，商品咸鹅蛋蛋黄颜色明显变深、发红，呈金黄色，每只鹅增收12元。何欣试验表明，在蛋鸡饲料中添加5%的苜蓿草粉对蛋黄的着色有着极显著的促进作用。5. 其它动物粗纤维是家兔能量的部分来源，对维持家兔的正常消化功能，预防消化道疾病有重要的作用。苜蓿中含有丰富的粗纤维，还含有家兔生长发育所不能合成的四种维生素VA、VE、VK、VB12。高崇岳在毛兔日粮中添加50%的苜蓿草粉，日增重为10.7g，产毛量110.3g，屠宰率52.3%，优于饲喂普通粗饲料。崔日顺用苜蓿代替树叶饲喂梅花鹿，实验结果表明，试验组比对照组鹿茸干重增加25.1%，二杠茸单产增加10.66%；并建议，在鹿的日粮中添加36%左右的鲜苜蓿比较合适。三、苜蓿叶蛋白苜蓿叶蛋白（alfalfa leaves protein,简称ALP）是将苜蓿茎叶粉碎、压榨、凝固、析出、最后干燥而形成的蛋白质浓缩物。叶蛋白研究的历史可追溯到1773年，当时的Roulle用酒精从绿色植物中提取有色絮凝物质即叶蛋白。目前，法国、美国和澳大利亚的叶蛋白，主要是利用苜蓿提取，其中以法国成效显著。1. 苜蓿叶蛋白的营养价值苜蓿叶蛋白的蛋白质含量在38.31%62.70%之间，粗脂肪6%12%，无氮浸出物10%35%，粗纤维2%4%，消化能17.419.1MJ/kg，代谢能10.813.4MJ/kg。苜蓿叶蛋白中还含有丰富的维生素和矿物质，每千克苜蓿叶蛋白含有叶黄素1100mg,胡萝卜素300800 mg，VE 600700 mg。苜蓿叶蛋白的开发利用有利于缓解我国目前紧张的蛋白质饲料资源，提高苜蓿潜在的营养价值和经济附加值。2. 苜蓿叶蛋白在畜牧业中的应用 （1）鸡有研究表明，用苜蓿、草木犀、玉米、苏丹草混合制成的叶蛋白代替蛋鸡饲料中50100%的鱼粉，对其产蛋率无影响。唐晓玲等（1996）用5.97%和10.63%的叶蛋白替代2.5%和5%的鱼粉饲喂蛋鸡，试验结果表明，产蛋率、产蛋总数和蛋黄颜色差异不大。冯立志（1998）研究表明，用叶蛋白替代雏鸡日粮中5075%的鱼粉或肉骨粉时，其成活率提高了3.44.2%。 （2）猪前苏联学者Mamtoba(1986)报道，叶蛋白中所含有的各种氨基酸的比例与干脱脂乳蛋白相近，只有蛋氨酸、胱氨酸的含量略低于鱼粉，但高于大豆饼。用幼龄猪所做的平衡试验表明，苜蓿叶蛋白的消化率为6270%，氨基酸的吸收率为77.282.3%。用苜蓿叶蛋白替代4360日龄仔猪日粮中50%的鱼粉与脱脂乳和1/3的豆粕与水解酵母，结果发现，试验组与对照组的日增重仅相差4g，而饲料成本可显著降低。华粉妹等报道，用叶蛋白饲料代替脱脂乳饲喂仔猪，仔猪的日增重提高10%以上。四、存在的问题苜蓿在畜牧业中虽然得到了广泛应用，但还有许多问题有待于进一步解决。1.苜蓿草粉的生产还未形成产业化，苜蓿草粉的来源、品质得不到保证，其营养成分随苜蓿的收割期、加工方式不同而变异很大，致使苜蓿草粉在饲料配方中的比例不固定。2. 苜蓿叶蛋白的发展经历了半个多世纪，但叶蛋白工厂生产规模小、产品单一、加工技术不完善，生产成本高，不利于商业化的推广与应用。3.苜蓿及其产品对人的健康影响，还有待进一步通过试验加以证明。五、前景目前，我国饲料资源比较缺乏，随着人民生活水平的提高、膳食结构的改善和养殖业的发展，我国畜牧业将需要更多的饲料资源。我国有13亿人口，人均粮食仅为450kg，不可能拿出更多的粮食作饲料，因此要适度种植牧草来改变这种状况。近年来，我国政府提出退耕还草、还林的政策，这不仅可保护生态环境，而且可改善农业产业结构，扩大饲料资源。苜蓿在这方面的潜力很大，随着我国苜蓿的产业化的发展，苜蓿将在我国畜牧业中发挥更大的作用。 