贵州酸汤风味形成及优化调控研究进展

龙正玉1,2,李彬彬1,2,包爱明1,2*,秦伟军1,2,陈兴兴2,敖文敏1,2,周松3,高向阳4

1(贵州南山婆食品研究院有限公司,贵州安顺,561000)2(贵州南山婆食品加工有限公司,贵州安顺,561000)3(安顺学院化学化工学院,贵州安顺,561000)4(华南农业大学食品学院,广东省功能食品活性物重点实验室,广东广州,510642)

摘要酸汤作为贵州的一种传统特色发酵食品,因其酸鲜爽口的味道深受贵州人民喜爱。酸汤独特的酸鲜味是有机酸、氨基酸、脂肪酸和糖类物质在微生物的作用下代谢分解形成的,其良好风味是评价其品质和影响消费者购买导向的重要指标。目前大部分企业的酸汤生产仍然采用自然发酵的方式,风味不稳定,限制了企业的发展。基于此,该文综述了酸汤的特征风味和风味形成机制以及影响酸汤风味形成的因素和调控措施。在充分了解风味形成和影响因素的基础上,提出了3点未来企业在改善酸汤风味和品质以及企业发展方面应重视的问题,以期为企业调控酸汤的风味、生产风味和品质稳定的酸汤产品提供理论指导。

引用格式：龙正玉,李彬彬,包爱明,等.贵州酸汤风味形成及优化调控研究进展[J].食品与发酵工业,2025,51(14):412-421.

LONG Zhengyu,LI Binbin,BAO Aiming, et al.Research progress in formation and regulation of Guizhou sour soup flavor[J].Food and Fermentation Industries,2025,51(14):412-421.

第一作者：硕士研究生,助理工程师(包爱明工程师为通信作者,E-mail:chairman@nanshanpogroup.com)

基金项目：安顺市科技计划项目(安市科农重[2023]01号);贵州省科技计划项目(黔科合平台人才-ZZSG[2024]005);贵州省科技计划项目(黔科合平台KXJZ[2024]014);安顺市科技计划项目(安市科平(2023)07号(粤黔协作))

贵州酸汤起源于贵州黔东南地区,是贵州省的一道传统特色发酵食品,具有较强的地域代表性,通常以鲜辣椒、西红柿、酸笋、酸豆、糯米、米汤等为主要原料,配以其他辅料,经乳酸菌、酵母菌、醋酸菌等多种微生物自然发酵而成[1]。但不同地区的酸汤由于原料和生产工艺的不同,其种类和口味存在较大差异,主要包括红酸汤和白酸汤。红酸汤又分为西红柿酸、红油酸、辣酱酸、虾酸和臭酸,白酸汤又分为米制白酸汤和面制白酸汤[2]。

相较于湖南、四川、重庆等地的麻辣食品,通过发酵制得的贵州酸汤其口感清爽,具有酸、辣、鲜等滋味,营养价值更高。此外,酸汤富含多种营养元素和生物活性成分,如辣椒碱、番茄红素、有机酸、氨基酸等[3-4],具有增进胃酸、清肠胃油腻、清热解暑、预防消化道疾病、健脾防结石、降低胆固醇及散寒消胀等功能[5],符合当下消费者对健康美食的追求,具有较大的开发前景。近年来,人们将酸汤作为配料、调味品等制作酸汤火锅底料[6],以酸汤为基料开发酸汤鱼[7]、丝娃娃[8],或将其应用于发酵型酸汤味牛肉干[3]、酸汤牛肉[9-10]、酸汤米粉、酸汤水饺、酸汤排骨等多种食品中,为消费者提供即具有醇厚酸感又具有较高营养价值的多样化食物,大大提高人们的食欲。

