■馮定遠(yuǎn)

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)，廣東 廣州 510642）

有關(guān)外源性酶制劑對(duì)反芻動(dòng)物作用的研究，始于20 世紀(jì)60 年代（Burroughs 等，1960；Rovics 等，1962；Rust等，1965），但酶制劑作用效果不穩(wěn)定。隨著發(fā)酵成本降低及更多高活性酶制劑問(wèn)世，促進(jìn)了外源性酶制劑在反芻動(dòng)物中的應(yīng)用有更多的研究（Chen 等，1995；Beauchemin 等，1997；McAllister 等，1999）。向奶牛日糧中使用的紫花苜蓿莖稈添加酶制劑，產(chǎn)奶量由23.7 kg/d，最高增加到25.6 kg/d，產(chǎn)奶量對(duì)酶制劑的反應(yīng)在產(chǎn)奶前期更明顯（McAllister 等，2001）。使用木聚糖酶和纖維素酶混合物及單一纖維素酶，分別增加飼喂紫花苜蓿干草或梯牧草干草肉牛的平均日增重30%和36%（Beauchemin 等，1995）。在Beauchemin等（2010）的反芻動(dòng)物用酶的綜述文章中總結(jié)出的結(jié)論是：只有當(dāng)可消化能是第一限制營(yíng)養(yǎng)時(shí)，添加纖維分解類酶制劑的效果最顯著。外源性酶制劑對(duì)反芻動(dòng)物特別是奶牛和肉牛生產(chǎn)性能具有促進(jìn)作用已經(jīng)得到證實(shí)，但應(yīng)用結(jié)果缺乏一致性。這很正常，單胃動(dòng)物（豬禽）也是如此，何況更復(fù)雜的反芻動(dòng)物，影響因素多，理論上瘤胃微生物已經(jīng)具備了所有酶制劑的功能。目前反芻動(dòng)物的飼料酶制劑應(yīng)用，仍然采用單胃動(dòng)物的模式，這是不完善的，基于反芻動(dòng)物瘤胃的功能和飼料的復(fù)雜性，外源酶制劑作用模式有本質(zhì)的差異，有必要建立反芻動(dòng)物酶制劑應(yīng)用的技術(shù)體系。

1 添加酶制劑的前提與反芻動(dòng)物飼料酶的復(fù)雜性

飼料酶制劑的研究主要是單胃動(dòng)物（豬禽）比較多（馮定遠(yuǎn)，2017），這里討論的反芻動(dòng)物酶制劑應(yīng)用主要是成年動(dòng)物，在瘤胃發(fā)育和微生態(tài)功能完善之前的幼年動(dòng)物如犢牛，基本上可以用單胃動(dòng)物如豬禽的思路使用酶制劑。近年來(lái)，我國(guó)也開始重視反芻動(dòng)物酶制劑的研究與開發(fā)（賈仙寶，2009；呼和等，2011；徐學(xué)文等，2012；扈添琴，2013；李朝云，2014；解祥學(xué)等，2016；林靜等，2017；楊澤坤，2017）。在最近的報(bào)道中，陳雅坤等（2018）使用寧夏夏盛公司奶牛專用酶（纖維素酶15 000 U/g、木聚糖酶100 000 U/g、葡聚糖酶280 000 U/g、甘露聚糖酶2 500 U/g、果膠酶60 000 U/g、中性蛋白酶2 000 U/g）進(jìn)行試驗(yàn)，0.15%添加量，泌乳早期奶牛產(chǎn)奶量每天增加4.27 kg。趙連生等（2018）試驗(yàn)同樣的采用夏盛奶牛專用酶，提高奶牛飼料轉(zhuǎn)化率、瘤胃發(fā)酵指標(biāo)和產(chǎn)奶量。國(guó)外新近反芻用酶報(bào)道有Sidique等（2019）、Devant等（2020）、Lourenco 等（2020）、Rossow 等（2020）、Zayed 等（2020）、Abd-Elkerem 等（2021）、Azzaz 等（2021）、Pech-Cervantes 等（2021）。這些試驗(yàn)結(jié)果不一致，有些使用外源酶制劑效果顯著，有些沒(méi)有什么作用。說(shuō)明了酶制劑應(yīng)用的復(fù)雜性，而反芻動(dòng)物的瘤胃特性和飼料原料特點(diǎn)更加大了反芻飼料酶的復(fù)雜程度。

