徐巖在茅臺的風味尋秘

1964年，江蘇南通人季克良從無錫輕工業(yè)學院（今江南大學）一路向西，扎根茅臺，成為一代釀酒大師。

時隔41年后，同樣畢業(yè)于無錫輕工業(yè)學院的浙江慈溪人徐巖，為了探尋白酒的“神秘風味”，來到茅臺，引領(lǐng)白酒科技上升到新的科學層次。

從杏花煙雨的江南，到酒香氤氳的赤水河，一場茅臺酒風味物質(zhì)解析、微生物研究，讓數(shù)千里的距離得以縮短，也打開了一扇白酒微生物迷宮之門。

從此，“酒香氤氳何處起”的追問，在徐巖及其帶領(lǐng)的團隊中不斷得到解構(gòu)。

“白酒的科學世界，遠比人們想象中復雜、精彩”

“若作酒醴，爾惟曲蘗”，讓《尚書》成為最早的釀酒記載；《黃帝內(nèi)經(jīng)？素問》中，黃帝通過“酒泉之法”，釀造出了“湯液酒醪”；漢代的《九醞酒法》更是世界上現(xiàn)存最古老的蒸餾酒釀造之法。

縱觀歷史，白酒工藝傳承千年，幾千屬微生物參與其中，使得白酒成為神秘的“東方藥水”。

“對于釀酒來說，看得見的是簡單的人工操作過程，背后是看不見的復雜的生物化學反應。”在徐巖看來，白酒固態(tài)發(fā)酵、固態(tài)蒸餾的獨特生產(chǎn)工藝和風味特征，體現(xiàn)了中國古人高超的自然微生物利用能力，也讓白酒成為世界上最復雜的酒種。

正因傳統(tǒng)白酒釀造獨特的群體微生物和固態(tài)發(fā)酵極其復雜，給白酒的釀造機制和技術(shù)體系披上“神秘的面紗”。在1956年的《1956-1967年科學技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中，白酒技術(shù)曾被列入高科技創(chuàng)新項目。

中國微生物學先驅(qū)陳騊聲形容它，“如果有誰能把白酒的微生物研究透了，他能拿諾貝爾獎?！?/p>

白酒風味體系復雜而龐大，且大部分風味成分的風味貢獻和影響機制尚不明晰。把視野拓寬到全球范圍，對固態(tài)白酒發(fā)酵機制的探析，并沒有先進的經(jīng)驗可以借鑒。

對比白酒與西方烈酒可以發(fā)現(xiàn)，最大的差異在于發(fā)酵方式。

白酒的發(fā)酵成分涉及多菌種，以酒曲自然聚集有益釀酒微生物，在自然條件下實現(xiàn)豐富的多菌種發(fā)酵控制，“而利用自然中的微生物功能進行糖化和制酒，這是典型的邊糖化、邊發(fā)酵的發(fā)酵過程”。西方釀造，則是利用植物發(fā)芽實現(xiàn)先糖化后發(fā)酵，或是直接利用糖分原料進行發(fā)酵的過程。

充滿智慧的發(fā)酵過程，賦予了白酒特殊的香氣及豐厚的味覺體驗。研究發(fā)現(xiàn)，一滴白酒中含有千種以上的微量成分，這些成分只占到總量的2-3%左右。

徐巖認為，白酒發(fā)酵方式和西方烈酒發(fā)酵雖然基本原理相同，從現(xiàn)代科學的角度來看，中國的釀造工藝更復雜，因此白酒釀造工藝的科學價值是被低估了。

突破發(fā)生在2005年。應時任茅臺集團董事長季克良的邀請，徐巖赴茅臺酒廠進行“茅臺酒風味物質(zhì)解析、微生物研究”。

針對以往“眾多微生物中哪個微生物種類多哪個就重要”的思路，徐巖極有新意地把“對風味有無貢獻”作為判別有用物質(zhì)的重要依據(jù)，提出“風味導向”。

“圍繞白酒豐富的菌種展開，尋找其中有用的物質(zhì)，減少無用成分。”徐巖解釋，這種風味導向不是單純建立在感官品嘗或者化學分析的基礎(chǔ)上，而是基于感官風味貢獻的化合物，建立在感官科學加風味化學的基礎(chǔ)上。