如果你认为本网转载的内容涉及侵权，请作品的作者尽快与我们联系。电话信息中心。 2.高活性苜蓿膳食纤维的制备方法 申请专利号CN200410079035.5 专利申请日2004.09.04 名称高活性苜蓿膳食纤维的制备方法 公开（公告）号CN1586306公开（公告）日2005.03.02 类别人类生活必需（农、轻、医）颁证日优先权申请（专利权）张宁生 地址751104宁夏回族自治区吴忠市利通区金银滩镇吴忠天地农牧发展有限公司发明（设计）人张宁生 国际申请国际公布进入国家日期专利代理机构宁夏专利服务中心 代理人徐淑芬 摘要本发明涉及高活性苜蓿膳食纤维的制备方法，该工艺利用挤压蒸煮技术和超微粉碎技术对苜蓿膳食纤维进行改性处理，特别是将双螺杆挤压机的螺杆结构由现有技术中的喂料段、熔融段、均化段和挤出段的四段分布结构，改变为喂料段、熔融段、一次挤出段、均化段、二次挤出段、反向阻滞段的六段分布结构，该技术的应用可获得高生理活性的苜蓿膳食纤维，还可提高双螺杆挤压机的工艺稳定性。本发明技术的研制成功将改变我国膳食纤维制备工艺的落后现状，使只能作为无能量填充剂的膳食纤维变为具有较好生理活性的功能基料(生理活性物质)，大大缩短了我国与国外先进水平的差距，对提高苜蓿深加工产品的科技含量和经济附加值，拓宽其应用新领域具有十分重要的意义。 主权项1.一种高活性苜蓿膳食纤维的制备方法，其工艺过程为： a.苜蓿叶渣制备：将鲜嫩苜蓿茎叶粉碎，打浆，压榨后得苜蓿叶渣； b.苜蓿叶渣前处理：将上述苜蓿叶渣经过浸泡漂洗，脱除草味，二次漂洗，漂白脱色，细化均质，脱水干燥后获得含水量为68的纤维； c.活化处理：将上述纤维放入双螺杆二次挤压机中进行活化处理，控制进料量保持在30kg/h恒定不变，进水量在3060范围内变化，螺杆转速在220280r/min范围内变化； d.超微粉碎：利用空气动力与超高速气流碰撞粉碎方法获得粒径为24 微米、细度为13001500目的高活性苜蓿膳食纤维。 3.苜蓿草渣膳食纤维的提取、脱色工艺研究专业: 动物营养与饲料科学关键词: 苜蓿草渣 水溶性膳食纤维 水不溶性膳食纤维 提取 脱色分类号: S816.9形态: 共 69 页约 45,195 个字约 2.162 M内容阅读: 获取全文内容摘要本试验首先测定了不同时期紫花苜蓿水溶性膳食纤维SDF和水不溶性膳食纤维IDF的含量，又以苜蓿草渣为原料，采用单因素试验设计和正交试验设计，研究了SDF和IDF的最佳提取工艺以及IDF的最佳脱色工艺。结果表明:1随着紫花苜蓿的不断生长，SDF含量下降而IDF含量升高，选择初花期紫花苜蓿提取膳食纤维较好。2提取SDF的最佳工艺条件是：温度90，pH值1.0，时间90min，加水比110。提取温度、pH值、时间和加水比这四个因素对SDF的产率的影响都极显著P0.01.3用木瓜蛋白酶水解法提取IDF的最佳工艺条件是：NaOH浓度为5，碱浸温度为60，碱浸时间为50min，木瓜蛋白酶加入量为0.3。其中，木瓜蛋白酶的用量对产品纤维素含量的影响极显著P0.01，NaOH浓度、碱浸时间的影响显著P0.05，碱浸温度影响不显著。4用化学法提取水不溶性膳食纤维的最佳工艺条件是：碱浸温度为80，碱浸时间为70min，酸浸温度为50，酸浸时间为4h。其中，碱浸温度对产品膳食纤维含量的影响极显著P0.01，碱浸时间的影响显著P0.05，酸浸温度和酸浸时间的影响不显著。5用微生物发酵法提取水不溶性膳食纤维的最佳工艺条件是：接种量为6，两菌比为12，发酵温度为37，发酵时间为15h。