37亿年前，太古宙时期的地球出现了生命①。

在地球生命发展史上，微生物的历史非常古老，早于动物、植物，更早于人类。地球生命起源时间的研究，很重要的方式就是通过研究古微生物化石的年龄来判定。

据估计，地球上微生物的总数约有50万~600万种，其中已记载的约20万种。目前人们所了解的微生物种类，至多也不超过生活在自然界中的微生物总数的10%②。

微生物在天地间无所不在，绵延不绝，是自然界最强大和最活跃的生命群体，也是地球生命活动循环中不可或缺的元素和链条。真菌、真菌……这些原始的存在无时不刻、无所不在的影响着地球上所有生物的运转，从面包、酸奶、豆腐、泡菜，到酿酒、制醋，这些食物都与微生物关系密切。

比如，茅台镇的酱酒，就是微生物与人类相互造化的清晰缩影。

从道法自然的天人合一，到科学研究的兢兢业业，茅台镇酱酒无法在异地复制的谜题渐渐露出真容——那是一组源自微生物的密码，也是一份穿越时空的太古契约。

对微生物的研究和应用，是近现代中国白酒技术革新的主旋律，我们至今仍在这条道路上探索着新的宝藏。

01茅台镇酱香之谜

中国古人采取自然发酵方式酿酒，并不知微生物为何物，没有人为接种和进行定向纯培养，但一个不变的事实是：离开特定的地理区域，就产不出特定的好曲、好酒。这个谜团直到数百年前才被科学解开,是微生物的生命活动及其区系锁定了特定的环境，左右了相关的物质变化过程。

“茅台镇的酱香酒无法复制”，这是我们耳熟能详的一句话。一位多次登顶中国首富榜的大佬说，他很难相信支撑这句话的原因是“茅台镇的空气中有一种神秘的菌在飞来飞去”。

然而，众多研究却表明，茅台镇高品质酱香酒的酿造，确实与其独有的“菌”密切相关。

这些酿酒过程所涉及的微生物包括四大体系：富集在水系、土壤、空气和岩石中的环境微生物，酒曲中的微生物，糟醅中的微生物以及深居在窖池、发酵房、贮酒间的微生物。参与酿酒的微生物种群也有两大类，即真菌、细菌。它们共同构成了酿酒环境中特定的微生物群落。

中国白酒酿造采取的是开放式生产操作，尤其是茅台镇酱酒这种长达一年的酿造过程，这些无孔不入的微生物以自然接种的方式，进入了发酵的全过程。人类无非是借助和利用它们的生命过程去生产好酒。

（茅台镇）

早在上世纪50年代末，在“茅台酒要搞一万吨”的指示下，茅台酒厂在距离茅台镇二十多公里的地方设厂实验，首次尝试异地酿制茅台，但最终却得出了“茅台酒只有在茅台才能生产”的结论。

对于失败原因，我国著名微生物学家、中科院院士、中国现代工业微生物学开拓者和奠基人方心芳先生在赤水河沿岸实地调查后，提出了“茅台酒的特有风味，主要来自耐高温细菌”的论点。

从此以后，人们加大了对微生物的研究，试图揭开茅台镇酱酒的奥秘。

上世纪70年代末，相关部门再次探索异地酿造茅台的可能性，组织茅台厂技术骨干成立攻关组，选择与茅台镇地形地貌、温湿度都十分接近的地方进行尝试。然而，经过十年的努力，专家组虽然生产出了色、香、味、酒质接近茅台水平的“茅艺酒”，但却始终无法完全复制。

在环境相似、技术人员均来自茅台的情况下，差别究竟来自何处呢？

人们在对茅台酿造核心产区及外围地区的空气微生物群落解析后发现，茅台镇的微生物特有种类最多、多样性最高，且空气中酿酒微生物的含量呈距离衰减模式。

微生物的种类、丰度和密度，决定着所在区域酿出的酒的风味和品质。因此，酿酒微生物的分布状态，就是茅台镇酱酒的核心秘密。

02看不见的“酿酒大师”

