专利名称：用于生产食用苜蓿粉的收获与加工工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种农牧业机械收获加工工艺，本工艺采用切头和不落地的收获装运方式，苜蓿刈割后在机具内将其营养丰富的鲜嫩头部切下并压成方捆，而后直接装载运输至加工厂，最后经太阳能低温干燥及切碎、气流超微低温粉碎以及微波低温灭菌处理，制成无污染、无霉变、有效保存了鲜苜蓿生物活性和营养成分、富含膳食纤维、具有良好水溶性、 分散性、吸附性、口感良好、易于消化吸收、细度高达150 2000目的高品质超微食用苜蓿粉。
背景技术：
苜蓿是世界上栽培历史悠久、种植面积较大的多年生豆科草本植物。苜蓿含有丰富的蛋白质、碳水化合物、矿物质和维生素等营养成分，其产量高、适口性好，有“草中之王” 的美誉。由于其很高的营养价值，全世界栽培面积达3300万hm2，我国仅紫花苜蓿栽培面积已达133. 3万hm2。随着我国西部大开发大规模退耕退牧还草及草产业的迅速兴起，近年来苜蓿产业规模化发展很快，种植面积正迅速扩大。苜蓿不仅适用于作为优质饲料，同时也适用于人类食用。但由于收获和加工工艺落后，此前在优质草粉生产中通常采用对全株苜蓿的割、搂翻晾晒、捡拾切碎后运输的收获工艺，这种收获工艺是将苜蓿用割草机或割草压扁机适时刈割后在田间放成草条，经翻晒干燥至含水率35 % 40 %时，再用青饲收获机捡拾切碎后抛入拖车运至加工厂。因刈割后的苜蓿长时间放于田间，很难不受各种污染，同时如遇下雨就会发生霉变，因而很难用于加工食品。为了减小天气的影响，有时也采用带有割台的青饲收获机将苜蓿刈割后直接切碎并抛入拖车运往加工厂的收获方式。这种收获工艺虽然避免了田间晾晒带来的弊病，但也因散草未经压缩而降低了运输效率，加大了运输成本。而此后的加工工艺通常采用高温烘干、饲草粉碎机粉碎后制成草粉乃至草颗粒或草块，即湿草段经烘干机在800°C 1000°C 高温下烘干，又在普通锤片式饲草粉碎机经Φ 1. 6 Φ 3. 2mm的筛孔粉碎后成为草粉或再经高温挤压成草颗粒或草块。因烘干、锤击式粉碎和挤压成型均为高温加工过程，故此势必造成蛋白质变性及维生素等敏感成分大量损失破坏，加工的成品品质低，加之纤维粒径粗含量大，难于被单胃家畜及人类消化，也只能作为草食家畜饲料或在其它动物日粮中少量添加。依靠消耗大量煤及燃油来实现的高温烘干也造成很高的加工成本，这也限制了该工艺的大量推广应用。收获的鲜苜蓿植株上下部营养含量是很不相同的，上部1/3区段植株的蛋白质及脂肪含量分别比下部2/3区段高64 %及7 %，粗纤维低53 %，并且木质化程度明显降低。因此这种全株收获与加工工艺生产的产品也因纤维含量高营养品质低而只适合作为家畜饲料。
发明内容
本工艺的发明解决了长期以来想解决而未能解决的问题，提供一种用于生产食用苜蓿粉的收获与加工工艺，采用将苜蓿营养丰富的鲜嫩头部不落地方式收获与装运，并低温加工后，成为质地细腻、无污染、无霉变、营养丰富、膳食纤维含量高、质地细腻、口感良好、易于消化吸收、适于人类食用的高品质超微苜蓿粉。
本发明采用的技术方案是将田间苜蓿用多功能收割切头压捆一体机适时刈割、 切头、压捆一草捆装载运输车的输送器将草捆不落地直接输送到运输车上运至加工厂一在加工厂经太阳能低温干燥成含水率15%以下一草捆切碎机切碎一气流超微粉碎设备将碎草段低温粉碎成150 2000目的超微食用苜蓿粉一微波低温灭菌设备70°C 80°C灭菌一装袋一食用苜蓿粉成品出厂。
本发明的有益效果是
较此前优质草粉生产中采用的全株苜蓿收获可有效提高收获物的营养价值，降低粗纤维含量和木质化程度。
较此前全株苜蓿刈割、搂翻晾晒、捡拾切碎、运输的收获工艺可有效保存收获物的营养价值，并且无污染霉变；苜蓿采用压捆后运输，较散草运输可显著提高运输效率，降低运输成本。
低温太阳能干燥避免了鲜苜蓿生物活性及有效营养成分的损失破坏，产品品质高，同时减少了大量烘干成本，有利于本工艺的推广应用。