酸汤的良好风味是评价酸汤品质及影响消费者购买意向的重要指标,也是酸汤产品工业化生产和推广的重要影响因素。目前,对于酸汤的报道大多集中在酸汤营养与功能、工艺优化、品质形成、优势菌种的筛选等方面,在风味方面的研究主要集中在酸汤风味物质的挖掘[11-12]以及酸汤风味与微生物之间的关系[13-14]。因此,深入探讨酸汤发酵过程中风味的形成机制、影响因素及优化调控对酸汤产业的发展具有重要意义。鉴于此,本文对近年来关于酸汤风味的研究进行了详细的综述,重点介绍了酸汤的风味特征和风味形成机制,并对影响酸汤风味形成的因素及调控方式进行归纳总结,旨在为酸汤产品保持良好风味、推动酸汤产业健康可持续发展提供理论参考。

1 贵州酸汤的风味特征及形成机理

1.1 贵州酸汤的风味特征

风味是评价发酵食品质量的重要指标之一,主要由非挥发性的滋味物质和挥发性的香气物质组成。滋味分为酸、甜、苦、咸、鲜5种基本口味,香味来源于不同的挥发性香气成分,包括醛类、酮类、酯类、酸类、醇类、芳香类、呋喃类等。

酸汤的滋味以酸味为主,伴有咸味和鲜味[15-16]。其中,丰富的有机酸和氨基酸是形成酸汤独特滋味的重要因素。有机酸是酸汤酸味的主要来源,其种类和含量对酸汤风味具有显著影响[17-18]。酸汤在发酵过程中通过微生物的代谢将碳水化合物转化成大量乳酸、乙酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸等有机酸,以乳酸和乙酸为优势特征酸[19]。如万宁威等[20]的研究表明白酸汤发酵过程中的乳酸和乙酸含量最大,分别达到5.58和1.04 mg/mL,吴映梅等[21]发现8种凯里红酸汤中的乳酸和乙酸含量也最大,分别达到26.26～82.62和7.74～30.94 g/kg。乳酸酸味柔和,酸感较强,乙酸酸味较刺激,但少量乙酸可与醇类化合物发生酯化反应生成酯类物质,乳酸也可中和乙酸使酸汤的口感更加柔和[22]。游离氨基酸不仅是各种挥发性风味化合物(如酸、醇、醛、酯以及其他含有N和S的化合物等)的重要前体,也可赋予酸汤不同的滋味,使酸汤具有丰富的味觉层次感[23]。如谷氨酸和天冬氨酸主要呈鲜味,苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、赖氨酸等主要呈甜味,蛋氨酸、异亮氨酸、酪氨酸等呈苦味。其中,谷氨酸和丙氨酸是红酸汤中的主要氨基酸,是红酸汤鲜酸味和甜味的重要来源,在红酸汤中的含量可分别高达1 511.40和133.77 mg/100 g[19,24-25]。谷氨酸与钠盐会发生复合反应形成谷氨酸钠,赋予酸汤鲜美醇厚的滋味[22]。此外,苏氨酸与白酸汤的适口性之间显著相关[26]。苦味氨基酸也是酸汤中的主要氨基酸,但由于其阈值较低,对酸汤风味影响较小[17],精氨酸和NaCl的组合也能有效减轻苦味[27]。同时,发酵体系中的pH和氨基酸之间会发生协同或抑制作用,影响氨基酸的呈味,从而影响酸汤风味[17]。

