苜蓿产品的开发应用现状

1、苜蓿产品的开发应用现状 董宽虎 朱慧森（山西农业大学动物科技学院 太谷 030801）摘 要 苜蓿富含蛋白质、多种维生素和矿物质，是多种家畜喜食的优质蛋白质饲草和能量饲草，它既可用于青饲，同时也被用来开发研制成产品，当然这其中包括初级产品和进一步深加工而成的产品。初级产品包括有草捆、草粉、草颗粒和草块等；同时，苜蓿叶片中含有丰富的蛋白质，可以被提取加工成叶蛋白类饲料浓缩叶蛋白，浓缩叶蛋白的营养价值接近鱼粉，各类氨基酸含量丰富，近年来研究和开发较多，但是由于加工工艺复杂、能耗大，成本较高，推广应用受到很大限制。另外，苜蓿青贮的制作在青贮窖、青贮塔基础上，发展形成了高密度草捆青贮、拉伸膜裹包青贮等

2、产品，归为初级产品一类，它同相同原料制成的其他产品相比，具有营养价值保存完好、生产成本低的优点，便于在各种差异较大的生产条件下推行，可以说具有相当广阔的市场前景。本文就目前苜蓿产品的开发应用现状进行了阐述，有望能对当代苜蓿产业化生产起到一定的指导意义。关键词 苜蓿 产品开发豆科牧草苜蓿具有适应性广、高产优质、改良土壤迅速、经济效益高、生态功能齐全的特性，素有“牧草之王”的美称，是目前世界上栽培面积最广，产业化发展水平最高的新世纪朝阳产业。全世界现苜蓿种植面积约3300万公顷，其中美国占到1/3，我国苜蓿种植面积也有133万公顷，居世界第五位。就苜蓿产业体系发展完善程度而言，美国居第一位，其次是

3、阿根廷和加拿大。目前苜蓿在美国的种植主要集中分布在美国的西部和北部地区，种植面积仅次于玉米、小麦和大豆，但就其产值而言，美国各类饲草的总产值相当于小麦和大豆的总和，这其中苜蓿所占比重最大，粗略统计苜蓿干草的年产值达81亿美元。此外，美国苜蓿种子生产也占有相当大的一个份额。其他国家，如欧洲的西班牙、意大利、法国、罗马尼亚、保加利亚、匈牙利、南联盟等国，虽绝对生产面积不大，但由于国土面积较小，苜蓿生产加工某种意义上也构成为本国农业的主要支柱产业，并且具有较高的产业化生产水平。就我国苜蓿发展，自西汉时期开始即由中亚引入进行栽培，历经2000余年之久，逐步在全国北方地区普及生产，成为我国北方最重要的饲

4、草及养地作物。 目前随着草业观念的逐步确立，以及退耕还草的紧迫形势，苜蓿产品开发应用必将日益受到重视，它必将在农业结构战略性调整和肉、蛋、奶等第二性产品的生产中发挥重要作用。1 初级产品1.1干草捆 草捆通常由捡拾打捆机将经过自然干燥或人工高温烘干后干燥到一定程度的牧草打制而成，由于其加工工艺简便，成本低，是目前市场上流通最为广泛的苜蓿草产品，其它干草产品基本上都是在它的基础上进一步加工而成的。美国出口的草产品中80%以上都是干草捆。根据打捆机具规格的不同，草捆有大方草捆、小方草捆和圆柱形草捆之分；根据所打制的草捆密度，草捆又有低密度草捆或高密度草捆之分，通常低密度草捆由捡拾打捆机在田间直接作

5、业而成，高密度草捆在低密度草捆的基础上由固定式打捆机（又称二次压缩打捆机）打成。其工艺流程中一重要的技术环节是需掌握草捆打制时干草的最佳含水量，一般以20%25%为宜，以避免营养物质的过量损失。1.2草粉、草颗粒和草块草粉和草颗粒加工常用混合脱水干燥或人工高温干燥法，将鲜牧草或半干草在极短的时间内(通常25s)干燥，即水分迅速下降到15%后用锤片式粉碎机粉碎制成干草粉，或在粉碎后进一步经制粒机压制成草颗粒。草颗粒同草粉相比，大大减小了与空气接触的表面积，同时在制粒过程中还可添加入一些高能值饲料或一些饲料添加剂，从而获得全价复合料。将含水量大于10%，即茎和叶在含水量、密度和脆性上差异最大的牧草