風味導向的確立，去掉或減少了白酒中影響風味的負向作用成分，突破了過往白酒釀造過程中，對制曲與發(fā)酵環(huán)節(jié)對風味影響的物質(zhì)傳統(tǒng)認知?；谶@項研究，茅臺對風味的把控從經(jīng)驗走向科學，在很大程度上提升了酒體風味的穩(wěn)定性。

“這是一個‘牛鼻子’，通過強化這類微生物發(fā)酵來實現(xiàn)，讓整個過程向著可控的方向發(fā)展?！币彩菑哪菚r候開始，江南大學領(lǐng)銜的白酒研究從微量組分研究的“分析化學”層面全面提升到“風味化學”階段，風味定向分析技術(shù)成為白酒研究的主流。

以此為基礎(chǔ)，白酒技術(shù)步入一段“科研黃金期”?！?69計劃”“158計劃”“3C計劃”……開創(chuàng)了白酒科技創(chuàng)新的繁榮時代。

現(xiàn)在看來，“風味導向”打開了“復雜體系發(fā)酵先抓主要矛盾”的方便之門，不僅對于茅臺風味穩(wěn)定性作出了突出貢獻，更在白酒行業(yè)內(nèi)掀起第一波白酒研究浪潮，引領(lǐng)白酒科技研究方向并上升到新的科學層次。

2014年，由江南大學、貴州茅臺酒股份有限公司、山西杏花村汾酒廠股份有限公司、江蘇洋河酒廠股份有限公司共同完成的《基于風味導向的固態(tài)發(fā)酵白酒生產(chǎn)新技術(shù)及應用》項目，獲得2013年度國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。

這是繼1956年后，時隔半個多世紀，白酒再次站上中國科學技術(shù)領(lǐng)域的最高領(lǐng)獎臺。彼時，媒體如是評價：“白酒是生物科技產(chǎn)業(yè)中有科技內(nèi)涵的一個產(chǎn)品，它徹底打破了固守在人們意識中的白酒生產(chǎn)只是一群人‘光著上身在車間里揮汗如雨’，沒有科技含量的論斷?！?/p>

被微觀化的白酒，讓傳統(tǒng)形象瞬間有了“科技范兒”，也讓白酒化學本質(zhì)的認識不斷得到提升：那些經(jīng)過上千年留存下來、被中華民族所接受和適應，帶有特殊生物學印記的微生物群，成為白酒品質(zhì)的“風味密碼”。

“白酒風味感知、風味特征、代謝特征，白酒風味物質(zhì)、微生物菌群及其所構(gòu)成的科學世界，遠比人們想象中復雜、精彩?！毙鞄r表示，白酒風味化學分析不再局限于關(guān)鍵風味成分的探索，而是已經(jīng)向帶有異嗅味特征的風味化合物進行深入研究。

“白酒是糧谷的極致轉(zhuǎn)化，是天人共釀的一杯香水，也是溫暖靈魂的一杯熱飲?！边@是對白酒極具溫度的定義。

白酒的獨特釀造方式，決定了其產(chǎn)生、傳承和創(chuàng)新發(fā)展依賴于天、人兩個關(guān)鍵要素?！疤臁笔侵羔劸扑璧淖匀会勗斓纳鷳B(tài)環(huán)境，“人”則代表釀酒技藝的傳承、創(chuàng)新和發(fā)展。

“陽明心學強調(diào)‘天人合一’，離開了天和人，白酒同樣無以為繼?！睆默F(xiàn)代科學的角度，徐巖對“天人合一”有著新的注解。

白酒的釀造高度依賴于自然生態(tài)環(huán)境，包括水、土壤、氣候、溫度、微生物等關(guān)鍵要素?！疤臁彼淼纳鷳B(tài)很大程度決定著白酒質(zhì)量的優(yōu)劣，生態(tài)環(huán)境還影響不同產(chǎn)區(qū)白酒的風格，帶來了白酒的多樣性，比如江淮濃香重在綿柔，而巴蜀濃香強調(diào)糧香和窖香。

