酸汤是贵州特色酸食食品，分为红酸汤和白酸汤，红酸汤以番茄、辣椒为主要原料，辅以食盐等调味料经发酵而成，在贵州苗族等少数民族地区有上千年的饮食历史[1]。红酸汤有机酸、维生素、矿物质、氨基酸等含量丰富，同时番茄和辣椒中的番茄红素、辣椒素、多酚等功能活性成分得以保留[2]。 红酸汤中丰富的营养成分具有促消化，调节肠道菌群，提高自由基清除能力，增强免疫力的作用[3]。
贵州红酸汤以其独特酸爽的口感深受消费者喜爱，近年来发展迅速，已经走出少数民族地区，拓展到省外市场，成为贵州特色饮食的一张独特标签，被中国食品协会认定为与重庆麻辣火锅底料、内蒙古清汤涮羊肉火锅底料齐名的我国三大特色火锅底料之一，市场潜力巨大[4]。本文探讨红酸汤的发酵菌种筛选以及发酵品质，总结红酸汤品质提升改良的措施，以期为红酸汤未来发展方向提供些许思路。
酸汤多为自然发酵，发酵过程是决定红酸汤酸度和风味成分的关键，主要分为两轮厌氧发酵：第一轮是将番茄和红辣椒剁碎后置于坛内发酵成半成品；第二轮是在将第一轮中发酵的番茄和辣椒按比例混合，加入木姜子和生姜等辅料进行二次发酵[2，5]。 红酸汤生产是以乳酸菌、酵母菌为主导的发酵过程，可以较好的保存番茄和辣椒中的营养物质和功能成分，此外，由于乳酸菌、酵母菌自身缺少分解纤维素和水解蛋白的酶系，只能利用番茄和辣椒中可溶性的碳源、氮源等营养物质，因此，最大程度的保留番茄和辣椒中的营养成分，对形成酸汤的风味都有很重要的作用[6]。同时，乳酸菌在发酵过程中产生细菌素，这些细菌素被视为其他细菌群落的“天然抑制剂”[7]。
乳酸菌在整体的代谢过程中能产生大量的乳酸、柠檬酸和乙酸等有机酸，在发酵体系中形成低pH的酸性环境，在这种酸性环境中，番茄所含的维生素C（vitamin C，VC）、维生素A（vitamin A，VA）得到了更好的保存。乳酸菌是能在肠道内定殖的有益菌，可以维持肠道微生态平衡，其不仅可以为宿主提供蛋白质，还可以增强机体免疫力、具有抗肿瘤、改善肝功能等保健的作用[8]。实验表明，红酸汤在大鼠体内具有预防血脂紊乱，改善机体慢性炎性反应的作用，并且对高脂饮食诱导型大鼠非酒精性脂肪肝有预防作用[5]。
传统酸汤自然发酵过程中细菌的多样性高于真菌。新鲜番茄的表面附着有乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等多种微生物，乳酸菌的种群数量只占其中很少的一部分，但由于发酵时盐的加入使番茄内容物析出，给乳酸菌的生长繁殖提供了有利条件，乳酸菌得以大量繁殖[9]。实验显示，在发酵前8 d，乳酸菌数量从103 CFU/mL迅速繁殖至108 CFU/mL，与乳酸菌类似，酵母菌在这种酸性环境下也得以快速生长[9]。 张璇[10]研究显示，处在发酵池和发酵坛中的辣椒乳酸菌含量最多，其次为酵母菌，并鉴定出12种乳酸菌和3种酵母菌。 蒋景竹等[11]分析第二轮发酵酸汤样品，共鉴定出346种细菌和101种真菌。酸汤的发酵菌种也会因地域或发酵条件的改变而有差异，如LI D等[12]研究凯里地区酸汤发现，第一轮发酵中乳酸菌的数量占微生物总量的94.81%，但在第二轮混合发酵中酵母菌是优势发酵菌属。 