破解看不見的釀酒大師之謎，尋覓第四次酒業(yè)技術(shù)革命新方向！
小楊 / 2024-07-19 09:21:22
百歐博偉生物：在地球生命發(fā)展史上，微生物的歷史非常古老，早于動物、植物，更早于人類。地球生命起源時間的研究，很重要的方式就是通過研究古微生物化石的年齡來判定。
據(jù)估計，地球上微生物的總數(shù)約有50萬—600萬種，其中已記載的約20萬種。目前人們所了解的微生物種類，至多也不超過生活在自然界中的微生物總數(shù)的10%。
微生物在天地間無所不在，綿延不絕，是自然界最強大和最活躍的生命群體，也是地球生命活動循環(huán)中不可或缺的元素和鏈條。真菌、細菌……這些原始的存在無時無刻地影響著地球上所有生物的運轉(zhuǎn)，從面包、酸奶、豆腐、泡菜，到釀酒、制醋，這些食物都與微生物關(guān)系密切。
比如，茅臺鎮(zhèn)的醬酒，就是微生物與人類相互造化的清晰縮影。
從道法自然的天人合一，到科學研究的兢兢業(yè)業(yè)，茅臺鎮(zhèn)醬酒無法在異地復制的謎題漸漸露出真容——那是一組源自微生物的密碼，也是一份穿越時空的太古契約。
對微生物的研究和應(yīng)用，是近現(xiàn)代中國白酒技術(shù)革新的主旋律，我們至今仍在這條道路上探索著新的寶藏。
一、茅臺鎮(zhèn)醬香之謎
中國古人采取自然發(fā)酵方式釀酒，并不知微生物為何物，沒有人為接種和進行定向純培養(yǎng)，但一個不變的事實是：離開特定的地理區(qū)域，就產(chǎn)不出特定的好曲、好酒。這個謎團直到數(shù)百年前才被科學解開，是微生物的生命活動及其區(qū)系鎖定了特定的環(huán)境，左右了相關(guān)的物質(zhì)變化過程。
“茅臺鎮(zhèn)的醬香酒無法復制”，這是我們耳熟能詳?shù)囊痪湓挕Ｒ晃欢啻蔚琼斨袊赘话竦拇罄姓f，他很難相信支撐這句話的原因是“茅臺鎮(zhèn)的空氣中有一種神秘的菌在飛來飛去”。
然而，眾多研究卻表明，茅臺鎮(zhèn)高品質(zhì)醬香酒的釀造，確實與其獨有的“菌”密切相關(guān)。
這些釀酒過程所涉及的微生物包括四大體系：富集在水系、土壤、空氣和巖石中的環(huán)境微生物，酒曲中的微生物，糟醅中的微生物以及深居在窖池、發(fā)酵房、貯酒間的微生物。參與釀酒的微生物種群也有兩大類，即真菌、細菌。它們共同構(gòu)成了釀酒環(huán)境中特定的微生物群落。
中國白酒釀造采取的是開放式生產(chǎn)操作，尤其是茅臺鎮(zhèn)醬酒這種長達一年的釀造過程，這些無孔不入的微生物以自然接種的方式，進入了發(fā)酵的全過程。人類無非是借助和利用它們的生命過程去生產(chǎn)好酒。
20世紀70年代末，相關(guān)部門探索異地釀造茅臺的可能性，組織茅臺廠技術(shù)骨干成立攻關(guān)組，選擇與茅臺鎮(zhèn)地形地貌、溫濕度都十分接近的地方進行嘗試。然而，經(jīng)過十年的努力，專家組雖生產(chǎn)出了色、香、味、酒質(zhì)接近茅臺水平的“茅藝酒”，但卻始終無法完全復制。
在環(huán)境相似、技術(shù)人員均來自茅臺的情況下，差別究竟來自何處呢？
人們在對茅臺釀造核心產(chǎn)區(qū)及外圍地區(qū)的空氣微生物群落解析后發(fā)現(xiàn)，茅臺鎮(zhèn)的微生物特有種類最多、多樣性最高，且空氣中釀酒微生物的含量呈距離衰減模式。
微生物的種類、豐度和密度，決定著所在區(qū)域釀出的酒的風味和品質(zhì)。因此，釀酒微生物的分布狀態(tài)，就是茅臺鎮(zhèn)醬酒的核心秘密。
二、看不見的“釀酒大師”
茅臺鎮(zhèn)的釀酒微生物究竟有多豐富？
截至目前，“茅臺鎮(zhèn)第二大釀酒企業(yè)”國臺酒業(yè)集團科研團隊已經(jīng)在國臺酒釀造過程中鑒定出了451個屬的1073種微生物，主要為
酵母菌、
細菌和
霉菌等。然而，相比于環(huán)境中實際存在的總量來說，這些發(fā)現(xiàn)還只是冰山一角。
在釀造過程中，這些微生物有著不同的分工。其中，霉菌是釀造過程中糖化反應(yīng)的主力，而酵母菌則和細菌一道，建立起了醬酒獨有的風味體系。醬酒中有益物質(zhì)“四甲基吡嗪”則來自芽孢桿菌代謝。
