摘要：酶制劑應用于反芻動物特別是高產奶牛等飼糧中是明確有效的，表現出促進粗飼料消化、減少瘤胃異常發酵及調節瘤胃微生物活性和微生態平衡等積極作用。但是因為飼糧組成的復雜性、消化生理結構的復雜性等原因，需要突破單胃動物酶制劑傳統思路的局限，創新反芻動物用酶思維，構建專用型酶制劑技術體系。本文總結了反芻動物酶制劑的整體架構體系，提出了過瘤胃酶、集合酶、酶菌同構、體外處理與體內添加結合4個創新理論；且重點討論了與瘤胃生態體系相關的酶菌同構理念，以及其3個方面的價值：輔助細菌消化、調節瘤胃的理化環境、酶解飼料底物產生益生元；最后結合國內外和作者團隊的試驗研究，論證了酶菌同構的實踐意義，推薦反芻動物酶制劑中主效酶和輔效酶基本組成為：非淀粉多糖酶（木聚糖酶、纖維素酶等）+蛋白酶、淀粉酶等+阿魏酸脂酶、阿拉伯呋喃糖苷酶等。

美國佛羅里達大學、加州大學、巴基斯坦白沙瓦農業大學等近年來的研究顯示，反芻動物添加酶制劑是有效果的。特別是高投入、高產出的奶牛，就如一個“奶產品工廠”，其瘤胃是一個“生物發酵罐”，在高投入、富營養等情況下，瘤胃微生物和微生態的壓力及應激狀態已經超過了瘤胃本身的能力，需要外源酶制劑等輔助通過營養和調控的手段來保證其發酵系統完整。在應激的情況下（如高溫應激、高營養應激等），會影響瘤胃的微生物和整個微生態的系統，導致一些健康的問題，也需要外源酶制劑等修復因此損傷的瘤胃功能。反芻動物應用外源酶制劑的3個基礎包括：一是酶制劑能夠有效促進粗飼料高效消化分解；二是酶制劑能夠調節瘤胃微生物活性與微生態問題；三是酶制劑能夠減少瘤胃的異常發酵。

但是，目前的反芻動物酶制劑還局限于普通豬、禽等單胃動物用酶制劑的傳統思路，只是幫助消化飼糧，這是不完整的酶制劑應用模式，必須創新反芻動物用酶思維、拓寬反芻動物用酶思路，特別是多生產周期、多個胎次、多年利用的高產奶牛尤其如此。

1、反芻動物酶制劑的特殊性及其飼用價值

1.1反芻動物飼料原料的復雜性

反芻動物飼料原料的復雜性體現在物理特性和化學特性2方面。物理特性是指飼料原料組分中不同成分的空間結構與嵌合方式及程度等；化學特性是指飼料原料，特別是粗飼料，內部有很多結構，不僅僅是蛋白質、纖維、植酸等同一類成分的組成單位的差異與主鏈長短及支鏈分布形式等。

1.2反芻動物消化道的復雜性

反芻動物消化道的復雜性體現在瘤胃的功能與微生物維系2方面。瘤胃的功能方面，瘤胃本身就是一個“生物發酵罐”，既消化分解也生物合成。人工的微生物發酵和酶制劑的生產，實際上是一種天然生物發酵罐的仿生。微生物維系方面，微生物有個最大生物量，需要持久的良性微生態平衡，也許這個發酵罐是完整的，功能是完善的，但是瘤胃里的微生物包括細菌、真菌、病毒，甚至原蟲，生物活性是敏感而且脆弱的，保持有效的活菌數等功能方面受到許多因素的影響，這是反芻動物消化生理的獨特性。

瘤胃是一個精巧的、多功能的天然“生物發酵罐”，可以消化分解低質粗飼料（差的變好），另外也可能浪費優質精飼料（好的變差），需要考慮如何規避后種情況。另外，瘤胃可以生物合成與分解，一方面合成許多營養和生物活性因子（氨基酸、功能肽、維生素K和B族維生素、消化分解酶等），另一方面消耗營養（能量、氨基酸、維生素等）。添加外源酶制劑來幫助瘤胃消化，減輕了微生物瘤胃消化過程的消耗，是一種營養的節省，瘤胃微生物的發酵、分解的過程，是一種能量、維生素消耗的過程，如果用外源酶制劑來消化，就減少了一些珍貴營養物質的消耗，使其可以在消化道后段被吸收。

