貴州茅臺酒獨(dú)特釀造環(huán)境的研究

李聰聰，熊康寧*，蘇孝良，許留興，高香琴，向廷杰

（1.貴州師范大學(xué)喀斯特研究院，國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽550001；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東廣州510642）

貴州茅臺酒獨(dú)特釀造環(huán)境的研究

李聰聰1，熊康寧1*，蘇孝良1，許留興2，高香琴1，向廷杰1

（1.貴州師范大學(xué)喀斯特研究院，國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽550001；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)與風(fēng)景園林學(xué)院，廣東廣州510642）

貴州茅臺酒高踞世界三大蒸餾名酒之一。通過對茅臺酒及釀造地區(qū)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)茅臺酒生產(chǎn)區(qū)域環(huán)境具有其他地區(qū)不可復(fù)制的特點(diǎn)，對茅臺酒品質(zhì)起決定性作用。該文從地質(zhì)結(jié)構(gòu)和土壤特征、優(yōu)越的河流生態(tài)環(huán)境和水質(zhì)中微量元素、適宜的氣候環(huán)境和微生物群落特征三個(gè)方面進(jìn)行了綜述，對茅臺酒廠未來發(fā)展方向、環(huán)境保護(hù)以及相關(guān)研究有一定的參考價(jià)值。

茅臺酒；釀造環(huán)境；獨(dú)特

貴州茅臺酒是與法國白蘭地、蘇格蘭威士忌齊名的世界三大蒸餾名酒之一。貴州茅臺鎮(zhèn)早在公元前135年就生產(chǎn)出漢武帝稱為“甘美之”的枸醬酒，即茅臺酒的前身。茅臺酒是中國大曲醬香型酒的鼻祖和典型代表，被譽(yù)為“國酒”[1]。茅臺鎮(zhèn)地處海拔只有400 m的低洼地帶，依山傍水，常年云霧繚繞，氣候溫暖潮濕，這些自然條件造就了茅臺酒獨(dú)一無二的釀造環(huán)境[2]。

2001年4月，國家技術(shù)監(jiān)督局根據(jù)國際原產(chǎn)地保護(hù)制度，在對茅臺酒不可遷移的釀造環(huán)境、傳統(tǒng)釀酒工藝嚴(yán)格審查的基礎(chǔ)上，批準(zhǔn)其為國家保護(hù)的原產(chǎn)地域產(chǎn)品[3-4]；2007年，批準(zhǔn)貴州茅臺酒為地理標(biāo)志產(chǎn)品。國內(nèi)對茅臺酒生產(chǎn)環(huán)境的研究逐漸深入，多數(shù)是從宏觀角度研究白酒生產(chǎn)條件，且多集中在單一因素如微生物、水質(zhì)等對茅臺酒生產(chǎn)的影響，側(cè)重于微生物的種類和形成機(jī)制的研究，缺乏系統(tǒng)地分析各生產(chǎn)環(huán)境要素間的關(guān)系，如水質(zhì)與土壤、土壤與微生物等的相互作用[5-7]，國外側(cè)重于研究酒體香味物質(zhì)和口感等品質(zhì)特征，而對白酒所處的生產(chǎn)環(huán)境研究較少。本文對茅臺地區(qū)地質(zhì)、水質(zhì)、氣候及微生物等自然地理環(huán)境方面結(jié)合起來進(jìn)行具體分析，揭秘茅臺酒得天獨(dú)厚、不可克隆的釀造環(huán)境，以期茅臺酒釀造環(huán)境的保護(hù)和發(fā)展具有重要的指導(dǎo)意義[8-10]。

1 地質(zhì)環(huán)境與茅臺酒生產(chǎn)的關(guān)系

灰褐色粘土、黃褐色粘土和坡積土等8大類。紫紅色土在茅臺鎮(zhèn)分布最廣，和黃褐色砂巖作為窖泥的主要原料；石灰土和黃壤土又是茅臺酒有機(jī)高粱原料產(chǎn)地的土壤[12]。因而地下水和地表水通過不同巖性的土壤層時(shí)，對人體有益的礦物質(zhì)、多種微量元素被溶解；土壤中的磷、鉬元素通過高粱的吸收進(jìn)行了元素遷移；窖泥在浸潤作用下也發(fā)生元素遷移到發(fā)酵液中，最終微量元素遷移到了酒液中。