這些古老的生命會代謝產(chǎn)生大量的新物質(zhì)（主要有醇、醛酸、酯等），豐富的微量組分集合成就了醬酒濃郁的香味、豐厚的口感。目前，醬香白酒中含有的已知物質(zhì)已超過3000種，雖然它們僅占約2%的比例，但卻是醬酒酒體的絕對核心。
從這個角度來看，在將原料變成酒并賦予其獨特風味的過程中，這些微生物厥功至偉。因此，行業(yè)也將他們親切地稱為“看不見的釀酒大師”。
然而，要讓這些大師愉快地工作卻不是一件容易的事，茅臺鎮(zhèn)之所以能成為微生物的“快樂老家”，更非朝夕之功。
國臺酒業(yè)集團技術(shù)總監(jiān)盧君表示：茅臺鎮(zhèn)四面環(huán)山，一水中流，地處河谷地帶，冬季暖和，夏季炎熱，年平均濕度大、空氣相對流動性小，形成了一個相對封閉、有利于釀酒微生物生長的小環(huán)境。除了外在的“天賦”，茅臺鎮(zhèn)在近2000年的釀酒活動中，也馴化和自然篩選了一個特殊的微生物群系，從而逐漸形成了一個無法復制的微生態(tài)環(huán)境。對茅臺釀造核心產(chǎn)區(qū)、往外擴散的緩沖區(qū)和外圍區(qū)環(huán)境空氣的微生物群落解析發(fā)現(xiàn)，茅臺鎮(zhèn)的微生物特有種最多，微生物多樣性最高。這種微生態(tài)，就是支撐茅臺產(chǎn)區(qū)的核心。
三、微生物的智能化新表達
在釀酒這一過程中，在人與技術(shù)與微生物之間，是一種“天作之合”關(guān)系。
如今，在科學的基礎(chǔ)上形成了這樣的常識：釀酒過程的本質(zhì)就是微生物的生長繁衍，代謝產(chǎn)物的生成與積累，以及人對它們的誘導、馴服、脅迫、優(yōu)化的利用過程。
從產(chǎn)區(qū)概念來看，茅臺鎮(zhèn)擁有不可復制的微生物資源，然而，想要真正釀出高品質(zhì)的醬酒，還需要產(chǎn)區(qū)環(huán)境微生態(tài)與酒廠釀酒微生態(tài)的和諧統(tǒng)一。這也是為何同在茅臺產(chǎn)區(qū)，各家酒企釀出的原酒風格也各有千秋的原因。
因此，為了能維持良好的酒廠釀酒微生態(tài)，就必須研究釀酒微生物的習性、為其生存創(chuàng)造適宜的環(huán)境。天士力數(shù)智健康產(chǎn)業(yè)集團董事長、國臺創(chuàng)始人、國臺酒業(yè)集團終身榮譽董事長、創(chuàng)新生產(chǎn)力總師閆希軍曾說：“我們的核心工作，就是給這些看不見的釀酒大師做好‘保姆’工作。”
在技術(shù)方面，通過二十余年的智能化探索，國臺已經(jīng)在這方面位居前列。
從創(chuàng)立之初，國臺經(jīng)歷十余年時間，認真學習、實踐茅臺鎮(zhèn)醬酒釀造技藝。2011年，國臺投資興建了國臺酒莊，開始推進智能釀造創(chuàng)新實踐，至今已有13年。通過6次創(chuàng)新迭代，國臺建立了醬酒產(chǎn)業(yè)第一個全生產(chǎn)鏈智能化工廠，使人均年產(chǎn)能提升60%、基酒合格率達到100%，并在減少土地使用、降低用水/天然氣、清潔生產(chǎn)等方面取得了顯著成果。數(shù)據(jù)顯示，2024年國臺總投產(chǎn)大曲醬香型白酒2萬噸，智能釀造車間投產(chǎn)超1萬噸。另據(jù)中國酒類流通協(xié)會“華樽杯”第十五屆企業(yè)品牌價值評議組委會評測，2023年國臺酒品牌價值達2062.68億元，位列中國白酒第十名、貴州白酒第三名。
值得一提的是，這樣的智能化工廠建設(shè)，離不開國臺對釀酒微生物系統(tǒng)、科學的研究，從而使智能模擬傳統(tǒng)生產(chǎn)有了更多可控、客觀檢測的依據(jù)。
經(jīng)多年研究，國臺已經(jīng)建立了釀造微生物菌種資源庫，解析了國臺酒品質(zhì)釀造的微生物基礎(chǔ)，為品質(zhì)導向的發(fā)酵調(diào)控技術(shù)構(gòu)建提供了素材；還建立了釀酒微生態(tài)“菌系”評價體系，通過定量的方式確定了釀造過程中起關(guān)鍵作用的微生物種屬相對豐度范圍。