2008年6月，“生態(tài)釀酒”術(shù)語被首次增補進入gb/t15109《白酒工業(yè)術(shù)語》中所說，保護與建設(shè)適宜釀酒微生物生長、繁殖的生態(tài)環(huán)境，以安全、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗為目標，最終實現(xiàn)資源的最大利用和循環(huán)使用。

自然生態(tài)是肉眼可觀的生態(tài)，包括原料、釀造環(huán)境、氣候、降水、日照、氣溫、海拔等等，而釀酒微生態(tài)則是肉眼看不到的，釀酒過程所需要的土壤、水源、氣象、微生物等環(huán)境中的微量成分。

“傳統(tǒng)與科學技術(shù)，對品質(zhì)和經(jīng)營的水準是不斷提升的過程，對傳統(tǒng)的創(chuàng)新帶來新的發(fā)展?！毙鞄r表示，白酒的生態(tài)化就在于踐行生態(tài)釀酒。

白酒行業(yè)發(fā)展到如今，酒業(yè)工作者不斷探索釀酒的生化機制，推動著傳統(tǒng)技藝的創(chuàng)新。正是因為“人”的因素，才成就了白酒傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵釀造技藝這一非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的延續(xù)和發(fā)展。

“白酒是天人合一的過程，我們在發(fā)酵的時候靠大的自然環(huán)境，也靠小環(huán)境中的釀造微生物，就是微生態(tài)，但最終都要通過人的技術(shù)和工藝流程，也就是匠心精神來調(diào)節(jié)這些微生物，這就是天人合一。”徐巖強調(diào)，在現(xiàn)代化釀造進程中，控制好與微生態(tài)的關(guān)系，才能有利于品質(zhì)提升。

如何認識、保護，甚至復刻釀酒微生物，一直是徐巖及其團隊不斷深入研究的領(lǐng)域。

2019年7月，徐巖團隊聯(lián)合貴州茅臺酒股份有限公司在農(nóng)林食品科學領(lǐng)域國際頂級期刊美國農(nóng)業(yè)與食品化學（JAFC）上以封面論文形式首次發(fā)表了白酒中的特征后鼻嗅風味物質(zhì)研究成果，為后續(xù)白酒的口腔途徑感知的風味物質(zhì)研究奠定了基礎(chǔ)。該研究也標志著中國白酒風味化學的研究從前鼻嗅香氣的解析進入到口腔風味感官科學領(lǐng)域，引領(lǐng)了白酒風味化學的科學研究，也引起了全球同行對醬香酒風味魅力的廣泛關(guān)注。

2020年1月，美國農(nóng)業(yè)與食品化學再次以封面論文形式發(fā)表了徐巖團隊解析醬香型白酒中微量含硫風味物質(zhì)研究成果。研究首次闡明了醬香型白酒中“量微香大”含硫香氣化合物種類和含量比例的諧調(diào)對醬香型白酒風味品質(zhì)的重要影響。

2021年2月，在農(nóng)林科學頂級期刊《Trends in Food Science Technology》，以中國白酒為例，系統(tǒng)討論有關(guān)以風味化合物為標準的復雜微生物菌群的研究趨勢與進展，主要包括微生物菌群演替的驅(qū)動因素，風味化合物的形成及其相關(guān)微生物菌群的調(diào)控。

2021年10月，又在《Applied and Environmental Microbiology》雜志上，解密了濃香型白酒優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)窖泥主體乙酸菌種類及其釀造生態(tài)適應性機制，回答了自上世紀60年代茅臺試點從窖泥中發(fā)現(xiàn)乙酸乙酯以來，困擾我國白酒釀造行業(yè)長達半個多世紀的乙酸菌類型及其發(fā)酵特性的謎題。