何扬波等[13]研究辣椒和番茄分别发酵阶段微生物的种类，发现纳木雷氏乳杆菌（27.67%）和戊糖乳杆菌（41.75%）分别为辣椒酸汤和番茄酸汤发酵前期的优势菌群，随着发酵时间延长，优势菌群变为汉逊德巴利酵母（76.05%）和膜璞毕赤酵母（80.88%）。 李娟[14]研究指出，乳杆菌属是红酸汤中的绝对优势细菌属，毕赤酵母属和酒香酵母属则为优势真菌属。 陆敏等[15]研究指出，不同厂家的红酸汤中细菌菌群的丰富度和多样性差异较大，真菌菌群差异小，三个厂家红酸汤种细菌科为乳杆菌科（Lactobacillaceae）（35.24%）、毛螺菌科（Lachnospiraceae）（6.43%）等，平均相对丰度较高的真菌科为丛赤壳科（Nectriaceae）（19.84%）、曲霉科（Aspergillaceae）（15.43%）。
酸汤的发酵是多种微生物共同参与的结果，发酵过程多为自然发酵，虽然乳杆菌、酵母菌为优势菌种，但在发酵中仍易感染其他微生物，造成发酵品质劣变[16]。 本课题组研究凯里地区酸汤时发现，一部分自然发酵酸汤样品中存在异味（瓮臭味），对这种异味进一步研究显示，其主要成分为丁酸、戊酸、2-甲基丙酸、己醛和苯甲醛[17]。LIN L等[18]分析变质酸汤时，通过皮尔森相关分析，确定臭酸汤的气味产生与片球菌属、卷曲霉属、梭菌属、振荡杆菌属、拟杆菌属、不动杆菌属和嗜盐单胞菌属有关。
酸汤中的乳酸菌和一些真菌通过产生有机酸、醇类和酯类在内的代谢产物给发酵酸汤带来“酸味”和特殊风味[19]。 红酸汤的酸味是由乳酸、柠檬酸、乙酸、草酸、酒石酸、苹果酸共同构成。 其中乳酸酸味柔和、爽口，是红酸汤的特征酸味物质；柠檬酸酸味圆润、爽快；乙酸酸味刺激；草酸、酒石酸、苹果酸含量较低，但对红酸汤的发酵风味也有一定的作用[20]。汤庆莉等[21]在分析红酸汤有机酸时指出，酸汤中有乳酸、酒石酸、苹果酸、柠檬酸、乙酸和丁二酸等有机酸，其中乳酸含量最高。也有研究指出，乳酸、丙酮酸和柠檬酸为红酸汤中主要有机酸，平均含量分别为9.19 g/kg、3.62 g/kg和3.61g/kg[22]。 有机酸不仅能够提供酸味，还可以与醇、醛等成分反应形成呈味物质，对酸汤清爽、醇香的口感和风味贡献极大[19]。
作为调味品，风味特征与营养价值和感官质地一样重要，决定产品质量等级，挥发性物质是产品风味不可或缺的成分。 LI D等[12]在凯里酸汤中共检测出76种挥发性成分，包括17种醇类、33种酯类、6种酸类、9种烃类、3种酚类、2种酮类、1种醛类、1种醚类和4种其他挥发性有机物。其中醇类（38.85%）、酸类（18.08%）和酯类（27.86%）是主要的挥发性有机物。 也有研究认为酯类是由乳酸菌直接代谢产生，但同时红酸汤中过量的乳酸菌又会抑制酯类产生[23-24]。红酸汤中的酯类可分为乙酸酯和脂肪酸酯，这些酯类主要由5～10个碳原子组成，具有令人愉悦的果香味[25]。DUAN F X等[26]认为红酸汤的第二轮发酵过程是酸汤风味形成的重要阶段，在该阶段，耐酸乳杆菌（Lactobacillus acetotolerans）代谢产生乳酸，和一些酸化真菌酯化最终形成酸汤特征风味。 在第一轮辣椒发酵的早期，酯类、萜烯类、酮类化合物是主要的挥发物成分，番茄发酵初期则为醛类、酮类，在第一轮的发酵后期，两种酸汤的挥发性物质也以醇类为主。 乳杆菌属中的植物乳杆菌、毕赤酵母属中的膜醭毕赤酵母与传统酸汤发酵过程的特征风味物质高度相关[11]。红酸汤中挥发性风味化合物是多种发酵微生物之间的协同作用共同形成的[27]。