源于瘤胃微生物作用和微生態(tài)系統(tǒng)，成年健康反芻動(dòng)物瘤胃微生物理論上可以解決所有的飼料消化與脫毒問(wèn)題。已經(jīng)鑒定出瘤胃的分解植物性多聚糖細(xì)胞壁的酶有21 種之多，這些酶均產(chǎn)自正常功能的瘤胃微生物（White等，1993）。正常情況下，特別是中等生產(chǎn)性能水平、無(wú)應(yīng)激生理狀態(tài)下，不需要額外添加外源酶制劑。

反芻動(dòng)物高產(chǎn)是高投入高產(chǎn)出的生產(chǎn)活動(dòng)，高采食量或者富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，超過(guò)了瘤胃本身微生物產(chǎn)酶能力能夠完成，或者高負(fù)荷的發(fā)酵活動(dòng)，特別是高精料、高谷物、高淀粉性質(zhì)的日糧，特別容易產(chǎn)生酸中毒，影響瘤胃微生物活性和微生態(tài)系統(tǒng)，無(wú)法保證瘤胃發(fā)酵系統(tǒng)完整性。高產(chǎn)狀態(tài)下的動(dòng)物更容易產(chǎn)生應(yīng)激，影響瘤胃微生物和微生態(tài)系統(tǒng)。需要外源微生物或者酶制劑的幫助。反芻動(dòng)物酶制劑添加的3個(gè)前提：一是需要輔助解決保證一定量粗飼料消化問(wèn)題；二是需要維護(hù)和保證瘤胃微生物的生物活性與微生態(tài)問(wèn)題；三是需要解決高產(chǎn)奶牛需要高能量谷物投入容易造成酸中毒問(wèn)題。

反芻動(dòng)物飼料酶的復(fù)雜性是由兩方面決定的。一是反芻動(dòng)物消化道的復(fù)雜性，特別是瘤胃的復(fù)雜性。瘤胃是一個(gè)天然的“生物發(fā)酵與合成反應(yīng)罐”：①能夠分解消化大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；②能夠分解脫毒有機(jī)有害成分；③能夠合成營(yíng)養(yǎng)成分（氨基酸、營(yíng)養(yǎng)肽、維生素、揮發(fā)性脂肪酸等）；④產(chǎn)生生物活性成分（酶、功能肽、功能寡糖、后生元等）；⑤能夠產(chǎn)生理化影響因子（有機(jī)酸、纖維類產(chǎn)物等）。但是，瘤胃也是條件敏感的消化道器官和微生態(tài)系統(tǒng)，容易受到日糧成分及本身代謝造成的理化因素的影響。

二是源于反芻動(dòng)物飼料原料與單胃動(dòng)物日糧相比的復(fù)雜性，體現(xiàn)在物理特性和化學(xué)特性兩方面。物理特性是飼料原料，特別是粗飼料不同成分的空間結(jié)構(gòu)與嵌合方式和程度等?；瘜W(xué)特性是飼料原料同一類成分的組成單位的差異與主鏈長(zhǎng)短及支鏈分布形式等。

這些復(fù)雜性體現(xiàn)在高產(chǎn)奶牛更明顯，與一般的肉牛肉羊等反芻動(dòng)物不同，奶牛高產(chǎn)是一個(gè)連續(xù)性高投入高產(chǎn)出過(guò)程，需要外源手段實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，奶牛一般有消化道疾病和代謝病及利用年限等問(wèn)題，代謝病容易影響奶牛產(chǎn)奶和產(chǎn)奶周期。日糧不平衡和富營(yíng)養(yǎng)，特別是高淀粉、高精料日糧，容易影響瘤胃微生物構(gòu)成和活性，造成微生態(tài)系統(tǒng)的紊亂，影響動(dòng)物健康，影響奶牛的利用年限。

2 反芻動(dòng)物酶制劑技術(shù)體系的構(gòu)建

傳統(tǒng)的單酶和復(fù)合酶及其技術(shù)體系可能滿足單胃動(dòng)物的需要，無(wú)法滿足反芻動(dòng)物的需要。實(shí)際上，反芻動(dòng)物中外源性酶制劑的作用模式是非常復(fù)雜的，在這方面需要大量的研究。加拿大農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)食品Lethbridge 研究中心McAllister 等（2001）在討論反芻動(dòng)物添加飼料酶制劑時(shí)就指出：“學(xué)者將來(lái)的任務(wù)是闡明外源性酶制劑的作用模式，這種作用模式可以是一個(gè)，也可以是多種的組合，使得外源性酶制劑能更好地改善飼料效率，增加生長(zhǎng)和奶產(chǎn)量”。