去年年底，由國臺酒業(yè)集團、天津科技大學共同完成的“醬香型白酒發(fā)酵過程微生態(tài)調(diào)控及品質(zhì)提升關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用”科技成果通過鑒定，豐富了對醬香型白酒釀造微生態(tài)演替變化規(guī)律的認識，解析了不同品質(zhì)釀造過程中風味物質(zhì)的變化差異，項目整體技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。例如在粟酒裂殖酵母的耐酸機制、釀造微生態(tài)演替變化規(guī)律等方面，都取得了新的研究成果。
今年，國臺繼續(xù)加碼微生物研究，與天津科技大學合作開展新的研究課題——《醬酒釀造微生態(tài)三系標準評價體系及調(diào)控技術(shù)開發(fā)》，探索制定發(fā)酵過程中的“三系標準”，除常用的理化檢測外，增加了生物酶和微生物的檢測和控制，從根本上保障了生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定。
通過這些探索，國臺探明越來越多微生物的作用機理，正逐漸揭開醬酒的神秘面紗，推動釀酒從傳統(tǒng)向智能轉(zhuǎn)變。
四、第四次酒業(yè)技術(shù)革命新方向？
眾所周知，白酒是全世界唯一開放式、固態(tài)發(fā)酵的酒種，釀造過程相較于其他單一菌種釀造的酒要復雜得多。其中，醬酒原酒僅釀造過程就要持續(xù)一年之久，這個過程中，參與的微生物眾多，“12987”的工藝環(huán)節(jié)背后，是上千個需要進行數(shù)字解析的關(guān)鍵點。
對此，國臺酒業(yè)集團方面指出，收集并解析每一個釀酒環(huán)節(jié)中的海量信息，并建立數(shù)據(jù)庫是最難的環(huán)節(jié)。即使如國臺這般走在智能化前列的企業(yè)，目前也只能解析透徹關(guān)鍵步驟。
如此艱巨的任務(wù)，值不值得堅持？
在名酒研究所看來，這是堅持以消費需求為導向，用科學語言表達好酒本質(zhì)的必由之路。對微生物的探索和智能化表達，透露出中國酒業(yè)技術(shù)革命的最新方向。
中國白酒發(fā)展史上，有三次公認的技術(shù)革命，分別是制曲技術(shù)、蒸餾技術(shù)、勾調(diào)技術(shù)的發(fā)明和使用。每一次革命，都讓人們對酒的釀造原理有了更深的理解，也讓酒質(zhì)得到飛躍。
隨著技術(shù)的成熟，人們也逐漸意識到，中國白酒“天人共釀”更核心的本質(zhì)是人來輔助微生物進行釀造。因此，近代以來，對微生物的科學研究與智能表達成了提升酒體質(zhì)量、維持品質(zhì)穩(wěn)定的重要工作。
1931年，黃海社創(chuàng)立了我國第一個專門研究應(yīng)用微生物的實驗室，探索我國傳統(tǒng)微生物的研究工作，其中釀酒就是主要研究方向之一。1932年，方心芳先生與金培松先生，以及他的導師孫學悟共同建立了“中國白酒微生物代謝組分學說”，為中國白酒的新技術(shù)提供了發(fā)展方向。
跟隨先驅(qū)的步伐，越來越多的酒企也在后來加入探索。伴隨著各項研究成果的使用，中國白酒的品質(zhì)進一步提升。借助科學手段，酒業(yè)也有了向消費者講清“何為好酒”的新方式。
目前，市場已經(jīng)呈現(xiàn)出“以消費為導向”的趨勢，在消費者受教育程度越來越高、信息壁壘越來越低的當下，只有真正的高品質(zhì)產(chǎn)品才能吸引到他們。因此，中國白酒品質(zhì)的科學表達就成為當下及未來溝通消費者的必經(jīng)之路。
因此，在很多人看來，基于微生物的科技探索與應(yīng)用是中國白酒第四次技術(shù)革命的方向。這樣的變革，既是酒業(yè)的主動探索，也是消費端需求的倒逼。
對此，閆希軍表示：科研努力方向要始終圍繞“釀好酒、酒好喝、酒喝好”這三個根本問題開展，在實踐上始終堅持以消費需求為導向，不斷破解影響健康和風味的基礎(chǔ)、重大科學問題，努力讓酒釀得明白、讓消費者喝得明白。
天地人和，無論是道家樸素的世界觀還是精密的科學測量，當我們讀懂了這份來自太古宙的契約，方能真正領(lǐng)悟白酒的神奇與美妙。
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