红酸汤（red sour soup，RSS）是以西红柿和红辣椒为主要原料，经微生物发酵制备而成的富有地域特色的食品，富含辣椒素、矿物质、维生素、番茄红素、氨基酸和有机酸，成品的颜色十分鲜红诱人，味道偏酸甜且酸度适中，香气宜人[1]。红酸汤内的营养物质对人体的基础代谢活动起到调节作用，如开胃健脾、辅助胃功能、调节肠道菌群、促进人体细胞代谢、降低胆固醇、调节血糖等[2]。在中国西南地区，RSS 被广泛用作日常烹饪的酸咸调味品[3]。
自然发酵红酸汤存在的微生物繁杂难控、发酵时间过长、发酵过程中容易造成污染、批次间品质不稳定等问题制约了红酸汤产业的发展，无法满足现代社会食品多元化与快速化的发展需求，基于以上问题有学者开始研究红酸汤接菌发酵的生产方式，以实现其产业化发展[4]。相关研究表明红酸汤中优势菌群以乳酸杆菌和毕赤酵母菌为主，目前对红酸汤接菌发酵研究主要集中在乳酸菌接种发酵[5-6]。
研究表明，在蔬菜发酵的过程中添加一些辅料可以丰富发酵蔬菜的香味、去除其本身具有的不良气味，同时一些辅料还具有杀菌作用，常见的用于发酵过程中改善产品品质的辅料有生姜、大蒜等。生姜和大蒜因其具有特殊的风味而被广泛用作调味品，除此之外，还具有药用价值，均是食药两用植物。研究表明，生姜和大蒜中含有多种生物活性物质，如生姜中富含多糖、酚类化合物、萜烯类化合物等[7]，这些化合物具有抗氧化、抗菌、抗炎、降血糖等功效[8]；大蒜中的有机硫类化合物、多糖类化合物等[9]，具有抗菌、抗氧化、预防心血管疾病作用[10]。目前，有研究发现添加生姜和大蒜对泡菜发酵过程中的细菌多样性和代谢产物产生具有积极影响，可能会影响泡菜的发酵过程和风味特征[11]。目前关于生姜、大蒜对红酸汤品质的影响鲜见报道。
本研究利用前期从农家自制红酸汤中筛选出的戊糖乳杆菌Y5、植物乳杆菌Y9、季也蒙毕赤酵母菌H1混合发酵制备含有辅料（生姜、大蒜）的红酸汤，通过分析微生物数量、理化指标、生物活性物质含量、抗氧化活性和风味探究辅料对红酸汤品质造成的影响，以期为红酸汤配方优化、提升产品品质和风味品质奠定研究基础。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
戊糖乳杆菌Y5、植物乳杆菌Y9、季也蒙毕赤酵母菌H1 由大连工业大学食品学院实验室从贵州农家自制红酸汤中筛选；西红柿、红辣椒、生姜、大蒜、糯米粉、食盐、白酒：市售；MRS 肉汤培养基、马铃薯葡萄糖肉汤（potato dextrose broth，PDB）培养基（均为生化试剂）：北京奥博星生物技术有限责任公司；氢氧化钠、硝酸铝、碳酸钠、亚硝酸钠、没食子酸、偏磷酸、无水乙醇（均为分析纯）：天津市科密欧试剂有限公司；芦丁（色谱纯）：上海源叶生物科技有限公司；2，6-二氯靛酚（纯度97%）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；水杨酸（分析纯）：上海一研生物科技有限公司；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl，DPPH）、2，2´-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸[2，2´-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS]：上海吉至生化科技有限公司。
1.2 仪器与设备
SX-500 型压力蒸汽灭菌锅：日本TOMY 公司；JYLCO2DE 多功能破壁料理机：九阳股份有限公司；pHS-25 雷磁pH 计：上海仪电科学仪器股份有限公司；SHP-150 型生化培养箱：上海森信实验仪器有限公司；CF16RN 高速冷冻离心机：日本株式会社日立制作所；722S 型可见分光光度计：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；456-GC-MS 气相色谱质谱联用仪：荷兰Scion公司。
1.3 试验方法
1.3.1 发酵剂制备
戊糖乳杆菌Y5、植物乳杆菌Y9、季也蒙毕赤酵母菌H1 分别使用MRS 肉汤培养基和PDB 培养基进行活化培养，取活化后的菌液在4 ℃下8 000 r/min 离心10 min，弃去上清液，使用无菌生理盐水洗涤沉淀菌体2 次，调整菌液浓度为108 CFU/mL。
1.3.2 红酸汤制作流程
1.3.2.1 工艺流程
西红柿、红辣椒→清洗、晾干→加入生姜、大蒜→破碎→加入糯米粉、食盐、白酒→混匀→接菌→发酵→成品。
1.3.2.2 红酸汤样品制备
红酸汤X1：西红柿1 000 g、红辣椒200 g、糯米粉20 g、食盐20 g、白酒50 g。制作流程同1.3.2.1，戊糖乳杆菌Y5、植物乳杆菌Y9 和季也蒙毕赤酵母菌H1 等比例接入，添加量为3%，28 ℃发酵5 d，每天固定取样；红酸汤X2：在X1 的基础上添加大蒜（40 g），制作流程同1.3.2.1；红酸汤X3：在X1 的基础上添加生姜（60 g），制作流程同1.3.2.1；红酸汤X4：在X1 的基础上添加大蒜（40 g）、添加生姜（60 g），制作流程同1.3.2.1。