6、经过一个特殊的粉碎程序，造成湿度不同的茎、叶颗粒的大小差异后，通过过筛法或空气分离法使茎料和叶料分离；或是采用一种带有橡胶指状物的旋转器直接从田间摘取苜蓿植株上的嫩叶，而后经过干燥制成的产品即为茎粉和叶粉，亦可进一步压制成茎粒和叶粒，这类产品丞待在生产中推广。草块通常是在高温干燥牧草的基础上，将25cm长、含水量12%15%的草段经固定压块机压制而成，草块在压制过程中可添加入家畜所需的矿物质元素或各类添加剂。以上几类产品可以说在整个高温快速烘干过程中大大避免了养分的损失，是目前市场上理想的植物蛋白饲料。1.3青贮青贮系指牧草、饲料作物或农副产物等在密封条件下，经过物理、化学、微生物等因素的相互

7、作用后在相当长的时间内仍能保持其质量相对不变的一种保鲜技术。一种理想的青贮原料应该具备如下条件：含有足够水平的以WSC形式存在的可发酵底物，低的缓冲能，高于20%的DM含量(McDonald等,1991)，同时青贮时一定程度地切短和压实也是青贮成功的关键技术环节。然而生产中许多原料不具备上述条件，必须采取诸如田间萎蔫、精细切短或添加入一些必要的添加剂来满足。苜蓿就是其中一例，在饲料资源严重匮乏的今天，进行苜蓿的青贮调制对于畜牧业生产有着重要的实践意义。现常见的苜蓿青贮调制手段有： 凋萎青贮凋萎青贮是在原料刈割后不直接进行青贮，而要等晾晒萎蔫至一定的DM水平时再行青贮，以造成微生物的一种生理干燥

8、状态。原料DM含量是青贮成功的关键所在。一般当DM<30%时，由青贮汁液渗漏和梭菌不良发酵造成的损失最大；而DM>50%时，又会由于整个凋萎过程中不可避免的雨淋、机械作业、微生物好气性不良发酵而使损失加大。可见DM含量为30%50%的原料最适宜用于青贮调制，其中含水量稍高一些的(60%70%)原料宜于窖贮，含水量稍低一些的(50%60%)宜于塔贮。无汁液渗漏的草捆青贮的DM含量要求不小于22%25%(Davies和Nicholson,1999)。凋萎青贮技术广泛地被美国、加拿大、澳大利亚、日本等畜牧业发达国家采用。目前世界上最先进的青贮技术拉伸膜裹包青贮、草捆青贮实际上均是利用的该

9、青贮发酵原理。此类产品易于搬运、饲喂，商品性强，市场前景看好。 添加剂青贮青贮添加剂从无机酸开始使用起至今已有上百年的历史，其种类也发展到上百种，目前世界各国约有70%的青贮饲料中使用添加剂。McDonald(1991)根据添加剂的功用，将其共划分为五大类：发酵促进剂、发酵抑制剂、好气性变质抑制剂、营养性添加剂和吸收剂。其中发酵抑制剂青贮中以对甲酸的研究较多，甲酸的添加加速了酸化过程，pH值降低，青贮自然发酵受抑制，不良微生物的活动被阻断，营养物质的分解限定到最低水平。众多学者的试验研究，建议苜蓿青贮甲酸添加量以56ml/kg为宜。发酵促进剂青贮中以蔗糖、糖蜜及乳酸菌制剂的的研究较多，而且添加

10、效果明显，它们调制青贮某种程度上是基于提高发酵底物浓度或直接接种乳酸菌，造成乳酸菌发酵优势的。目前主要使用的菌种有Lactobacillus plantarum、Enterococcus faecium和Pediococcus pentosaceus等。此外，近年来，日本Ohshima等人进行绿色发酵汁(previously fermented juices；PFJ)调制青贮的研究。PFJ实际上就是一种乳酸菌制剂的新型替代品，但这还有待进一步深入研究。 混合青贮混合青贮是将两种或两种以上的青贮原料按一定比例混合后调制成的青贮。混合青贮更易于调控原料水分含量，从而抑制梭菌的生长；原料混合青贮后，

11、易形成养分互补，如苜蓿-无芒雀麦等的混合青贮。2深加工产品主要指得是植物浓缩叶蛋白或称绿色蛋白浓缩物，它是以新鲜牧草或青饲料作物茎叶为原料，经磨碎、压榨分离后所取得的高质量的蛋白质浓缩物（简称LPC）。相关叶蛋白的研究最初是在匈牙利（19241925），之后在英国（19361939），但其中多是属于试验性质的。直到70年代末，由于全球性饲料蛋白质的严重不足以及饲料大豆价格的猛涨，许多国家纷纷采用各种途径开发蛋白质饲料资源。英、澳、匈、美等国先后大规模开展了叶蛋白研究开发工作，为数众多的国家实现了叶蛋白的工业化商品生产。现在世界上许多发达和发展中国家，如美国、英国、法国、巴西、印度、新西兰、匈牙

