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为探究 Synergen?（含残留酶活性的黑曲霉固态发酵产物 ANP）对奶牛 TMR 体外瘤胃发酵的影响，研究人员通过不同剂量（0-5 mg/g 底物）处理高低淀粉 TMR。发现 2、5 mg/g ANP 显著提升高淀粉 TMR 产气量，对低淀粉组无影响，提示 ANP 或可改善高淀粉日粮消化率。
在全球畜牧业的发展版图中，奶牛养殖始终占据着关键地位，它们如同自然界的 “转换器”，将人类不可食用的饲料转化为高营养的动物蛋白。然而，这一过程并非尽善尽美 —— 瘤胃对牧草的消化效率低下成为制约行业可持续发展的瓶颈。理想条件下，植物细胞壁在瘤胃中的消化率仅约 65%，这不仅导致饲料资源的浪费，还使得反刍动物养殖的温室气体排放强度（GHG EI）居高不下，成为环境治理的重点关注领域。如何在提升饲料利用率的同时，降低环境负荷，成为科研人员亟待攻克的难题。
在此背景下，来自英国格拉斯哥大学（University of Glasgow）的研究团队将目光投向了真菌发酵产物。黑曲霉（Aspergillus niger）作为一种常见的工业微生物，其固态发酵产物（ANP）中含有多种酶类及生物活性物质，在过往研究中已被证实可能通过催化底物水解、协同瘤胃内源酶等途径改善饲料消化率。为进一步探索其实际应用价值，该团队开展了一项针对奶牛全混合日粮（TMR）的体外瘤胃发酵研究，相关成果发表在《Animal - Open Space》。
研究人员选用两种淀粉含量不同的 TMR（高淀粉组 28.8% vs 低淀粉组 19.6%），通过 ANCOMRF气体生产系统模拟瘤胃环境，设置 0、0.5、2、5 mg/g 底物共 4 个 ANP 剂量梯度，以产气量（GP）、干物质消失率（DMD）、挥发性脂肪酸（VFA）组成等为指标，系统分析 ANP 对体外发酵动力学的影响。
关键技术方法
- 体外瘤胃发酵模型：利用 4 头装有瘤胃瘘管的泽西牛作为消化液供体，通过 ANCOMRF系统实时监测 72 小时内的气体产生动态，结合 GasFit 软件对产气动力学进行建模分析。
- 化学分析：采用气相色谱法（GC）测定发酵液中 VFA 浓度，pH 计测量发酵液酸碱度，并通过干燥称重法计算 DMD。
- 统计分析：运用 R 软件进行单因素方差分析（ANOVA）及 Tukey 事后检验，验证不同处理组间的差异显著性。
研究结果
产气动力学差异
高淀粉 TMR 的产气响应呈现显著剂量依赖性：2 mg/g 和 5 mg/g ANP 处理组的 72 小时总产气量分别比对照组（0 mg 非适应接种物）增加 33 ml（P=0.024）和 32.9 ml（P=0.025），而低淀粉组各处理间无显著差异。产气模型（Schofield 双池模型）显示，高淀粉组中 ANP 主要提升了缓慢降解组分的产气量（参数 d），暗示其对结构性碳水化合物和蛋白质的消化有促进作用。
干物质消失与发酵产物
高淀粉组中，ANP 处理组的 DMD 呈现数值增加趋势（如 2 mg 组比对照组高 13.8%），但未达显著水平；发酵液 pH 及 VFA 组成（包括乙酸、丙酸比例等）在高低淀粉组中均不受 ANP 影响，表明 ANP 主要通过增强底物降解效率而非改变发酵终产物模式发挥作用。
淀粉特异性效应
低淀粉 TMR（以玉米青贮为主）对 ANP 无响应，结合高淀粉组的结果，提示 ANP 的作用具有显著淀粉依赖性，其机制可能与淀粉酶活性密切相关。
结论与讨论
本研究首次通过体外模型证实，黑曲霉固态发酵产物 Synergen? 对高淀粉奶牛日粮的消化率具有显著提升作用，且 2 mg/g 底物的剂量即可产生明显效果。尽管未观察到 VFA 组成的改变，但其对产气动力学的影响表明，ANP 可能通过增强瘤胃微生物对淀粉及结构性碳水化合物的水解能力，间接提高饲料能量利用率。值得注意的是，该效应在低淀粉日粮中未显现，进一步验证了其作用靶点与淀粉代谢的关联性。
研究结果为开发高效、环保的反刍动物饲料添加剂提供了新方向 —— 针对高淀粉日粮的配方设计，ANP 有望成为改善饲料效率、降低 GHG 排放的潜在方案。然而，体外实验与体内环境存在差异，后续需通过在体试验（如瘤胃尼龙袋法、奶牛泌乳性能测试）进一步验证其实际应用效果，特别是对微生物群落结构及能量代谢的长期影响。此外，ANP 中具体起效的酶组分（如淀粉酶、纤维素酶）及其与瘤胃微生物的协同机制，仍需深入解析。
这项工作不仅为真菌发酵产物在畜牧业中的应用奠定了理论基础，也为解决反刍动物养殖的可持续性难题提供了创新思路。随着全球对低碳农业的需求日益迫切，此类生物型饲料添加剂的研发与应用或将成为行业转型的关键突破口。