除了非挥发性滋味物质外,酸汤的挥发性香气物质也是衡量消费者对酸汤产品可接受度的重要指标。目前,研究者们在酸汤中已经检测出多种挥发性香气物质,并对具有香气代表性的特征风味物质进行了分析。如DUAN等[25]分析了红酸汤发酵过程中挥发性风味物质的变化,发现红酸汤在发酵前期和中期醇类和短链脂肪酸含量增加,在发酵后期,醇类和脂肪酸含量减少,酯类和萜类含量增加,并通过相对气味活力值(relative odor activity value,ROAV)分析得出红酸汤后发酵阶段增加了具有类似菠萝香味的戊酸乙酯和丁酸乙酯,有助于淡化丁酸产生的类似奶油的酸败气味。LI等[19]在凯里红酸汤中共检测出76种挥发性风味物质,包括醇类、酸类、酯类、烃类、酚类、醛类、酮类和杂环类,其中以醇类(41.14%)、酸类(17.92%)和酯类(29.37%)为主。表1中总结了部分不同种类酸汤的特征挥发性风味物质,可以看出,大部分酸汤中都含有酯类和醇类。此外,韦明明[32]发现,酯类(乙酸乙酯(12.05%)、丙酸乙酯(7.17%)、醋酸异丁脂(6.93%)、己酸乙酯(4.35%)等)和醇类(2-戊醇(3.0%)、苯乙醇(1.92%)、2-乙氧基乙醇(0.43%)等是番茄酸汤的特征性风味物质。郑莎莎[33]发现,酸类、酯类、醇类和醛酮类化合物对自然发酵以及接菌发酵红酸汤的风味均影响较大,且醇类的相对含量最高(分别达到42.30%和26.10%)。LI等[19]和张东亚[34]发现,酯类、醇类、酸类和烯烃类化合物是不同红酸汤中的主要挥发性化合物。综上,醇类、酯类和酸类是对酸汤风味影响最大的化合物。其中,醇类物质主要由酵母菌的代谢产生,大多数醇类物质的香气阈值较高,对酸汤的整体风味贡献不大[35]。酯类物质来源于脂质氧化和酯化反应,具有挥发性高和阈值低的特点,可为酸汤带来水果香气和甜味,酸类物质则为酯类和醛类等风味物质的形成提供基础,能够赋予酸汤独特的酸鲜味[23,28,36]。

1.2 贵州酸汤的风味形成机理

红酸汤的发酵是以乳酸菌为主,酵母菌和醋酸菌为辅,再掺杂一些其他微生物共同发酵的多菌种发酵过程[26]。白酸汤的发酵可分为以淀粉糖化、酵母菌等微生物为主的酒精发酵以及以乳酸菌、醋酸菌等微生物为主的乳酸、醋酸发酵3个阶段[31]。研究表明,有机酸、氨基酸、脂肪酸和糖类物质是酸汤发酵过程中主要的差异代谢物,这些物质在乳酸菌、醋酸菌、酵母菌等微生物的作用下发生复杂的化学反应,以此产生特有风味[26,31]。总体来说,酸汤的风味主要由原辅料、乳酸菌、醋酸菌和酵母菌等微生物发酵以及发酵过程中的生理生化反应所产生。图1显示了贵州红酸汤发酵过程中主要风味物质的形成过程。

1.2.1 乳酸菌发酵

乳酸发酵包括同型乳酸发酵和异型乳酸发酵2个过程[37]。异型乳酸发酵主要发生在发酵前期,同型乳酸发酵发生在发酵中期,发酵后期则是以植物乳杆菌为最终优势菌发酵[38]。

在发酵前期,除了西红柿与辣椒中富含的柠檬酸、苹果酸等有机酸外,原料中所含的蔗糖、纤维素和其他单糖为乳酸菌发酵提供充足的底物,促进异型乳酸菌通过6-磷酸葡萄糖酸/磷酸解酮酶途径进行糖类代谢,将糖转化为乳酸、乙酸等大量有机酸以及酯、醇、醛、酸、碳氢化合物、硫化物和杂环化合物等挥发性风味成分,风味物质种类较多[39-40]。同时,蔗糖水解形成果糖和葡萄糖,一方面二者通过糖酵解和果糖代谢途径转化为丙酮酸[41],另一方面葡萄糖通过磷酸戊糖途径生成乙酰磷酸和3-磷酸甘油酸,3-磷酸甘油酸又经糖酵解转为乳酸,乙酰磷酸则被转为乙醇[38],同时糖转化为乙醇的过程会产生醛类物质[12]。此外,部分有机酸也可与醇类物质发生酯化反应,以及NaCl可以促进细菌酯化反应,生成酯类物质[23]。发酵中期,同型乳酸菌发酵产生2-甲基丁醇、3-甲基丁醇等挥发性风味物质[42],并利用前期发酵剩余的葡萄糖经糖酵解途径产生磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸还可分解代谢产生2,3-丁二醇、二乙酰和乙酰丙酮,并还原成乳酸,对酸汤的风味产生影响[41]。在整个发酵过程中,乳酸菌还可以利用苹果酸作为碳源,通过苹果酸-乳酸发酵途径将苹果酸脱羧转化为乳酸[29]。随着发酵的进行,乳酸、乙酸、柠檬酸等逐渐增多[38],但辣椒碱可与乳酸菌、醋酸菌等作用产生的有机酸中和,促使发酵后酸汤整体风味更加柔和[28]。