1.3.3 乳酸菌与酵母菌计数
每个取样点取出红酸汤样品1 mL，分别稀释至10-4、10-5、10-6 3 个浓度梯度，各取100 μL 均匀涂布于MRS 肉汤培养基和PDB 培养基上，培养皿倒置放入37 ℃和28 ℃恒温的生化培养箱中培养48 h。
1.3.4 pH 值测定
pH 值参照GB 5009.237—2016《食品安全国家标准 食品pH 值的测定》进行测定。
1.3.5 总酸含量的测定总酸含量参照GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》中的酸碱滴定法进行测定。
1.3.6 生物活性物质含量测定总酚含量采用Folin-Ciocalteu 法[12]测定，制备浓度0.2～1.0 mg/mL 没食子酸为标准溶液，在760 nm 处测定吸光度，绘制出标准曲线为y=1.048 5x+0.137 1（R2=0.999）。黄酮含量采用氯化铝-亚硝酸钠比色法[13]测定，制备浓度为0.2～1.0 mg/mL 芦丁标准溶液，在510 nm 处测定吸光度，绘制出标准曲线为y=1.243x+0.015 6（R2=0.999 8）。VC 含量参照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中的2，6-二氯靛酚法进行测定。
1.3.7 抗氧化活性测定
DPPH·清除率参照Yang 等[14]的方法进行测定。DPPH·清除率（Y1，%）计算公式如下。
式中：A0 为无水乙醇+DPPH 溶液的吸光度；A1 为样品溶液+DPPH 溶液的吸光度；A2 为无水乙醇+样品溶液的吸光度。
ABTS+·清除率参照Dharmisthaben 等[15]的方法进行测定。ABTS+·清除率（Y2，%）的计算公式如下。
式中：A0 为无水乙醇+ABTS 工作液的吸光度；A1为样品溶液+ABTS 工作液的吸光度；A2 为无水乙醇+样品溶液的吸光度。
羟自由基清除率采用水杨酸法进行测定。取1 mL 样 品 溶 液 与 1 mL 9 mmol/L FeSO4 和 1 mL 9 mmol/L 水杨酸溶液混合，以1 mL 8.8 mmol/L H2O2 为反应启动剂，37 ℃水浴反应30 min 后测定OD510，记为A1；以蒸馏水代替H2O2 测定OD510，记为A2；以蒸馏水代替样品溶液测定OD510，记为A0。·OH 清除率（Y3，%）计算公式如下。
1.3.8 挥发性化合物测定
参照Xu 等[16]的方法并稍作修改，取（2.0±0.1）g 样品于20 mL 顶空瓶中，插入DVB/CAR/PDMS 萃取头，60 ℃水浴30 min，随后顶空萃取30 min，取出萃取头插入气相色谱质谱联用仪进样口，250 ℃解吸5 min，测定挥发性物质。色谱条件：FB-5MSI （30 m×0.25 mm×0.25 μm）弹性石英毛细管柱；柱温40 ℃保留2 min，以4 ℃/min 升温至248 ℃；载气（99.999% He）流速1.0 mL/min；不分流进样；溶剂延迟时间4 min。质谱条件：电子轰击离子源（electron impact ion source，EI）；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；接口温度280 ℃；质量扫描范围29～500 amu。样品中所检测到各挥发性成分的色谱峰与NIST14 标准谱库比对和分析，选取匹配度大于80% 的物质，确认其成分。按照峰面积归一化法得到各化学成分的相对含量。
1.4 数据处理
采用Excel 2016、SPSS 22.0 软件对数据进行分析处理，并使用Origin 2021 作图。
2 结果与分析
2.1 添加辅料对红酸汤发酵过程中乳酸菌和酵母菌数量的影响
4 组红酸汤发酵过程中乳酸菌数量变化结果见图1。
图1 发酵过程中乳酸菌数量变化
Fig.1 Changes in the number of lactic acid bacteria during fermentation
由图1 可知，4 组红酸汤中乳酸菌数目均随发酵时间的延长呈先升高后降低的趋势，这是因为随着发酵时间的延长，酸和有害代谢物质的积累抑制了乳酸菌的生长，与Li 等[12]的研究结果一致。在发酵第1 天增长速度相对较缓，可能是微生物适应生长环境处于延滞期，X1、X2 和X3 的乳酸菌数量在第2 天迅速增加，此阶段乳酸菌已经适应生长环境开始大量繁殖，其中X1 在第2 天达到顶峰，X2 和X3 在第3 天达到顶峰，而X4 中乳酸菌数量的增长主要发生在第1～4 天，在第4 天时达到顶峰，虽然在前4 d 发酵过程中乳酸菌数量X1>X3>X2>X4，但是各组红酸汤乳酸菌数量的峰值相近。