“品質(zhì)是在生化反應基礎(chǔ)之上再進行的一個化學反應，這些研究就是通過微生態(tài)發(fā)酵技術(shù)為白酒產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)品質(zhì)提升?！毙鞄r指出，在現(xiàn)代合成生物學學術(shù)思想下，基于微生物生態(tài)學理論和微生物組學手段，利用微生態(tài)發(fā)酵技術(shù)實現(xiàn)傳統(tǒng)發(fā)酵過程的精準控制，建立穩(wěn)定、高效和安全生產(chǎn)體系，將為行業(yè)帶來更大的福利。

這也是徐巖的目標：將所有香型的白酒的微生物群體研究清晰，變自然發(fā)酵為復合菌劑的純種發(fā)酵，將所有影響菌群生成風味化合物的工藝參數(shù)都分析明白，變?nèi)斯た刂茷闃藴驶?、自動化生產(chǎn)控制，提高安全性、品質(zhì)和效率。

2021年4月，中國酒業(yè)協(xié)會正式發(fā)布《中國酒業(yè)十四五產(chǎn)業(yè)發(fā)展指導意見》，確立了白酒品質(zhì)的自然生態(tài)和釀酒微生態(tài)雙導向研究。協(xié)會還開啟了白酒產(chǎn)區(qū)自然生態(tài)研究、釀酒微生態(tài)與品質(zhì)研究、白酒貯存研究、白酒蒸餾技術(shù)演進與創(chuàng)新研究等課題，預示著在“十四五”期間，白酒傳統(tǒng)釀造的科學研究將進入更深、更廣領(lǐng)域。

“隨著社會對微生態(tài)的認識和新生物技術(shù)的發(fā)展，將為曾經(jīng)困擾行業(yè)發(fā)展的問題提供更多解決方案?！毙鞄r說。

“我希望告訴所有人，白酒不是酒精”

對于徐巖而言，從進入無錫輕工業(yè)學院開始，從事酒類相關(guān)研究已經(jīng)40多年。他至今清晰地記得很多年前沈怡方先生教導的一句話：你們大學搞的白酒研究，跟我們的研究不是一碼事。

隨著對產(chǎn)業(yè)理解的加深，徐巖愈發(fā)體會到這句話的深意。科研成果能否有效指導實踐，解決產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的難題，引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)升級，是一個至關(guān)重要的命題。

“白酒產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的過程中，不可避免需要科技作為主要推動力?！痹谛鞄r的觀念中，白酒作為一個傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須依靠科技，實現(xiàn)工業(yè)化、數(shù)字化和可控化。但因為白酒的特殊性，又絕不能機械地復制國外的工業(yè)化模式，必須是在傳承的基礎(chǔ)上，向工業(yè)化的道路行進，“確保這一傳統(tǒng)行業(yè)煥發(fā)持續(xù)生命力，兩者舍棄任何一個都不行?！?/p>

秉承著這樣的觀念，徐巖和他的團隊在酒業(yè)中組了一個龐大的“酒局”。在江南大學協(xié)同創(chuàng)新中心，茅臺、五糧液等22個企業(yè)共同參與其中。

2018年6月3日，中國貴州茅臺酒廠（集團）有限責任公司與江南大學達成戰(zhàn)略合作設(shè)立院士和專家工作站。繼而混菌發(fā)酵協(xié)同創(chuàng)新實驗室在江南大學協(xié)同創(chuàng)新中心正式掛牌。雙方認為，此舉意味著茅臺與江南大學合作共建創(chuàng)新實體邁出實質(zhì)性步伐，對茅臺的人才培養(yǎng)和發(fā)展創(chuàng)新具有重大意義，有利于集成校企資源推進傳統(tǒng)釀造產(chǎn)業(yè)的科技發(fā)展、系統(tǒng)推進茅臺酒釀造理論的構(gòu)建，以及雙方核心科技團隊的培養(yǎng)。

