紅酸湯發酵過程中微生物區系及揮發性物質組成變化分析

何揚波，李國林,，李詠富，羅興邦，羅其琪，石 彬，段召燕，劉 寧

（1.貴州省現代農業發展研究所，貴州貴陽 550006；2.貴州金農輻照科技有限公司，貴州貴陽 550006；3.貴州金沙冠香坊調味食品有限公司，貴州畢節 551800；4.東北農業大學，黑龍江哈爾濱 150030）

紅酸湯是貴州生態特色食品之一，以番茄、辣椒為主要原料，經清洗、粉碎、發酵、調配、磨漿等工藝加工而成。在其實際生產中，辣椒和番茄往往單獨發酵，既可保證原料的多元化利用，又能據實調整產品的酸辣比例，確保口感適中，清爽怡人。文化底蘊深厚、原料來源廣泛、制作工藝簡單、烹飪方式多樣是紅酸湯的產品特色，與魚肉、牛肉、鴨肉等均能搭配出適口佳肴。因此，相較于其他酸食，紅酸湯具有更加廣闊的市場前景和消費受眾。

紅酸湯加工工藝以自然發酵為主，其發酵過程與蔬菜發酵類似，由腸膜明串珠菌（）啟動的異型發酵為開端，而后以短乳桿菌（）及植物乳桿菌（）的同型發酵為主導，完成產品發酵的全部工作。然而，由于原料品種和生長環境的差異，附著在原料表面的微生物區系也不盡相同，導致同類發酵食品的微生物區系存在區別，進而影響發酵食品的產品質量。傳統發酵食品的微生物區系較為復雜，為進一步探索紅酸湯中微生物區系組成，張璇采用經典微生物分析方法發現紅酸湯半成品（發酵辣椒醬和發酵番茄醬）中的優勢細菌為乳桿菌屬（），優勢酵母菌為酵母屬（）、漢遜氏酵母屬（）和酒香酵母屬（），并鑒定出12 種乳酸菌和3 種酵母菌；王琪琪等則依托Illumina MiSeq 技術得出了辣椒紅酸湯和番茄紅酸湯的優勢細菌為乳桿菌屬（）和片球菌屬（），優勢真菌為、酵母屬（）、雙足囊菌屬（）、畢赤酵母屬（）的結論；LIN 等也采用Illumina MiSeq 對西紅柿酸湯和辣椒酸湯的真菌區系進行了分析，得出了畢赤酵母（）為西紅柿酸湯和辣椒酸湯優勢真菌的結論。但是，紅酸湯自然發酵是一個動態變化的過程，僅對發酵成熟的樣品進行研究不能全面反映其微生物區系的更替趨勢。目前，萬寧威等已利用宏基因技術對以大米為主要原料制作的白酸湯在發酵過程微生物的群落組成進行了研究，并發現白酸湯發酵過程中的維氏乳桿菌（）、法式醋酸桿菌（）是優勢細菌，毛榛畢赤酵母（）是優勢真菌，為白酸湯發酵過程的精準調控提供了技術支撐。作為更大體量的紅酸湯，運用高通量技術研究其發酵過程中的微生物區系變化趨勢對助力貴州酸湯產業發展而言則顯得更加迫切。

微生物代謝產生的酸、醇、酮、酯等化合物是發酵食品的主要風味物質。研究表明，紅酸湯的呈酸物質主要以乳酸為主，含有少量的乙酸、檸檬酸和酒石酸，且有機酸的含量是衡量其發酵程度和品質好壞的重要指標。在可揮發性成分方面，醇、酸、酯、酮、醛、烷烴等是紅酸湯原料及產品中主要的化合物。另外，紅酸湯不良風味現象也得到了一定關注，何揚波等采用氣相離子遷移譜技術對相關樣品進行研究，發現甕臭樣品中丁酸、戊酸、2-甲基丙酸、己醛和苯甲醛等物質含量更高，可能是造成產品不良風味的主要原因。上述研究雖然對紅酸湯的風味組成進行了系列探索，但仍未從發酵過程角度對其組成變化進行研究，以至于紅酸湯加工工藝優化尚有較多工作可做。基于此，本研究采用Illumina MiSeq測序、總酸滴定和氣相色譜聯用質譜技術對紅酸湯發酵過程中的微生物區系、酸度及揮發性物質進行研究，以期為貴州紅酸湯加工發展提供更多技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