茅台镇的酿酒微生物究竟有多丰富？

截至目前，“茅台镇第二大酿酒企业”国台酒业集团科研团队已经在国台酒酿造过程中鉴定出了451个属的1073种微生物，主要为酵母菌、细菌和霉菌等。然而，相比于环境中实际存在的总量来说，这些发现还只是冰山一角。

在酿造过程中，这些微生物有着不同的分工。其中，霉菌是酿造过程中糖化反应的主力，而酵母菌则和细菌一道，建立起了酱酒独有的风味体系。酱酒中有益物质“四甲基吡嗪”则来自于芽孢杆菌代谢。

这些古老的生命会代谢产生大量的新物质(主要有醇、醛酸、酯等)，丰富的微量组分集合成就了酱酒浓郁的香味、丰厚的口感。目前，酱香白酒中含有的已知物质已经超过3000种，虽然它们仅占约2%的比例，但却是酱酒酒体的绝对核心。

（国台酒业集团部分科研技术团队）

从这个角度来看，在将原料变成酒并赋予其独特风味的过程中，这些微生物居功至伟。因此，行业也将他们亲切地称为“看不见的酿酒大师”。

然而，要让这些大师愉快地工作却不是一件容易的事，茅台镇之所以能成为微生物的“快乐老家”，更非朝夕之功。

国台酒业集团技术总监卢君表示：茅台镇四面环山，一水中流，地处河谷地带，冬季暖和，夏季炎热，年平均湿度大、空气相对流动性小，形成了一个相对封闭、有利于酿酒微生物生长的小环境。除了外在的“天赋”，茅台镇在近两千年的酿酒活动中，也驯化和自然筛选了一个特殊的微生物群系，从而逐渐形成了一个独一无二、无法复制的微生态环境。对茅台酿造核心产区、往外扩散的缓冲区和外围区环境空气的微生物群落解析发现，茅台镇的微生物特有种最多，微生物多样性最高。这种微生态，就是支撑茅台产区的核心。

03微生物的智能化新表达

在酿酒这一过程中，在人与技术与微生物之间，是一种“天作之合”关系。

如今，在科学的基础上形成了这样的常识: 酿酒过程的本质就是微生物的生长繁衍，代谢产物的生成与积累，以及人对它们的诱导、驯服、胁迫、优化的利用过程。

因此，从产区概念来看，茅台镇拥有不可复制的微生物资源，然而，想要真正酿出高品质的酱酒，还需要产区环境微生态与酒厂酿酒微生态的和谐统一。这也是为何同在茅台产区，各家酒企酿出的原酒风格也各有千秋的原因。

故而，为了能维持良好的酒厂酿酒微生态，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。”

在技术方面，通过二十余年的智能化探索，国台已经在这方面位居前列。

从创立之初，国台经历十余年时间，认真学习、实践茅台镇酱酒酿造技艺。2011年，国台投资兴建了国台酒庄，开始推进智能酿造创新实践，至今已有13年。通过6次创新迭代，国台建立了酱酒产业第一个全生产链智能化工厂，使人均年产能提升60%、基酒合格率达到100%，并在减少土地使用、降低用水/天然气、清洁生产等方面取得了显著成果。数据显示，2024年国台总投产大曲酱香型白酒2万吨，智能酿造车间投产超1万吨。另据中国酒类流通协会“华樽杯”第十五届企业品牌价值评议组委会评测，2023年国台酒品牌价值达2062.68亿元，位列中国白酒第十名、贵州白酒第三名。

（国台酒庄智能酿造一车间中央控制室）

值得一提的是，这样的智能化工厂建设，离不开国台对酿酒微生物系统、科学的研究，从而使智能模拟传统生产有了更多可控、客观检测的依据。

经多年研究，国台已经建立了酿造微生物菌种资源库，解析了国台酒品质酿造的微生物基础，为品质导向的发酵调控技术构建提供了素材；还建立了酿酒微生态“菌系”评价体系，通过定量的方式确定了酿造过程中起关键作用的微生物种属相对丰度范围。