除了糖类代谢和有机酸代谢,氨基酸和脂肪酸代谢也是酸汤发酵过程中乳酸菌的主要代谢途径[43]。乳酸菌发酵过程中会降解脂肪酸产生乙酸、丁酸等短链脂肪酸以及醛类物质[44],具有较低的阈值,为酸汤提供重要的香气贡献。同时,原料中的蛋白质分解会产生各种游离氨基酸,游离氨基酸经过转氨、脱氨、脱硫、脱羧等生化反应对酸汤的风味起着至关重要的作用[41]。如蛋氨酸进行Strecker降解可以产生挥发性含硫化合物,亮氨酸通过转氨反应可产生醛类物质[45]。

1.2.2 酵母菌、醋酸菌发酵

酵母菌和醋酸菌在酸汤风味形成过程中也发挥着重要的作用。酵母菌在厌氧环境下会通过糖酵解途径将可发酵糖转化为醇类物质(如具有独特香味的乙醇),为有机酸与酯类物质生成提供前体物质[30]。同时,通过酵母菌代谢可以产生氨基酸类代谢产物,与乳酸菌代谢产生的脂肪酸等物质结合形成芳香类物质,赋予酸汤独特的风味[32]。但酵母菌在糖类未耗尽前会一直进行生长繁殖,因此发酵时间过长的酸汤可能会具有较高的酒精含量,从而使酸汤的正常风味受损[34]。此外,若发酵环境未做到严格厌氧,一些氧化性酵母会大量繁殖,分解产品中的乳酸,使pH值回升(如假丝酵母),或在酸汤表面形成白色薄膜或白花(如毕赤酵母),并产生酸臭味,从而影响风味[34,38]。醋酸杆菌在发酵过程中可以分解糖和醇两种基本物质产生酸类物质(如乙酸、醋酸),同时与异型乳酸发酵产生的醇类化合物共同促进乙酸乙酯等酯类化合物的产生,增加产品的酯香[46]。但同样地,发酵过程中若未严格厌氧,产生过量的醋酸不仅会影响酸汤正常风味,还会消耗大量糖类,影响乳酸发酵[34]。

2 贵州酸汤风味形成影响因素及其调控方式

酸汤的制作是一个复杂的过程,影响酸汤风味形成的因素也包括多个方面。其中,原辅料种类、微生物和发酵条件是影响酸汤风味的主要因素。

2.1 原辅料对酸汤风味的影响及调控

传统红酸汤的原辅料主要为西红柿、辣椒、生姜、大蒜、食盐等,而白酸汤的主要原料为糯米。不同的原料会带入不同的风味物质,如西红柿富含柠檬酸、酒石酸、草酸、苹果酸等有机酸和谷氨酸、丝氨酸、天冬氨酸、组氨酸和精氨酸等游离氨基酸[18]。其次,由于不同原料的品质和组成基质的差异,导致发酵过程中会产生不同的风味[47]。如叶子等[48]对不同品种发酵小米辣的品质特性进行分析,发现发酵后文米辣5号的呈味氨基酸含量最高。苑静等[49]在白酸汤中添加来自不同地方的不同质量的石斛花,发现添加石斛花的白酸汤中乳酸、酒石酸含量分别是原汤的15倍和2.1倍,并出现了原汤中未有的物质丁二酸。许九红等[22]研究了12种番茄原料对红酸汤品质特性的影响,发现“云南圣女果”、“釜山88”和“毛辣果”具有典型的乳酸发酵香味,其发酵酸汤的有机酸总量较高,分别达到16 591.72、4 506.68、13 421.77 mg/kg。周宁萍[29]、PARK等[50]和YANG等[51]发现,表明C10-C15的萜烯类物质如芳樟醇,可能来自于原辅料中的生姜和辣椒,亚油酸乙酯可能来自于大蒜,3-甲基-1-丁醇乙酸丁酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯和2-甲基丙酸乙酯是促进发酵辣椒风味属性的特征物质。不同的原料也会导致发酵体系中的微生物群落存在显著差异,从而影响酸汤风味。如LIN等[52]的研究表明,西红柿酸汤中以德克氏菌和毕赤酵母菌为主要优势真菌,辣椒酸汤中以酿酒酵母菌和毕赤酵母菌为主要优势真菌,樱桃西红柿酸汤中以毕赤酵母菌为主要优势真菌。

