加工番茄（Solanum lycopersicum）是茄科、番茄属的一年或多年生草本植物。中国作为世界加工番茄三大产区之一[1-2]，加工番茄年产量超过5 000万t[3]，且因光照时间长、温差大等独特环境因素，所产加工番茄具有含糖量、番茄红素和产量高的特点[4]。番茄凭借其独特的口感以及丰富的营养物质，成为世界上最广泛种植和消费的果蔬之一[5]，然而在丰富的原料资源优势下，番茄制品种类有限，以番茄酱、番茄沙司为主，导致产业附加值较低。
近年来，乳酸菌发酵果蔬汁作为一种新型的发酵食品在世界各地逐渐被关注，果蔬汁中的营养物质被乳酸菌利用，进而产生其他的挥发性风味化合物，如醇类、酯类物质，赋予发酵果蔬汁独特的香气和滋味特性[6]，强化水果发酵制品的营养价值[7]，最终形成有益于健康的发酵饮料[8]。乳酸菌（Lactic acid bacteria，LAB）可调节人体肠道菌群平衡，增强人体免疫力[9]。乳酸菌在发酵过程中，不仅能够提高果蔬汁的抗氧化能力[10]，还可以改善果蔬汁的风味[11-12]。嗜酸乳杆菌已广泛用于果蔬汁发酵，如桑椹汁和草莓汁等[13]，它不仅可以改善果蔬汁品质特性，还能产生对人体有益的活性物质[14]，并且赋予果蔬汁浓郁的风味物质[15-17]。因此，使用嗜酸乳杆菌发酵番茄汁是可行的。
本试验以新疆加工番茄为原料，通过单因素和响应面试验优化嗜酸乳杆菌发酵番茄汁的最佳工艺参数，并比较加工番茄在发酵前后的香气物质变化，旨在开发一种风味良好的番茄发酵饮料，为乳酸菌发酵番茄汁的开发提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
加工番茄3166：产自新疆石河子；嗜酸乳杆菌（Lactobacillus acidophilus）La-26冻干粉：上海仙农生物科技有限公司；白砂糖：广东金岭糖业集团有限公司；氯化钠（分析纯）：广州市科玛化学技术有限公司。
1.2 仪器与设备
PAL-1糖度计：广州市爱宕科学仪器有限公司；JYLY921打浆机：九阳股份有限公司；SW-CJ-2D超净工作台：上海川昱实验仪器有限公司；HH-1数显恒温水浴锅：常州无有实验仪器有限公司；LDZM-80KCS高压灭菌锅、PC-42D磁力搅拌器：上海楚定分析仪器有限公司；JBI-250智能生化培养箱：上海剑革电子科技有限公司；PTY-A320电子天平：华志（福建）电子科技有限公司；GL-20G-II高速冷冻离心机：Thermo Fisher SCIENTIFIC；Agilent8890-7000D气相色谱-质谱联用仪：广州市速为电子科技有限公司。
1.3 方法
1.3.1 发酵番茄汁加工工艺流程及操作要点
打浆→成分调整→灭菌→接种发酵→灌装→成品
打浆：选取成熟番茄，清水洗净后去皮去蒂榨汁，按番茄汁∶水=3∶7（V/V）制备番茄汁。
成分调整：在番茄汁中添加0.06 g/mL的白砂糖和木糖醇，调整番茄汁的初始可溶性固形物含量为13°Bx，采用碳酸氢钠调节pH至5.5。
灭菌：将调整好的番茄汁在80℃的水浴锅中加热20min，灭菌后冷却至室温待用。
乳酸菌活化：以番茄汁接菌量为0.7 mg/mL，称取嗜酸乳杆菌冻干粉溶于无菌5%葡萄糖水中，于37 ℃条件下活化30 min。
接种发酵：将活化好的乳酸菌液以一定接种量接种到已灭菌的番茄汁里，于37 ℃条件下恒温发酵41 h。
灌装贮藏：将发酵后的番茄汁于无菌条件下灌装到无菌玻璃瓶中，于4 ℃条件下贮藏，即得发酵番茄汁成品。
1.3.2 番茄汁发酵工艺优化单因素试验
分别考察接种量（0.3 mg/mL、0.5 mg/mL、0.7 mg/mL、0.9 mg/mL、1.1 mg/mL）、发酵时间（37 h、39 h、41 h、43 h、45 h）、发酵温度（33 ℃、35 ℃、37 ℃、39 ℃、41 ℃）、初始可溶性固形物含量（9°Bx、11°Bx、13°Bx、15°Bx、17°Bx）和初始pH（4.5、5.0、5.5、6.0、6.5）对发酵番茄汁活菌数和感官评分的影响。
1.3.3 番茄汁发酵工艺优化响应面试验
在单因素试验的基础上，以发酵番茄汁活菌数（Y1）和感官评分（Y2）为响应值，以接种量（A）、发酵温度（B）、发酵时间（C）和初始可固（D）为考察因素设计4因素3水平响应面试验，响面试验因素与水平见表1。
表1 番茄汁发酵工艺优化试验因素与水平