超微粉碎过程使细胞结构破损及粗大的纤维结构破坏，大分子多糖聚合度变小， 膳食纤维含量增加观％，部分转变成可被人体消化吸收的多糖和单糖，水溶性膳食纤维及可溶性β-葡聚糖含量较普通草粉分别提高60%、55% ；因细胞内及细胞壁上的蛋白质及脂肪释放率提高，同时部分维持结合蛋白结构的次级键被破坏，得到更多的简单蛋白质、脂类及糖类，蛋白质、脂肪含量较普通草粉分别提高7. 5%、57%，因超微粉碎是低温加工过程，最大限度保存了苜蓿的生物活性成分；因粒度细化已达到面粉级粒度级别，质地细腻， 口感良好，原有自然风味得到进一步发挥；膳食纤维可促进人类肠道蠕动，增强机体消化功能，有效防止高血糖、高血脂及高血压的现代人类“三高症”，预防心血管、癌症等疾病；因比表面积大，孔隙率高，包容性强，产品内部质量得到充分改善，超微苜蓿粉分散性、溶解性、 吸附性得到根本改变，并易于消化吸收，具备了作为食品原料的各种特性。
本收获及加工工艺生产的食用苜蓿粉，将苜蓿产品由饲料提升为食品，显著提高了产品的档次和附加值，降低了生产成本；超微食用苜蓿粉卫生洁净、营养丰富、膳食纤维含量高，质地细腻、口味独特、易于消化吸收，并且生产成本低，是适合大量推广应用的高品质食品原料。
附图是用于生产食用苜蓿粉的收获与加工工艺流程示意图。
具体实施方式
用于生产食用苜蓿粉的收获与加工工艺针对如何解决此前全株苜蓿割、搂翻、捡拾切碎、运输及高温加工的收获与加工工艺缺点问题展开研究。
通过对全株苜蓿收获与加工工艺的试验研究，得出了适于收割的初花期每百克全株苜蓿干物质不同区段营养成分的数据收获的鲜苜蓿植株上部1/3区段的干物质中含蛋白质31%、粗脂肪1. 1%、粗纤维11%，而下部2/3区段蛋白质19%、粗脂肪0. 96%、粗纤维23%。可见上部1/3区段的侧茎、嫩叶和花营养含量很高，纤维含量低，并富含维生素和胡萝卜素；而下部2/3区段的植株则逐渐老化，纤维变得粗大且含量增高，胡萝卜素含量很低，营养含量明显下降，总结出苜蓿全株收获与加工工艺的缺点在于，将其下部营养含量差纤维含量又高的植株与上部一起收获加工，导致加工原料质量差、纤维量大，也只适合草食家畜食用。通过对全株苜蓿从刈割到搂翻晾晒、捡拾切碎、运输的收获过程营养变化试验研究，得出了如下结论由于刈割、搂草翻晒、捡拾切碎及运输一系列手工和机械操作，因破损脱落造成的细嫩侧枝损失6 % 10 %，叶片损失20 30 %，干物质损失5 % 30 % ；晾晒过程中苜蓿细胞的呼吸作用导致干物质损失2% 15%，阳光的直接照射因光合作用使胡萝卜素和叶绿素遭到破坏，如遇下雨淋洗使干物质损失20 % 40 %，氮损失20 %，磷损失30%，胡萝卜素损失65%，并极易发生霉变；手工和机械的操作、田间捡拾切碎过程，有
3%的田间土石块、杂草、腐草夹杂到苜蓿中，造成最终产品的污染；散草的堆积密度为70kg/m3 80kg/m3，压捆后密度可提高1. 2 1. 4倍，采用未经压缩的散草直接装车运输，运输效率降低56%，增加运输成本50%。总结出全株苜蓿割、搂翻晾晒、捡拾切碎、运输工艺的缺点在于，经田间多次手工或机械操作和晾晒，造成严重营养损失、污染甚至霉变， 尤其最富营养的上部侧枝和嫩叶损失更甚，导致加工原料质量变差，产品品质低，散草不经压缩直接装运，也降低了运输效率，加大了运输成本。通过对全株苜蓿高温烘干、锤片粉碎后制成草粉乃至草颗粒或草块的加工工艺试验研究，得出了如下结论由于高温脱水及成型加工挤压时产生的高温，营养损失10% 15%，芳香性氨基酸严重挥发，适口性变差，一些蛋白质发生变性，造成体内消化率降低；采用普通锤片式饲草粉碎机粉碎的苜蓿粉粒径在1. 5mm 3mm之间，不能破坏粗大的纤维，也只能作为草食家畜饲料或在其它动物日粮中少量添加；依靠消耗大量煤及燃油实现的高温烘干，生产成本为140 165元(人民币)/吨，比太阳能干燥高1. 3 1. 