酸汤滋味的形成和产生主要依托于其中所含游离氨基酸、呈味核苷酸和生物碱等非挥发性风味物质，这些物质能够经过口腔味蕾产生酸、甜、苦、咸和鲜味[28]。潘季红等[2]研究发现，红酸汤中的呈味氨基酸主要是谷氨酸和丙氨酸等，其中谷氨酸是鲜味的主要贡献者，丙氨酸是甜味的主要贡献者，其他氨基酸则作为芳香化合物的前体参与合成[29]。在加热条件下，氨基酸与糖类物质能反应形成结构更复杂、味道更浓郁的香气物质，因此，酸汤加热烹饪时香气成分更加丰富[30]。 发酵能提高红酸汤中游离氨基酸种类及含量，发酵后氨基酸种类增加1～2种，总氨基酸含量提高2.49～2.82倍，必需氨基酸含量提高2%～7%[31]。
在红酸汤发酵过程中，菌种的种类和数量对红酸汤的发酵品质气至关重要的作用，产品品质会随着发酵微生物的不同而变化。XIONG K X等[32]在凯里地区自然发酵红酸汤中分离出发酵过程的优势菌株为布氏乳杆菌（Lactobacillus buchneri），且最佳发酵条件为温度22 ℃，淀粉用量11.24 g/L，初始接种量3.5×108 CFU/L，在此条件下接种发酵8 d后乳酸浓度达到8.029 g/L，相比自然发酵20 d后乳酸质量浓度超过6.221 g/L。 LI C等[33]研究发现，植物乳杆菌（Lactobacillus plantarum）SQ-4在红酸汤发酵中有适宜的产酸能力，可以产生适口的酸味和辣味。李娟[14]研究显示，接种Lactobacillus casei H1的发酵红酸汤具有更快的产酸速度，在相同时间内，醇类和酯类的含量是自然发酵酸汤的1.8倍和1.26倍。 ZHENG S等[34]研究发现，接种干酪乳杆菌H1（Lactobacillus casei H1）的发酵红酸汤中富含多不饱和必需氨基酸和风味氨基酸。王婵[35]采用产酸性能好的植物乳杆菌NR1-7、具有益生功能的双歧杆菌BZ11、产酯香性能的产朊假丝酵母RY组合发酵红酸汤，结果表明，混菌发酵产酸速率比自然发酵组快，乳酸产量是自然发酵的3倍；植物乳杆菌NR1-7有较强的降解亚硝酸盐能力，混菌发酵组酸汤中亚硝酸盐的含量远低自然发酵组。郑莎莎[36]研究接种从自然发酵酸汤中分离的干酪乳杆菌H1发酵番茄酸汤，结果表明，接菌产酸速度快，挥发性成分中酯类物质含量是自然发酵组的3倍，人体必需多不饱和脂肪酸（亚油酸和所有顺式-（6,9,12）-亚麻酸）和鲜味氨基酸（精氨酸）的含量均高于自然发酵组，这些物质有助于最终发酵产品的营养和感官品质。同时，红酸汤发酵过程中苦味氨基酸（苯丙氨酸、亮氨酸）的含量降低，用干酪乳杆菌H1和鼠李糖乳杆菌H3以1∶1接种于酸汤中发现两株菌能够快速产酸，发酵周期可从未接菌的15 d缩短至5 d，氨基酸态氮与乳酸含量均高于未接种组，亚硝酸盐则显著低于未接种组[37]。 除了在自然发酵红酸汤中直接分离菌株外，何扬波等[1]通过60Co-γ射线辐照诱变选育红酸汤发酵乳酸菌，筛选出4株突变菌：1株戊糖乳杆菌（L.pentosus），2株植物乳杆菌（L.plantarum），1株纳木雷氏乳杆菌（L.namurensis），4株菌发酵红酸汤均可以缩短发酵周期，且风味良好。 韦明明[9]从酸汤中分离出36株乳酸菌、16株酵母菌，选用其中产酸效果好的M6乳酸菌和产香效果好的酵母菌H2混合发酵酸汤，结果表明，混合发酵的发酵时间缩短，总酸积累更迅速，氨基酸态氮含量高于自然发酵酸汤，亚硝酸盐含量维持在较低水平（3.38 mg/kg）。