Table 1 Factors and levels of response surface tests for fermentation process optimization of tomato juice
-1水平0 1因素A 接种量/（mg·mL-1）B 发酵温度/℃C 发酵时间/h D 初始可溶性固形物含量/°Bx 0.5 35 39 11 0.7 37 41 13 0.9 39 43 15
1.3.4 测定方法
活菌数：按照GB 4789.35—2016《食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验》中的稀释涂布平板法进行活菌数的培养与检测[18]。
感官评价：感官评价参考卢嘉懿等[19]的方法，感官评定小组由10名（5男5女）经过专业培训的人员组成，分别从色泽、香气、口感和形态四个方面对发酵番茄汁进行打分，满分100分；除去最高、最低评分，其余结果取平均值。发酵番茄汁感官评分标准见表2。
表2 发酵番茄汁感官评分标准
Table 2 Sensory evaluation standards of fermented tomato juice
项目 评价标准 评分/分色泽（20分）口感（40分）香气（20分）形态（20分）呈现番茄汁的粉红色，色泽均匀透彻较能呈现番茄汁的粉红色，色泽较均匀不能呈现番茄汁的粉红色，色泽不均匀口感柔和，酸甜适中口感较柔和，但稍甜或稍酸口感略柔和，但过甜或过酸口感不柔和香气浓郁，无明显蒸煮味香气适中，蒸煮味较淡香味不浓郁，蒸煮味明显，有其他杂味饮料形态均匀，无分层饮料形态较均匀，略有分层饮料形态不均匀，有分层15～20 6～14＜6 30～40 20～29 10～19＜10 15～20 8～14＜8 15～20 7～14＜7
挥发性香气物质测定：参考刘媛媛[20]的方法，通过顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术对香气物质进行测定。吸取5 mL样品和10 μL 3-辛醇标准品（20 μg/L）加入顶空瓶，在40 ℃下平衡30 min后插入针头（75 μm CAR/DVB/PDMS）萃取30 min。气相色谱条件：HP-INNOWAX毛细管色谱柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm），升温程序为初始温度为40 ℃，保持2 min，随后以10 ℃/min的升至110 ℃，然后以6 ℃/min的速度升温至230 ℃，持续8 min；载气为高纯氦气（He）；流量1 mL/min。质谱条件：采用电子电离（electron ionization，EI）源，溶剂延迟3 min，离子源温度230 ℃，传输线温度240 ℃。定性定量方法：检测到的香气物质和美国国家标准技术研究所（national institute of standards and technol ogy，NIST）谱库进行比对进行定性，采用内标法进行定量。
1.3.5 数据处理
使用Microsoft Excel 2021软件和SPSS19.0软件分别进行试验数据整理和显著性分析，P＜0.05为显著性差异；使用Design-Expert 11.0分析响应面数据，利用Origin 2021软件进行数据分析及作图。
2 结果与分析
2.1 番茄汁发酵工艺优化单因素试验
2.1.1 接种量对发酵番茄汁品质的影响
由图1可知，随着接种量在0.3～1.1 mg/mL范围内增加，发酵番茄汁的活菌数和感官评分均呈先升高后降低的趋势；当接种量为0.9 mg/mL时，活菌数达到最高[9.1 lg（CFU/mL）]，而当接种量为0.7 mg/mL时感官评分达到最高为89.8分，此时的活菌数为9.04 lg（CFU/mL）和0.09%的活菌数之间差距不显著（P＞0.05）。其原因可能是当接种量较大时，嗜酸乳杆菌迅速繁殖，产酸加快，番茄汁中乳酸加速积累，甜度下降，口感过酸，感官评价下降；而当接种量较小时，菌种产酸较慢，营养物质未被充分利用，风味物质未能得到较好的积累，发酵不充分[21]。综合考虑，确定最佳接种量为0.7 mg/mL。
图1 接种量对发酵番茄汁活菌数和感官评分的影响
Fig.1 Effect of inoculum on the viable bacteria count and sensory score of fermented tomato juice