發酵西紅柿、紅辣椒 實驗室自制；E.Z.N.A?Mag-Bind Soil DNA Kit 美國Omega Bio-Tek 公司；Qubit3.0 DNA 檢測試劑盒 美國Life Technologies公司；AxyPrepDNA 凝膠回收試劑盒 愛思進生物技術（杭州）有限公司；2×Hieff? Robust PCR Master Mix，Hieff NGS? DNA Selection Beads 上海翊圣生物科技有限公司；氫氧化鈉標準溶液 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；氯化鈉 成都金山化學試劑有限公司。SC-Z2 型仿手工剁菜機 清鎮市順成機械廠；12 L 恒溫發酵罐 宜仟家釀酒設備有限公司；GL-88B 型漩渦混合器 海門市其林貝爾儀器制造有限公司；TND03-H-H 型混勻型干式恒溫器 深圳拓能達科技有限公司；DYY-6C 型電泳儀電源、DYCZ-21 型電泳槽 北京市六一儀器廠；FR-1000 型凝膠成像系統 上海復日科技有限公司；Q32866 型Qubit?3.0 熒光計 賽默飛世爾科技（中國）有限公司；ETC 811 型PCR 儀 北京東勝創新生物科技有限公司；MiSeq 測序平臺 美國Illumina 公司；PHSJ-4F 型酸度計 上海雷磁儀器廠；JJ323BC 型電子天平常熟市雙杰測試儀器廠；Agilent 6890N 型氣相色譜聯用5975B 型質譜儀，DB-5 MS 色譜柱（30 m×0.25 mm×0.25 μm）美國安捷倫公司；HHS 型電熱恒溫水浴鍋 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；固相微萃取支架（手動）及萃取頭（50/30 μm，DVB/CAR/PDMS）美國Supelco 公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 紅辣椒、西紅柿發酵工藝 挑選無明顯劃傷或瘢痕的西紅柿、紅辣椒，摘除柄蒂，清洗干凈后經剁菜機剁碎，分別向西紅柿、紅辣椒中加入4.0%和8.0%食鹽，攪拌均勻后于25～30 ℃環境中厭氧發酵。發酵后第1、7、14、21、28、42、57、72 和87 d采集發酵紅辣椒（FP）、西紅柿（FT）樣品用于微生物區系、酸度及風味組分分析測試，每個時間點采集3 個平行樣品，分別命名為FP nd1、FP nd2、FP nd3 或FT nd1、FT nd2、FT nd3，n 為采樣天數，總發酵時間為87 d。

1.2.2 微生物的16S/ITS 測序 紅酸湯DNA 提取、PCR 擴增參考HE 等研究方法并作適當變化。簡述如下：取100 g 發酵樣品在4000 r/min 條件下離心5 min 后濾去上清液取沉淀，采用OMEGA 試劑盒E.Z.N.A? Mag-Bind Soil DNA Kit，參照其說明書步驟對紅酸湯樣品中微生物的DNA 進行提取。提取到的DNA 樣本送生工生物工程（上海）股份有限公司進行測序和分析。其中，PCR 擴增分兩輪完成，第一輪擴增：利用Qubit3.0 dsDNA 檢測試劑盒對基因組DNA 精確定量后，以確定PCR 反應應加入的DNA 量。PCR 所用引物已經融合了測序平臺的部分接頭序列，目標擴增區域為16S rRNA 基因V3～V4 和ITS1-ITS2 區。其中，16S rRNA 基因V3～V4區擴增引物為341F（CCTACGGGNGGCWGCAG）和805R（GACTACHVGGGTATCTAATCC）；ITS 區引物為ITS1F（CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA）和ITS2R（GCTGCGTTCTTCATCGATGC）。經過兩輪擴增后得到的PCR 產物即為測序文庫，通過2%的瓊脂糖凝膠電泳進行檢測，確認擴增產物長度符合預期。然后采用Agencourt AMPure XP 磁珠對目標條帶進行回收。用Qubit3.0 dsDNA 檢測試劑盒進行檢測定量，最后按照等摩爾比例混合各個文庫。文庫采用Illumina MiSeq?平臺進行測序，測序模式為雙末端各300 bp。

1.2.3 總酸及pH 分析 原料及發酵過程中酸湯樣品的總酸采用國家標準規定中的酸堿指示劑滴定法進行測定，pH 采用酸度計進行檢測。

1.2.4 揮發性成分測定 原料及發酵過程中酸湯樣品的揮發性成分分析參考XIE 等方法并做細微調整。具體步驟如下：稱取2.0 g 待測樣品于頂空瓶中，壓蓋，置于80 ℃水浴中平衡20 min。向頂空瓶中插入固相微萃取針，80 ℃水浴中20 min，上機解析5 min 后進行分析。