此外,不同的原料配比以及新物料的添加也是影响酸汤风味的关键因素。一方面,原料配比的变化会导致发酵过程中有机酸的含量发生改变,使得pH值和总酸含量的变化趋势不同,而过低或过高的总酸都将影响酸汤的口感与风味。如常云鹤等[53]在红酸汤中添加枸杞共同发酵,发现随着枸杞添加量的增加,酸汤中的有机酸含量逐渐增加,且枸杞添加量为2%～4%时枸杞红酸汤的感官得分最高,风味最好。后立琼等[54]对白酸汤的发酵工艺进行优化,发现以老酸汤接种的方式,在添加量大米∶糯米∶鲜嫩玉米=2∶1∶1时发酵的酸汤气味芳香,酸度适口。石彬等[55]添加不同浓度的百香果和柠檬与红酸汤共同发酵,发现添加6%～8%百香果与柠檬的酸汤中天冬氨酸、谷氨酸和脯氨酸含量明显增加。另一方面,为了保证发酵产品的稳定性或延长保质期,研究者们会添加一些防腐剂或稳定剂等,这也会导致产品风味发生变化。如YANG等[51]在发酵辣椒中添加香芹酚以延长产品保质期,发现香芹酚的添加可以有效改善发酵辣椒的风味品质,(E)-3-己烯-1-醇(清香味)和l-戊醇(香油味)是添加香芹酚后影响发酵辣椒风味的关键成分。

因此,不同的原辅料决定着酸汤产品的最终风味,而选择品种合适、优质的原料和适合的原料配比是产生良好风味的基础。此外,顺应当前的消费趋势,添加具有功能性的药食同源辅料(如枸杞)或带有明显风味物质的水果(如百香果),以及含有充足碳源的蔬菜等,不仅使得酸汤具备一定的功能性,提升酸汤的营养价值,也是增强酸汤风味的途径之一。

2.2 微生物对酸汤风味的影响及调控

酸汤风味的形成原因除了原料中各成分的降解外,发酵体系中微生物种类的差异也直接影响着发酵过程中滋味和香气的转变[40]。其中,影响酸汤风味的主要微生物为乳酸菌、酵母菌和醋酸菌[56],以乳酸菌发酵占据主导地位[57-58],其次是酵母菌,在酸汤发酵过程中作为酯香风味的重要来源,还能促进植物乳植杆菌的柠檬酸代谢以及甘露醇和乙酸的产生[52]。然而,由于自然发酵和接种发酵之间发酵方式的不同,也使得酸汤中的微生物存在差异,导致风味各不相同。自然发酵微生物种类丰富,风味怡人。如蒋景竹等[13]指出传统发酵酸汤中的特征风味物质与植物乳植杆菌、膜醭毕赤酵母高度相关。LIN等[59]的研究表明,红酸汤中的酯类可分为醋酸酯类和脂肪酸乙酯类,其形成与乳酸杆菌密切相关。然而,传统的自然发酵通常凭经验确定发酵程度,风味不稳定,不利于生产规模化、标准化的酸汤,对酸汤产业的工业化发展造成极大的阻碍[60]。LIN等[52]也指出自然发酵酸汤中存在多种腐败菌,不利于酸汤的安全生产,应进一步控制。

研究表明,人工接种发酵通过接种微生物,一方面增加了对酸汤基质中原料的利用率,另一方面改变了发酵体系中的优势微生物,从而改变与风味相关的代谢物,有助于发酵食品中风味物质的形成和生产具有特定风味特性的酸汤,提高产品稳定性[61-62]。如接种产香或产酸微生物以提高酸味,改善香味,接种具备较强蛋白分解能力的微生物以提升酸汤鲜味。目前,越来越多研究者不仅致力于人工接种发酵的研究,还对具有特定功能特性的微生物进行研究以产生特有风味,这已成为改善酸汤风味的一种主要方式。在乳酸菌方面,如何扬波等[63]制备了一种植物乳植杆菌直投式发酵剂,将其应用于西红柿发酵,发现接菌发酵能快速产生以乳酸和柠檬酸为主的多种有机酸,在相同发酵时间内其乳酸含量是自然发酵的16.37倍。常云鹤等[64]以添加量植物乳植杆菌∶嗜酸乳杆菌∶鼠李糖乳酪杆菌=1∶1∶1为直投式菌种发酵剂发酵红酸汤,发现直投式发酵方式(达到食用标准仅需5 d)的产有机酸速度比传统自然发酵(达到食用标准需10 d)更快。ZHENG等[41]指出干酪乳酪杆菌H1在外源糖的作用下可以通过有机酸的积累和氨基酸代谢有效促进番茄酸汤特征风味的形成,其发酵酸汤的酯类物质含量是自然发酵组的3倍。王琪琪等[1]指出植物乳植杆菌是发酵过程中改善红酸汤风味常见的细菌。在酵母菌和醋酸菌方面,万宁威等[20]指出法式醋酸杆菌和毛榛毕赤酵母分别是白酸汤发酵过程中的优势细菌和优势真菌,其中法式醋酸杆菌与乙酸含量极显著正相关(P<0.01),毛榛毕赤酵母与乳酸、乙酸含量显著正相关(P<0.05)。LIN等[52]发现番茄酸汤中具有较高含量的布鲁氏酒香酵母菌,其被认为是葡萄酒生产中最严重的腐败真菌之一,会产生乙基酚,而乙基酚的积累超过感官阈值时会产生难闻的气味,这可能是导致酸汤产生不良风味的原因之一。

除了乳酸菌、酵母菌和醋酸菌外,其他微生物也在一定程度上参与形成酸汤中丰富的微生物群落,对酸汤风味具有一定的影响。如ZHANG等[65]在传统红酸汤中检测到的主要微生物除了乳酸杆菌外,还包括枝孢菌和土曲菌,其中乳酸杆菌等细菌促进了β-大马士革烯酮、乳酸和游离氨基酸的生成,其他细菌与挥发性风味物质含量呈正相关,土曲菌等真菌在消耗游离氨基酸的同时,也促进了挥发性风味化合物和丙二酸的生成。宫路路等[66]的研究表明,芽孢杆菌具有丰富的酶类系统,可生产出具有理想风味特性的酸汤。然而,何扬波等[67]在翁臭酸汤中检测出更多样的微生物群落,这说明较多种类的微生物群落可能也会掺杂更多的腐败菌,从而容易导致酸汤出现不良风味。

因此,加强对传统发酵酸汤中丰富微生物的挖掘与多样性分析,对传统酸汤中的微生物进行分离纯化,利用现代生物技术来确定和表征每种微生物对酸汤风味的影响和形成机理,筛选更多发酵性能优良、能产生良好风味且更适合于果蔬发酵的菌株,在传统发酵的基础上进行纯种发酵或优势菌种强化发酵,继续加强对酸汤发酵体系中优势微生物的控制,然后优化其发酵参数,寻找最优发酵条件,这是使酸汤风味稳定的重点调控手段,也是改进传统自然发酵工艺、改善酸汤风味的重要方法。