2.1.2 发酵温度对发酵番茄汁品质的影响
由图2可知，发酵温度从33 ℃上升至41 ℃时，发酵番茄汁的活菌数和感官评分呈先升高后降低的趋势；当发酵温度为37 ℃时，活菌数和感官评分均达到最大值，分别为9.08 lg（CFU/mL）、89.5分；当发酵温度继续上升至41 ℃，活菌数和感官评分显著降低至8.71 lg（CFU/mL）和84.9分（P＜0.05）。这可能是由于发酵温度过高时会破坏乳酸菌的活性，甚至使部分乳酸菌失去活性，不利于发酵产物的积累，从而影响活菌数和感官评分[22]。综合考虑，确定最佳发酵温度为37 ℃。
图2 发酵温度对发酵番茄汁活菌数和感官评分的影响
Fig.2 Effect of fermentation temperature on the viable bacteria count and sensory score of fermented tomato juice
2.1.3 发酵时间对发酵番茄汁品质的影响
由图3可知，随着发酵时间从37 h延长至45 h时，发酵番茄汁的活菌数和感官评分均呈先升高后下降的趋势；当发酵时间为41 h时，活菌数和感官评分均达到最大值，分别为9.04 lg（CFU/mL）和89.0分；当发酵时间超过41 h，活菌数略有下降但不显著（P＞0.05），感官评分则显著降低（P＜0.05）。究其原因可能是微生物发酵不充分，风味物质积累不够，对产品的感官评价产生一定的影响；发酵时间超过41 h时，嗜酸乳杆菌的繁殖进入平稳阶段，延长发酵时活菌数稳定但产酸持续，使得番茄汁糖酸比失调，影响口味[23]。综合考虑，确定最佳发酵时间为41 h。
图3 发酵时间对发酵番茄汁活菌数和感官评分的影响
Fig.3 Effect of fermentation time on the viable bacteria count and sensory score of fermented tomato juice
2.1.4 初始可溶性固形物含量对发酵番茄汁品质的影响
由图4可知，随着初始可溶性固形物含量从9 °Bx增加至17°Bx，发酵番茄汁的活菌数和感官评分均呈先升高后降低的趋势；当初始可溶性固形物含量为13°Bx时，活菌数和感官评分均达到最大值，分别为9.01 lg（CFU/mL）和89.7分；当初始可溶性固形物含量＞13°Bx时，活菌数和感官评分下降。究其原因可能是初始可溶性固形物可以改善因发酵过程中乳酸菌产酸而导致糖酸比失调的问题，初始可溶性固形物较低时，发酵番茄汁口感较酸，口味不佳，而初始可溶性固形物较高则会使得番茄汁甜腻，影响感官评分。综合考虑，确定最佳初始可溶性固形物含量为13°Bx。
图4 初始溶性固形物含量对发酵番茄汁活菌数和感官评分的影响
Fig.4 Effect of initial soluble solids contents on the viable bacteria count and sensory score of fermented tomato juice
2.1.5 初始pH对发酵番茄汁品质的影响
由图5可知，当初始pH从4.5上升至5.5时，发酵番茄汁的活菌数呈上升趋势而感官评分呈下降趋势但均不显著（P＞0.05）；当初始pH＞5.5时，活菌数和感官评分呈下降趋势。番茄汁的初始pH在4.5左右，此时的活菌数达到9.02 lg（CFU/mL），感官评分最高为89分；pH值升高，活菌数升高但不显著，这可能是由于乳杆菌适合的pH环境在6.5左右[24]，感官评分下降可能是因为调整pH所用的碳酸氢钠影响番茄汁口感。综合考虑，确定最佳的初始pH值为4.5。
图5 初始pH对发酵番茄汁活菌数和感官评分的影响
Fig.5 Effect of initial pH on the viable bacteria count and sensory score of fermented tomato juice
2.2 番茄汁发酵工艺优化响应面试验结果与分析
在单因素试验结果的基础上，设计4因素3水平的响应面试验，利用软件进行响应面试验设计，试验结果见表3，方差分析结果见表4。
表3 番茄汁发酵工艺优化响应面试验设计及结果
Table 3 Design and results of response surface tests for