多年來(lái)，我們一直致力于構(gòu)建飼料酶制劑的技術(shù)體系（馮定遠(yuǎn)等，2011、2020），但主要是單胃動(dòng)物基礎(chǔ)的飼料酶制劑技術(shù)體系。反芻動(dòng)物飼料酶制劑，特別是奶牛酶制劑需要一個(gè)新思路或者新理論，我們構(gòu)建的這個(gè)體系正是由多個(gè)作用模式組成，而且不同作用模式是可以組合的。我們提出的反芻動(dòng)物酶制劑技術(shù)體系包括4 個(gè)作用模式：①解決粗飼料消化問(wèn)題，需要一個(gè)多酶系統(tǒng)的集合，可以稱之為“集合酶”模式，包括多種酶來(lái)源的復(fù)合酶、組合酶或者配合酶；②保證瘤胃微生態(tài)健康，需要一個(gè)外源酶與內(nèi)源菌協(xié)同，或者稱之為“酶菌同構(gòu)”模式，包括提供能夠產(chǎn)生一些原位益生元的酶制劑，有利于瘤胃微生物的繁殖和活性維護(hù)；③體外酶制劑粗飼料預(yù)處理與日糧精料添加酶在體內(nèi)起作用結(jié)合，體外酶部分解決消化問(wèn)題，體內(nèi)酶解決瘤胃微生物營(yíng)養(yǎng)與微生態(tài)問(wèn)題及消化道健康（特別是酸堿中毒和酮病等），就是“內(nèi)外酶結(jié)合”模式，體外主要是粗飼料如青貯原料的酶處理；四是使用“過(guò)瘤胃酶技術(shù)”模式，小腸中外源性酶制劑可以通過(guò)降低小腸食糜黏度或者水解瘤胃未能消化的底物，從而改善營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，主要是蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶，是小腸酶的補(bǔ)充。

我們可以把反芻動(dòng)物飼料酶制劑技術(shù)方案概括為“四位一體、組合運(yùn)用”，“四位一體”就是都圍繞飼料原料與瘤胃微生物互作，通過(guò)直接和間接方式，提高瘤胃微生物的作用效率；“組合運(yùn)用”是4個(gè)作用模式可以是單獨(dú)一個(gè)，也可以是2～4 個(gè)的組合，具體根據(jù)動(dòng)物的種類、發(fā)育階段、生產(chǎn)周期、日糧類型等，例如低產(chǎn)或者停止泌乳的奶牛，使用簡(jiǎn)單的復(fù)合酶或者配合酶就可以了，只有圍產(chǎn)期的高產(chǎn)奶牛，才可能需要同時(shí)考慮4 個(gè)模式的酶制劑應(yīng)用：即粗飼料原料酶預(yù)處理+分解復(fù)雜原料的酶制劑集合+過(guò)瘤胃酶（包被處理）+產(chǎn)生益生元酶制劑（如阿魏酸酯酶等輔效酶）。

圖1 反芻動(dòng)物酶制劑技術(shù)體系

反芻動(dòng)物酶制劑的“粗料酶預(yù)處理與精料添加酶結(jié)合”方案就是酶制劑處理粗飼料，在精飼料中也使用酶制劑，后者類似單胃動(dòng)物使用酶制劑，一般是在反芻料TMR 加入單酶，或者復(fù)合酶、組合酶等，這是目前反芻用酶的一般做法。由于反芻動(dòng)物使用大量的粗飼料，也可以在粗料中使用酶制劑進(jìn)行預(yù)處理，特別是使用纖維素酶和其他NSP酶，更常見(jiàn)是青貯料使用酶制劑，操作更方便，許多反芻用酶的試驗(yàn)也是酶制劑處理青貯料，并取得良好的效果，提高了干物質(zhì)、粗纖維的消化率。外源性酶制劑在未被動(dòng)物采食之前，就已經(jīng)開始了對(duì)飼料的消化，能改善反芻動(dòng)物瘤胃內(nèi)的消化，減少下部消化道中飼料的消化率。酶制劑作用效果與其使用方法有關(guān)，將酶制劑噴到混合日糧中不能增加奶產(chǎn)量，而應(yīng)用到精料中則可以增加奶產(chǎn)量（Beauchemin 等，1998）。粗料預(yù)處理（需要一定的條件，包括處理水分、處理時(shí)間等）和精料直接使用是比較合適的措施，簡(jiǎn)單的粗料與精料混合時(shí)使用酶制劑則沒(méi)有什么效果。