去年年底，由国台酒业集团、天津科技大学共同完成的“酱香型白酒发酵过程微生态调控及品质提升关键技术与应用”科技成果通过鉴定，丰富了对酱香型白酒酿造微生态演替变化规律的认识，解析了不同品质酿造过程中风味物质的变化差异，项目整体技术达到国际领先水平。例如在粟酒裂殖酵母的耐酸机制、酿造微生态演替变化规律等方面，都取得了新的研究成果。

今年，国台继续加码微生物研究，与天津科技大学合作开展新的研究课题——《酱酒酿造微生态三系标准评价体系及调控技术开发》，探索制定发酵过程中的“三系标准”，除常用的理化检测外，增加了生物酶和微生物的检测和控制，从根本上保障了生产质量的稳定。

通过这些探索，国台探明越来越多微生物的作用机理，正逐渐揭开酱酒的神秘面纱，推动酿酒从传统向智能转变。

04第四次酒业技术革命新方向？

众所周知，白酒是全世界唯一开放式、固态发酵的酒种，酿造过程相较于其他单一菌种酿造的酒要复杂得多。其中，酱酒原酒仅酿造过程就要持续一年之久，这个过程中，参与的微生物众多，“12987”的工艺环节背后，是上千个需要进行数字解析的关键点。

对此，国台酒业集团方面指出，收集并解析每一个酿酒环节中的海量信息，并建立数据库是最难的环节。即使如国台这般走在智能化前列的企业，目前也只能解析透彻关键步骤。

（国台智能酿造车间上甑区）

如此艰巨的任务，值不值得坚持？

在笔者看来，这是坚持以消费需求为导向，用科学语言表达好酒本质的必由之路。对微生物的探索和智能化表达，透露出中国酒业技术革命的最新方向。

中国白酒发展史上，有三次公认的技术革命，分别是制曲技术、蒸馏技术、勾调技术的发明和使用。每一次革命，都让人们对酒的酿造原理有了更深的理解，也让酒质得到飞跃。

随着技术的成熟，人们也逐渐意识到，中国白酒“天人共酿”更核心的本质是人来辅助微生物进行酿造。因此，近代以来，对微生物的科学研究与智能表达成为了提升酒体质量、维持品质稳定的重要工作。

1931 年，黄海社创立了我国第一个专门研究应用微生物的实验室，探索我国传统微生物的研究工作，其中酿酒就是主要研究方向之一。1932年，方心芳先生与金培松先生，以及他的导师孙学悟共同建立了“中国白酒微生物代谢组分学说”，为中国白酒的新技术提供了发展方向。

跟随先驱的步伐，越来越多的酒企也在后来加入探索。伴随着各项研究成果的使用，中国白酒的品质进一步提升。借助科学手段，酒业也有了向消费者讲清“何为好酒”的新方式。

目前，市场已经呈现出“以消费为导向”的趋势，在消费者受教育程度越来越高、信息壁垒越来越低的当下，只有真正的高品质产品才能吸引到他们。因此，中国白酒品质的科学表达就成为了当下及未来沟通消费者的必经之路。

因此，在很多人看来，基于微生物的科技探索与应用是中国白酒第四次技术革命的方向。这样的变革，既是酒业的主动探索，也是消费端需求的倒逼。

对此，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。

天地人和，无论是道家朴素的世界观还是精密的科学测量，当我们读懂了这份来自太古宙的契约，方能真正领悟白酒的神奇与美妙。

【①：地球生命的起源时间存在多种说法，但目前的化石证据只能追溯至37亿年前；②：数据来源于周德庆:《微生物学教程》(第3版)，高等教育出版社，2011年；③本文内容部分参考《茅台密钥》，特此感谢。】

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