fermentation process optimization of tomato juice
试验号 A B C D Y1活菌数lg（CFU·mL-1）Y2感官评分/分1234567891 0 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 222 212 322333112 1221 2212 322232 3 322123222 1232 221221223221 123 2221 2322 2222 222333212 1111 2233 13232122212323222312222213122 8.92 8.94 9.06 8.91 8.89 9.01 8.99 9.07 9.05 8.93 8.95 8.96 8.81 8.81 9.08 8.87 8.98 8.98 8.91 8.97 9.08 8.79 8.91 8.98 8.95 8.94 8.97 8.98 8.98 83.2 84.9 88.7 84.1 85.0 83.5 85.1 89.3 88.5 85.1 85.3 84.3 83.4 85.1 89.8 84.7 84.0 85.8 82.9 86.2 89.2 84.8 85.3 87.1 84.7 84.9 84.9 83.6 83.7
表4 回归模型方差分析
Table 4 Variance analysis of regression model
注：“*”表示对结果影响显著（P＜0.05）；“**”表示对结果影响极显著（P＜0.01）。
方差来源 平方和（Y1/Y2）自由度（Y1/Y2）均方（Y1/Y2）F 值（Y1/Y2）P 值（Y1/Y2）显著性（Y1/Y2）模型ABCDA B AC AD BC BD CD A2 B2 C2 D2残差失拟项纯误差总和0.157 0/101.11 0.042 0/1.76 0.001 9/1.84 0.007 0/3.97 0.001 9/1.92 0.003 6/0.490 0 0.001 6/2.89 0.004 2/2.25 0.000 9/0.090 0 0.000 6/0.722 5 0.000 0/2.10 0.072 4/29.98 0.021 9/31.75 0.016 7/26.27 0.023 9/41.36 0.004 5/4.32 0.003 8/3.26 0.000 7/1.06 0.161 5/105.42 14/14 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 1/1 14/14 10/10 4/4 28/28 0.011 2/7.22 0.042 0/1.76 0.001 9/1.84 0.007 0/3.97 0.001 9/1.92 0.003 6/0.490 0 0.001 6/2.89 0.004 2/2.25 0.000 9/0.090 0 0.000 6/0.722 5 0.000 0/2.10 0.072 4/29.98 0.021 9/31.75 0.016 7/26.27 0.023 9/41.36 0.000 3/0.308 3 0.000 4/0.325 6 0.000 2/0.265 0 34.92/23.43 130.79/5.72 5.84/5.97 21.82/12.87 5.84/6.23 11.21/1.59 4.98/9.37 13.15/7.30 2.80/0.2919 1.95/2.34 0.077 8/6.82 225.49/97.26 68.33/103.00 51.84/85.22 74.33/134.15＜0.000 1/＜0.000 1＜0.000 1/0.031 4 0.029 9/0.028 4 0.000 4/0.003 0 0.020 2/0.025 7 0.004 8/0.228 0 0.042 5/0.008 4 0.002 7/0.017 2 0.116 3/0.597 5 0.184 8/0.148 1 0.784 3/0.020 5＜0.000 1/＜0.000 1＜0.000 1/＜0.000 1＜0.000 1/＜0.000 1＜0.000 1/＜0.000 1**/****/**/***/***/***/*/****/*// /***/****/****/****/**2.25/1.23 0.226 4
