從上世紀五六十年代起，經過幾代人的探索，釀造白酒的原理和工藝，逐漸有了科學總結。今天，很多酒企開始建設自動化、智能化的生產線，白酒生產方式正在巨變。長達數十年的科研攻關，還打開了一些窗口，人類可以借此窺探複雜的釀酒世界。但我們今天所抵達的，仍然只是這個複雜世界的邊沿。因此，探索白酒之秘，依然任重道遠。中國酒業協會理事長宋書玉告訴我們，微生態與釀造複雜關係，人類剛剛開始有粗淺的認識。“釀酒生態多樣性的探秘之旅，才剛剛開始，揭秘中國白酒自然釀造的密碼，我們還有很長的路要走。”多年來，中國酒業協會下設的白酒技術創新戰略發展工作委員，聯合高校、科研機構和廣大酒企，持續不斷地進行科研探索，力求深入探究白酒奧秘，促進白酒技術創新。5月12日，2023中國酒業協會白酒技術創新戰略發展工作委員會年會在茅臺國際酒店舉行。這場以 “探索白酒之秘”為主題的大會，公佈了關於部分最新研究成果。借此，我們可以窺視當下白酒科研的重點和難點。 01.尚未破解的“白酒之秘”在今年的中國酒業協會白酒技術創新戰略發展工作委員會年會上，宋書玉提出四個需要持續探索的白酒之秘。首先便是甑桶蒸餾的摘酒之秘。通過甑桶蒸餾環節，人類不僅可以得到乙醇，還能把不勝其數的風味物質、活性物質提取出來。蒸餾過程中，本身也將產生化學變化、生成新的物質。“在這方面，我們剛剛開始探索，未知的蒸餾作用還有很多很多。”其次是大麯培育的時令之秘。大麯的培育過程，涉及很多關鍵點，如：時令的選擇、曲房的建造、環境的要求等，目前還無法解釋清晰。具體而言，每一種名酒大麯培育需要的形狀、培育過程、採用的輔料，如稻草、秸稈等所帶的微生物或者制曲原料本身所附帶的微生物對大麯培育的影響、對釀造的影響，仍然沒有定論；在發酵過程中，雙邊發酵的機制、相互作用，數以幾千種化合物的生成機理，目前也地探索之中。第叁是陶壇陳貯的時間之秘。美酒在陳貯過程中，如何變得更香？陶壇與美酒之間是如何交互的，時間是如何使美酒中數以幾千種化合物相互轉化，相互疊加，分子之間結構如何變化，物質之間如何平衡的？都需要持續去探索。在宋書玉看來，陳貯多年的酒變了顏色，一定是產生了新的物質或者是某種物質的含量得到增加。那麼，新的物質是什麼？新物質又是如何生成的？陶壇中的離子是如何進入美酒之中的，又是如何與美酒中眾多的化合物形成更加密實的分子團的，現在還只有淺淺的認識。第四則是勾調技藝的不可言傳之秘。勾調是白酒生產中的重要環節。勾調大師把不同季節、不同陳釀年限、不同班組、不同輪次的基酒，按照酒體設計要求組合到一起，並要釀反復驗證。之後再應用特殊工藝、特殊年份、特殊風格的調味酒經過調味反復勾調、試驗、驗證，最終定型，其過程之繁瑣無以言表。雖然，釀酒行業已經通過基酒的品質分級，陳貯的規範管理、理化及微量成分分析、指紋圖譜分析進行定型設計、感官品評建檔、電腦運算完成前期基酒組合。但要設計高品質美酒，很大程度還要靠酒體設計師多年的經驗積累、實踐才能更好完成，勾調技藝給人的印象，仍然是“只能意會，不能言傳”。這意味著，人類仍需持續探索，找出更加精細化的勾調方法。02.複雜而神秘的 “關鍵少數”任何一款白酒中，除了水，約98%的成分都是乙醇。也就是說，大約2%的微量物質，在負責呈香呈味，主導了白酒的香氣、品質和風格。這些發揮作用的“關鍵少數”，來源於微生物消耗原料所產生的代謝產物——微生物產生的蛋白水解酶、澱粉水解酶、酯化酶、脫酸酶、脫氨酶等複雜酶系，對原料中的澱粉、多糖、單糖、蛋白質、氨基酸、核酸等基質，接力或平行進行降解、合成、轉化等各種複雜 的生物、化學反應，使原料發生複雜的變化，形成醇、醛、酸、酯、酮等微量成份。不同的微生物，產生不同種類和數量的酶，從而形成不同的微量成份。因此，歸根到底，是微生物的種類和數量，對白酒的風味與品質具有重要的影響。而在白酒釀造中，作為糖化發酵劑的大麯，是微生物的主要來源。一直以來，關於大麯的研究，也是酒類科研的一大重點。在本次大會上，中國科學院成都生物研究所公佈了《大麯微生態演替規律及形成機制研究》成果。在這項研究中，他們對中高溫大麯的微生物群落組成進行了分析，分離純化了部分關鍵菌株，並對部分菌株的代謝產物進行了初步分析。