色譜條件：頂空不分流進樣，載氣為氦氣，流速為1 mL/min。程序升溫按如下參數進行：60 ℃保持3 min，以3.5 ℃/min 升溫至100 ℃保持5 min，再以8 ℃/min 升溫至200 ℃保持5 min，最后再以15 ℃/min 升溫至280 ℃保持15 min。

質譜條件：電離方式為EI，電子能量為70 eV，掃描方式為全掃，質量范圍為40～650 amu，接口溫度為250 ℃，離子源溫為230 ℃，四級桿溫度為200 ℃。

定量定性分析：氣相色譜聯用質譜數據借助NIST 05 數據庫進行分析比對，各取匹配度高于70%的前3 種組分，結合文獻分析進行鑒定；各組分定量采用面積百分比法求取相對含量。

1.3 數據處理

Illumina MiSeq?平臺進行測序結果采用SMRT Link（版本號10.0）、PRINSEQ（版本號0.20.4）、R 軟件（版本號3.6.0）、R 軟件安裝包dada2（版本號1.14.0）、R 軟件安裝包Vegan（版本號2.5-6）、RDP classitifier（版本號2.12）、Mothur（1.43.0）等軟件或數據庫進行數據預處理及多樣性分析。

2 結果與分析

2.1 微生物區系分析

為進一步理清紅酸湯發酵過程中的微生物區系變化，采用Illumina MiSeq 三代測序技術，通過-多樣性，-多樣性及相對豐度等內容對辣椒紅酸湯和西紅柿酸湯的微生物區系動態變化情況進行系統評價。

2.1.1 辣椒酸湯微生物區系分析 發酵14～72 d 期間，辣椒酸湯的Shannon 指數均高于西紅柿酸湯，表明在這段時間內發酵紅辣椒的微生物群落多樣性更高，詳見表1。-多樣性分析則以PCoA 主坐標分析圖為主，樣品間距離越近，則表示物種組成結構越相似。比較可知：紅辣椒在發酵1 d 及7 d 的細菌物種組成高度重合，除42 d 外，從14 d 開始，每個時間點所獲樣品的細菌物種組成均差異顯著；辣椒酸湯的真菌物種組成則呈現3 個較為明顯的階段特征，分別為1～14 d，21～57 d，72～87 d，詳見圖1。辣椒酸湯原料中的優勢細菌主要為，相對豐度為78.92%，含有少量的泛菌（，5.15%），假單胞桿菌（，0.42%），腸膜明串珠菌（，0.29%）和果膠桿菌（，0.30%）。隨著發酵啟動，納木雷氏乳桿菌（）出現，逐漸演變為發酵體系中的優勢細菌并參與其21～87 d 的全過程發酵，相對豐度最高時達到27.67%，詳見圖2a。辣椒酸湯原料中含有真菌共計17 種，在發酵中期，璞膜畢赤酵母（）、德巴利酵母（）和孢漢遜氏酵母（）為發酵體系中的優勢真菌，相對豐對和為95.88%（42 d）。發酵后期，璞膜畢赤酵母（）和孢漢遜氏酵母（）含量急劇減少，漢遜德巴利酵母（）成為優勢真菌，相對豐度達76.05%（87 d），詳見圖2b。

圖1 辣椒紅酸湯中微生物區系主坐標分析圖Fig.1 PCoA of microflora in pepper sour soup

圖2 辣椒酸湯發酵過程中微生物區系豐度變化圖Fig.2 Variation of microflora abundance of pepper sour soup during fermentation

表1 發酵紅辣椒及西紅柿樣品中微生物群落豐富度及α-多樣性分析Table 1 Microbial community richness and α-diversity analysis in fermented red pepper and tomato samples