1.3 巖石

茅臺地區(qū)不僅是國酒茅臺的生產(chǎn)基地，而且是茅臺酒主要釀造原料高粱的種植基地，因此其優(yōu)良品質(zhì)對地質(zhì)環(huán)境的依賴性很大。窖泥和窖石的主要原材料是紫紅色泥巖和黃褐色砂巖[13]，與國標(biāo)GB 15618—2008《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的鎘、汞、砷、銅、鉛、鉻、鋅和鎳等8種有毒、有害元素的土壤含量限值比較，這兩種主要土壤環(huán)境質(zhì)量類型均達(dá)到二級（二級標(biāo)準(zhǔn)是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)土壤限值）以上，且對酒槽和發(fā)酵液中的微量元素轉(zhuǎn)移有很大影響。

2 水質(zhì)與茅臺酒生產(chǎn)的關(guān)系

2.1 主要河流簡介

赤水河發(fā)源于云南省鎮(zhèn)雄縣，流經(jīng)滇、黔、川3省，于四川合江縣匯入長江，兩岸盛產(chǎn)名酒，有“生態(tài)河、美景河、美酒河”之稱。茅臺地區(qū)地表水主要為赤水河及其支流，流經(jīng)茅臺鎮(zhèn)的長度約為21 km。赤水河是長江上游珍稀特有魚類國家級自然保護(hù)區(qū)，還有丹霞地貌世界自然遺產(chǎn)地。在赤水河流域沿岸分布有茅臺酒、郎酒、習(xí)酒、珍酒、董酒、瀘州老窖等，形成獨(dú)特的酒文化，在全世界都是絕無僅有的[14]。

2.2 水質(zhì)在釀酒過程中的作用

水為酒之血，國家一向很重視茅臺酒水源的保護(hù)工作。為確保茅臺酒質(zhì)量，“國酒之父”周恩來總理曾于1956年和1958年兩次作出“茅臺河水不能污染”的指示；20世紀(jì)70年代，又發(fā)出“在茅臺酒廠上游100 km內(nèi)，不能因工況建設(shè)尤其是化工廠影響赤水河水質(zhì)”的嚴(yán)令。作為目前長江上游唯一不受工業(yè)污染的原生態(tài)自然河流，赤水河沿岸釀造出了包括茅臺酒在內(nèi)的大小數(shù)十種名酒，占中國名酒的60%。尤其是仁懷市境內(nèi)茅臺河谷一段，這條河已聚變?yōu)橹袊木坪覽15]。

2.2.1 茅臺釀酒用水要求

在白酒生產(chǎn)過程中用水的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)首先符合我國生活用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，并要求水的總硬度低于75 mg/L（也稱為軟水），以無離子水為宜，我國釀酒用水要求詳見表1。據(jù)科學(xué)檢測，赤水河水質(zhì)優(yōu)良、微甜爽口、降解物少、硬度適中、酸堿適度、富含多種有益于人體健康的礦物質(zhì)和微量元素。無論是水質(zhì)pH值、硬度，還是細(xì)菌總數(shù)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5749—2012《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，且達(dá)到釀酒用水的理想要求。

表1 釀酒用水要求Table 1 Requirements of liquor-brewing water

釀酒用水不但要求清潔，硬度、堿度適中，水中含有不同的礦物質(zhì)對酒的香氣風(fēng)格也具有不可忽視的影響（見表2）。在釀酒過程中，無機(jī)鹽離子對香味物質(zhì)有的可以起到促進(jìn)作用，如Mg2+、Mn2+、K+活化能生成香味成分[16]。表2中3種名優(yōu)酒廠主要原料都是用高粱和小麥通過蒸餾發(fā)酵生產(chǎn)，但是由于用水中的微量元素含量差異較大，生產(chǎn)出來白酒的香味也會有較大差異。釀造用水中（尤其是茅臺酒廠）均含有人體必需的礦物元素K、Na、Ca、Fe、Zn等，并且含量豐富，這些有益元素通過釀酒用水進(jìn)入茅臺酒中，賦予了茅臺酒健康因子，相比于其他酒廠釀造用水更適于白酒釀造，且更有助于人體健康[17-18]。