準確定量地分析大麯中主要微生物的生長繁殖過程，闡明大麯微生態系統的演替規律及形成機制，闡明大麯培養功能微生物，有利於大麯生產過程工藝參數優化，促進大麯機械化、智能化生產。未來一段時間，在制曲和釀造環節發揮作用的關鍵少數，仍將是酒業需要攻克的科研難題。03.難以衡量的飲用品質酒精度相同的兩款白酒，當消費者飲用同樣的量時，為什麼其中一種更容易醉，或者說更加不舒適？不同類型白酒，由於其主要骨架風味和其他微量組分的差異性以及其對酒度、酒基的協同增效作用，直接影響消費者對白酒的感官感受、代謝與醉酒程度以及整體飲後舒適度。目前，國內外很多機構對白酒等不同類型飲料酒以醉酒度模型對不同白酒代謝影響程度開展了一定研究，包括從基礎的飲酒後翻正反射和恢復實驗、到血液乙醇乙醛生化指標分析、肝臟生化指標等不同維度進行白酒醉度評價。然而，白酒醉度這一指標需要考慮的客觀因素很多，目前的研究雖然從不同維度補充和完善了白酒醉度評價的指標體系，為白酒品質評價提升了基礎，但是距更為科學客觀的評價白酒飲用品質尚還有一定應用距離。中食院的研究課題《白酒代謝生物評價動物體內模型標準化方法研究與技術開發》，借鑒了醫藥領域生物效價評價、藥代動力學評價標準化管理與品質控制過程研究思路，遵循“相關性、重複性、靈敏性、適用性和定量性”原則，確定白酒代謝評價動物體內模型關鍵的指標體系，確定白酒代謝關鍵指標體系的標準分析方法。這項研究，對白酒代謝評價過程中會影響分析結果真實性的因素分析，建立中國白酒代謝生物評價標準化模型，制定白酒代謝評價模型的品質控制標準、分析技術標準和評價標準技術操作規範，開展可與國際接軌的酒類食品和醫學機構認可的白酒代謝評價體系建立和關鍵技術研究，為中國白酒品質標準化控制和品質表達提供有力的技術支撐。04.特殊菌種的多重功能一杯白酒中，包含多少種不同成分？進入21世紀後，由於先進分析儀器的使用，尤其是氣相色譜-質譜聯機、高效液相色譜-質譜聯機等分析技術的應用，已在白酒中檢出1 700多種成分，包括酯類、醇類、酸類、吡嗪類、萜烯類、呋喃類、芳香類化合物，其中檢出的白酒中有益健康成分也越來越多。眾所周知，白酒的釀造方式是多微共酵。因此科學認識各種微生物在白酒中的作用，對於闡明白酒中複雜物質的來源，科學提高白酒品質與內涵，提升白酒安全性有著非常重要的意義。本次大會上，天津科技大學生物工程學院彙報了關於“中國白酒生產中放線菌的影響的研究”的階段性成果。放線菌作為一類生活史和生理生化特徵相對獨特的革蘭氏陽性細菌，廣泛存在於不同的自然環境中。據統計，目前已經發現的數萬種微生物來源的生物活性物質中，約有70% 是由放線菌所合成的。放線菌作為白酒釀造的叁大微生物之一，在白酒釀造過程影響著酒體的風味、風格，目前大部分研究主要集中在菌株的分離篩選、鑒定和放線菌產酸、產酯及對環境酸鹼度的影響方面。從功能來說，放線菌不僅可以產生酯類、酸類、醛類、酮類及醇類等重要白酒風味物質，而且還可以產某些獨特代謝產物比如萜烯類物質，對白酒風味和品質的影響不可忽視。近年來, 人們相繼從放線菌中分離到了一系列的萜類化合物, 如pentalenolactone、terpente、napyradiomycins、longestin(KS-505a)、furaquinocins A、BE-40644、brasilicardin A等。天津科技大學生物工程學院的研究，以白酒釀造環境中的放線菌為研究對象，通過可培養技術、免培養技術等技術手段，結合對主要放線菌的生理代謝產物和白酒風味的分析測定結果，解析白酒發酵過程中放線菌菌落演變與多樣性、放線菌與主要釀造微生物的相互作用以及放線菌對釀造微生物群落結構與功能的影響，解析放線菌在白酒生產中的影響機理，闡明放線菌在白酒生產中的作用及其機制，為豐富白酒釀造理論，實現白酒品質提升奠定基礎。放線菌作為白酒發酵中一類關鍵的、有著重要功能的微生物，對它的深入研究和解析，不僅可以闡明放線菌在白酒生產各個環節中的作用，詮釋白酒中放線菌來源的微量成分，也可以進一步通過控制放線菌，科學控制白酒生產，進而提升白酒品質。