2.1.2 西紅柿酸湯微生物區系分析 發酵過程中，西紅柿酸湯微生物區系變化的規律性較強。具體而言，細菌、真菌的種類組成在7 d 內基本沒有變化，從14 d開始，樣品中的微生物組成隨發酵時間推移而表現出連續性的變化趨勢，詳見圖3。相對豐度是對樣品中微生物-多樣性及-多樣性分析的直觀補充。與辣椒酸湯類似，西紅柿酸湯原料中優勢細菌依然為（55.77%），同時含有泛菌（，15.74%），成團泛菌（，1.30%）和稻皮假單胞菌（，0.88%）。結果顯示，戊糖乳桿菌（）是番茄酸湯發酵的主要功能微生物。發酵早期（7 d），戊糖乳桿菌的相對豐度為0.36%。隨著發酵周期延長，其相對豐度不斷增加，達到了41.75%（21 d）。另外，在發酵中期及后期，短乳桿菌（）、植物乳桿菌（）、耐酸乳桿菌（）、棒狀乳桿菌（）、面包乳桿菌（）及也參與了番茄酸湯的乳酸發酵。除了細菌外，真菌也是番茄酸湯發酵過程的重要參與者。在番茄中，共檢測到漢遜德巴利酵母（）、璞膜畢赤酵母（）、、等真菌共計22 種。雖然漢遜德巴利酵母和璞膜畢赤酵母均為辣椒酸湯和番茄酸湯中的優勢真菌，但它們在兩種酸湯發酵過程中的變化趨勢截然不同，從21 d 開始，番茄酸湯中的璞膜畢赤酵母相對豐度不斷增加并成為其絕對優勢真菌，相對豐度最高可達80.88%（72 d），具體詳見圖4。

圖3 西紅柿酸湯中微生物區系主坐標分析圖Fig.3 PCoA of microflora in tomatoes sour soup

圖4 西紅柿酸湯發酵過程中微生物區系豐度變化圖Fig.4 Variation of microflora abundance of tomatoes sour soup during fermentation

2.2 發酵酸度分析

從微生物區系動態分析結果及部分文獻可知，乳酸菌是紅酸湯發酵過程的優勢功能微生物，其代謝產物乳酸是紅酸湯的主要呈味物質之一。以pH及總酸作為考核指標，可對酸湯發酵酸度的變化趨勢進行綜合研判。

2.2.1 辣椒酸湯酸度變化 隨著發酵期的變化，辣椒酸湯的pH 和總酸含量呈現相反的變化趨勢。其中，pH 在第21 d 時下降至最低值3.57，保持一周后呈現緩慢回升趨勢，直至第87 d 變成了3.80。總酸（以乳酸計）則在28～42 d 期間達到最高峰42.87 g/kg 并保持穩定直至72 d 后出現一定程度的減少，具體見圖5。

圖5 發酵過程中辣椒酸湯pH 及總酸的變化Fig.5 The trend of pH and total acid in pepper sour soup during fermentation

2.2.2 西紅柿酸湯發酵酸度變化 在西紅柿酸湯里，pH 和總酸含量在第21 d 時分別達到最低值3.25 和最高值47.52 g/kg，相較于辣椒酸湯，西紅柿酸湯擁有更高的酸度。但是，與辣椒酸湯的酸度變化趨勢不同，西紅柿酸湯在發酵后28～57 d 期間，總酸含量表現出明顯減少的趨勢，在57 d 后趨于穩定，處于33.43～33.52 g/kg 水平，具體詳見圖6。

圖6 西紅柿酸湯發酵過程中pH 及總酸變化趨勢圖Fig.6 The trend of pH and total acid in tomato sour soup during fermentation

2.3 酸湯發酵過程中的揮發性物質變化

結合微生物區系的組成變化，分別采集發酵初期（1 d）、中期（28 d）和后期（87 d）樣品并分析其揮發性物質的組成和相對含量，以便于了解酸湯發酵過程中的風味變化。

2.3.1 辣椒酸湯揮發性物質的變化 辣椒酸湯的揮發性物質主要包括醇類、酮類、醛類、酯類、酸類、烯萜類、醚類、烷烴類及其他成分共計156 種，但不同發酵階段其具體種類差異較大，僅有乙醇、芳樟醇、-松油醇、大馬士酮和a,4-二甲基-3-環己烯-1-乙醛等化合物在發酵初期、中期和后期樣品中被連續檢測到，其他成分則因發酵期差異而各有不同。從揮發性物質的組成來看，早期辣椒酸湯中酯類、萜烯類、酮類化合物含量較高，分別占總揮發物總量的24.99%、20.21%和17.60%。其中，十六酸乙酯（8.43%）、g-雪松烯（11.89%）、大馬士酮（11.60%）分別是3 類物質中含量最高的化合物。發酵后期，辣椒酸湯中醇類物質含量由初期的12.32%增加到34.75%，主要醇類物質為芳樟醇（10.43%）、-松油醇（7.68%）、苯乙醇（6.44%）和乙醇（4.03%），除乙醇是穩步增加外，其他醇類物質在發酵中期及末期均發生了較大變化；酮類、醛類、萜烯類化合物相對含量分別下降至5.68%、4.78%和1.49%，2-乙基環丁酮（2.04%）、a,4-二甲基-3-環己烯-1-乙醛（2.99%）和2-蒈烯（0.88%）為辣椒酸湯發酵末期含量最高的酮、醛及萜烯類的代表物質。另外，在發酵末期檢出的酯類和酸類化合物較發酵初期種類少，但整體含量有所提升，分別由24.99%、3.44%增加至34.41%和5.43%，具體詳見表2。