用Design-Expret 11.0软件对试验结果进行分析处理，得到回归方程如下：
Y1=9.07+0.059 2A-0.012 5B+0.024 2C-0.012 5D+0.030 0AB-0.020 0AC+0.032 5AD+0.015 0BC+0.012 5BD+0.002 5CD-0.105 7A2-0.058 2B2-0.050 7C2-0.060 7D2
Y2=89.10+0.383 3A-0.391 7B-0.575 0C+0.400 0D+0.350 0AB-0.850 0AC-0.750 0AD+0.150 0BC+0.425 0BD+0.725 0CD-2.15A2-2.21B2-2.01C2-2.53D2
通过Design-Expret 11.0软件分析，以发酵番茄汁活菌数为考察指标时，得到最佳工艺参数为初始可溶性固形物含量12.93°Bx，菌种接种量0.75mg/mL、发酵温度36.96℃、发酵时间41.37h，此时发酵番茄汁的活菌数理论值为9.08lg（CFU/mL）；以发酵番茄汁感官评分为考察指标时，得到最佳工艺参数为初始可溶性固形物含量13.07°Bx，菌种接种量0.72 mg/mL、发酵温度36.84 ℃、发酵时间40.67 h，此时发酵番茄汁的感官评分理论值为89.19分；综合考虑，确定以感官评分为考察指标。结合生产实际，对响应面得到的结果进行调整，确定最终工艺参数为发酵温度37 ℃、初始可溶性固形物含量13°Bx、菌种接种量0.70 mg/mL、发酵时间41 h，在此条件下得到发酵番茄汁的活菌数为9.02 lg（CFU/mL），感官评分为88.9分，与软件预测的理论数值相近，故该多元线性回归模型基本准确。
2.3 番茄汁发酵前后挥发性香气物质的变化
乳酸菌发酵可改善果蔬汁的风味口感，试验对工艺优化后的乳酸菌发酵番茄汁香气物质采用GC-MS进行分析，不同种类香气物质在样品中的分布及含量见表5。由表5可知，在发酵0 h和41 h中番茄汁共检测出香气物质46种，其中醇类13种，醛类17种，酮类4种，酯类4种，酸类4种还有2-异丁基噻唑、2-正戊基呋喃等其他4种物质。番茄汁经过乳酸菌发酵后，酸类和醇类物质的含量分别增加了500.79%和52.34%，醛类物质、酯类物质和酮类物质含量分别降低了60.42%、26.99%和4.83%。
表5 番茄汁发酵前后挥发性风味物质GC-MS分析结果
Table 5 Volatile flavor substances in tomato juice before and after fermentationx analyzed by GC-MS
类别 化合物 香气描述 含量/（μg·L-1）发酵前 发酵后醛类（17种）反-2-辛烯醛反-2-庚烯醛柑橘类香气刺鼻的绿色蔬菜24.26 16.22--
续表
含量/（μg·L-1）发酵前 发酵后类别 化合物 香气描述（E）-柠檬醛反式-2,4-癸二烯醛2-甲基苯甲醛壬醛（E,E）-2,4-壬二烯醛癸醛反式-2,4-癸二烯醛柠檬醛庚醛正辛醛反式-2-癸烯醛2-已烯醛正戊醛反式-2-壬醛4-甲基苯甲醛柑橘柠檬香气柠檬草莓和脂肪香气樱桃水果香油脂气味和甜橙气息强烈的花果和油脂香气清新微甜柠檬香气强烈的脂肪香气柑橘柠檬香气绿色果子香气水果香甜橙香气蘑菇绿色脂肪泥土浓郁新鲜水果清香发酵坚果面包味绿色黄瓜香气水果甜香8.93 8.12 7.50 5.45 5.27 5.20 5.00 3.92 2.37 2.05 1.17 5.49-- -6.17 4.17--1.04-- - --- -2.07 1.69 24.81
续表
注：“-”代表未检出。