作為“生物發酵罐”，瘤胃容易受到理化因素的影響，特別是高投入、高產出的奶牛，容易超負荷，進而出現代謝病，影響其發酵功能，影響“生物發酵罐”的完整性，導致奶牛生產性能下降，甚至影響奶牛產奶的利用年限。作為“生物發酵罐”的瘤胃需要維護，可以考慮以下3個方面：一是飼糧的組成成分適合、營養成分適當、營養水平適度；二是外源調節物添加，減輕瘤胃微生物的負擔；三是外源調節物添加，提高瘤胃微生物的綜合生物量（微生物種類、數量、有效活力和繁殖潛力等）。

1.3反芻動物酶制劑的應用價值

酶制劑在反芻動物中的應用有3個目的：一是酶制劑通過降解飼料組分（如粗纖維、粗蛋白質）直接幫助消化；二是酶制劑通過分解導致異常發酵的組分（如高淀粉、非淀粉多糖）減輕瘤胃負擔；三是酶制劑通過產生飼料原料型的益生元促進瘤胃微生物的繁殖。外源酶、益生菌、益生元等都可以作為發酵功能的瘤胃外源調節物，而外源酶制劑同時具有雙重作用：一是催化分解，輔助消化，減輕發酵壓力；二是調節微生物的發酵潛力，產生有益的產物，提高發酵效率，水解碳水化合物（包括非淀粉多糖）可能產生微生物需要的益生元，水解蛋白質可能產生微生物需要的功能肽。

2、反芻動物酶制劑的技術體系

與單胃動物不同，反芻動物用酶的助消化、改善飼料消化利用、提高有效營養供應只是其中一個方面，還需要考慮反芻動物，特別是高產奶牛多胎制、長時間利用年限的動物生物特點、生理特性、生產模式的不同。傳統的單酶和復合酶及其技術體系能滿足單胃動物的需要，但是無法滿足反芻動物的需要。所以，反芻動物的酶制劑應用需要構建一個新的技術體系。

2.1反芻動物酶制劑的整體架構體系

加拿大農業與農業食品Lethbridge研究中心在討論反芻動物添加飼料酶制劑時指出：“學者將來的任務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，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，增加生長和產奶量”。長期以來，我們致力于飼料酶制劑技術體系的研究與實踐，包括探索構建反芻動物酶制劑技術體系，通過理論思考和科學試驗發現，反芻動物酶制劑技術體系是由多個作用模式組成，而且不同作用模式是可以組合的，在此基礎上構建了一個反芻動物酶制劑的整體架構體系（圖1），該體系具有四大基礎板塊：單酶、復合酶、組合酶、配合酶，還有主效酶和輔效酶（針對微生物、部分益生元）2個輔助板塊；形成集合酶、過瘤胃酶等5個反芻動物應用方案。

2.2反芻動物酶制劑的新思路或者理論

基于長期酶制劑研究實踐結合反芻動物消化生理與飼糧結構的特殊性，我們思考提煉出如下4個方面的新思路或者理論：1）解決粗飼料消化問題，需要一個具有仿生天然多酶系統的集合，稱之為集合酶思路；2）瘤胃后段的真胃和小腸部位存在包括過瘤胃飼料與微生物產生的營養消化問題，外源酶需要逃脫瘤胃微生物及其酶的分解破壞進入到小腸，通過降低小腸食糜黏度或者水解瘤胃未能消化的飼料底物及微生物產生營養物質和產物，改善整體營養物質的吸收效果和效率，稱之為過瘤胃酶思路；3）保證瘤胃微生態健康問題，需要一種外源酶與內源菌協同構建良好理化、營養、生物活性條件，稱之為酶菌同構思路；4）反芻動物飼料體積大、粗飼料多，需要體外酶制劑預處理解決粗飼料消化問題，精料直接添加酶制劑在體內解決瘤胃微生物營養與微生態問題及消化道健康（特別是酸中毒和酮病等）問題，稱之為體外處理與體內添加結合思路。

在上述4個創新思路或者理論基礎上，形成反芻動物4個酶制劑的應用模式：

1）粗飼料原料酶預處理；

2）分解復雜原料的集合酶制劑；

3）過瘤胃酶（包被處理）；

4）產生益生元酶制劑（如木聚糖酶主效酶，配合阿魏酸酯酶、阿拉伯呋喃糖苷酶等輔效酶）。

4個酶制劑的應用模式可以是單獨使用，也可以是多個組合使用，具體使用可根據動物的種類、發育階段、生產周期、飼糧類型等。有些簡單的情況，比如青貯的酶制劑預處理，需要用纖維素酶、木聚糖酶、果膠酶等，也可以添加過瘤胃淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶等。高產奶牛生理狀況比較敏感、微生態比較脆弱的情況下，需要添加特殊的外源酶產生益生元（益生元是瘤胃的細菌所需要的營養）。低產或者停止泌乳的奶牛，使用簡單的復合酶或者配合酶即可。只有圍產期的高產奶牛，才需要同時考慮4個模式的綜合方案。

2.3反芻動物酶制劑的特色應用方案

4種酶制劑應用方案中，過瘤胃酶和集合酶是其中最具反芻動物特色的應用方案。過瘤胃酶制劑可以對瘤胃內還沒有完全消化的飼料成分和微生物產物繼續進行消化，不僅是蛋白質、淀粉、脂肪和一些纖維類，甚至是由于體積比較大等沒有被瘤胃微生物分解的營養物質，以及飼料殘留的抗營養因子或有害成分。或者，協助消化降解瘤胃微生物產生的營養物質，包括菌體蛋白，通過瘤胃的蛋白酶就可以發揮作用，還可以降解瘤胃細菌，特別是細菌細胞壁等產生后生元（postbiotics），發揮維護后段消化道生態健康的積極作用。

我們早期提出的組合型或者配合型酶的理念，實際上大自然里天然就存在這方面的系統，微生物及其產生的酶系或者酶的族群是大自然自我循環系統的重要組成。我們可以模擬天然多酶系統，也就是人工集合酶系統。集合酶思路是把單酶、復合酶、組合酶、配合酶等進行集合，根據飼糧類型與變化，作為一個整體考慮，或者是多種解決復雜原料酶制劑方案的一個集合（簡稱集合酶）。集合酶不像復合酶、組合酶等是一種產品，而是一種技術方案，特別是把組合酶與配合酶協同，形成集合酶系統，綜合考慮飼料原料復雜的物理結構與多樣的化學組成，最大程度解決消化的高效性問題（圖2 ）。

3、與瘤胃生態體系相關的酶菌同構酶制劑理念

酶菌同構理念與過去酶制劑思維有本質的不同，它把酶制劑與微生物結合起來，考慮酶對菌的影響和意義，而傳統的飼料酶只考慮酶對動物（宿主）的影響和價值。酶菌同構就把反芻動物特有的瘤胃看作是一個復雜而且精巧的“生物發酵罐”、“生物反應器”。為了保證最大效率和功能完整持久，需要外源因子與內源微生態互作，共同構建最適條件。除了營養物質外，外源添加的調控因子（如益生元、酵母細胞壁、酶制劑、酸堿緩沖劑等）主要是圍繞瘤胃細菌，稱為酶制劑應用的酶菌同構作用模式，或者稱之為“瘤胃微生物益生酶”作用模式。瘤胃的酶菌同構是酶作為調控因子對目標細菌施加調節影響，是對應關系，需要強調的是以酶為主。

酶菌同構理念的價值有3個：一是酶制劑輔助細菌消化；二是酶制劑作用調節瘤胃的理化環境；三是外源酶可以使飼料底物產生益生元。

3.1輔助瘤胃微生物發揮消化功能

酶菌同構第1方面內容是酶輔助微生物消化，幫助瘤胃微生物消化。高產奶牛在高采食量、高營養的情況下，有針對性地結合復合酶，或者組合酶、配合酶，進行外源酶制劑集合，解決大量的難消化飼料的消化問題，減輕瘤胃微生物消化的負擔。

3.2調節瘤胃的理化環境

酶菌同構第2方面內容是酶調節瘤胃理化環境。高產奶牛敏感脆弱特點，容易多種應激疊加，表現在瘤胃內部理化環境的變化，比如說酸中毒、離子狀態、滲透壓異常等。特別是采食大量高精料時，淀粉類飼料在異常發酵情況下產生丙酸、乳酸等，容易引起奶牛酸中毒，使用淀粉酶、糖化酶等，讓可溶性糖水解直接吸收（如葡萄糖）。維持瘤胃良好的理化環境，減少淀粉類發酵產生丙酸、乳酸等，不影響瘤胃作為天然發酵罐的功能，減少酸中毒對微生物的活性、瘤胃組織功能的影響，對于需要維持比較長的利用年限的奶牛特別重要（相對而言，肉牛、肉羊考慮比較少）。

3.3產生微生物需要的益生元

酶菌同構第3方面內容是酶產生微生物需要的益生元，使瘤胃的微生物、細菌保持良好的狀態。瘤胃的微生物補充能量、氨基酸、維生素以外，還要補充有別于宿主的益生元，需要通過外源酶來添加。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，就是酶制劑的降解產物，部分可以作為腸道微生物的益生元，調節腸道健康和微生態正常。這方面真正有重要價值的是在反芻動物腸道微生物，特別是瘤胃的細菌營養底物。益生元（主要為低聚糖）對腸道健康的調節是一種非侵略性的調節，因而具有更好的安全性。

反芻動物要實現高產，還需要進一步考慮對瘤胃功能、瘤胃微生物的影響，可以借鑒酵母細胞壁應用的思路，進一步拓展酶菌同構的技術方案。木聚糖酶等主效酶結合阿魏酸脂酶、阿拉伯呋喃糖苷酶等輔效酶（或者說是小品種酶）的應用，可以產生瘤胃細菌需要的益生元，這與專門通過外源添加的益生元不同，這種內生性的，同生、伴生的益生元，有附加額外的價值。

4、反芻動物酶制劑的研究實踐

酶制劑對反芻動物作用研究始于20世紀60年代，但效果不穩定。隨著發酵成本的降低及高活性酶制劑的問世，外源酶制劑對瘤胃微生物和反芻動物本身表現出越來越多、越來越大的積極作用。

酶制劑對奶牛產奶量影響報道，始于20世紀90年代中期，給奶牛飼喂由50%精料和噴灑2種酶制劑的玉米青貯組成的飼糧，產奶量增加了2.5 kg/d。研究表明，酶制劑可以增加飼喂紫花苜蓿干草/青貯飼糧的奶牛產奶量，且產奶量受酶制劑添加水平的影響。外源性酶制劑對奶牛和肉牛生產性能具有促進作用已經得到證實，但遺憾的是至今還缺乏試驗結果的一致性。加拿大農業與食品Lethbridge研究中心研究得出結論，在反芻動物飼糧中添加酶制劑對生產性能有改善作用，但是結果并不完全一致。瘤胃消化道的特點（如有很多微生物菌落，能產生很多內源性酶制劑）使外源酶制劑在反芻動物體內作用機制更加復雜。外源性酶制劑在未被動物采食之前，就已經開始了對飼料的消化，能改善反芻動物瘤胃內的消化，減少后段消化道中飼料的消化負擔。傳統的反芻動物酶制劑主要是基于降解植物細胞壁而制作的酶，主要是纖維素酶和木聚糖酶。這些商品酶制劑中各種單一酶的相對比例和活性組成不同，會影響其效果。

新思路、新理念，甚至新的理論來構建奶牛酶制劑技術的體系是突破目前反芻動物酶制劑應用技術的重要基礎。鄭達文研究發現，可以使用一些小品種酶來解決益生元的問題，用配合酶來解決一些結構性的問題。在此基礎上，華南農業大學馮定遠教授研究團隊提出酶菌同構理念來設計反芻動物酶制劑，建議的酶譜組成如下：1）含有非淀粉多糖酶（包括木聚糖酶、纖維素酶等），特別是多種木聚糖酶的組合酶；2）含有蛋白酶、淀粉酶等，與第1類組成解決復雜飼料原料的配合酶；3）含有阿魏酸脂酶、阿拉伯呋喃糖苷酶等，與第1類組成酶菌同構的益生酶。酶菌同構設計出來的反芻動物酶制劑具有3個有效組分：外源酶、宿主消化道微生物菌群、消化道內源酶，3者相互配合，在空間上和時效上擴展放大酶制劑的作用效率。外源酶一方面起到飼料前處理作用，提供瘤胃豐富短鏈碳水化合物，以快速啟動和高效促進瘤胃微生物消化效率，提高瘤胃微生物菌體蛋白合成效率；另一方面微生物發酵產生豐富且組成合理的有機酸，為消化道后段過瘤胃酶和宿主內源酶配合發揮延續性酶解作用提供重要的內環境，再者酶制劑定向酶解產生功能性寡糖有利于構建反芻動物消化道良性的微生態環境，酶菌良性互動，構建協同效應體系。

5、小結

反芻動物，特別是高產奶牛的高投入、高產出模式，超過了瘤胃本身消化能力，容易產生應激，影響瘤胃微生物活性和微生態系統，外源酶制劑幫助有其必要性。為解決粗飼料消化和保證瘤胃微生物活性問題，與單胃動物酶制劑不同，需要構建新型反芻動物飼料酶技術體系，包括多酶系統集合的集合酶、外源酶與內源菌協同的酶菌同構等設計思路。