表2 不同發酵期辣椒酸湯揮發性化合物種類及相對含量Table 2 The types and contents of flavor substances in pepper sour soup at different fermentation stages

續表 2

續表 2

續表 2

2.3.2 西紅柿酸湯揮發性物質的變化趨勢 西紅柿酸湯中檢出揮發性物質共計92 種（表3），與辣椒酸湯不同，整個發酵期未檢出醚類和酯類化合物，但在發酵中期和后期出現了2,6-二叔丁基對甲酚、2,4-二叔丁基苯酚、愈創木酚等多種酚類化合物。醛類和酮類化合物是西紅柿酸湯早期的主要成分，分別占揮發物總量的41.30%和20.28%，含量最高的醛、酮化合物分別為青葉醛（29.75%）和6-甲基庚烯酮（10.21%）。隨著發酵周期變化，醇類、酚類、酸類和烷烴類化合物相對含量分別增加至54.24%、11.88%、6.64%和3.36%。與辣椒酸湯不同，西紅柿酸湯中的主要醇類化合物為苯乙醇（31.93%）、乙醇（8.83%）和異戊醇（5.28%），酚類化合物為4-乙基苯酚（8.71%）。酮類、醛類化合物的種類及相對含量呈現出劇烈減少趨勢，發酵后期分別為1.28%、3.72%，但酮類化合物仍以6-甲基庚烯酮為主，醛類物質則以2,4-二甲基苯甲醛為代表。酸類化合物則隨發酵時間變化呈現出多元化趨勢，辛酸、trans-3-己烯酸、月桂酸等均在87 d 樣品中被檢測到。其他化合物中，2-異丁基噻唑含量最高（2.04%），直到發酵中期其含量均較為穩定。

表3 不同發酵期西紅柿酸湯揮發性化合物種類及相對含量Table 3 The types and contents of flavor substances in tomato sour soup at different fermentation stages

續表 3

續表 3

3 討論與結論

從原料開始，本研究對酸湯加工過程進行了周期為87 d 的發酵實驗，分析了紅酸湯半成品（辣椒酸湯、西紅柿酸湯）的微生物區系、酸度及揮發性物質組成變化。酸湯原料中優勢微生物為，該細菌是Lamprinou 等從希臘及西班牙洞穴中于2011 年發現的新種，在微生物分類學上屬藍細菌門（Cyanobacteria），極大概率是由辣椒植株由產地土壤中富集而來。作為極端條件下的先鋒物種，在破碎紅辣椒及西紅柿的豐富營養條件下，豐度在早期的發酵鹽水中得到了一定程度增長，而后隨著發酵環境中酸度增加、微生物區系多元增殖而得到抑制，但依然以15.98%～38.65%的相對豐度存在，這需要在后續研究中對其微生物安全性加以關注。辣椒酸湯和西紅柿酸湯分別以納木雷氏乳桿菌（）和戊糖乳桿菌（）、短乳桿菌（）為優勢乳酸菌，與王琪琪等報道的耐酸乳酸菌（）和有所不同，這可能與樣品加工環境、溫度及原料表面附帶的微生物和發酵體系中的內生菌有關。漢遜德巴利酵母（）和膜璞畢赤酵母（）為原料發酵后期的優勢真菌，且在辣椒和西紅柿中相對豐度正好相反，這與王琪琪及Lin 等的研究結果在種類及相對豐度上均有一定差異，進一步證明了環境條件、原料狀況對紅酸湯發酵的直接影響。因此，雖然Carl 等提出了蔬菜發酵是由腸膜明串珠菌啟動，經片球菌、短乳桿菌、植物乳桿菌的分階段混合發酵的結果，但針對不同的原料、環境和加工工藝，加強紅酸湯功能微生物的動態研究依然具有重要意義。