含量/（μg·L-1）发酵前 发酵后44.61 1.66 7.07 1.67 3.42醇类（13种）苹果白兰地香气绿色蔬菜柑橘香气绿色甜香绿色果香玫瑰花香气皮革玫瑰绿色味道佛手（香柠檬）香味木质香气新鲜松树味道脂肪和紫罗兰香气柔和花香绿色瓜皮-- - - - - -酮类（4种）酯类（4种）天然香料新鲜玫瑰叶花香浓郁花香强烈玫瑰芳香浓郁苹果梨香新鲜果香2.77 130.46 23.26 5.48-46.52 236.48-- -酸类（4种）酸败气味其他（4种）类别 化合物 香气描述异戊醇反式-2-辛烯-1-醇6-甲基-5-庚烯-2-醇顺-2-戊烯醇苯乙醇4-（1-甲基乙基）环己醇芳樟醇3,7-二甲基-6-辛烯-1-炔基-3-醇去氢芳樟醇马鞭烯醇反式-2-壬烯-1-醇4-甲基苄醇顺-3-壬烯-1-醇1-辛烯-3-醇甲基庚烯酮香叶基丙酮β-紫罗酮大马士酮乙酸己酯乙酸乙酯甲酸辛酯邻苯二甲酸二甲酯乙酸异戊酸辛酸己酸2-正戊基呋喃2-异丁基噻唑异辛硫醇愈创木酚泥土气息呈强烈番茄香气木质香气9.31 3.68 3.42 2.68 27.91 1.89 1.78 49.63 1.92 9.80-4.07 7.97 6.22 2.83 0.42 4.72 3.44 1.15 1.06 139.58 1.14 7.79 3.08 51.68 127.72 24.78 2.46 81.04 2.79 6.20 8.56-6.18-2.77
番茄汁发酵后的主要醛类物质是4-甲基苯甲醛（24.81 μg/L），其赋予番茄汁水果甜香；其次是壬醛、（E,E）-2,4-壬二烯醛和正戊醛，分别赋予番茄汁甜橙、花果和发酵风味。番茄汁经发酵后醛类物质的种类和化合物含量降低这可能归因于醛类物质转化成了醇类或者酸类物质[25]，如具有强烈绿色气息的2-己烯醛发酵后含量减少，芒果汁中被报道过相似结论[26]。此外，具有蘑菇泥土香气的反式-2-癸烯醛在未经发酵番茄汁含量为1.17 μg/L，而发酵后未检出，改善了番茄汁饮料的不良风味。
番茄汁经过乳酸菌发酵后，醇类物质的种类和含量的变化显著（P＜0.05）。其原因可能是乳酸菌在发酵过程中醛类物质在醇脱氢酶的作用下转化成醇类物质[27]，导致醇类物质的总含量发酵后增加了52.34%。发酵后的主要醇类物质是异戊醇，其含量提高了11.25%，其具有清新的苹果果香赋予番茄汁饮料清爽香甜的气味。发酵后生成了新的醇类物质如4-甲基苄醇、芳樟醇、反式-2-壬烯-1-醇和4-（1-甲基乙基）环己醇，其中芳樟醇是番茄汁的主要香气物质，赋予了发酵番茄汁玫瑰花香和甜香[28]，在荔枝汁[29]和树莓汁[30]中被报道过相同的结果。此外，具有泥土和蘑菇香气的1-辛烯-3-醇[31]，经过乳酸菌发酵后其含量降低了61.7%，削弱了发酵番茄汁的不良气味。
酮类物质的香气阈值较低，故其对番茄汁发酵前后风味的变化有较大的影响[32]。与发酵前相比，β-紫罗酮和甲基庚烯酮含量增加了42.15%和6.48%，其中β-紫罗酮被报道是新鲜番茄香气中花香的主要香气成分之一[33-34]。此外，乳酸菌发酵新生成了大马士酮，其具有强烈的玫瑰香气增强了番茄汁的花香香气属性。甲基庚烯酮是番茄汁酮类物质的主要化合物，且其在发酵后含量升高可能是因为番茄红素和类胡萝卜素在微生物作用下通过类胡萝卜素途径生成的[35]。
酯类物质是发酵产品香气的重要成分，常具有果香和花香属性[7]。番茄汁发酵后酯类种类增加，总含量减少，这主要是由于乙酸乙酯的含量下降了45.99%，这和LIU Y Y等[7]研究结果相似。发酵后新生成的甲酸辛酯和邻苯二甲酸二甲酯提供新鲜水果气味。发酵后番茄汁挥发性酸类物质主要是乙酸（81.04 μg/L），不良风味的异戊酸的含量降低70.03%，降低了番茄汁饮料的不良风味的影响。其他物质中的具有泥土气味的2-正戊基呋喃经过发酵后含量减少和具有木质香气的愈创木酚含量增加了55.62%。
经乳酸菌发酵后，番茄汁挥发性香气物质的种类没有明显变化，含量降低了19.61%。醛类物质的含量降低了79.08%，研究报道低浓度的醛类物质更有利于果香物质的呈现[36]。酸类物质含量增加了5倍左右，以乙酸为主，其中酸败气味的异戊酸含量降低了70.03%。醇类物质含量增加了52.34%，其中具有甜香果香的6-甲基-5-庚烯-2-醇和异戊醇含量提高38.61%、11.25%。此外，具有不良风味的反式-2-癸烯醛和2-正戊基呋喃经发酵后未检测出含量。总体而言，发酵可以减弱番茄汁的不良风味，同时赋予其果香、甜味和脂肪等有利风味。
3 结论
本研究以新疆加工番茄原料，通过单因素结合响应面试验得出嗜酸乳杆菌发酵番茄汁的最佳工艺参数为发酵时间41 h、初始可溶性固形物含量13°Bx、嗜酸乳杆菌接种量0.7 mg/mL、发酵温度37 ℃，所得产品活菌数为9.02 lg（CFU/mL），感官评分为88.9分。采用GC-MS技术分析得到发酵番茄汁有46种香气物质，其中醇类13种，醛类17种，酮类4种，酯类4种，酸类4种以及其他类4种，乳酸菌发酵提高了醇类和酸类物质的含量，酮类物质和醛类物质含量降低。其中异戊醇、6-甲基-5-庚烯-2-醇、芳樟醇、4-甲基苯甲醛、甲基庚烯酮、β-紫罗酮、乙酸己酯、愈创木酚等物质的产生使得发酵番茄汁具有独特的花果甜香风味。本研究为开发乳酸菌发酵番茄汁饮料提供了新的思路，并为丰富发酵番茄汁香气成分，改善发酵番茄汁产品品质提供了理论依据。