4 组红酸汤发酵过程中酵母菌数量变化结果见图2。
图2 发酵过程中酵母菌数量变化
Fig.2 Changes in the number of yeast during fermentation
由图2 可知，4 组红酸汤中酵母菌数量整体呈现先升高后降低的趋势，其中X1 与X3 趋势相近，主要在第2 天和第3 天迅速增长，在发酵第3 天达到顶峰，X2 与X4 变化趋势相同，主要在第3 天和第4 天迅速增长，在第4 天达到顶峰，达到顶峰时酵母菌数量X1大于其他3 组，X3 大于X2 和X4，而X2 与X4 数量相近，表明添加大蒜和生姜抑制了酵母菌的生长。
此结果表明添加大蒜和生姜对发酵初期乳酸菌和酵母菌的生长具有一定的抑制作用，且大蒜的抑制作用大于生姜的抑制作用，相关研究表明大蒜中的大蒜素及生姜中的姜辣素具有一定的抑菌性能[17]，在本试验中大蒜和生姜的添加量较低，并不能完全抑制乳酸菌和酵母菌的生长。有研究表明，大蒜素在25 ℃放置3 d 后抑菌能力完全丧失[18]，且随着发酵的进行，在微生物的作用下大蒜和生姜中的物质可能发生转变，因此随着发酵的进行，微生物在发酵中期迅速增加。
2.2 添加辅料对红酸汤发酵过程中pH 值的影响
pH 值可以预测乳酸菌的生长速率和红酸汤的发酵程度[19]。发酵过程中pH 值变化结果见图3。
图3 发酵过程中pH 值变化
Fig.3 Changes in pH during fermentation
由图3 可知，在发酵过程中，4 种红酸汤样品pH值均呈现下降趋势，其中X1、X2 和X3 在发酵前期（0～2 d）迅速下降，X4 在0～4 d 内匀速下降，但是在发酵终点时，4 组红酸汤pH 值相近，约为3.06±0.02。造成此结果的原因可能是微生物接种于各个酸汤样品后，生长趋势有所差异。
2.3 添加辅料对红酸汤发酵过程中总酸含量的影响
发酵过程中总酸含量的增加是微生物生长和代谢产生有机酸的结果，对于发酵产品的安全性及风味品质具有重要的影响[20]。总酸含量变化结果见图4。
图4 发酵过程中总酸含量变化
Fig.4 Changes in total acid content during fermentation
由图4 可知，在发酵过程中，4 组红酸汤总酸含量接近直线上升，其中X1 和X2 的总酸含量在0～4 d 迅速增加，X4 总酸含量增加主要发生在2～4 d，三者均在4 d 后趋于稳定状态，而X3 总酸含量增加主要发生在0～2 d，在第2 天之后增长速度缓慢。在发酵结束时，总酸含量由高到低依次为X2、X4、X1、X3，总酸含量为19.95～22.14 g/kg。此结果与发酵过程中乳酸菌数量变化一致，由红酸汤发酵过程中酸度变化及发酵结束时的总酸含量结果可知，添加辅料对发酵进程具有一定的影响，这种影响可能是通过影响微生物产生的。
2.4 添加辅料对红酸汤中生物活性物质含量的影响
2.4.1 红酸汤中多酚含量
多酚类物质的生物学作用主要在于具有较强的抗氧化活性，研究表明蔬菜、水果中富含多酚类物质[21]。4 种红酸汤中多酚含量见图5。
图5 发酵终点各组红酸汤中多酚含量
Fig.5 Polyphenol content in red sour soup in each group at the end of fermentation
由 图5 可 知，X4 多 酚 含 量 最 高，为（7.304±0.064） mg/mL，其后依次为X3、X2 和X1。西红柿和红辣椒中含有酚类物质，微生物发酵过程中，由于代谢作用可能导致酚类物质的释放，因此X1 检测出酚类物质[22]；作为辅料添加的生姜中也含有多种酚类物质，因此X3 酚类物质含量高于X1；虽然大蒜中酚类物质含量较低，但大蒜中含有大蒜素、二烯丙基硫化物等生物活性物质，这些物质在发酵过程中可以保护多酚，使X2 中多酚含量高于X1；X4 含量高于其他3 组，可能是同时添加大蒜和生姜致使原料中多酚类物质含量增加，富含的大蒜素等生物活性物质又可以对多酚起保护作用。
2.4.2 红酸汤中黄酮含量
黄酮类物质是许多蔬菜都富含的活性物质，常用作天然食品抗氧化剂[23]。发酵终点各组红酸汤中黄酮含量见图6。
图6 发酵终点各组红酸汤中黄酮含量
Fig.6 Flavonoid content in red sour soup in each group at the end of fermentation
由图6 可知，黄酮含量由高到低依次为X4、X3、X2、X1，含量为0.180～0.238 mg/mL。大蒜和生姜可以提高红酸汤中黄酮类物质的含量，且作用结果相近，当大蒜和生姜同时添加时，黄酮含量最高。
2.4.3 红酸汤中VC 含量
抗坏血酸是番茄中的一种生理活性物质[24]。发酵终点各组红酸汤中VC 含量见图7。
