苜蓿蛋白的制備及應用研究進展

朱雪飛，王金榮，蘇蘭利，趙銀麗，張彩云，陳培英

（河南工業大學生物工程學院，鄭州 450001）

苜蓿是一種優質的豆科牧草，不僅富含蛋白質、脂肪、多種礦物元素及維生素，還含有適合動物生長發育所必需的氨基酸。苜蓿具有適應性強、產量高、適口性好、營養價值高等特點，可青貯、青飼、放牧等，是目前國內外種植面積最大、應用最為廣泛的多年生牧草[1]。

在牧草類植物中，苜蓿的蛋白質含量很高，苜蓿青飼料中粗蛋白質含量為15%～25%[2]。苜蓿蛋白是從苜蓿的莖、葉中提取出來的蛋白濃縮物，據文獻報道，不同提取方法制備的苜蓿蛋白含量可達50%～65%，其中蛋白質消化率＞70%[3]。苜蓿蛋白的氨基酸組成全面均衡，中性洗滌纖維含量較高，容易被草食家畜轉化利用，因此苜蓿是較好的蛋白質飼料原料之一[4]。目前，我國蛋白質飼料原料資源缺乏，開辟新的植物蛋白質資源是解決蛋白質飼料短缺的途徑之一，苜蓿作為一種優良的蛋白質資源，提高對苜蓿蛋白的高效利用對解決蛋白飼料資源短缺具有積極的意義。

1 苜蓿蛋白的制備

我國對苜蓿蛋白的提取工作開始于20世紀90年代，在長期探索中根據蓿蛋白的不同性質總結了很多提取方法[5]。目前，苜蓿蛋白的提取方法主要有直接加熱法、酸堿度法、鹽析法、發酵法、有機溶劑法等。

1.1 直接加熱法

直接加熱法提取苜蓿蛋白是應用最早、最傳統的方法，是將苜蓿的莖、葉壓榨的汁液，直接加熱得到凝絮物，然后沉淀凝絮物，再通過離心分離，把沉淀物經過冷凍干燥即得到苜蓿蛋白[6]。由于該方法在提取過程中多種酶的活性受到破壞，使蛋白質的酶解作用停止，減少蛋白質的損失。但該方法能耗較高、成本高、同時容易引起蛋白質的熱變性，制備的苜蓿蛋白吸水性、溶解性以及乳化性較差。

1.2 酸堿法

酸堿法也是制備苜蓿蛋白的一種常用方法。酸法制備苜蓿蛋白是用鹽酸將苜蓿汁液的pH調至4.0，利用蛋白質在等電點條件下變性沉淀的特性，使蛋白質凝絮，再經過離心分離、冷凍干燥后得到苜蓿蛋白。堿法是利用NaOH或者NH3·H2O將苜蓿汁液的pH調至10.0，使蛋白質在強堿條件下變性產生絮凝，此后的處理與酸法一致[7]。采用酸堿法制備苜蓿蛋白操作方便、成本低、沉淀快；然而該方法產生的絮凝物結構疏松，不易過濾分離，導致苜蓿中的不飽和脂肪酸加速氧化，胡蘿卜素的損失增大，使苜蓿蛋白的營養價值降低。

1.3 鹽析法

鹽析法制備苜蓿蛋白是在高鹽濃度條件下，苜蓿汁液中的各種物質在不同濃度的鹽溶液中分別沉淀析出，從而使蛋白質得到分離純化[8]。鹽析法制備苜蓿蛋白是在常溫條件下進行的，不僅簡單、安全、成本低，而且營養物質破壞較少，可以保持蛋白質的活性。但應用該方法制備的苜蓿蛋白品質不夠好，蛋白質得率及綜合利用率均較低。

1.4 有機溶劑法

利用有機溶劑如丙酮等降低溶液介電常數及水分活度而使蛋白質析出也可以提取苜蓿蛋白[9]。有機溶劑提取方法的特點是提取物料絮凝快，絮凝物結構緊密，易過濾收集，同時還可以去除類脂化合物以及葉綠素、類胡蘿卜素等植物色素。但由于該法應用大量的有機試劑，操作過程復雜，且生產后的廢水及廢渣處理工藝繁瑣、成本高，很難規模化生產。