反芻動(dòng)物酶制劑的“過(guò)瘤胃處理酶制劑”方案是考慮一部分營(yíng)養(yǎng)在消化道后段（小腸）的消化不夠充分，而部分酶制劑在瘤胃不能夠發(fā)揮作用，但在瘤胃中被破壞滅活。通過(guò)過(guò)瘤胃技術(shù)，特別是酶制劑包被技術(shù)，讓酶制劑到達(dá)小腸才釋放發(fā)揮作用。一般是蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶等。也可以使用一些包被的NSP 酶，到小腸降低食糜的黏性，間接改善后段消化道對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。對(duì)于酶改善生產(chǎn)性能的作用，至少一部分是因?yàn)閷?duì)瘤胃或瘤胃后的消化的改變引起的（McAllister 等，2001）?！斑^(guò)瘤胃飼料酶制劑”類似單胃動(dòng)物酶制劑，但又不同。一是協(xié)助消化道后段酶消化降解飼料營(yíng)養(yǎng)；二是降解飼料殘留抗?fàn)I養(yǎng)因子或有害成分；三是協(xié)助消化降解瘤胃細(xì)菌產(chǎn)生的營(yíng)養(yǎng)；四是降解瘤胃細(xì)菌失活產(chǎn)生“后生元”（postbiotics）。過(guò)瘤胃后酶制劑的作用，外源性酶制劑不僅增加了瘤胃中纖維降解活性，而且增加了小腸中纖維的解降活性（Hristov 等，1998a，b，2000），這種現(xiàn)象在木聚糖酶活性表現(xiàn)得更為明顯，外源性酶制劑的添加增加了十二指腸木聚糖酶的活性約30%（Hristov等，1998a）。

圖2 過(guò)瘤胃酶制劑的功能

在反芻動(dòng)物飼料酶制劑技術(shù)體系的4個(gè)方案中，下面重點(diǎn)討論“集合酶”方案與“酶菌同構(gòu)”方案。

3 反芻動(dòng)物酶制劑技術(shù)體系的“集合酶”方案

根據(jù)反芻動(dòng)物的飼料特性、動(dòng)物生理生產(chǎn)階段、生產(chǎn)性能需要，把我們提出的飼料酶制劑的單酶、復(fù)合酶、組合酶、配合酶等理念（馮定遠(yuǎn)等，2019）進(jìn)行集合，作為一個(gè)整體考慮，或者是多種解決復(fù)雜原料酶制劑方案的一個(gè)集合（簡(jiǎn)稱“集合酶”）?！凹厦浮辈幌瘛皬?fù)合酶”“組合酶”等是一種產(chǎn)品，而是一種技術(shù)方案。特別是把組合酶與配合酶的協(xié)同，形成一個(gè)集合酶系統(tǒng)，綜合考慮飼料物料復(fù)雜的物理結(jié)構(gòu)與多樣的化學(xué)組成，最大程度解決消化的高效問(wèn)題。

圖3 模擬天然“多酶系統(tǒng)”的飼料酶集合

反芻動(dòng)物對(duì)外源性酶制劑的反應(yīng)，是多因素的綜合。常見(jiàn)反芻動(dòng)物酶制劑，主要是基于降解植物細(xì)胞壁而制作的酶，主要是纖維素酶和木聚糖酶。但這些商品酶制劑不是由單一酶構(gòu)成，不同程度有第二種酶活性（如淀粉酶、蛋白酶、果糖酶）存在，是一種天然的組合酶和配合酶。纖維素和半纖維素的降解需要很多酶，這些商品酶制劑中各種單一酶的相對(duì)比例和活性組成不同，會(huì)影響其效果。甚至一種微生物，因菌株選擇及底物和培養(yǎng)基不同，而產(chǎn)生的酶的類型和活性變化很大（Considine 等，1989；Gashe，1992）。根據(jù)飼料不同添加相應(yīng)酶制劑，并非所有酶制劑對(duì)消化復(fù)雜碳水合物（如紫花苜蓿和大麥）都是同樣有效的。對(duì)具有過(guò)于復(fù)雜的結(jié)構(gòu)的飼料原料，過(guò)去缺乏關(guān)于其限制飼料消化率和飼料消化程度的了解，這使得酶制劑工程設(shè)計(jì)生產(chǎn)對(duì)付抑制飼料消化的酶制劑無(wú)從下手，現(xiàn)在情況已經(jīng)大大改變了。