12、利等都修建起了大规模的叶蛋白加工工厂，把发展叶蛋白加工工业作为解决蛋白质饲料供给不足的主要措施之一。我国在50年代中期由西北畜牧兽医学院畜牧系对叶蛋白以“饲料膏”的名称进行试验，到80年代后期对叶蛋白的生产展开了大量研究。苜蓿叶中含有丰富的蛋白质，不失为一种用于生产叶蛋白的优质原料。据报道，利用苜蓿生产的叶蛋白饲料的粗蛋白含量高达32%58%，较大豆中的粗蛋白含量高，品质与大豆蛋白和豆饼蛋白接近。从氨基酸含量来看，精氨酸、谷氨酸、丝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、苏氨酸、缬氨酸含量高于大豆蛋白，天门冬氨酸、组氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸

13、含量与大豆蛋白相近。在饲料能量价值方面，消化能和代谢能含量约为大豆的85%，与大豆饼、花生饼的含量相当。叶蛋白饲料除含有丰富的蛋白质和较高水平的能量价值外，还含有丰富的维生素A、E和矿物质元素钙、镁、钾及促进生长和繁殖的未知因子、大量的叶黄素等，就是生产叶蛋白后的副产物中仍含有相当数量的营养物质。叶蛋白饲料的保水性、乳化性、胶质形成性均优于动物性蛋白饲料，因此易于加工，且不含动物性胆固醇，易于直接加入配合饲料制成颗粒饲料，满足各类畜禽以及水产动物的营养物质所需。再有，生产叶蛋白时由于绿色植物叶子在晒制过程中的自然因素以及人工因素的损失大大减少，一般损失只有5%8%，从而使营养物质得以很好地保存

14、。2.1叶蛋白提取工艺 叶蛋白浓缩物提取加工法大体分为动物营养型“蛋白质”提取加工法和人体营养型“叶蛋白”提取加工法。动物营养型“叶蛋白”提取法主要是将鲜苜蓿经打浆处理，再经过挤压，获得绿色含蛋白质的提取原液后经烘干、粉碎获得的叶蛋白浓缩物产品。该产品的粗蛋白质含量在45%65%之间，是一种高品质的单胃动物蛋白质添加饲料。提取蛋白质后的苜蓿草渣中粗蛋白质含量约为6%8%，经过烘干可制成颗粒饲料或进行乳酸发酵，生产青贮饲料，用于饲喂草食家畜。人体营养型“叶蛋白”生产工艺与动物型叶蛋白的生产工艺相类似，不同之处在于原料的清选更为精细，拿苜蓿来说，要提前做好原料的清洗、去杂工作，提取叶蛋白的原液还要

15、进行灭菌处理，通常采用“真空干燥喷雾加工法”对叶蛋白提取的原液进行加工等技术措施，以确保叶蛋白食品的安全性。2.2叶蛋白深加工 苜蓿的嫩芽可被直接采摘来或经人工冻干、烘干作蔬菜食用；亦可经精细加工炮制成苜蓿茶饮用；还可专门用作儿童食品，苜蓿叶蛋白作为食品，每100克中含热量397大卡，蛋白质60克，钙800毫克，铁50毫克，-胡萝卜素1.4微克，特别地其中赖氨酸含量丰富，常被用作儿童补充蛋白质的来源。2.2.2 用于提取天然色素 苜蓿植株中含有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素和类胡萝卜素等天然色素，提取后可替代人工合成色素添加入禽类饲料或水产动物饲料中，以提高其商品价值。 G.Anelli（1985）研究报道，鲜苜蓿草饼的含水量为65%，营养成分以干物质计为粗蛋白含量12.2%，粗脂肪含量1.8%，粗纤维含量28.6%，无氮浸出物含量50.1%，粗灰分含量7.3%，各种矿物质含量不论鲜草还是草饼均能满足家畜生产所需。鲜草饼还可采用普通的干燥方法加工成干草饼，便于贮存饲喂；鲜草饼亦可青贮后饲喂家畜，不失为家畜的优质饲料。11%20%的残留干物质，多半是糖和含氮化合物，还有较多的维生素和有机物等。以前脱蛋白液常被作为废液而处理，现在随着生产工艺的改进和科学研究的不断深入，可将其