从国台酒的“微生物学”，看中国白酒的核心科技

百科 2024-07-26 11:03 山东

作者：李虓

大约在1.4万到6500年前，人类就产生了生物驯化的思想，他们为各种野生动物创造新的环境，保证食物供应及生存条件，从而达到人类生产与生活的目的。

比如，小麦、水稻、玉米等这些如今大宗的粮食作物，前身都是自然界中的野草，而狗、牛、鸡同样都是野生动物。像家狗就源于人类与灰狼的互动，逐渐拉近距离，驯化为了亲密无间的宠物。

人类除了对植物、动物驯化之外，还有一种生物也被驯化已久，这就是微生物。微生物虽然看不见、摸不到，但古时候的人们通过外在的现象，可以推及本质，典型的例子就是酿酒，所谓“有饭不尽，委之空桑，郁结成味，久蓄气芳”，说的正是人们利用、驯化微生物来酿酒的过程。

现代，人们通过微生物的驯化与使用来酿酒，仍在继续，但根据技术演变的不同，形成了两种不同的模式，一种是纯种发酵，如啤酒、葡萄酒、伏特加、白兰地等，另一种是多菌共酵，代表者即是中国白酒。

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微生物，中国白酒的核心科技

纯种菌发酵，顾名思义，人们在自然界筛选微生物，并通过人工干预，让其成为单一的微生物，然后再利用它们去发酵生产。比如，啤酒和葡萄酒的酿造，主要用到的是酿酒酵母，它们被做成菌种制剂，在生产的时候，投入到麦芽汁或者葡萄汁中使用，如同家庭发面做面食，使用活性干酵母粉一样。

多菌共酵，也叫做多微共酵，通过字面意思也可以知道，这种方式并不是使用单一微生物，是多种微生物，而这里的“多”，也不是仅仅几种或者几十种，是上千种。比如，目前贵州国台酒在实际的酿造过程中，就检测出了451个属的1073种微生物，它们通过相互配合、协同作用，完成了酱香型白酒的发酵。

白酒酒曲富集了上千种微生物

那么，中国的白酒是如何做到多菌共酵的呢？这里要提到一个概念，叫做“开放式生产”，通俗讲，就是白酒的整个酿造过程，都是和外界是相通的、开放的。

以啤酒和葡萄酒的发酵容器为对照，它们的酿造基本都采用的是不锈钢发酵罐，这种设备要求严格的灭菌和封闭，外界的微生物无法进入其中，为的是只允许纯粹的酿酒酵母执行生产。而中国白酒的酿造，比如酱酒的堆积、摊晾、发酵等工艺环节，不仅不密封，而且酒醩直接与大地相贯通。此外，用于白酒酿造的酒曲，也是源于自然环境中微生物的采集。

酱酒酿造的高温堆积环节

因此，在中国白酒的整个酿造过程中，都有环境微生物的进入与参与，如此便实现了多菌共酵。而也正因为中国白酒的酿造需要如此庞大的微生物菌群，让其对微生物的依赖，远远高于其他酒种。

那么，酿制中国白酒的微生物有哪些？这些微生物又是如何协同的呢？

目前，根据功能，可大致将酿造白酒的微生物分为三类，一是糖化菌，它们把淀粉等营养基质分解为可发酵性糖的微生物菌群，主要为霉菌；二是发酵菌，它们利用糖化菌产生的葡萄糖等小分子营养物质，进一步生成以乙醇为主的小分子发酵产物，主要为酵母菌类；其三是生香菌，它们利用各种营养基质，生成酯、酸、醇、醛等丰富复杂的香味成分，主要是细菌。

白酒酿造常见的微生物：根霉（左上），酿酒酵母（右），芽孢杆菌（左下）

以茅台酒、国台酒等茅台镇酱香型白酒的酿造为例，起到产酒作用的有东方伊萨酵母、粟酒裂殖酵母、酿酒酵母、粉状毕赤酵母等；生香的有解淀粉芽孢杆菌、乳酸杆菌、魏斯氏菌属、高温放线糖莱斯菌、嗜温高温放线菌黑曲霉等；还有其他作用的冠突散囊菌、红曲霉、阿姆斯特丹散囊菌、魏斯氏菌、甲基营养型芽孢杆菌等。而这不过是目前能够检测到的一部分。

茅台镇中国酱酒核心产区

而从产区角度来看，茅台镇之所以能够酿造出好酒，就得益于微生物的丰富。根据研究结果，茅台镇核心产区内拥有的细菌多达233个属，785个种，其中特有18个属91种；真菌426个属，611个种，特有79个属117种。

因此，微生物，是中国白酒的核心科技。谁掌握了微生物，谁就掌握了核心科技。为了能维持良好的酿酒微生态，酒企就必须研究酿酒微生物的习性、为其生存创造适宜的环境，天士力数智健康产业集团董事长、国台创始人、国台酒业集团终身荣誉董事长、创新生产力总师闫希军先生曾说：“我们的核心工作，就是给这些看不见的酿酒大师做好‘保姆’工作。”