紅酸湯中，以乳酸、乙酸、檸檬酸、酒石酸為代表的有機酸既具有抗氧化活性，又是產品發酵的成熟指標之一。本研究中，辣椒和西紅柿酸湯的總酸和pH 在第21 d 時達到峰值，明顯晚于與韋明明和鄭莎莎等報道的酸湯pH 及總酸峰值出現時間，這主要是因為本研究酸湯制作工藝完全采用自然發酵，未加入老湯“引子”和外接發酵劑的緣故。pH 和總酸變化趨勢呈現差異的原因主要在于pH 是指氫離子的實際濃度而總酸表示可滴定型酸的存在狀態，兩者會因為產品中乳酸和檸檬酸等有機酸的強弱及含量情況而導致測試結果存在偏差。在發酵前14 d，酸湯樣品的pH 和總酸變化極快，但微生物結果顯示此階段內乳酸菌的數量及種類較少，故而紅酸湯發酵初期微生物活動及其產酸機制有待深入研究。

市售紅酸湯為辣椒酸湯和西紅柿酸湯發酵成熟后按比例調配得到的酸辣調味料。因此，掌握辣椒和西紅柿酸湯在發酵過程中的揮發性物質變化對研究紅酸湯的風味組成具有重要意義。辣椒酸湯中，醇類、酮類、醛類、酯類化合物為主要風味貢獻物，這與其他研究人員的結果較為一致。稍有區別的是風味物質的具體種類與對照文獻相比存在較大區別，另外在發酵初期的辣椒酸湯中檢出了較多萜烯類化合物，以雪松烯為主，這可能與使用的辣椒品種差異有關。發酵中、后期，醇類與酯類化合物含量變化趨勢相反，這可能是厭氧發酵產生的乳酸與醇作用生成酯的結果。實驗結果表明，醛、酮、酯是西紅柿酸湯中的主要風味物質且青葉醛和己醛相對含量達到了29.75%和3.50%，這與其他人報道青葉醛、己醛等9 類物質是西紅柿中關鍵風味物質的學術觀點相互應證。發酵后期，西紅柿酸湯中出現大量的醇類和酚類物質，這可能與真菌中畢赤酵母和德巴利酵母的活動有關，具體相關性需采取更多措施予以探究。

綜上所述，紅酸湯發酵過程以乳酸菌和酵母菌為優勢微生物。其中，納木雷氏乳桿菌（）和戊糖乳桿菌（）分別為辣椒酸湯和西紅柿酸湯的優勢乳酸菌，相對豐度最高時達到27.67%（57 d）和41.75%（21 d）；漢遜德巴利酵母（）和膜璞畢赤酵母（）為兩種酸湯的優勢酵母菌，其變化趨勢隨發酵期變化各不相同。在發酵后期，辣椒酸湯以漢遜德巴利酵母為主，相對豐度為76.05%（87 d）；西紅柿酸湯則以膜璞畢赤酵母為優勢，相對豐度可達80.88%（72 d）。本文對辣椒和西紅柿酸湯的總酸及pH 變化情況進行了跟蹤分析，兩種酸湯的總酸和pH 均于21～28 d 期間達到或接近極值（總酸：辣椒酸湯42.87 g/kg，西紅柿酸湯47.52 g/kg；pH：辣椒酸湯3.57，西紅柿酸湯3.25），與乳酸菌優勢菌群形成的時間保持一致。在揮發性物質組成方面，辣椒和西紅柿酸湯中分別檢測到醇、酮、醛、酯等各類化合物157 和92 種。酯類、萜烯類、酮類化合物是早期辣椒酸湯中含量較高幾類化合物，分別占總揮發物總量的24.99%、20.21%和17.60%；西紅柿酸湯在發酵初期的主要揮發性物質為醛類（41.30%）、酮類（20.28%）化合物。隨著發酵期的變化，辣椒酸湯的主要風味物質為醇類、酯類化合物，以芳樟醇（10.43%）、-松油醇（7.68%）和十六酸乙酯（12.12%）及乙酸乙酯（4.63%）等為代表；西紅柿酸湯中則以醇類和酚類為優勢，其中，苯乙醇（31.93%）、4-乙基苯酚（8.71%）為西紅柿酸湯風味貢獻了重要作用。通過對辣椒、西紅柿酸湯發酵過程中的微生物區系、酸度及揮發性成分進行上述研究，可以為酸湯直投式發酵劑的研制提供優勢菌株參考，為進一步優化紅酸湯加工工藝奠定理論基礎。