“在共建的實驗室里，企業(yè)可以把研發(fā)人才帶過來、把課題帶過來，甚至把整個研發(fā)中心搬過來，和學術(shù)帶頭人共同發(fā)現(xiàn)、解決企業(yè)在生產(chǎn)過程之中的問題?！毙鞄r表示，把學術(shù)界、企業(yè)和社會需求凝聚成一個共同體，一起推動產(chǎn)業(yè)技術(shù)革新。

過去的幾千年間，白酒都屬于靠天吃飯的產(chǎn)業(yè)，茅臺異地試點、外國人盜取五糧液古窖泥的故事似乎都印證了這一點。如果生態(tài)環(huán)境能夠通過科技加以解析和模擬，如果釀造過程中微生物活動可以理性設(shè)計和調(diào)控，如果這些假設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)，意味著中國釀造工業(yè)將進入嶄新的領(lǐng)域。

徐巖指出，白酒在世界范圍內(nèi)是獨特的存在，白酒的創(chuàng)新是我國自主創(chuàng)新的過程，以茅臺為代表的白酒已經(jīng)成為世界蒸餾酒的第一品牌。白酒釀造作為歷史傳承下來的技術(shù)，是中華民族文化的代表之一，不只在文化上，科學技術(shù)層面也有它的獨特性和魅力。

“作為我國傳統(tǒng)優(yōu)勢的風味食品，面向未來，要增強白酒科技自信、深入白酒奧秘探索?！毙鞄r和他的團隊，曾經(jīng)耗費很多精力，聯(lián)合美國夏威夷大學癌癥中心賈偉教授課題組與上海交通大學附屬第六人民醫(yī)院通過動物實驗的方法，首次科學證實了白酒中潛在的生物活性成分對酒精誘導的肝損傷具有明顯的緩解作用。這不僅僅是一項關(guān)于白酒的研究，更是遵守著世界嚴苛標準的醫(yī)學實驗。

不僅如此，徐巖及其團隊著力向世界講述白酒的科技?！艾F(xiàn)在我們每年有十多篇文章在美國農(nóng)業(yè)與食品化學（JAFC）、國際食品微生物（IJFM）、應用微生物（LAM）等國際雜志發(fā)表，應德國SpringerNature、英國Woodhead和美國ACS等邀請參編英文學術(shù)專著，目的就是要讓國際學術(shù)界認可白酒。”

“我希望告訴所有人，白酒不是酒精，不能用酒精所做的實驗而簡單地類推成白酒?！毙鞄r表示，在尊重科學的基礎(chǔ)上，讓世界了解白酒工藝中的科學性是非常重要的認知途徑?！昂荛L一段時間，我們都不重視白酒科技的宣傳科普。用科學方法解析白酒、認識白酒，要讓消費者知道白酒的豐富科技含量?！?/p>

如今，中國白酒中蘊含的科技也越來越受到國際學術(shù)界的認可。2019年8月國際上最有影響的權(quán)威學術(shù)機構(gòu)之一，美國化學學會（American Chemical Society，ACS）農(nóng)業(yè)與食品化學部（Division of Agricultural and Food Chemistry，AGFD）公布了學部Fellow增選結(jié)果，徐巖教授與來自美國農(nóng)業(yè)部（USDA）、德國慕尼黑工業(yè)大學、美國阿肯色大學的4位科學家一起當選為美國化學學會農(nóng)業(yè)與食品化學部Fellow，徐巖教授成為我國國內(nèi)第一位獲此殊榮的科學家。

談到對白酒未來的期待，徐巖坦言，在新的科技革命推動下，產(chǎn)業(yè)革命是必然趨勢，白酒作為傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，如何把品質(zhì)做到可控和更優(yōu)、實現(xiàn)現(xiàn)代化和智能化、達到綠色可持續(xù)發(fā)展，這些都是整個產(chǎn)業(yè)進一步利用科技創(chuàng)新成果，為行業(yè)發(fā)展提供動能轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵。