科學之美 茅臺的“五色”科技版圖

端午前后，雨水增多，氣溫逐漸升高，貴州茅臺又迎來新一輪大曲生產(chǎn)的黃金時節(jié)。

在制曲車間，踩制而成的龜背形曲塊被放入發(fā)酵倉中，歷經(jīng)40天左右的發(fā)酵，曲塊溫度最高可達60℃以上。在此期間，曲塊中的微生物充分生長繁殖，促進了大曲的發(fā)酵成熟。

端午制曲，重陽下沙。順時生產(chǎn)，酒香天成。一瓶茅臺酒，凝結著古老的工藝智慧和現(xiàn)代的質(zhì)量管理成果，蘊含著無數(shù)茅臺人的匠心和誠意，也蘊藏著眾多等待破譯的科學“密碼”。

千百年前釀酒人的說不清道不明，隨著科學技術的發(fā)展，茅臺酒釀造的“神秘面紗”正被逐漸揭開——站在前人打下的厚實基礎上，茅臺逐步構建形成了基礎研究體系、釀造工藝技術體系、酒體設計體系、品質(zhì)評價體系和全產(chǎn)業(yè)鏈食品安全管控體系等五大釀造關鍵核心技術研究體系，將傳統(tǒng)工藝與現(xiàn)代科技深度融合，體現(xiàn)茅臺的科技之美。

作為依托傳統(tǒng)經(jīng)驗成長起來的現(xiàn)代企業(yè)，在“玄學和科學”的選擇題上，茅臺毫不猶豫站隊后者，因為在全球卓越企業(yè)的殿堂里，科學是唯一能夠盛放匠心信仰的祭臺。

看不見的微生物站在C位

茅臺把自己的科技版圖中，最為尊崇的C位，交給了看不見的微生物?？床灰姷奈⑸锍錆M了智慧，茅臺酒中的風味物質(zhì)就是微生物智慧的表達。

茅臺技術中心實驗室里的實驗臺上，擺放著很多袋裝的茅臺酒釀造原料高粱樣品，樣品袋上標記著這些高粱的基礎信息，比如產(chǎn)地、高粱品種類型等，這是技術中心進行研究使用的。

記者看到科研人員正在將小麥磨碎、高粱破皮。據(jù)介紹，對破皮的高粱進行糊化糖化處理后制成特制培養(yǎng)基，然后將微生物接種到培養(yǎng)基上進行培養(yǎng)。這是模擬茅臺酒的釀造環(huán)境，模擬釀制環(huán)境中微生物的生長環(huán)境。這個模擬過程無限接近真實的釀造過程，得出的數(shù)據(jù)和結果就更加準確。

通常在實驗里的微生物研究，一般采用人工合成培養(yǎng)基或者液體培養(yǎng)基來對微生物進行培養(yǎng)，茅臺技術中心副主任、高級工程師楊帆說：“茅臺的研究是要落到實地生產(chǎn)的，所有的研究應該是要為生產(chǎn)服務，所以我們在研究茅臺酒的釀造微生物的時候，采用了模擬釀造環(huán)境的固態(tài)培養(yǎng)基?！?/p>

在培養(yǎng)的微生物生長到一定程度的時候，通過先進的儀器和檢測技術，對培養(yǎng)的微生物進行分析鑒定，對微生物在生長過程中代謝的產(chǎn)物進行分析，從而解析出茅臺酒風味物質(zhì)的代謝途徑及代謝微生物。

“有什么新的技術我們都愿意嘗試?！?012年，楊帆建議茅臺引入二代測序技術投入使用，緊接著高通量測序技術投入使用、多組學技術聯(lián)用，助力了茅臺對茅臺酒釀造微生物的研究科技水平飛躍式發(fā)展的實現(xiàn)。

十年間，通過對曲醅、酒醅和釀造環(huán)境中約9800余個樣品進行解析，發(fā)現(xiàn)了茅臺釀造體系中存在的1946種釀造微生物。

在這個浩瀚的王國里，茅臺的科研人員完成了乳酸桿菌、芽孢桿菌、釀酒酵母、擬青霉等17種功能微生物代謝途徑解析，涉及1200余種風味化合物。

“空杯留香”“果香”“花香”“酸香”……這些感性的形容詞，有了精準的科學詮釋。茅臺已經(jīng)獲得一張茅臺酒釀造微生物的代謝全局圖，從哲學意義上講，茅臺對于“我是誰？我從哪里來？”的追問，已經(jīng)有了部分答案。

茅臺充分運用微生物研究、風味解析等基礎研究成果，闡釋傳統(tǒng)工法科學性，不斷完善工藝技術標準和規(guī)范以固化傳統(tǒng)工法傳承，通過建立知識庫、拍攝操作視頻、制作宣講PPT等措施對傳統(tǒng)工法要義進行全面宣貫，確保傳統(tǒng)技藝操作落地執(zhí)行不走樣、不變形。

“以前雖然知道會用酒糟覆蓋晾堂、會采用清蒸的方式處理酒糟，但當時只知道這樣做有效果，卻不知道為什么要這樣做，通過參加講座，我們對茅臺酒釀造中微生物的作用有了新的認識和感受，受益匪淺?！边@是去年茅臺技術中心黨支部開展“科技進車間 創(chuàng)新下晾堂”微生物專題科普知識講座時，一位老酒師發(fā)出的感慨。

逐步接近釀造“盲盒”的肌理

第三個哲學問題，當然是“我要向哪里去？”

制酒車間的晾堂寬闊明亮，勞動者們專注的身影，像另一種版本的沉思者。

茅臺制酒三十車間20班，酒師黃安林就是其中之一，在晾堂一邊測量堆積溫度，一邊通過茅臺生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)上報數(shù)據(jù)。

釀造業(yè)因為發(fā)酵的特質(zhì)，許多生產(chǎn)過程無法精準掌控，只能憑借經(jīng)驗獲得大致了解。

上世紀90年代黃安林進廠，從父親手里接過锨把時，茅臺還保留了很大部分的傳統(tǒng)人工操作，交酒、運曲等純?nèi)斯し绞絼t升級為機械化設備。就像每次“堆子”下窖，黃安林要全程指揮行車工下斗，一點都不敢馬虎，還要不停潑灑尾酒，就是要保證窖內(nèi)發(fā)酵的質(zhì)量。

入窖前，黃安林和同事們憑著經(jīng)驗，借助一些技術手段做好所有工序操作后，能做的就是等待結果了。不過，這一等待告別了過去的未知，用手機登錄生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，查詢自己本輪次的檢評結果，還可以查閱前幾個窖的窖內(nèi)檢測數(shù)據(jù)，從數(shù)據(jù)判斷，前面幾個窖七輪次產(chǎn)量應該符合預期，黃安林更有底了。

“不要小看這一數(shù)據(jù)，窖池作為釀酒微生物進行窖內(nèi)無氧發(fā)酵的主要場所，在茅臺的生產(chǎn)中有著非常重要的作用?！秉S安林說，如今在茅臺29個制酒生產(chǎn)車間，9000多個窖池的相關數(shù)據(jù)都已上傳至生產(chǎn)數(shù)據(jù)系統(tǒng)。

從2006年起，經(jīng)過近十五年不間斷的追蹤研究，茅臺已經(jīng)形成了一套包含樣品前處理、風味解析和數(shù)據(jù)分析的風味剖析技術體系。這一體系集成了20余種先進技術，形成了45個分析測試方法，產(chǎn)生了11件國家發(fā)明專利。

每天，茅臺全廠各個班組各個環(huán)節(jié)的工藝數(shù)據(jù)，均會從酒師、工藝員、檢驗員的手中上傳到后臺終端集中收集。經(jīng)過分析處理的數(shù)據(jù)，上報到公司工藝技術指導小組，實時對生產(chǎn)過程、結果做出分析后，又反饋至生產(chǎn)一線。

點滴積累，茅臺正充分運用微生物、風味等基礎研究成果，一步步打開釀造“盲盒”的肌理，闡釋傳統(tǒng)工法科學性，不斷完善工藝技術標準和規(guī)范以固化傳統(tǒng)工法傳承。

通過科學總結傳統(tǒng)工法、強化數(shù)據(jù)體系建設、持續(xù)工藝改進，茅臺工藝技術體系越發(fā)豐滿，繪制出傳統(tǒng)釀造順應天時作業(yè)模型，固化茅臺酒生產(chǎn)調(diào)度順應天時的規(guī)律，同時運用信息化手段，全過程收集微生物、理化、感官、工藝參數(shù)、產(chǎn)質(zhì)量等數(shù)據(jù)，經(jīng)過整合、分析及應用后建立預測模型，構建了“感官+數(shù)據(jù)+過程”的生產(chǎn)綜合判斷體系及工藝指導方法體系。

與此同時，茅臺還以綠色、高效為目標，在充分尊重傳統(tǒng)工藝文化內(nèi)涵的基礎上，科學審慎開展工藝改進試點，機器學習、機器上甄、智能行車、尾酒傳輸自動化、中水回用、余熱回收等一批工藝技術研究項目密集啟動，生長著經(jīng)驗+數(shù)據(jù)、知識+技能復合集聚的“茅臺智慧”。

