反刍动物饲料酶制剂作用模式及其技术体系的建立

反刍动物对外源性酶制剂的反应，是多因素的综合。常见反刍动物酶制剂，主要是基于降解植物细胞壁而制作的酶，主要是纤维素酶和木聚糖酶。但这些商品酶制剂不是由单一酶构成，不同程度有第二种酶活性（如淀粉酶、蛋白酶、果糖酶）存在，是一种天然的组合酶和配合酶。纤维素和半纤维素的降解需要很多酶，这些商品酶制剂中各种单一酶的相对比例和活性组成不同，会影响其效果。甚至一种微生物，因菌株选择及底物和培养基不同，而产生的酶的类型和活性变化很大（Considine等，1989；Gashe，1992）。根据饲料不同添加相应酶制剂，并非所有酶制剂对消化复杂碳水合物（如紫花苜蓿和大麦）都是同样有效的。对具有过于复杂的结构的饲料原料，过去缺乏关于其限制饲料消化率和饲料消化程度的了解，这使得酶制剂工程设计生产对付抑制饲料消化的酶制剂无从下手，现在情况已经大大改变了。

对有些饲料酶作用的特异靶底物是可以鉴别的，比如在玉米的蛋白中包含着淀粉颗粒，使得淀粉本身的特性（供能）未能发挥出来，限制了其中淀粉的降解（McAllister等，1993）。因此设计的外源性酶应能消化这种蛋白质链矩阵，以释放淀粉颗粒，能够被瘤胃或宿主的内源性酶消化。含有淀粉酶（但不含有蛋白酶）的外源性酶制剂并不能显著提高反刍动物对玉米的利用率（McAllister等，2001）。这就需要我们提出的配合酶（冯定远等，2019），就是在物理空间有特定关联的几种酶制剂的配合，如同时有淀粉酶、蛋白酶等才能完成对玉米的消化利用。对秸秆来说，微生物消化的主要障碍是硅土、蜡质和角质（Bae等，1997），角质酶也可能是一种辅效酶。

4、反刍动物酶制剂技术体系的“酶菌同构”方案

反刍动物作为一类特别的物种，瘤胃是其草食性、耐粗性的基础。不仅能够消化粗纤维、低质蛋白，同时能够利用C、N、H、P、S 等元素合成糖、氨基酸、部分维生素（B族、K等），以及生物活性物质（酶、激素、有机酸等）。瘤胃是一个功能多样、高效的“天然发酵与合成反应罐”。但瘤胃具有的数量众多复杂的菌群和微生态系统，一个流动易变消化器官系统，对物理、化学、生物等条件非常敏感，温度、酸度、渗透压、电解质、有害或者抗营养成分等都会影响发酵合成罐的效率，更严重时影响系统的完整性。基于这两方面，“酶菌同构”的出发点是两个：辅助消化与维护条件，酶制剂帮助消化，减少瘤胃微生物的负担；酶制剂产生有益成分，提供细菌需要成分和维护理化环境。考虑外源酶制剂的辅助性消化，在高投入时微生物消化超负荷时尤其如此；外源酶降解产物为微生物提供营养底物，维系良好的微生物活性与微生态平衡，应用我们提出的主效酶与辅效酶，外源性酶制剂对胃肠道微生物菌落和反刍动物本身均有很多作用。

反刍动物酶制剂技术体系的“酶菌同构”的内容包括3个方面：①酶辅助瘤胃微生物消化复杂日粮。通过外源添加酶制剂，协同帮助瘤胃微生物消化功能，特别是高产奶牛高采食量、高营养情况下，有针对性地结合复合酶、组合酶、配合酶，进行外源酶制剂的集合。解决大量、难消化饲料的消化，减轻瘤胃微生物消化的负担。米曲霉的浸提物与瘤胃微生物浸提液协同提高从干草中释放的可溶性糖量（Newbold，1995）。已经证实阿拉伯木聚糖与p-香豆酸基和阿魏酸基的交叉连接程度，是限制植物细胞壁消化的一个因素（Hatfield，1993），米曲酶可以产生一种酯酶，这种酯酶能打破p-香豆酸和阿魏酸与阿拉伯木聚糖之间形成的酯桥（Tenkanen等，1991），这与瘤胃微生物在功能上有协同作用（Varel等，1993）。实验室培养的细菌可能有几种瘤胃纤维素分解菌（如梭菌属、瘤胃球菌）（Forster等，1998）。这些正是产生消化植物细胞壁必须具有的不同酶活性所需要的微生物。外源性酶制剂可以增加瘤胃纤维消化率和总胃肠道纤维消化率，这进一步证实了上述作用（Yang等，1999）。特别是难消化饲料、高纤维日粮更明显，外源性酶制剂改善了饲喂大麦日粮的奶牛饲料转化率，而没有改善饲喂玉米日粮饲料转化率，这是因为大麦的纤维含量高（Beauchemin等，1997）。瘤胃中外源性酶制剂可直接作用于饲料，也可以通过与瘤胃微生物的协同作用间接刺激消化活性（McAllister 等，2001）。

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