图7 发酵终点各组红酸汤中VC 含量
Fig.7 VC content in red sour soup in each group at the end of fermentation
由图7 可知，VC 含量与多酚和黄酮含量的变化趋势相同，X4 含量最高，为（6.441±0.097） mg/100 g，明显高于其他组。VC 因其极易溶于水而极其不稳定，在遇到氧气或者热的条件下易被破坏。在发酵过程中添加的大蒜、生姜等虽然VC 含量极低，但其中含有的较多生物活性物质如酚类等，均可以对VC 起到保护作用，降低VC 的氧化，因此添加辅料的红酸汤中VC 含量高于未添加。蒋志伟等[25]的研究表明，在新鲜橙汁中添加含有酚类等抗氧化物质的芦荟提取液，可以有效提高VC 的保存率，与本研究结果相似。
2.5 添加辅料对红酸汤抗氧化活性的影响
发酵结束时各组红酸汤对DPPH·、ABTS+·和·OH的清除率如图8 所示。
图8 发酵终点各组红酸汤的抗氧化活性
Fig.8 Antioxidant activity of red sour soup in each group at the end of fermentation
由图8 可知，4 组红酸汤样品均对DPPH·具有较好的清除作用，清除作用高低顺序为X4>X3>X2>X1，其中X1 对DPPH·的清除率为（82.813±2.290）%，低于其他3 组，X4 对DPPH·的清除率最高，达到（92.197±1.919）%；4 组 红 酸 汤 样 品 对ABTS+·清 除 效 果 与DPPH·趋势相同，·OH 的清除效果高低顺序为X4>X2>X3>X1，表明在发酵过程中添加生姜和大蒜均可以提高其抗氧化活性，当生姜和大蒜同时添加时其抗氧化活性高于单独添加。红酸汤的主要原材料（西红柿和红辣椒）中含有番茄红素、酚类等生物活性物质，其次在发酵过程中乳酸菌代谢产生的有机酸等也具有抗氧化活性，因此X1 也具有良好的抗氧化活性[26]。有研究表明，在泡菜发酵过程中添加生姜可以提高其抗氧化活性[27]，与本研究结果一致，这与生姜和大蒜中含有的生物活性物质有关，如姜辣素和大蒜素等物质。
2.6 添加辅料对红酸汤挥发性物质的影响
风味对产品品质起着至关重要的作用，在4 组红酸汤中共检测出98 种风味物质，挥发性物质含量见表1，红酸汤中各类风味物质的含量见图9。
表1 4 组红酸汤中挥发性物质含量
Table 1 Content of volatile substances in four groups of red sour soup
序号醇类名称含量/%X1 X2 X3 X4含量/%X1 X2 1234567891 0 1.652桉叶醇异戊醇（E）-3-己烯-1-醇2-甲基-6-庚烯-1-醇3-甲基-1-丁醇己醇壬醇芳樟醇辛醇冰片醇α-松油醇香茅醇橙花醇异香叶醇橙花叔醇苯乙醇香叶醇乙醇2.5211.927 0.570 1.839 0.513 0.402 X4 1.548 2.806 0.257 2.185 0.383 0.360 0.178 0.178 0.778 1.343 2.004 0.265 0.817 0.926 1.051 1.960 0.774 0.215 1.528 0.782 0.362 0.437 0.519 0.564 4.320 1.281 0.518 1.724 6.348 1.501 0.581 0.427 0.284 0.127 3.553 0.496 0.526 0.438 0.320 0.216 11 12 13 14 15 16 17 18酸类19 20 21 22 23 24酯类25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42烯烃类43 44 45 46 47 48 49 0.284 1.0731.158 X3 1.370 1.382 0.184 0.482 0.215 0.213 0.592 0.610 0.168 0.152 1.589 14.619 3.218 0.255 1.685 5.379 4.267 2.750 1.335 4.471 4.864 1.047 4.673 1.235 0.325 0.197 0.529 1.691 4.281 1.692 0.168乙酸己酸辛酸壬酸棕榈酸香叶酸2.049 12.652 0.658 0.547 0.826 2.101 5.088 0.402 2.727 0.187名称柠檬烯桧烯伞花烃α-萜品油烯α-萜品烯胡椒烯莰烯水合物大根香叶烯（+）-环苜蓿烯大根香叶烯D β-倍半水芹烯姜烯β-甜没药烯（+）-7-表-倍半萜烯β-金合欢烯α-姜黄烯顺式-α-佛手柑烯β-揽香烯紫穗槐烯γ-揽香烯β-姜黄烯α-法尼烯0.4520.527 4.291 0.273 3.281 0.198 0.510 