科技和技藝的結晶

3月20日茅臺科創(chuàng)大會上，茅臺首席勾兌師王剛榮獲首屆茅臺杰出人才獎，作為新一代珍品茅臺的設計大師，這個榮譽為他28年的勾酒生涯加上了美好的備注。

“常常一坐就是好幾個小時，不斷琢磨反復試驗，幾乎每天都要品嘗一百多個酒樣?！蓖鮿傉f，28年來，每一個勾兌要領他都牢記于心，每一種酒體特征都悉心捕捉，每一個酒品都真誠對待。

王剛回憶，在勾兌茅臺新款珍品的時候，他幾乎是住在了勾兌室里，認真比選每一壇基酒，精心選出用于勾兌珍品的每一支基酒樣品，認真品嘗、細心體會，仔細記錄拿捏它們的風格，反復地品評、勾調(diào)、再品評。

“創(chuàng)新性地融合現(xiàn)代風味分析技術和酒體設計理念，讓已經(jīng)自成體系的老酒融入整體，表達出完美風格?！泵┡_集團總工程師王莉評價珍品時如是說。

王莉的話里透露的秘密是，茅臺勾兌大師所依靠的，已經(jīng)不僅僅是技藝本身，還有基酒大數(shù)據(jù)的智慧保障。

在茅臺的勾貯車間里，勾兌師們輕手拿起15毫升的不銹鋼量杯，先量取一定的基酒放入燒杯中調(diào)勻，再仔細嘗評勾兌的酒樣。他們手邊放著紙筆，面前還配置有電腦——數(shù)百個基酒樣品的感官特征被仔細記錄，而不同配比的樣品組合，也會在仔細品嘗后被登記在冊。

反復比較、反復分析，最終的勾兌方案才能確定——其過程通常會耗費一到兩月時間。王剛說，為了確保不同的勾兌師能勾兌出口感一致的合格產(chǎn)品，每次在開展大型勾兌前，茅臺都會對勾兌小樣進行層層評審?！笆紫?，我們內(nèi)部就會先對樣品進行三次評審，三次評審會選擇不同的時間點，這樣才能確定樣品的質(zhì)量是否具有穩(wěn)定性?！?/p>

據(jù)悉，茅臺充分利用感官及風味組學對不同風格特征、不同年份基酒進行剖析，全面掌握基酒資源狀況，科學制定基酒資源分級規(guī)則表彰，建立了“酒盡其用、酒盡其材”的基酒資源分級規(guī)劃綜合利用體系。同時，以勾兌合格率、基酒利用率為核心質(zhì)控、效益指標，茅臺構建形成尊品、珍品、精品、經(jīng)典茅臺酒產(chǎn)品分級體系及相應勾兌技術規(guī)范，同步形成典雅、清雅兩個系列五個等級醬香系列酒勾兌技術規(guī)范，醬香系列酒產(chǎn)品質(zhì)量全線提升。

綜合利用風味導向技術，有效結合傳統(tǒng)勾兌技藝特點，近五年，茅臺酒勾兌合格率穩(wěn)定在95%以上，較2011年提升約20%，當季成品率提升約15%，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提高，生產(chǎn)效率持續(xù)提升。

酒好不好一眼“看透”

每個人的臉頰都是唯一的，通過“人臉識別”可以識別一個人。茅臺酒獨特的風味就是它的“臉頰”。茅臺酒的“標準臉”，也就是茅臺酒的用來進行“識別”的最初的標準酒，是代表茅臺最高評酒水平的品酒委員會經(jīng)過嚴格程序選定的。

這就是茅臺集團構建的基于風味導向的相似度評價體系，通過這個“人臉識別”環(huán)節(jié)，是不是標準的茅臺酒風味，一測便知。

3月18日，記者走進茅臺集團白酒檢測實驗室，檢測人員正在通過現(xiàn)代科學儀器對待包裝茅臺酒進行檢測?；ㄏ?、水果香、青草香、堅果香、干植物香……在一幅八個香氣維度組成的雷達圖上，茅臺酒的感官特征通過儀器分析變成了數(shù)據(jù)化和具象化表達。

“藍色線是標準茅臺酒樣，紅色線是待包裝茅臺酒樣，兩條線的輪廓基本重疊，說明它們的風味物質(zhì)基本相似?！泵┡_集團白酒檢測實驗室主管林琳介紹說，出廠前的每一瓶茅臺酒的風味品質(zhì)輪廓都要跟標準酒進行對比，評價風味品質(zhì)相似度。每個風味維度的相似度，總風味維度的相似度，所有的待包裝酒都要進行對比，只有相似度達到標準樣的80%以上才能出廠。