[1]REN Z J,LI Y,FANG W S,et al.Evaluation of allyl isothiocyanate as a soil fumigant against soil-borne diseases in commercial tomato(Lycopersicon esculentum Mill.) production in China[J].Pest Manag Sci, 2018,74(9):2146-2155.
[2]王华，陈潇洁，吕德生，等.水肥耦合对加气滴灌加工番茄产量及品质的影响[J].农业工程学报，2020，36（19）：66-75.
[3]张桂芬，刘万学，万方浩，等.世界毁灭性检疫害虫番茄潜叶蛾的生物生态学及危害与控制[J].生物安全学报，2018，27（3）：155-163.
[4]王德俊.基于无人机影像的新疆加工番茄长势监测及产量预测研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学，2022.
[5]COYAGO-CRUE E, CORELL M, CARLA M, et al.Effect of regulated deficit irrigation on quality parameters, carotenoids and phenolics of diverse tomato varieties(Solanum lycopersicum L)[J].Food Res Int,2017,96:72-83.
[6]解寒，刘瑞山，张晓娟，等.乳杆菌有机酸耐受性及发酵果蔬汁性能分析[J].食品科学，2022，43（6）：149-157.
[7]LIU Y Y, CHEN H M, CHEN W X, et al.Beneficial effects of tomato juice fermented by Lactobacillus plantarum and Lactobacillus casei: Antioxidation,antimicrobial effect,and volatile profiles[J].Molecules,2018,23(9):2366-2366.
[8]梁丽婷.乳酸菌发酵猕猴桃及其面包的营养与风味特性研究[D].无锡：江南大学，2021.
[9]任磊，杨玲，何方，等.乳酸菌功能研究进展及限制发展因素分析[J].食品安全导刊，2021（28）：135-136.
[10]赖婷，刘汉伟，张名位，等.乳酸菌发酵对果蔬中主要活性物质及其生理功能的影响研究进展[J].中国酿造，2015，34（3）：1-4.
[11]赵晨.益生菌果蔬汁的研究现状[J].现代食品，2020（17）：35-40.
[12]OVALLE D S,CAVELLO I,BRENA M B,et al.Production and characterization of a β-glucosidase from Issatchenkia terricola and its use for hydrolysis of aromatic precursors in Cabernet Sauvignon wine[J].LWT-Food Sci Technol,2018,87:515-522.
[13]KWAW E,MA Y,TCHABO W,et al.Effect of Lactobacillus strains on phenolic profile,color attributes and antioxidant activities of lactic-acidfermented mulberry juice[J].Food Chem,2018,250:148-154.
[14]李若熙，张楠，罗小丹，等.不同乳酸菌发酵对南酸枣饮料理化指标及功能成分的影响[J].中国酿造，2023，42（6）：161-165.