8倍，很高的加工成本也限制了该工艺的大量推广应用。用于生产食用苜蓿粉的收获与加工工艺针对全株苜蓿干物质不同区段营养成分变化，采用将鲜苜蓿植株上部1/3区段单独收获并加工的新工艺，有效提高了收获物的营养价值，降低了纤维含量及木质化程度；针对割、搂翻晾晒、捡拾切碎、运输一系列收获过程营养物质变化规律、损失特征及效益分析，采用将鲜苜蓿植株上部1/3区段切头后直接压捆并装载运输的不落地收获新工艺，有效避免了收获过程中的营养损失、污染甚至霉变，同时降低了运输成本；针对苜蓿加工过程营养物质变化规律、损失特征及效益分析，采用将鲜苜蓿草捆经太阳能干燥、气流超微粉碎及微波灭菌的低温加工工艺，有效保存了营养及生物活性成分，粗大的纤维大多转变为现代食品中不可缺少的膳食纤维，生产的超微苜蓿粉质地细腻、口感良好、风味独特、水溶性好，并且节能、加工成本低。用于生产食用苜蓿粉的收获与加工工艺采用的作业机具主要有多功能苜蓿收割切头压捆一体机、草捆装载运输车、太阳能草捆干燥设备、草捆切碎机、气流超微粉碎设备、 微波灭菌设备。食用苜蓿粉收获与加工工艺具体过程是将苜蓿在营养总量最高的初花期用多功能收割切头压捆一体机刈割一在机内将其上部1/3区段进行切头并压成方捆排出机外，而将另外2/3区段经过压扁处理后从另一出口排出机外放成草条待进一步处理一鲜苜蓿捆未经落地就由草捆装载运输车的输送器直接输送到运输车上运往加工厂一在加工厂鲜草捆直接通过太阳能在高于环境温度10°c 20°C的低温环境下干燥到含水率15%以下的贮存湿度一草捆切碎机瞬时不升温预切碎一气流超微粉碎设备将碎草段低温粉碎成 150 2000目的超微苜蓿粉一微波低温灭菌设备70°C 80°C灭菌一装袋一食用苜蓿粉成品出厂。
权利要求
1.一种用于生产食用苜蓿粉的收获与加工工艺，其特征在于，本工艺采用了将苜蓿营养丰富的头部不落地方式收获与装运，并采用低温加工。
2.如权利要求书1所述收获与加工工艺，其特征在于，田间苜蓿采用一台机具依次完成刈割及将割后苜蓿上部1/3区段在机内进行切头并压捆。
3.如权利要求书1所述收获与加工工艺，其特征在于，鲜草捆不落地直接由草捆装载运输车装车并运往加工厂。
4.如权利要求书1所述收获与加工工艺，其特征在于，苜蓿鲜草捆直接通过太阳能低温干燥成含水率15%以下的贮存湿度。
5.如权利要求书1所述收获与加工工艺，其特征在于，草捆在切碎后通过气流超微低温粉碎制成150 2000目的超微食用苜蓿粉。
6.如权利要求书1所述收获与加工工艺，其特征在于，本工艺采用了将田间苜蓿用多功能收割切头压捆一体机刈割、切头、压捆一草捆装载运输车的输送器将草捆不落地直接输送到运输车上运至加工厂一在加工厂经太阳能低温干燥成含水率15%以下一草捆切碎机预切碎一气流超微粉碎设备将碎草段低温粉碎成150 2000目的超微食用苜蓿粉一微波低温灭菌设备70°C 80°C灭菌一装袋一食用苜蓿粉成品出厂。
全文摘要
本发明属于农牧业机械收获加工工艺，即一种可生产高品质超微细食用苜蓿粉的收获与加工工艺。为解决生产优质草粉的全株苜蓿收获与加工工艺割、搂翻、捡拾切碎、运输造成营养价值低、纤维含量高、污染霉变及高温加工和普通粉碎方法带来的营养损失、纤维粗大与消化率降低，产品只适合用作饲料的问题，本工艺采用切头和不落地的收获装运方式，苜蓿刈割后将其富含营养的头部切下并压成方捆，直接装运至加工厂，经太阳能低温干燥、切碎、气流超微低温粉碎以及微波低温灭菌处理，制成无污染、无霉变、有效保存了鲜苜蓿生物活性和营养成分、富含膳食纤维、水溶性良好、口感好、易于消化吸收、细度达150～2000目的高品质超微食用苜蓿粉。
文档编号A23P1/06GK102487655SQ20111038311
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者刘贵林, 杨世昆, 杨文大 申请人:中国农业机械化科学研究院呼和浩特分院, 内蒙古华德农业装备有限责任公司