胡悦[38]从番茄酸汤和辣椒酸汤中各筛选出一株乳酸菌lt1-6和lc2-1，从混合酸汤中筛选出一株产香酵母菌ym1-3，将3株菌制成液态菌剂后接种到酸汤中强化发酵，结果显示强化发酵能加快红酸汤pH值下降，乳酸菌总数、总酸和氨基酸态氮含量皆高于自然发酵红酸汤，强化发酵可有效控制发酵过程中亚硝酸盐的含量，且酸味信号强度更高、鲜味更浓、咸味更淡；强化发酵红酸汤中的酯类（丁酸甲酯、乙酸己酯等），醇类（2-乙基已醇、1-己醇等）含量高于自然发酵，赋予红酸汤更浓的水果香和醇香。
原料的不同特性同样对酸汤品质有着重要影响，研究表明不同产地、颜色、品种番茄的品质及营养特性均存在显著差异，而原料化学成分、加工特性等方面的差异会对其加工产品的品质产生重要影响[39]。 许九红等[40]研究12种不同番茄品种对红酸汤发酵品质的影响发现，番茄品种对红酸汤半成品番茄浆品质影响显著（P＜0.05），不同品种发酵番茄浆中还原糖、番茄红素、有机酸含量存在显著差异（P＜0.05），发酵番茄浆中以乳酸、乙酸为优势特征酸，综合分析得出‘云南圣女果’、‘釜山88’、‘毛辣果’三个品种不仅色泽鲜红明亮，具有典型乳酸发酵香味且还原糖、氨基酸态氮、番茄红素含量较高，有机酸含量丰富，发酵品质优良。
红酸汤的高含水量，丰富的营养易造成有害微生物的快速繁殖，因此选择适宜的杀菌方式试验场保质期的一种有效手段。HE Y B等[41]比较了巴氏杀菌、辐照杀菌、脱氢乙酸钠和乳酸链球菌素对红酸汤成品货架期的影响，研究表明，4 kGy辐照杀菌能够明显杀灭红酸汤中的微生物，延长货架期，同时对红酸汤的感官品质，乳酸、醋酸、抗坏血酸、番茄红素、氨基酸态氮含量没有显著影响。何扬波等[43]研究表明，4 kGy辐照是红酸汤的理想杀菌方式[42]。 林平等[43]研究发现，在较低辐照剂量（4～6 kGy）条件下，可有效杀灭红酸汤中的嗜热菌、大肠杆菌、真菌分生孢子；若结合较低温度的热处理（50～60 ℃），可以在更低的辐照剂量（＜2 kGy）条件下杀灭上述微生物。 张东亚[20]研究发现，红酸汤中添加0.25 g/kg苯甲酸钠后真空包装，再结合巴氏杀菌（杀菌温度75 ℃，杀菌时间15 min），红酸汤的感官品质特性没有明显变化，货架期内没有出现生花、胀袋的问题，对红酸汤有较好的保藏作用。
许多学者研究了采用外源添加物提升红酸汤品质的方法。 石彬等[44]研究发现，红酸汤发酵40 d时，添加10%的百香果和柠檬的酸汤相较空白样品，VC含量分别上升8.25 mg/100 g和7.70 mg/100 g，还原糖含量分别下降1.08 mg/mL 与1.89 mg/mL，pH 分别下降0.24、0.37、可滴定酸含量分别上升0.38%与0.48%，在添加量为6%～8%时，天门冬氨酸、谷氨酸以及脯氨酸的含量明显增加。 