0.131 0.045序号50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71醛酮类72 73 74 75 76 77 78 79 80 81硫化物82 83 84 85 86 87 88 89 90其他91 92 93 94 95 96 97 98 0.957 4.164 0.189 0.352 0.430 0.269 0.211 0.427 0.491 1.332 1.026 0.472 0.183 0.157 0.039 0.874 0.488 0.115 0.972 0.174 0.838 0.146 0.137 3.712 0.695 32.601 0.617 0.892 1.274 2.938 0.999 0.596 0.847 0.247乙酸乙酯丁酸乙酯己酸乙酯戊酸乙酯葵酸乙酯辛酸乙酯壬酸乙酯丙酸2-羟基乙酯丙酸芳樟酯棕榈酸乙酯乳酸乙酯乙酸香茅酯乙酸香叶酯甲酸香茅酯水杨酸甲酯水杨酸乙酯乙酸龙脑酯乙酸己酯2.544 0.650 28.135 0.157 0.314 0.347 13.527 0.371 0.389 0.139 0.082 0.146 0.727 0.081 0.372 3.952 0.018 17.072 0.281 1.462 1.137 5.380 6-甲基-5-庚烯-2-酮香叶基丙酮β-紫罗兰酮橙花基丙酮2-壬酮2-十一酮（E）-2-己烯醛苯甲醛柠檬醛2，5-二甲基苯甲醛1.653 0.048 0.137 0.316 0.141 0.284 0.411 0.037 0.511 0.271 0.431 0.054 0.104 0.112 2.084 2.018 0.173 1.724 0.285 0.631 2.002 0.230 1.606 1.511 3.754 0.461二烯丙基硫醚二烯丙基二硫醚3-乙烯基-4-烯-1，2-环己硫醚3-乙烯基-5-烯-1，2-环己硫醚二烯丙基三硫醚烯丙基甲基二硫醚二甲基三硫化物（E）-1-烯丙基-2-（丙烯-1-基）二硫烷烯丙基甲基三硫醚5.041 16.861 1.605 0.349 3.180 1.839 0.446 3.858 0.372 0.385 2.498 0.162 0.957 3.145 0.169 0.476 3.852 0.458 2.361 0.165 0.182 2.371 0.269 0.081 0.079 0.052 α-蒎烯莰烯α-水芹烯β-水芹烯α-石竹烯β-月桂烯β-萜品油烯0.952 1.028 0.600 2.002 0.107 1.083 3.250 0.972 6.953 1.419 0.637 0.263 0.118 1.273 0.712 0.614 0.383 0.390樟脑丁香酚异丁香酚邻甲氧基苯酚3H-1，2-二噻吩（E）-烯丙基（丙烯-1-基）硫烷2-戊基呋喃2-乙酰基呋喃0.114 0.062 0.075 0.331 0.417 0.281 3.767 0.253 0.019 0.328 0.013 0.037 0.042 0.025
图9 4 组红酸汤中各类挥发性物质含量
Fig.9 Content of various volatile substances in four groups of red sour soup
由图9 和表1 可知，4 组红酸汤中醇类物质含量依次为X1（16.622%）、X2（14.920%）、X3（19.137%）、X4（16.772%）。由表1 可以看出，X2 组醇的种类与X1 组相近，表明大蒜添加对醇的种类影响较小，但是对不同醇类的含量影响较大。与X1 和X2 组相比，X3与X4 组醇的种类明显增加，其中2-甲基-6-庚烯-1-醇、冰片醇和香茅醇仅在X3 组中检测出，桉叶醇、α-松油醇、橙花醇、异香叶醇、橙花叔醇和香叶醇仅在X3 和X4 中检出，生姜的添加对红酸汤中醇类物质的丰度有明显的影响。辅料中的物质与主要原料中的物质在微生物代谢过程中相互作用，产生更复杂的醇类物质，赋予红酸汤更复杂更优越的醇香。
酸类物质可以赋予红酸汤独特的风味，由图9 和表1 可知，在4 组红酸汤中酸类物质含量由高到低为X1（16.732%）、X2（7.335%）、X4（4.438%）和 X3（3.490%），而酸类化合物的种类由多到少顺序为X4>X1>X3>X2，其中乙酸、己酸、棕榈酸在4 种红酸汤中均被检出，辛酸除X2 组外，在其他组被检出，壬酸在X1 和X4 组中检出，香叶酸仅在X4 组中检出。辅料添加对酸类物质的含量和种类产生不同的影响，添加大蒜对酸类物质的种类无明显影响，而添加生姜产生了影响，当二者同时添加时检测出了微量的香叶酸。