對(duì)有些飼料酶作用的特異靶底物是可以鑒別的，比如在玉米的蛋白中包含著淀粉顆粒，使得淀粉本身的特性（供能）未能發(fā)揮出來(lái)，限制了其中淀粉的降解（McAllister 等，1993）。因此設(shè)計(jì)的外源性酶應(yīng)能消化這種蛋白質(zhì)鏈矩陣，以釋放淀粉顆粒，能夠被瘤胃或宿主的內(nèi)源性酶消化。含有淀粉酶（但不含有蛋白酶）的外源性酶制劑并不能顯著提高反芻動(dòng)物對(duì)玉米的利用率（McAllister 等，2001）。這就需要我們提出的配合酶（馮定遠(yuǎn)等，2019），就是在物理空間有特定關(guān)聯(lián)的幾種酶制劑的配合，如同時(shí)有淀粉酶、蛋白酶等才能完成對(duì)玉米的消化利用。對(duì)秸稈來(lái)說(shuō)，微生物消化的主要障礙是硅土、蠟質(zhì)和角質(zhì)（Bae 等，1997），角質(zhì)酶也可能是一種輔效酶。

4 反芻動(dòng)物酶制劑技術(shù)體系的“酶菌同構(gòu)”方案

反芻動(dòng)物作為一類特別的物種，瘤胃是其草食性、耐粗性的基礎(chǔ)。不僅能夠消化粗纖維、低質(zhì)蛋白，同時(shí)能夠利用C、N、H、P、S 等元素合成糖、氨基酸、部分維生素（B 族、K 等），以及生物活性物質(zhì)（酶、激素、有機(jī)酸等）。瘤胃是一個(gè)功能多樣、高效的“天然發(fā)酵與合成反應(yīng)罐”。但瘤胃具有的數(shù)量眾多復(fù)雜的菌群和微生態(tài)系統(tǒng)，一個(gè)流動(dòng)易變消化器官系統(tǒng)，對(duì)物理、化學(xué)、生物等條件非常敏感，溫度、酸度、滲透壓、電解質(zhì)、有害或者抗?fàn)I養(yǎng)成分等都會(huì)影響發(fā)酵合成罐的效率，更嚴(yán)重時(shí)影響系統(tǒng)的完整性?；谶@兩方面，“酶菌同構(gòu)”的出發(fā)點(diǎn)是兩個(gè)：輔助消化與維護(hù)條件，酶制劑幫助消化，減少瘤胃微生物的負(fù)擔(dān)；酶制劑產(chǎn)生有益成分，提供細(xì)菌需要成分和維護(hù)理化環(huán)境?？紤]外源酶制劑的輔助性消化，在高投入時(shí)微生物消化超負(fù)荷時(shí)尤其如此；外源酶降解產(chǎn)物為微生物提供營(yíng)養(yǎng)底物，維系良好的微生物活性與微生態(tài)平衡，應(yīng)用我們提出的主效酶與輔效酶，外源性酶制劑對(duì)胃腸道微生物菌落和反芻動(dòng)物本身均有很多作用。

圖4 “酶菌同構(gòu)”作用模式的機(jī)理

反芻動(dòng)物酶制劑技術(shù)體系的“酶菌同構(gòu)”的內(nèi)容包括3 個(gè)方面：①酶輔助瘤胃微生物消化復(fù)雜日糧。通過(guò)外源添加酶制劑，協(xié)同幫助瘤胃微生物消化功能，特別是高產(chǎn)奶牛高采食量、高營(yíng)養(yǎng)情況下，有針對(duì)性地結(jié)合復(fù)合酶、組合酶、配合酶，進(jìn)行外源酶制劑的集合。解決大量、難消化飼料的消化，減輕瘤胃微生物消化的負(fù)擔(dān)。米曲霉的浸提物與瘤胃微生物浸提液協(xié)同提高從干草中釋放的可溶性糖量（Newbold，1995）。已經(jīng)證實(shí)阿拉伯木聚糖與p-香豆酸基和阿魏酸基的交叉連接程度，是限制植物細(xì)胞壁消化的一個(gè)因素（Hatfield，1993），米曲酶可以產(chǎn)生一種酯酶，這種酯酶能打破p-香豆酸和阿魏酸與阿拉伯木聚糖之間形成的酯橋（Tenkanen 等，1991），這與瘤胃微生物在功能上有協(xié)同作用（Varel 等，1993）。實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的細(xì)菌可能有幾種瘤胃纖維素分解菌（如梭菌屬、瘤胃球菌）（Forster 等，1998）。這些正是產(chǎn)生消化植物細(xì)胞壁必須具有的不同酶活性所需要的微生物。外源性酶制劑可以增加瘤胃纖維消化率和總胃腸道纖維消化率，這進(jìn)一步證實(shí)了上述作用（Yang 等，1999）。特別是難消化飼料、高纖維日糧更明顯，外源性酶制劑改善了飼喂大麥日糧的奶牛飼料轉(zhuǎn)化率，而沒(méi)有改善飼喂玉米日糧飼料轉(zhuǎn)化率，這是因?yàn)榇篼湹睦w維含量高（Beauchemin 等，1997）。瘤胃中外源性酶制劑可直接作用于飼料，也可以通過(guò)與瘤胃微生物的協(xié)同作用間接刺激消化活性（McAllister等，2001）。

②酶調(diào)節(jié)瘤胃理化環(huán)境。維持瘤胃的良好的理化環(huán)境非常重要，特別是使用高精料時(shí)，淀粉類在異常發(fā)酵情況下，容易產(chǎn)生酸中毒。淀粉酶、糖化酶等，讓可溶性糖水解直接吸收（如葡萄糖），減少淀粉類發(fā)酵產(chǎn)生丙酸、乳酸等，影響瘤胃作為天然發(fā)酵罐的功能，酸中毒影響微生物的活性，也影響瘤胃組織功能，對(duì)于需要維持比較長(zhǎng)的利用年限的奶牛特別重要（相對(duì)而言，肉牛、肉羊考慮比較少）。對(duì)于高濃度的低纖維日糧而言，纖維分解酶顯著改善了飼喂高谷物日糧的牛的飼料消化率（Krause 等，1998）和生產(chǎn)性能（Beauchemin等，1997；Iwaasa 等，1997）。對(duì)此種現(xiàn)象的解釋，在于比較瘤胃生物產(chǎn)生的纖維分解酶需要的最佳pH 環(huán)境，和由厭氧性真菌產(chǎn)生的纖維分解酶所需要的最佳pH 環(huán)境。pH 低于6.2 時(shí)，抑制纖維分解菌的生長(zhǎng)（Russell 等，1980），纖維消化率大大降低（Hoover等，1984）。許多瘤胃微生物本身功能產(chǎn)生的纖維分解酶的最佳pH 超過(guò)了6.2（Greve 等，1984；Matte等，1992）。如果外源酶制劑與瘤胃微生物有協(xié)同作用，則更能提高瘤胃對(duì)纖維的消化。表明外源性酶制劑具有媒介活性，這種活性在降解植物細(xì)胞壁上受到瘤胃微生物的限制。植物細(xì)胞壁在瘤胃內(nèi)的消化受到限制可能是因?yàn)榱鑫肝⑸锼a(chǎn)生的酶的類型和量不足、降解酶不能與底物很好地互作或者瘤胃中的狀況并非酶發(fā)揮作用的最佳條件（如瘤胃pH過(guò)低等）。