枸杞的添加可以抑制酸汤中亚硝酸盐的生成，添加量为3%时，亚硝酸盐含量最低，有机酸含量、羟基自由基清除率和超氧化物阴离子的清除率增加，酸汤的风味和品质最佳[45]。 小红尖椒对酸汤品质也有促进作用，有研究表明添加了小红尖椒的红酸汤在发酵过程中有更高的菌落总数和乳酸菌数量，且具有更快的产酸效率和更高的氨基酸态氮含量[46]。常云鹤等[47]研究壳聚糖、乳酸链球菌素、茶多酚三种天然防腐剂对酸汤货架期品质保鲜效果，结果表明乳酸链球菌素在红酸汤保鲜的作用最好，添加了单硬脂酸甘油酯（0.21%），蔗糖脂肪酸酯（0.20%）的红酸汤在64.7 ℃条件下乳化3.09 min，在此工艺条件下，复合型红酸汤吸光度值为0.434，稳定性好，不易发生油水分离现象，感官品质好。
目前，贵州省内有酸汤生产加工企业上百家，已经形成了原料种植、生产加工和成品销售等比较完整的产业链，但在当前酸汤整个产业链当中仍有以下几点问题需要注意。
红酸汤的加工方式以传统的土坛自然发酵为主，工艺控制不严格，易受杂菌污染、添加剂使用过多，产品风味和质量不稳定等问题[48]。 这些问题导致酸汤各个批次，各家产品风味差异较大，严重制约了酸汤行业的发展。发酵菌种的筛选是控制发酵质量的重要因素，目前在实验室阶段筛选出很多发酵菌种，若能通过生产验证，制成直投式发酵剂，通过现代发酵工艺在发酵罐中实现连续发酵稳定生产质量。此外，多菌种的复合强化发酵也是一个重要的发展方向，报道的发酵菌剂多为试验阶段，还未延伸到生产端，亟需相应的中试生产验证。
发酵红酸汤作为的预包装调味料，杀菌过程应是必不可少的一个重要环节。 现售红酸汤在生产中缺少单独的杀菌环节，容易导致在货架期内出现胀袋，生花，菌落总数不合格等问题，给酸汤生产企业带来严重的经济损失，因此亟需一种适宜于酸汤品质特性的杀菌方法，既经济实惠适用于大规模的实际生产，又能有效控制微生物的总量，维持酸汤特有品质。目前辐照方法被证实在酸汤的灭菌中可以要有效抑制微生物生长，但由于成本等原因，也未被应用于实际生产。 其他杀菌方法如超高温瞬时杀菌（ultrahigh temperature instantaneous sterilization，UHT）在酸汤中的应用和对酸汤品质的影响并未见报道。
现阶段市场上的酸汤几乎全是液态或经浓缩后的半固态形式，含水量均较高，有利于微生物繁殖，缩短产品货架期。固态形式的酸汤有喷雾干燥制成的酸汤粉末，但由于喷雾干燥成本高，只有小试的样品，很难大规模推广应用。同时，通过产学研的结合开发以酸汤为基料的其他调味料（如酸汤调味包）搭配粉丝、米、面条等。
酸汤的微生物发酵过程有多种微生物参与，发酵中易感染其他有害微生物，从而产生有害的次级代谢产物。 目前的研究主要集中在发酵菌种，营养成分等方面，对产生的有害代谢产物研究较少。 下一步的工作可依此展开，若有发现，及时干预调控。
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Research progress on formation and improvement of fermentation quality of Guizhou characteristic red sour soup