[15]张厅.嗜酸乳杆菌和短乳杆菌发酵对刺梨品质特性影响[D].贵阳：贵州大学，2023.
[16]CUI S M, ZHAO N, LU W W, et al.Effect of different Lactobacillus species on volatile and nonvolatile flavor compounds in juices fermentation[J].Food Sci Nutr,2019,7(7):2214-2223.
[17]全琦，刘伟，左梦楠，等.乳酸菌发酵果蔬汁的风味研究进展[J].食品与发业，2022，48（1）：315-323.
[18]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会，国家食品药品监督管理总局.GB 4789.35—2016 食品安全国家标准食品微生物学检验乳酸菌检验[S].北京：中国标准出版社，2016.
[19]卢嘉懿，李汴生，李印，等.植物乳杆菌发酵不同果蔬汁的品质分析[J].食品工业，2018，39（12）：142-147.
[20]刘媛媛.热加工番茄汁关键异味物质的鉴定及控制措施研究[D].无锡：江南大学，2023.
[21]石阳阳，江远智，李瑞，等.协同发酵生产植物乳杆菌发酵乳及其特性研究[J].食品与发酵工业，2021，47（11）：8-13.
[22]赖婷，张名位，刘磊，等.龙眼果浆复合乳酸菌发酵工艺优化[J].农业工程学报，2016，32（S2）：390-397.
[23]康三江，袁晶，张海燕，等.复合益生菌发酵南瓜浆菌株筛选及发酵工艺优化[J].中国酿造，2021，40（8）：92-98.
[24]刘畅，左常洲，彭菁，等.响应面优化植物乳杆菌发酵番茄汁工艺及其品质评估[J].食品工业科技，2022，43（10）：246-253.
[25]SHUAI L, LI Y H, SONG X X, et al.Changes in volatile and nutrient components of mango juice by different lactic acid bacteria fermentation[J].Food Biosci,2023,56:103141.
[26]JIN X F,CHEN W X,CHEN H M,et al.Combination of Lactobacillus plantarum and Saccharomyces cerevisiae DV10 as starter culture to produce mango slurry: Microbiological, chemical parameters and antioxidant activity[J].Molecules,2019,24(23):4349.
[27]BOUKOBZA F, DUNPHY J P, TAYLOR J A.Measure-ment of lipid oxidation-derived volatiles in fresh tomatoes[J].Postharvest Biol Tec,2001,23(2):117-131.
[28]李学杰，邸太菊，李晴，等.冷破、热破番茄酱的香气特征及其与非挥发性组分之间的关系[J].食品工业科技，2023，44（2）：307-316.
[29]AN K J,LIU H C,FU M Q,et al.Identification of the cooked off-flavor in heat-sterilized lychee(Litchi chinensis Sonn.)juice by means of molecular sensory science[J].Food Chem,2019,301(C):125282.
[30]ZHANG W T,LAO F,BI S,et al.Insights into the major aroma-active compounds in clear red raspberry juice(Rubus idaeus L.cv.Heritage)by molecular sensory science approaches[J].Food Chem,2021,336:127721-127721.
[31]刘敏，高伟，张睿梅.杏汁发酵与杏皮渣发酵对杏酒香气质量的影响[J].食品科学，2021，42（22）：193-200.
[32]KALUA C M, ALLEN M S, BEDGOOD D R, et al.Olive oilvolatile compounds,flavour development and quality:A critical review[J].Food Chem,2005,100(1):273-286.
[33]BUTTERY R G, LING L C.Volatile components of tomato fruit and plant parts,bioactive volatile compounds from plants[J].Am Chem Soc,1993,525:23-34.
[34]LIU H R, MENG F L, MIAO H Y, et al.Effects of postharvest methyl jasmonate treatment on main health-promoting components and volatile organic compounds in cherry tomato fruits[J].Food Chem,2018,263:194-200.
[35]AONO Y,ASIKIN Y,WANG N,et al.High-throughput chlorophyll and carotenoid profiling reveals positive associations with sugar and apocarotenoid volatile content in fruits of tomato varieties in modern and wild accessions[J].Metabolites,2021,11(6):398.
[36]LI T L,JIANG T,LIU N,et al.Biotransformation of phenolic profiles and improvement of antioxidant capacities in jujube juice by select lactic acid bacteria[J].Food Chem,2021,339:127859.