由图9 和表1 可知，酯类物质是红酸汤中的主要风味物质，4 组红酸汤中酯类含量最高为X1 组（51.131%），其中含量最高的均为己酸乙酯，这使红酸汤具有令人满意的果味口感[28]。4 种红酸汤中酯类物质的种类依次为X4>X1>X3>X2，此结果表明，单独添加大蒜和生姜会降低酯类物质的丰度，当大蒜和生姜以适当的比例混合添加时，可以提高酯类物质种类，产生X1 中不存在的酯类物质。在X3 和X4 中检测出乙酸香茅酯、乙酸香叶酯和乙酸龙脑酯，这些酯类物质的生成可能与生姜的添加有关。
烯烃类物质通常具有比较柔和的气味[29]，可以中和产品中的刺激性气味。由图9 和表1 可知，4 组红酸汤中烯烃类物质含量X3（42.465%）>X4（23.811%）>X1（6.852%）>X2（6.210%）。4 组红酸汤中烯烃类物质含量与种类存在较明显的差异，其中X1 组和X2 组组成相似，以α-蒎烯、β-月桂烯、桧烯、α-萜品油烯、α-萜品烯为主，这些烯烃类物质主要来源于原材料红辣椒。X3 组中烯烃类物质含量最高且种类最为丰富，其中β-水芹烯、姜烯、α-姜黄烯含量较高。X4 组中烯烃类物质含量和种类均低于X3 组，其中姜烯和α-姜黄烯含量最高，这些烯烃类物质主要与添加的辅料生姜有关，丰富了红酸汤的风味。
由图9 和表1 可知，在4 组红酸汤中共检测出6 种酮类和4 种醛类，其中X1 组含量和种类均为最高，醛酮类物质的含量依次为X1>X4>X3>X2，此结果表明大蒜和生姜的添加降低了酸汤中醛酮类物质的含量，而当大蒜和生姜同时添加时丰富了酸汤中醛酮物质的含量。4 组红酸汤中均含有柠檬醛，具有强烈的柠檬香气。在X1 组中6-甲基-5-庚烯-2-酮、香叶基丙酮、β-紫罗兰酮、橙花基丙酮含量较高，具有花香果，对红酸汤的香气具有贡献作用，有研究表明这些酮类物质与番茄红素和β-类胡萝卜素有关[30]，这些物质在X4 组中也被检出。
由图9 和表1 可知，在4 组红酸汤中共检测出9 种硫化物，X2 组硫化物含量和种类均为最高，其中二烯丙基二硫醚含量明显高于其他硫化物，达到16.861%，这主要来源于辅料大蒜中的大蒜素，在发酵时间内未完全分解。二烯丙基硫醚和二烯丙基三硫醚是蒜氨酸的降解产物，含量分别为5.041%和3.180%。X4 组中硫化物含量明显低于X2 组，表明同时添加大蒜和生姜，既丰富了红酸汤的风味物质，又未产生刺激性。
3 结论
本文研究添加辅料（生姜、大蒜）对红酸汤品质的影响结果表明，大蒜和生姜的添加影响发酵过程中乳酸菌和酵母菌的繁殖速度，在发酵终点时各组之间无明显差异。pH 值下降区间不同，但发酵结束时pH 值相近，总酸含量呈现增加趋势，发酵结束时总酸含量由高到低依次为X2>X4>X1>X3。对多酚、黄酮和VC 含量进行分析，表明辅料添加可以提高红酸汤中的生物活性物质含量，且当大蒜和生姜混合添加时明显增加。抗氧化活性变化与生物活性物质含量变化趋势相同。对4 组红酸汤的挥发性物质检测表明，添加大蒜增加了红酸汤中硫化物的含量和种类，而酯类、酸类和醛酮类物质的种类有所降低；添加生姜提高了红酸汤中烯烃类和酯类物质的种类，姜烯和α-姜黄烯被检测到；当大蒜和生姜同时添加时，明显增加了烯烃类、酯类、醇类、硫化物的种类，使红酸汤香气更复杂，对红酸汤风味具有积极的贡献作用。本研究为红酸汤配方优化和品质提升奠定研究基础。
[1]袁野, 李云成, 孟凡冰, 等.贵州红酸汤研究进展[J].粮食与油脂, 2022, 35(6): 19-23.YUAN Ye, LI Yuncheng, MENG Fanbing, et al.Research progress on Guizhou red sour soup[J].Cereals & Oils, 2022, 35(6): 19-23.
[2]郑伟, 吴茂钊, 杨春华.贵州少数民族嗜酸饮食习俗的表现及其形成因素探析[J].南宁职业技术学院学报, 2022, 30(1): 55-59.ZHENG Wei, WU Maozhao, YANG Chunhua.On the manifestations and forming factors of acidophilic eating customs of ethnic minorities in Guizhou[J].Journal of Nanning College for Vocational Technology, 2022, 30(1): 55-59.
[3]ZHOU X J, LIU Z Q, XIE L, et al.The correlation mechanism between dominant bacteria and primary metabolites during fermentation of red sour soup[J].Foods, 2022, 11(3): 341.