表2 3種白酒廠釀酒用水的礦物元素含量Table 2 Mineral elements contents of brewing water for 3 kinds of Baijiufactories μg/L

2.3 對茅臺酒釀造水源的保護(hù)

茅臺酒廠建廠至今，依法進(jìn)行污染處理和節(jié)能減排，上、中游河段的自然生態(tài)環(huán)境保護(hù)一直做得比較好，因此連續(xù)多年榮獲“全國綠化先進(jìn)企業(yè)”稱號[19]。1972年召開的全國計(jì)劃工作會議上，國務(wù)院總理周恩來指示赤水河上游不準(zhǔn)建廠礦，尤其是化工廠；2011年，貴州省通過《赤水河流域保護(hù)條例》，禁止在赤水河干流及有珍稀魚類的支流進(jìn)行工程建設(shè)；2014年12月，貴州茅臺股份有限公司捐贈(zèng)5億元人民幣用于赤水河流域生態(tài)環(huán)境保護(hù)，這些為茅臺酒釀造的優(yōu)良品質(zhì)提供了保障[20]。

3 微生物與茅臺酒生產(chǎn)的關(guān)系

3.1 適宜微生物生長的氣候環(huán)境

茅臺鎮(zhèn)四面環(huán)山，形成了特殊的亞熱帶小氣候：年平均氣溫17.4℃，夏季最高氣溫40.6℃，炎熱季節(jié)持續(xù)半年以上；冬季溫差小，最低氣溫2.7℃；年降水量有800～1000mm，日照豐富，年可達(dá)1 400 h，為貴州高原最高值[21-22]。這種冬暖夏熱、風(fēng)微雨少的亞熱帶小氣候有利于釀酒微生物的生成和繁衍，是釀酒環(huán)境無法克隆的主要原因之一[23]。

3.2 生產(chǎn)工藝過程中形成的微生物群

茅臺酒是少數(shù)的使用野生微生物菌群進(jìn)行發(fā)酵的蒸餾酒之一，茅臺大曲是茅臺酒釀造過程中微生物的啟動(dòng)器[24-25]。各種釀酒微生物在長期的高溫制曲、高溫堆積發(fā)酵、高溫厭氧發(fā)酵等極端環(huán)境的馴化下，經(jīng)過遺傳、變異等自然演替，促成了耐高溫和耐酸等極端微生物的富集，實(shí)現(xiàn)了茅臺酒生產(chǎn)過程不同工藝階段對不同微生物群落的調(diào)控和需求[26]。加上茅臺地區(qū)2 000多年來經(jīng)久不息的釀酒活動(dòng)，人為和自然活動(dòng)的雙重影響使得空氣中的微生物群得到了長期平衡的繁衍和生長[27-28]。

3.3 釀造歷史淘汰篩選了微生物群落

環(huán)境中微生物菌群在曲醅和酒醅發(fā)酵過程中，對茅臺酒主體醬香品質(zhì)的形成起到了決定性的作用[29]。茅臺酒釀造微生物具有生物多樣性，經(jīng)過長達(dá)14年的持續(xù)研究，建立了首家釀酒微生物資源菌種庫，已分離保藏了100種1 000多株微生物，還有一些香氣成分和微生物種類無法命名，這些對茅臺酒質(zhì)量起到重要作用[30-31]。這些穩(wěn)定的、特殊的微生物群落是無法遷移和復(fù)制的，這也是離開茅臺鎮(zhèn)生產(chǎn)不出同樣品質(zhì)茅臺酒的原因。

表3 5種白酒中酯類組分的相對含量Table 3 Relative contents of esters components in 5 kinds ofBaijiu %

酯類芳香化合物是白酒中主要的芳香成分，在各種香型白酒中起著重要作用，而乙酸乙酯又是香氣物質(zhì)的主要成分，一般在濃香型和醬香型白酒中含量較為豐富[32]，貴州幾種著名白酒中的酯類組分中，茅臺酒中的乙酸乙酯含量要明顯高于其他白酒（見表3）。在釀造地區(qū)不同地點(diǎn)、不同高度會聞到空氣中不同的醬香味，老酒工認(rèn)為這是由不同微生物種類和數(shù)量分布的結(jié)果。這些肉眼不能看到更無法用技術(shù)手段進(jìn)行量化分析的菌群，對茅臺酒品質(zhì)起到了決定性的作用。