1.5 微生物發酵法

微生物發酵方法提取蛋白質技術是近年來發展的一種新型提取蛋白質的方法，利用微生物發酵產生的酸作為沉淀劑，使蛋白質凝聚沉淀，從而分離得到蛋白質。在該工藝中一般采用乳酸菌發酵，因為使用乳酸菌發酵安全性好、易操作。該方法將苜蓿直接榨汁，放入發酵罐中，利用乳酸菌發酵生成乳酸從而使葉蛋白絮凝，再用離心機或者壓濾機脫水。使用乳酸發酵法提取蛋白質不但能耗較低、成本小、安全環保，還可使苜蓿中對動物有害的抗營養物質失去活性[10-11]。然而該方法所需的時間較長，蛋白質酵解作用延長，蛋白質凝絮物結構疏松，很難分離，導致苜蓿蛋白的產量下降。

1.6 堿提膜過濾法

堿提膜過濾法是采用有良好的透性和機械性能的高分子膜，根據滲透和超濾的原理，將汁液中的溶劑和溶質分子按顆粒的大小和形狀差異進行有效分離。該方法的特點是能耗低、投資少、產品耐貯存、能就地使用，較適用于分散的家庭式生產[12]。

上述幾種苜蓿蛋白質的制備方法是比較常用的，此外，苜蓿蛋白的提取方法還有超濾法、電濃縮法以及酶解法等，但這幾種方法仍處于研究探索階段。

2 苜蓿蛋白的應用

苜蓿蛋白不僅蛋白質含量高、品質好，而且纖維素含量較低。目前，在家禽、單胃動物、反芻動物以及魚類中都有較好的應用。

2.1 家禽

苜蓿蛋白對于家禽來說是良好的蛋白質來源，有促生長的作用。在母雞飼料中用苜蓿蛋白代替50%～100%的魚粉時，不僅沒有影響母雞的產蛋率，而且還使蛋的品質得到了改善[13]。用苜蓿蛋白替代成年雞日糧中魚粉和大豆蛋白的試驗表明，雖然試驗雞的出肉率、肉品質及肉的干物質、蛋白質、脂肪和氨基酸的含量，與對照組沒有顯著差異，但試驗雞肝臟中的維生素A的含量顯著高于對照組；在雛雞的日糧中分別添加苜蓿蛋白2.5%、5.0%、10%和15%，結果表明，當添加量為2.5%～5.0%時，對增重有良好效果[14]。

2.2 豬

苜蓿蛋白在仔豬、生長豬及母豬日糧中添加，也具有顯著的效果。在仔豬試驗中，用苜蓿蛋白分別替代43～60日齡仔豬日糧中50%的魚粉與脫脂乳和1/3的豆粕與水解酵母，研究表明，試驗組與對照組的日增重雖然僅相差4 g，但卻顯著降低了飼料的成本（P＜0.05）；在生長豬的日糧中添加苜蓿草粉10%后對生長豬的生產性能、血液生化指標以及營養消化率均有較顯著的改善[15]。還有報道表明，在哺乳母豬的日糧中添加適量的苜蓿草粉，可以縮短仔豬斷奶到發情的時間間隔，還可以提高仔豬的成活率、窩增重、斷奶平均個體質量以及個體的平均日增重[16]。

2.3 反芻動物

由于苜蓿是反芻動物良好的牧草飼料，很多研究結果表明，在反芻動物日糧中添加苜蓿可以提高動物的生長速率以及產奶量，提高飼料轉化效率。綿羊對苜蓿的粗蛋白質以及干物質的消化率高于黑麥草。苜蓿對于奶牛來說是優質的牧草，在奶牛日糧中添加苜蓿，不僅可以提高產奶量，還可以使牛乳中的維生素含量增加。

2.4 水產動物

苜蓿不僅在家禽、單胃動物、反芻動物中有應用，在魚類日糧中的應用也較為廣泛。在星斑川鰈的養殖中用苜蓿蛋白替代魚粉可以使試驗魚消化器官重量以及長度均有所增加，還在一定程度上提高了試驗魚血漿溶菌酶的活性和血漿超氧化物歧化酶的活性，降低血漿丙二醛的含量。有學者將苜蓿草粉添加到黃河鯉魚日糧中，試驗結果表明，在魚日糧中添加適量的苜蓿草粉能夠提高日增重，降低餌料系數，還可以在一定程度上改善魚肉的品質和商品性能，提高魚體的抗氧化能力。

3 小 結

近年來，隨著養殖畜牧業的快速發展，蛋白質飼料的供應不足問題日益突出。目前，我國正處于蛋白質資源緊缺的階段。而世界各國都在積極尋求開發利用新的蛋白質飼料資源。現在，從牧草中提取蛋白不僅是對牧草深加工和綜合利用的有效途徑之一，也可以為我國目前蛋白質飼料資源的嚴重緊缺的問題解燃眉之急。隨著我國苜蓿產業化和飼料工業化的飛速發展，苜蓿在飼料中的應用前景非常廣闊。

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