[4]XIONG K X, HAN F, WANG Z H, et al.Screening of dominant strains in red sour soup from Miao nationality and the optimization of inoculating fermentation conditions[J].Food Science & Nutrition, 2020, 9(1): 261-271.
[5]LI J, WANG X Y, WU W Y, et al.Comparison of fermentation behaviors and characteristics of tomato sour soup between natural fermentation and dominant bacteria-enhanced fermentation[J].Microorganisms, 2022, 10(3): 640.
[6]ZHENG S, WU W Y, ZHANG Y L, et al.Improvement of tomato sour soup fermentation by Lacticaseibacillus casei H1 addition[J/OL].Journal of Food Processing and Preservation, 2022(2022-06-22)[2024-04-03].https: //doi.org/10.1111/jfpp.16806.
[7]KIYAMA R.Nutritional implications of ginger: Chemistry, biological activities and signaling pathways[J].The Journal of Nutritional Biochemistry, 2020, 86: 108486.
[8]CRICHTON M, DAVIDSON A R, INNERARITY C, et al.Orally consumed ginger and human health: An umbrella review[J].The American Journal of Clinical Nutrition, 2022, 115(6): 1511-1527.
[9]BAR M, BINDUGA U E, SZYCHOWSKI K A.Methods of isolation of active substances from garlic (Allium sativum L.) and its impact on the composition and biological properties of garlic extracts[J].Antioxidants, 2022, 11(7): 1345.
[10]SHANG A, CAO S Y, XU X Y, et al.Bioactive compounds and biological functions of garlic (Allium sativum L.)[J].Foods, 2019, 8(7):246.
[11]JANG H Y, KIM M J, JEONG J Y, et al.Exploring the influence of garlic on microbial diversity and metabolite dynamics during kimchi fermentation[J].Heliyon, 2024, 10(2): e24919.
[12]LI C Q, ZHANG Q, WANG C, et al.Effect of starters on quality characteristics of Hongsuantang, a Chinese traditional sour soup[J].Fermentation, 2022, 8(11): 589.
[13]JIA G T, ZHAO H Q, HOU D H, et al.Quantitative determination of total flavonoids from Polygonatum sibiricum by spectrophotometry[J].IOP Conference Series: Materials Science and Engineering,2019, 677(2): 022126.
[14]YANG X X, ZHOU J C, FAN L Q, et al.Antioxidant properties of a vegetable-fruit beverage fermented with two Lactobacillus plantarum strains[J].Food Science and Biotechnology, 2018, 27(6): 1719-1726.