這個評價體系于2013年開始構建，2017年正式運行，至今累計應用于1400余批次的出廠茅臺酒風味品質(zhì)穩(wěn)定性評價，2021年出廠茅臺酒批次風味品質(zhì)相似度近90%，成功保證走向市場的茅臺酒風味品質(zhì)穩(wěn)定統(tǒng)一。

茅臺酒的風味品質(zhì)以前主要是采用傳統(tǒng)白酒感官品評評價法，由出廠酒評委共同評價，評委按照茅臺酒的感官標準，進行色、香、味、格等方面與標準樣品對照進行感官品評。現(xiàn)在則將人的感官評價和現(xiàn)代儀器的評價結合起來，豐富了評價手段，給茅臺酒的品控再加上了一把鎖，更加保證茅臺出廠酒的品質(zhì)和風味的穩(wěn)定。“品質(zhì)和風味穩(wěn)定不穩(wěn)定，合格不合格，茅臺酒評價體系用數(shù)據(jù)說話?！绷至照f。

茅臺如今已準確定性茅臺酒中的965種風味物質(zhì)，明確其中730種有風味貢獻，361種有關鍵風味貢獻，形成了茅臺酒風味物質(zhì)數(shù)據(jù)庫和實物標準庫，完善形成包含112項指標在內(nèi)的感官、理化、風味協(xié)同的品質(zhì)評價體系，實現(xiàn)了茅臺酒風味品質(zhì)表達的可視化。

2018年，茅臺白酒風味品質(zhì)評價體系的建設及應用項目，榮獲了“中國酒業(yè)協(xié)會科學技術進步獎”一等獎。這是對茅臺風味導向的相似度評價體系的肯定。

打造食品安全的數(shù)據(jù)防護鏈

貴州茅臺技術中心第二研究室科研員趙尚碧介紹說，食品安全鏈建設是一個大概念，紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行。

“親自去嘗試、去發(fā)現(xiàn)?！奔夹g中心位于赤水河畔的飛天樓，醒目的仙女圖與中心的科創(chuàng)精神遙相輝映，這里的科研人員每天都在與各種科學儀器和數(shù)據(jù)打交道，成為茅臺食品安全保障體系建設重要的一環(huán)。

食品安全保障體系建設就如一株參天大樹，我們嘗試著從細枝末節(jié)來尋找茅臺食品安全的密碼。

50平方米的實驗室錯落有致的擺放著各種科研儀器，一批剛進廠的瓶蓋第一站就來到技術中心第二研究室，這批瓶蓋將在這里完成它的進廠首次安全體檢——就像人們?nèi)メt(yī)院做體檢，最終以數(shù)據(jù)為依據(jù)。

這批瓶蓋在進廠之前已經(jīng)經(jīng)過相關指標檢測，符合國家標準，但科研員在此基礎上還要再次進行食品安全評估。這也意味著，所有進入第二研究室的被檢樣品都要經(jīng)歷過五關、斬六將。

科研員將乙醇水溶液倒入瓶中，蓋上瓶蓋，將其倒置于桌面，經(jīng)過觀察沒有滲漏的情況后，放入60°恒溫烘箱中，在經(jīng)過至少10天的恒溫儲存之后，取出一定量的制備液，經(jīng)一系列預處理后，放到氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀上進行測定。

氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀可實現(xiàn)不同性質(zhì)的物質(zhì)分離和鑒定，把上百種物質(zhì)分離開來，數(shù)據(jù)最終會通過質(zhì)譜以譜圖的形式呈現(xiàn)在屏幕上，科研人員將根據(jù)自己的經(jīng)驗結合數(shù)據(jù)庫采取針對性分析，判斷是否有風險物質(zhì)檢出，如有則需明確物質(zhì)含量，對照國際國內(nèi)相關標準要求確認其是否符合食品安全的要求，或者是否還需進一步研究。

第二研究室通過技術創(chuàng)新合作項目的形式與國內(nèi)食品安全領域內(nèi)權威機構合作，通過利用一系列先進方法手段、儀器設備等建立高通量分析方法，建立對潛在的未知風險物質(zhì)分析識別的能力，持續(xù)強化茅臺食品安全的防護盾。

“全產(chǎn)業(yè)鏈食品安全保障體系建設，覆蓋了從原輔料、生產(chǎn)過程、產(chǎn)品乃至下游等整個產(chǎn)業(yè)鏈，建立起了包括‘預警、評估、研發(fā)、監(jiān)控’四大食品安全技術平臺?！壁w尚碧告訴記者，全產(chǎn)業(yè)鏈食品安全保障體系各平臺環(huán)環(huán)相扣，除了順應季節(jié)的鶯飛草長工藝，更有現(xiàn)代科技力量的護航。