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风味、健康、体感，国台酒里的微生物学

多微共酵的复杂性，让白酒的酿造实属不易控制，很长时期都处于“黑匣子”的状态，人们发现有时酿的好、有时酿的差。历史上，酿酒甚至成为一种神乎其神的学问，酿酒人时常会祈求“天命”，比如，莫言小说《红高粱》的作品中，就有在酿酒前祭拜酒神的片段。

目前，随着现代微生物学以及相关技术手段的不断完善，白酒酿造的密码也逐渐被打开。比如，“茅台镇第二大酿酒企业”贵州国台酒业集团，依靠天士力的先进技术和团队经验，较早在白酒产业中就开启了数字化、智能化酿酒的先河，研究人员将传统的酱酒“12987”工序，细化为30道工序、269个环节、1000多项指标，还率先将红外光谱技术、指纹图谱相似度技术、荧光定量PCR技术等先进科技应用于白酒生产。

国台智能酿造车间一角（图片© 酒食评论）

而数智酿造的实现，首先在于微生物的探秘。如前文所言，国台在酿造过程中已经鉴定出451个属的1073种微生物。但不仅如此，他们还更进一步确定了优势微生物菌种，其中，细菌包含醋酸杆菌属、分支杆菌属、克罗彭斯特菌属、大洋芽孢杆菌属、芽孢杆菌属、乳杆菌属等；真菌包含哈萨克斯坦酵母属、酿酒酵母菌属、接合酵母菌属、毕赤酵母菌属、裂殖酵母菌属等，国台酒的酿造微生态达到“千种百属”级别，放眼整个行业，这项研究是非常前沿的。

国台科研人员观察微生物

而微生物的多样性，也造就了国台酒风味物质的丰富性，目前在国台酒中发现的挥发性组分1182种，非挥发性成分392种，共计1574种。

与此同时，国台酒还建立了酿造微生物菌种资源库，目前已经将酿造过程中发挥重要作用的13个种属的201株酵母、5个种属的25株乳酸菌、11个种属的112株芽孢菌，收藏在库。

国台微生物资源库（图片© 酒食评论）

菌种库有什么作用呢？就好比一个庞大的“工具箱”，酿酒师可以随时选择趁手的工具，对酿酒过程和美酒品质进行提升。来看下面几个例子，更容易理解。

比如，国台酒的科技团队研究清楚酿造过程，他们从“国台酒细菌菌种库”中，筛选出枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、耐热芽孢杆菌、索诺拉沙漠芽孢杆菌在内的5个种，共计18株菌进行了窖面酒风味的研究。

窖面酒是酱香型白酒中3种典型体之一，其他的还有窖底酒和醇甜酒。窖面酒体现的主要是酱香和曲香，很大程度上决定了酱香白酒主体香的风格。国台研究人员通过经过微生物种类的确定与发酵调控后，让国台窖面酒的感官明显高于之前，且通过对窖面酒挥发性物质的成分分析，还让2-丁酮、硬脂酸乙酯、十四碳烯酸乙酯、丙酸乙酯等十五种风味物质的构成得到优化。

国台酒业集团部分科研人员

第二个例子，是关于健康方面。众所周知，酱香型白酒中有多种健康物质，其中重要的一种是叫做四甲基吡嗪（tetramethyl pyrazine，TTMP），它不仅具有多重生理活性功能，还是一种天然的香料，赋予酱香型白酒烤焙、坚果、可可等香气。

国台酒的研发人员同样分离出了13株菌种，然后在其中，筛选出了一株产TTMP含量较高的地衣芽孢杆菌GTBL-168，产TTMP含量可达12.22mg/L，对于四甲基吡嗪的产生机制更加清晰。

地衣芽孢杆菌的菌落与微观形态

第三方面，国台酒还建立中国白酒生产的“菌系”评价体系，他们通过与天津科技大学合作，确立了《酱酒酿造微生态三系标准评价体系及调控技术开发》，在白酒常规的、传统的理化检测基础之上，增加了微生物与酶系评判标准，这让国台酒的发酵控制更加精准，提升了风味物质生成的同时，也规避了一些不适物质的生成，促进了国台酒的饮用体感。

像这样先进性的微生物研究成果与实践应用，在国台酒中还有很多，正因为国台酒通过掌握了微生物的密码，才实现了风味、健康、体感三方面的不断提升，带给消费者更高价值的饮用体验。闫希军曾表示：“科研努力方向要始终围绕“酿好酒、酒好喝、酒喝好”这三个根本问题开展，在实践上始终坚持以消费需求为导向，不断破解影响健康和风味的基础、重大科学问题，努力让酒酿得明白、让消费者喝得明白”。国台对于微生物的研究与应用，正是最好的实践。

国台酒庄（航拍© 酒食评论）

科技的进步，我们有目共睹，数字化、智能化的潮流已经势不可挡，分子生物学的发展日益更新，微生物资源的科学驯化和利用逐渐深入，因此，从这个角度来看，国台酒走到了中国白酒的时代前沿。

作者简介：
李虓，发酵工程硕士，酒类食品评论作家、策划人，酒食评论创办人。通讯微信：1693204970

酒食评论

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