[15]DHARMISTHABEN P, BASAIAWMOIT B, SAKURE A, et al.Exploring potentials of antioxidative, anti-inflammatory activities and production of bioactive peptides in lactic fermented camel milk[J].Food Bioscience, 2021, 44: 101404.
[16]XU X X, WU B B, ZHAO W T, et al.Correlation between autochthonous microbial communities and key odorants during the fermentation of red pepper (Capsicum annuum L.)[J].Food Microbiology, 2020, 91: 103510.
[17]孙盟盟, 吴聪驰.生姜挥发油的抑菌活性测定[J].食品安全导刊, 2023(29): 57-59.SUN Mengmeng, WU Congchi.Determination of antibacterial activity of ginger volatile oil[J].China Food Safety Magazine, 2023(29):57-59.
[18]王剑, 黄爽爽, 冷云伟, 等.发酵大蒜关键风味物质及形成机理的研究[J].中国检验检测, 2022, 30(1): 21-29.WANG Jian, HUANG Shuangshuang, LENG Yunwei, et al.Study on key flavour substances and formation mechanism of fermented garlic[J].China Inspection Body & Laboratory, 2022, 30(1): 21-29.
[19]SEO H, BAE J H, KIM G, et al.Suitability analysis of 17 probiotic type strains of lactic acid bacteria as starter for kimchi fermentation[J].Foods, 2021, 10(6): 1435.
[20]WU R N, YU M L, LIU X Y, et al.Changes in flavour and microbial diversity during natural fermentation of Suan-Cai, a traditional food made in Northeast China[J].International Journal of Food Microbiology, 2015, 211: 23-31.
[21]王晓波, 蔡永波, 梁小红, 等.蔬菜多酚的抗氧化及抑制亚硝化作用[J].现代预防医学, 2013, 40(21): 3927-3929.WANG Xiaobo, CAI Yongbo, LIANG Xiaohong, et al.The effect of vegetable polyphenols on anti-oxidization and inhibition of nitrosation[J].Modern Preventive Medicine, 2013, 40(21): 3927-3929.
[22]DAGOSTIN J L A, CARPINE D, MASSON M L.Influence of acidification method on composition, texture, psychrotrophs, and lactic acid bacteria in Minas frescal cheese[J].Food and Bioprocess Technology, 2013, 6(11): 3017-3028.
[23]TAO H, LI L Y, HE Y Q, et al.Flavonoids in vegetables: Improvement of dietary flavonoids by metabolic engineering to promote health[J].Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 2024, 64(11): 3220-3234.
[24]GARCÍA-ALONSO F J, GONZÁLEZ-BARRIO R, MARTÍN-POZUELO G, et al.A study of the prebiotic-like effects of tomato juice consumption in rats with diet-induced non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD)[J].Food & Function, 2017, 8(10): 3542-3552.
[25]蒋志伟, 邓涵丰, 周毅, 等.添加芦荟提取物对橙汁中维生素C保存率的影响[J].现代食品, 2023, 29(19): 208-212.JIANG Zhiwei, DENG Hanfeng, ZHOU Yi, et al.Effect of addition of Aloe extract on the retention rate of vitamin C in orange juice[J].Modern Food, 2023, 29(19): 208-212.
[26]KHUBBER S, MARTI-QUIJAL F J, TOMASEVIC I, et al.Lactic acid fermentation as a useful strategy to recover antimicrobial and antioxidant compounds from food and by-products[J].Current Opinion in Food Science, 2022, 43: 189-198.
[27]王聪, 廖萌, 张喆, 等.三种药食原料对乳酸菌生长及抗氧化的影响[J].食品工业, 2017, 38(7): 32-35.WANG Cong, LIAO Meng, ZHANG Zhe, et al.The influence of three Chinese medicinal herbs on the growth and antioxidant properties of lactic acid bacteria[J].The Food Industry, 2017, 38(7): 32-35.
[28]KONG C L, LI A H, SU J, et al.Flavor modification of dry red wine from Chinese spine grape by mixed fermentation with Pichia fermentans and S.cerevisiae[J].LWT-Food Science ang Technoloy,2019, 109: 83-92.
[29]CULLERÉ L, SAN-JUAN F, CACHO J.Characterisation of aroma active compounds of Spanish saffron by gas chromatography-olfactometry: Quantitative evaluation of the most relevant aromatic compounds[J].Food Chemistry, 2011, 127(4): 1866-1871.
[30]RODE H R, FEHRMAN C E, BLAIR A D, et al.Evaluation of the significance of the Maillard browning reaction, caramelization, and flavor development in beef steaks[J].Meat Science, 2016, 112: 152.