发酵温度和发酵时间对产品膳食纤维含量的影响显著P0.05，接种量和两菌比的影响不显著。6提取IDF的三种方法当中，酶水解法所得产品蛋白质含量极显著低于化学法和发酵法P0.01，而膳食纤维含量、持水力和膨胀力极显著地高于化学法和发酵法P0.01.因此，酶水解法提取IDF效果最佳，化学法和发酵法效果较差。7采用NaClO对苜蓿草渣膳食纤维进行脱色，效果显著好于H2O2和Na2SO3.最适宜的脱色条件为：NaClO浓度为7、脱色时间为1h，脱色温度为20.-全文目录中文摘要Summary第一部分 文献综述1. 苜蓿简介及应用价值1.1 苜蓿的主要营养成分及饲用价值1.2 苜蓿生物活性成分及功能的研究现状1.2.1 膳食纤维Dietary fiber1.2.2 叶蛋白Leaves protein1.2.3 黄酮类Flavonoids1.2.4 香豆素coumarin1.2.5 绿原酸Chlorogenic acid1.2.6 其他1.3 苜蓿活性成分的发展趋势2. 膳食纤维在国内外的研究动态2.1 组成与分类2.2 提取膳食纤维的方法2.2.1 粗分离法2.2.2 化学分离法2.2.3 酶试剂法2.2.4 化学试剂和酶试剂结合法2.2.5 膜分离法2.3 理化性质2.4 分析鉴定2.4.1 膳食纤维的分析原理2.4.2 AACC 推荐的膳食纤维分析法2.5 功能与作用2.5.1 具有很高的持水性2.5.2 对有机化合物有螯合作用2.5.3 对阳离子有结合和交换的能力2.5.4 具有可调解代谢功能与降低血糖作用2.5.5 有可改变肠道系统中微生物群系组成的物化特性2.6 膳食纤维的改性与资源的开发2.7 膳食纤维在食品加工中的应用2.7.1 在主食中的应用2.7.2 在饼干与糕点中的应用2.7.3 在早点与小食品中的应用2.7.4 在其他食品中的应用2.8 今后膳食纤维的研究方向2.8.1 膳食纤维资源的开发2.8.2 膳食纤维提取方法的研究2.8.3 膳食纤维生理功能的研究2.8.4 膳食纤维工业化生产的研究2.8.5 膳食纤维用途进一步拓宽的研究第二部分 试验研究1. 该研究的主要目的及内容2. 材料与方法2.1 试验材料2.2 试验药品2.3 试验仪器2.4 试验方法2.4.1 试验设计2.4.2 测定方法2.4.3 制备方法2.4.4 验证试验2.4.5 数据处理2.4.6 脱色条件的确定方法3. 结果与分析3.1 不同时期对紫花苜蓿膳食纤维含量的影响3.2 苜蓿草渣成分含量的测定3.3 酸水解法制备水溶性膳食纤维3.3.1 酸种类的选择3.3.2 水溶性膳食纤维提取工艺的确定3.4 木瓜蛋白酶水解法制备水不溶性膳食纤维3.4.1 单因素试验确定影响产品成分含量和理化性质的因素3.4.2 正交试验确定水不溶性膳食纤维的最佳生产工艺3.5 化学法制备水不溶性膳食纤维3.5.1 单因素试验确定影响产品成分含量和理化性质的因素3.5.2 正交试验确定水不溶性膳食纤维的最佳生产工艺3.6 微生物发酵法制备水不溶性膳食纤维3.7 三种方法之间的比较3.8 苜蓿草渣膳食纤维的脱色试验3.8.1 脱色剂的选择3.8.2 脱色剂浓度的确定3.8.3 脱色时间的确定3.8.4 脱色温度的确定4. 讨论5. 全文结论参考文献附录1 中英文对照表附录2 排序检验法检验表（5%）-相似论文1. 高压静电干燥对益微制剂品质影响的研究,37页,S816.9 2. 两种不同类型的能量饲料对泌乳奶牛产奶性能及血液生化指标的影响,52页,S816.32 3. 豆粕发酵工艺改进及发酵豆粕对肉鸡生长影响的研究,54页,S816.6 4. 奶牛TM