萝卜泡菜发酵过程中噬菌体群落稳定性维持策略及微生物演替特征研究

本研究针对发酵食品中噬菌体生态功能不明的关键问题，通过对比稳态（SE）与非稳态（NE）系统，揭示噬菌体通过靶向有害菌（如Escherichia）或发酵乳酸菌的差异调控策略，为蔬菜发酵体系稳定性维持提供新机制，并为跨系统噬菌体应用提供理论依据。

　　

泡菜作为传统发酵食品，其风味品质与微生物群落的稳定性密切相关。然而，发酵过程中噬菌体（phage）与微生物的相互作用机制长期未被阐明。近年来，尽管研究发现噬菌体在发酵食品中广泛存在且随发酵进程动态变化，但其对产品质量与微生物稳态的影响仍不明确。尤其在萝卜泡菜（radish paocai）体系中，微生物稳态的维持机制已成为行业关注的焦点。

为了深入探究噬菌体在发酵系统中的作用，杨梦露（Menglu Yang）等研究人员在《International Journal of Food Microbiology》上发表论文，通过对比稳态环境（SE）与非稳态环境（NE）下微生物与噬菌体的动态变化，揭示了噬菌体群落稳定性维持的关键策略。

本研究主要采用微生物计数、宏基因组学（metagenomic）分析和噬菌体宿主预测等技术方法。微生物样本来源于人工控制的萝卜泡菜发酵体系，通过测定菌落形成单位（log colony-forming units/mL）评估微生物丰度，利用宏基因组数据解析微生物与噬菌体群落结构，并通过基因组比对鉴定烈性（lytic）与溶原性（lysogenic）噬菌体。

微生物群落结构在SE与NE中差异显著

微生物计数显示：NE中未检测到真菌，而SE中真菌含量高达6.78 ± 0.09 log CFU/mL。宏基因组分析表明，SE中微生物结构保持稳定，而NE中微生物组成发生显著变化。其中，Pediococcus ethanolidurans和Lactococcus lactis为两组间差异最显著的物种。

噬菌体群落动态与宿主相互作用

Caudoviricetes被鉴定为优势病毒类别。聚类分析显示，NE中病毒群落高度变异，涉及多个病毒属（Clusters 3–6）。NE中鉴定出25种烈性噬菌体和226种溶原性噬菌体，而SE中仅发现3种烈性和29种溶原性噬菌体。宿主预测表明：NE中噬菌体优先靶向有害细菌（如Escherichia），而SE中噬菌体主要侵染发酵相关乳酸菌。

Lactiplantibacillus及其噬菌体的动态特征

基因组分析发现：SE中Lactiplantibacillus丰度及其对应噬菌体保持稳定，而NE中第3天两者均急剧上升。从NE和SE中分离的Lactiplantibacillus噬菌体在菌株水平表现出严格的宿主特异性，并在不同发酵食品基质中展现出强裂解活性。

本研究系统揭示了萝卜泡菜发酵中噬菌体通过差异化靶向宿主以维持微生物稳态的机制。在非稳态系统中，噬菌体通过侵染有害菌缓解生态压力；在稳态系统中，则通过调控乳酸菌维持群落平衡。该发现不仅深化了对蔬菜发酵体系稳定性机制的理解，还为噬菌体在跨系统食品发酵中的应用提供了理论依据与实践方向。