构树青贮的系统优化：工程化乳酸菌联合酶与工业副产物实现生物质稳定保存

《Biomass and Bioenergy》：Systematic optimization of paper mulberry silage: Engineered Lacticaseibacillus paracasei- Lactiplantibacillus plantarum consortium with enzymes and industrial by-products for stable biomass preservation

本文系统阐述了通过工程化乳酸菌（LAB）联合酶（纤维分解酶CE、单宁酶DE）与工业副产物（糖蜜M、稻壳粉RHP、玉米芯粉CCP）优化构树（Broussonetia papyrifera）青贮发酵的新策略。该研究通过调控微生物群落结构（Lactiplantibacillus plantarum与Lacticaseibacillus paracasei以2:1比例组合），显著降低pH值和氨氮/总氮比（AN/TN），提升黄酮活性成分，并利用PICRUSt2功能预测揭示碳水化合物代谢通路（如果糖/甘露糖代谢、半乳糖代谢）的上调机制，为高蛋白木质纤维素生物质的标准化保存提供了创新性解决方案。

　　

Highlight

工程化乳酸菌联合体（Lactiplantibacillus plantarum与Lacticaseibacillus paracasei以2:1比例）结合酶制剂与工业副产物，成功构建构树青贮的稳定微生物生态系统，显著提升发酵品质与生物活性成分。

Fermentation quality

青贮发酵品质如表2所示。pH值作为发酵过程的关键间接指标，反映了有机酸（主要是乳酸LA）的净产量积累动态与原料固有缓冲能力的相互作用。自然发酵对照组（CON）的最高初始pH值（4.91）与高蛋白青贮中典型的缓慢酸化过程一致。所有添加剂处理均显著降低pH值（p < 0.05），其中LAB与糖蜜联用（LAB_M）效果最显著（pH 4.11）。氨氮/总氮比（AN/TN）的降低进一步证实LAB主导的发酵有效抑制了蛋白质降解，LAB_M组AN/TN比值最低（3.21%），较CON组（7.98%）下降约60%。

Conclusions

通过工程化LAB结合酶制剂与工业副产物，成功在构树青贮中建立了稳定的微生物生态系统。该方法显著降低pH值和AN/TN比值，从而改善发酵品质、生物活性化合物及整体化学组成。基于PICRUSt2的功能预测分析表明，LAB选择性增强了碳水化合物代谢通路（如“果糖和甘露糖代谢”、“半乳糖代谢”），为高蛋白木质纤维素资源的高效生物转化提供了理论依据。