國內外的酶制劑開發應用實踐表明，反芻動物酶制劑，特別是奶牛酶制劑具有突出價值。目前反芻動物酶制劑還停留在助消化（特別是粗飼料消化）的認知中，這是單胃動物酶制劑的技術思路。反芻動物酶制劑應用更復雜，結果不一致，影響因素很多。應該進一步考慮對瘤胃功能、瘤胃微生物的影響，進一步拓展酶菌同構的技術方案。理論上，找到合適的技術方案，可以提高反芻動物生產性能，特別是高產奶牛的產奶性能。

【產品簡介】

本產品由復合酶制劑、益生菌、營養促長劑、多種維生素、微量元素等組成。2021年11月再次升級，主要效果及優勢：

1.運用本產品后，在酶制劑、益生菌、中草藥等的共同作用下動物的腸胃功能得到改善，腸道健康提升，對全價飼料、自配飼料消化吸收率提高，降低料耗明顯。

2.本產品中運用的促長增肥物質不含任何的違禁藥物和激素，運用本品在全價飼料上能夠提高生長速度，提前出欄；運用在自配飼料上提高生長速度更明顯，提前更長出欄時間。

3.在確保營養全面的基礎上，家畜飼喂后（豬）幾天即可看到明顯改變：貪睡、生長加速等；家禽使用后（雞、鴨）羽毛靚麗、食量增加、生長加快、產蛋率提高；草食動物牛羊使用后毛色光順，生長加快；特種養殖動物如皮毛動物、肉狗使用后一些不知名的健康問題明顯看到改善，生長速度加快。

【用法用量】

本品為低成本生態養殖特殊飼料添加劑。請根據不同情況進行添加，適合各種肉蛋奶用動物上使用，各種動物各階段（含母畜孕期和奶期）、免疫和用藥期間都可以使用，具體介紹如下：

1.在全價飼料上的使用：每1000公斤飼料中添加本品1包混合后飼喂。

2.在自配飼料上的使用：每1000公斤飼料中添加本品2包。

3.在發酵飼料上的運用：發酵飼料為濕料，需要配合的玉米、豆粕等為干料，每噸混合后的飼料添加本產品1包。

4.飼料廠運用：4%的預混料每20公斤添加本品500克、30%濃縮料每30公斤添加本品500克。本品可以直接添加到飼料中進行制粒，每噸飼料中添加本品1000克。

5.牛羊反芻動物運用上：1000公斤精飼料使用本產品2包。

6 特種動物養殖、魚蝦龜鱉等可以一直按照1噸飼料使用本品2包添加量進行。

【注意事項】

1.本品不能代替預混料，飼料中盡量保持營養平衡；可以跟其他預混料等添加劑一同使用。

2.不建議將本品添加飼料中蒸煮；冷卻到40℃以下時才添加。

3.注射疫苗與治療期間不會造成相互的負面效果影響；孕畜、母禽均可使用。

4.催肥后期家畜出欄前1個月左右、家禽出欄前15天左右時可以按照上述使用量加大2-3倍，效果更加顯著！但首次使用請勿超量，首次使用少部分動物可能有輕度腹瀉，這是正常現象，這是少部分動物之前腸道有嚴重問題造成，本產品中的益生菌首次進入修復而產生的應激反應，一般3天左右恢復正常糞便成形，可以看到從之前粗糙的毛色改變成光順毛色的變化。

5.連續使用本品后，動物糞便排泄量較過去可能會下降35%左右，這是消化吸收率提高帶來的效果；養殖場臭味、氨氣等大幅度下降，形成益生菌生態養殖環境，糞污水道與儲水池能夠自動分解改善水質。

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2020年已全面禁抗，我們之前經常在飼料中添加的抗生素進行促生長行為將是違法，否則面臨巨額罰單。如何既能夠促進動物生長又能夠形成無抗養殖呢？其實中草藥在促進畜禽養殖健康和生長、改善肉蛋奶品質大有可為，特別是將中草藥發酵后效果提升4-28倍等好處，這個實施方案比你想象中效果更好，運用的沒有不被效果折服的，值得嘗試驗證

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相關鏈接——農業農村部鼓勵企業和研發機構加快生物飼料、酶制劑、益生菌、植物提取物等抗生素替代產品開發，推動全行業抗生素減量替代，確保畜禽產品質量安全