2.3 发酵条件对酸汤风味的影响及调控

发酵条件对酸汤风味的影响是一个复杂的过程,涉及微生物群落、发酵时间、温度、接种量、盐浓度等多个因素,不同的发酵条件会影响酸汤的发酵性能,从而对风味成分及风味前体物产生影响。传统酸汤通常是在自然气候条件下发酵形成的,而不同时间或不同地区的自然气候条件存在显著差异,容易导致发酵过程中细菌群落和代谢物发生变化,从而导致产品质量不一致[23]。因此,为获得品质一致、风味稳定的酸汤,对酸汤的发酵工艺进行优化是一种必然手段。首先,改变传统发酵工艺,采用人工接种的方法改变发酵体系中的微生物,使发酵体系中的优势菌趋于人工定向菌株,以此产生良好风味,这是目前推动酸汤高品质生产的一种主要方式。但对于不同的菌株其生存条件往往不一致,通常需要对其进行驯化,使其能够很好地适应酸汤的发酵环境。如LIU等[7]使用接菌分离强化、混合强化和自然发酵3种发酵方法制备红酸汤,发现与自然发酵相比,2种接菌强化发酵方式均能提高酸汤的鲜味值和氨基氮含量,制得的红酸汤中关键酯类(丁酸甲酯、乙酸己酯等)和醇类(2-乙基己醇、1-己醇等)含量均高于自然发酵组,其中混合强化发酵的产有机酸含量最高(26.77 g/kg)。

其次,在发酵时间方面,发酵时间的长短意味着酸汤发酵是否成熟,从而决定了酸汤的最终风味是否形成。如DUAN等[25]指出红酸汤的挥发性有机化合物在早期和中期变化不大,在发酵后期变化较大,其香味成分显著增加。酸汤发酵初期,通常是以乳酸菌发酵为主,产生大量乳酸[17],随着发酵时间的延长,酸汤中的呈酸物质含量增加,导致酸汤酸味较重,过量的乳酸也会抑制酵母菌的生长,从而导致酯类化合物减少,降低消费者可接受度[41]。在温度方面,过高或过低的温度均不利于微生物的生长。高温会影响酶的活力以及使菌体细胞内的蛋白质发生变性,抑制菌体生长,同时可能会产生腐败菌使酸汤变质[62];低温则会降低酶的活力,使微生物生长较慢,导致产酸速度较慢,进而影响风味[68]。研究表明,酸汤的自然发酵温度为20～25 ℃,20 ℃发酵的酸汤风味最佳[52]。在发酵剂接种量方面,接种量的多少都将决定着酸汤中优势菌的种类和含量,从而改变微生物对碳氮源的利用。如较高的接种量可能面临着较多微生物对有限碳氮源的竞争,阻碍其代谢活性,并影响芳香物质的比例[62]。因此,适宜的接种量也是酸汤风味形成的重要原因。在盐浓度方面,适宜添加量的食盐能抑制杂菌的繁殖,但过高的食盐浓度会抑制有益微生物的活动,减缓产酸[69]。酸汤的发酵是细菌和真菌共同作用的过程,据报道,在12%的盐浓度下,真菌在发酵中比细菌发挥更大的作用,而发酵蔬菜的最佳盐添加量为0.7～3.0 g/100 g[52]。

基于以上,许多研究者对不同酸汤发酵参数进行了优化,以获得最佳发酵工艺,促进酸汤产品的标准化生产。如张东亚[34]通过单因素结合正交的试验方法确定了红酸汤半成品的发酵工艺为:番茄浆和辣椒酱的菌群强化发酵剂组合分别为嗜酸乳杆菌、凝结芽孢杆菌、植物乳植杆菌和凝结芽孢杆菌、戊糖乳杆菌、发酵乳杆菌,添加量比例均为1∶1∶1,接菌量分别为3%和2.5%,发酵时间分别为9 d和10 d,发酵温度均为28 ℃,辣椒酱、番茄浆二次发酵比例为55∶45,此时的红酸汤感官评分最高,酸香适口。WANG等[62]选择Lactobacillus plantarum NR1-7、Bifidobacterium animalis subsp.lactis BZ11和Candida utilis RY作为发酵剂发酵红酸汤,并采用响应面法对发酵工艺进行优化,得出最佳发酵条件为发酵时间5 d、发酵温度28 ℃、接种量3%、菌种比例为1∶1∶1。