③酶產(chǎn)生微生物需要的益生元。單胃動(dòng)物方面，外源酶制劑影響仔雞腸道菌群發(fā)生了變化（Hock等，1997；Vahjen 等，1998）。部分酶產(chǎn)物成為瘤胃微生物的益生元，酵母細(xì)胞壁是近年來(lái)在反芻動(dòng)物特別是奶牛應(yīng)用比較多的產(chǎn)品，其中一個(gè)重要作用是提供瘤胃微生物需要的營(yíng)養(yǎng)底物。酶制劑具有益生功能，我們專門提出了“益生型酶制劑”的理念（馮定遠(yuǎn)等，2020），就是酶制劑的降解產(chǎn)物，部分可以作為腸道微生物的益生元，調(diào)節(jié)腸道健康和微生態(tài)正常。這方面真正有重要價(jià)值的是在反芻動(dòng)物腸道微生物，特別是瘤胃的細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)底物，米曲霉的浸提物能增加瘤胃細(xì)菌的數(shù)量（Newbold等，1992a，b）。木聚糖酶能夠?qū)⑷占Z的木聚糖原位產(chǎn)生瘤胃細(xì)菌需要的益生元（主要是木寡糖），但是一些復(fù)雜的木聚糖，特別是玉米等來(lái)源的木聚糖，由于含有支鏈或者側(cè)鏈，影響了木聚糖酶發(fā)揮作用，需要使用一些我們稱之為“輔效酶”的酶制劑，如阿魏酸酯酶、阿拉伯呋喃糖苷酶，與主效酶（木聚糖酶）配合，才能降解木聚糖酶，產(chǎn)生細(xì)菌需要的益生元。這些已被雷釗（2017）和鄭達(dá)文（2019）在單胃動(dòng)物試驗(yàn)所證實(shí)。生物技術(shù)進(jìn)展很快，纖維素酶、木聚糖酶和β-葡聚糖酶等已被廣泛應(yīng)用，但是我們提到的反芻動(dòng)物酶制劑技術(shù)體系其他重要的酶，如阿魏酸酯酶、角質(zhì)酶、乙酸基木聚糖酯酶、阿拉伯呋喃糖苷酶等“輔效酶”還沒(méi)有被充分認(rèn)識(shí)。

反芻動(dòng)物飼料酶制劑技術(shù)體系除了以上4 方面方案外，還需要有特別的評(píng)價(jià)體系，特別是多年生產(chǎn)的奶牛，與一般單胃動(dòng)物不同，不能僅僅考慮常規(guī)的生產(chǎn)性能指標(biāo)，還需特別注意兼顧瘤胃健康、消化道健康和整個(gè)動(dòng)物機(jī)體的健康，減少酮病等代謝類疾病。以奶牛為例，評(píng)價(jià)飼料酶制劑效果的指標(biāo)應(yīng)該包括兩方面：一是生產(chǎn)性能，包括產(chǎn)奶量、牛奶質(zhì)量、飼料效率；二是健康與利用年限，包括瘤胃微生物生物量與活性、代謝病指標(biāo)、奶牛產(chǎn)奶周期與利用年限等。其中一個(gè)指標(biāo)明顯就是有價(jià)值的奶牛飼料用酶，至于經(jīng)濟(jì)價(jià)值就需要考慮酶制劑的成本了。

總之，反芻動(dòng)物瘤胃消化道的特點(diǎn)和復(fù)雜性（如有很多微生物菌落，能產(chǎn)生很多內(nèi)源性酶制劑），使得外源酶制劑在反芻動(dòng)物體內(nèi)的作用機(jī)制更加復(fù)雜。必須考慮酶作用的靶底物，設(shè)計(jì)特異的復(fù)合酶，或者組合酶、配合酶，甚至是各種酶、各類酶的集合，并且是依據(jù)特定粗料、干草、目標(biāo)底物的成熟程度以及結(jié)構(gòu)性障礙而設(shè)計(jì)，特別考慮外源酶對(duì)體內(nèi)酶特別是瘤胃微生物酶的補(bǔ)充、外源酶產(chǎn)生原位益生元維持瘤胃微生態(tài)、多種形態(tài)酶制劑的集合解決的復(fù)雜飼料原料消化、大體積粗飼料的酶預(yù)處理結(jié)合精飼料的酶制劑添加、過(guò)瘤胃技術(shù)讓部分酶制劑在瘤胃后段腸道發(fā)揮功效等作用模式。提出有別于單胃動(dòng)物的反芻動(dòng)物飼料酶制劑技術(shù)體系，就是基于反芻動(dòng)物瘤胃的復(fù)雜性和粗飼料的粗劣性，該體系包括4個(gè)作用模式：“體外酶預(yù)處理與體內(nèi)添加酶結(jié)合”“過(guò)瘤胃酶處理”“集合酶”“酶菌同構(gòu)”方案。這些方案“四位一體、組合運(yùn)用”，這些作用模式及技術(shù)方案并不需要同時(shí)考慮，在不同條件下可以組合，同時(shí)，施加了這些方案也不一定達(dá)到期望的生產(chǎn)效果，這是一種潛力和可能性，高產(chǎn)奶牛的產(chǎn)奶前期應(yīng)用效果更明顯。