4 結(jié)論與展望

茅臺鎮(zhèn)自然環(huán)境的保護(hù)：離開茅臺鎮(zhèn)生產(chǎn)不出同樣品質(zhì)的茅臺酒，正是因?yàn)樽匀画h(huán)境的獨(dú)一無二特性，生產(chǎn)原料、釀造過程中每一環(huán)節(jié)的環(huán)境條件綜合決定了茅臺酒的品質(zhì)，其與貴州茅臺酒的生產(chǎn)有直接與實(shí)質(zhì)的聯(lián)系。首先，茅臺鎮(zhèn)特殊的微生物類群對茅臺酒生產(chǎn)的影響最為顯著，空氣中的微生物群一旦遭到破壞，酒品質(zhì)將受到極大影響。因此應(yīng)嚴(yán)格控制當(dāng)?shù)谻O2的排放量，推廣太陽能和風(fēng)能的使用。其次，保障茅臺酒釀造原料、高粱小麥等產(chǎn)品都應(yīng)屬于綠色無公害食品，茅臺釀酒水源取水點(diǎn)在赤水河上游，因此要嚴(yán)格控制點(diǎn)源污染，確保國酒茅臺等名優(yōu)白酒廠的用水安全，引導(dǎo)居民減少污染的正確行為，控制城鎮(zhèn)生活污染，認(rèn)真貫徹落實(shí)《環(huán)境影響評價(jià)法》。另外，對赤水河流域進(jìn)行原生態(tài)保護(hù)，保護(hù)赤水河流域珍稀特有魚類和植物。

茅臺酒市場環(huán)境的保護(hù)：茅臺鎮(zhèn)賣酒的商鋪鱗次櫛比，然而“茅臺鎮(zhèn)”產(chǎn)的白酒并不一定都是茅臺酒。一些民營小酒廠利用茅臺酒品牌的地域優(yōu)勢，只重眼前利益而不重環(huán)境保護(hù)，對茅臺酒的環(huán)境保護(hù)造成危害；有些小企業(yè)偽造茅臺酒流入市場，嚴(yán)重影響了茅臺酒的品牌形象。首先，相關(guān)工商部門及食品安全部門應(yīng)加大在全國范圍內(nèi)打假力度，維護(hù)茅臺酒品牌；其次，加強(qiáng)宣傳力度，讓消費(fèi)者了解茅臺酒生產(chǎn)銷售的渠道及真?zhèn)伪鎰e方法；然后，可以對當(dāng)?shù)氐拿駹I小酒廠進(jìn)行管理指導(dǎo)，逐步淘汰一些小的沒有環(huán)境保護(hù)能力的?！熬G色茅臺、人文茅臺、科技茅臺”的發(fā)展之路將隨著歷史發(fā)展的步伐一步一個(gè)腳印地傳承下去。

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Research on the unique brewing environment of Guizhou Moutai liquor

LI Congcong1,XIONG Kangning1*,SU Xiaoliang1,XU Liuxing2,GAO Xiangqin1,XIANG Tingjie1(1.State Key Laboratory Incubation Base for Karst Mountain Ecology Environment of Guizhou Province,Institute of Karst Science,Guizhou Normal University,Guiyang 550001,China;2.College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

Guizhou Moutai liquor is one of the three most famous distilled liquor in the world.Through the research on Moutai liquor and brewing region,the production area environment of Moutai liquor had characteristics that the other regions could not copy,which played a decisive role on the quality of Moutai liquor.The three aspects including the geological structure and soil characteristics,superior river ecological environment and trace elements in water,appropriate climatic environment and microbial community were summarized,which had certain reference value for the future development direction of Moutai distilleries,environmental protection and related research.

Moutai liquor;brewing environment;unique

TS262

0254-5071（2017）01-0001-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.001

2016-07-25

國家十三五重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題（2016YFC0502607）；國家世界遺產(chǎn)申報(bào)計(jì)劃（20141024）

李聰聰(1991-)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)槊┡_酒世界文化遺產(chǎn)價(jià)值。

*通訊作者：熊康寧(1958-)，男，教授，碩士，研究方向?yàn)榭λ固嘏c洞穴、資源與環(huán)境及石漠化生態(tài)恢復(fù)等。