总体来说,应通过科学调控发酵温度、时间、含盐量等参数,不断优化人工接种发酵工艺,探究更适合特定有益菌株发酵的发酵条件以及在酸汤发酵中的最适接种量,甚至根据不同菌种特性,探究低温发酵菌种、高温发酵菌种,以适应不同的发酵条件,保障不同环境下的酸汤品质。这不仅可以有效提升酸汤的风味品质,而且是酸汤产业进行产品的标准化管理,推动高质量酸汤产品标准化、工业化生产的一种必然手段。

3 结论与展望

酸汤发酵过程中风味的形成机制主要为乳酸菌、酵母菌和醋酸菌协同发酵,分解代谢有机酸、氨基酸、脂肪酸和糖类物质,共同形成酸汤的特征风味,其风味品质主要受原辅料、微生物和发酵工艺的影响。本文根据不同的影响因素提出相应的优化措施,这推动酸汤生产工艺改进、有效调控风味、获得品质和风味稳定的酸汤产品具有重要的指导意义。但目前对酸汤风味的改善仍处于学术研究阶段,企业中的操作主要是优化生产工艺和新产品开发。因此,以下3个方面也是未来酸汤产业需要解决的难题:a)如何更好地挖掘出传统酸汤中的优势菌种,提高优势菌在酸汤中的实际应用和优良菌种的保藏技术;另一方面,如何更好地利用现代生物技术(如基因工程、代谢组学等)明确酸汤风味劣变的机理,揭示酸汤最终产品主要风味成分与微生物群落结构的关系,多途径开发新型有效的风味改善方法和良好风味保持方法。b)如何加快产学研结合,使科研院所及设备生产商的研究成果得到高值化利用,提高酸汤技术水平,解决酸汤企业技术与资源短缺的问题。c)酸汤是贵州独具特色的发酵食品,当地拥有众多酸汤企业。然而,贵州大部分地区仍处于经济欠发达状态。如何在推动酸汤产品高质量发展的同时,与农业深度融合,通过产业带动助力乡村振兴,这也是需要深入思考的重要课题之一。

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Research progress in formation and regulation of Guizhou sour soup flavor

LONG Zhengyu1,2, LI Binbin1,2, BAO Aiming1,2*, QIN Weijun1,2, CHEN Xingxing2,AO Wenmin1,2, ZHOU Song3, GAO Xiangyang4

1(Guizhou Nanshanpo Food Research Institute Co.Ltd., Anshun 561000, China)2(Guizhou Nanshanpo Food Processing Co.Ltd., Anshun 561000, China)3(College of Chemistry and Chemical Engineering, Anshun University, Anshun 561000, China)4(College of Food Science, South China Agricultural University, Guangdong Provincial Key Laboratory of Nutraceuticals and Functional Foods, Guangzhou 510642, China)

ABSTRACT Sour soup is a traditional fermented food in Guizhou province, which is loved by local people because of its fresh and sour taste.The unique sour umami taste of sour soup is formed by the metabolic decomposition of organic acids, amino acids, fatty acids, and sugars under the action of microorganisms.Its good flavor is an important index to evaluate its quality and consumer purchase orientation.However, at present, the production of sour soup in most enterprises is still based on natural fermentation, and the flavor is not stable, which limits the development of enterprises.Therefore, this paper reviewed the characteristic flavor and flavor formation mechanism of sour soup, as well as the factors and control measures affecting the flavor formation of sour soup.In addition, on the basis of fully understanding the formation and influence factors of flavor, some problems that enterprises should pay attention to in improving the flavor and quality of sour soup and enterprise development were put forward to provide theoretical guidance for enterprises to regulate the flavor of sour soup and produce sour soup products with stable flavor and quality.

Key words sour soup; flavor; formation mechanism; influential factors; regulation