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微生物也要“绩效考核”?国台酒为酱酒建立“微生物KPI”

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人们常说,喝惯了酱香型白酒,就很难再喝酒,这就是酱酒的“口感侵略性”,喝后会形成酱酒口感依赖。因为酱酒的风味极为丰盛,由简入繁易,从繁归简难,恰有一种“曾经沧海难为水,除却巫山不是云”之感。

酱香型白酒的风味有多丰富?举两个例子。

一是,目前为止,相比其他香型,酱香型白酒无法确定主体香味成分,形成多种假说,如4-乙基愈创木酚说,吡嗪及加热香气说,呋喃类和吡喃类说、糖醛、苯醛、乙二甲基丁醛10种特征成分说,还有高沸点酸性物质说等。

二是,通过风味化学来分析,酱香型白酒的风味构成,已达到了几千种,比如,贵州国台酒就初步鉴定出了有1182种挥发性物质,392种难挥发性物质,合计共1574种风味物质。

酱酒如此多的风味物质,到底是怎么产生的?

“风味大师”的造香工程

每位白酒爱好者都听过“离开茅台镇,就像造不出正宗的酱香酒”的说法,反映出酱香型白酒的酿造,对于环境条件的高依赖度,而这其中最重要的因素就是“环境微生态”。如果环境条件变化了,自然中的微生物的种类和丰度就会跟着改变,酱酒的酿造就受到了影响,风味也就不那么正宗。

在酱香型白酒的酿造生产中,有一道“高温堆积”的必须工序,蒸煮后的酒醅,堆成三角堆,放置于晾堂上自然发酵。这时环境中微生物纷至沓来,被网罗进来,参与到酿造中,这是环境影响酱酒酿造的最直观表现。

正因为环境微生物的参与,参与酱酒酿造的微生物格外繁多。比如,“茅台镇第二大酿酒企业”国台数智酒业集团就在国台酒酿造过程中就已经鉴定出了451个属的1073种微生物,其中的优势微生物菌种,包含醋酸杆菌属、分支杆菌属、克罗彭斯特菌属、哈萨克斯坦酵母属、酿酒酵母菌属、接合酵母菌属、毕赤酵母菌属等多类。

微生物种类多、数量大,它们产生的生物酶也就比较复杂,风味物质就会产生的更多。因此,酱香型白酒风味的多样性,根本原因在于酿造过程中微生物的多元化。

具体而言,到目前为止,对于酱香型白酒酿造,起到主导作用的有三大类,以国台酒的微生物研究为例:

细菌类,是酱酒酿造中产香的动力源,如芽孢杆菌属、醋杆菌属放线菌属等,像枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和解淀粉芽孢杆菌等菌株,都是重要的酱酒产香细菌。它们的发酵产物包括了吡嗪类、酮类物质、丙酸、1,3-丁二醇、乙酸和甲酯等诸多风味分子,均与酱香型白酒的风味形成息息相关。

霉菌类,则是发酵动能的“生力菌”,如毛霉、根霉、红曲霉属等,他们可以将大分子的淀粉、蛋白质,转化为单糖和氨基酸,供应自身和其他微生物使用,推动着整个酿造过程向前发展。

同时,它们也可以代谢产生丰富的风味物质,像毛霉就可代谢产生醇类、酯类和吡嗪类,根霉能够发酵产生乙酸、乙醇、乳酸乙酯、2-甲基-1-丁醇和乙醛等;烟色类红曲霉根据不同的生长期,还具有不同的风味呈现,前期能表现出浓郁花果香,后期将散发较浓的酱香味、焦香味。

酵母菌类,主要工作在于产酒,同时也兼任产香之责,如酿酒酵母属、拜尔接合酵母、毕赤酵母属等,都可以在产酒工作之余,“创作”出各种风味化合物,醇、酸、酯、醛和酮,无所不能酝酿,像酿酒酵母、扣囊复膜酵母能够产生丰富的低级酯,这类物质具有浓郁的、沁人心脾的各类花香,赋予酱香型白酒一抹清甜与甘润。

因此,酱香型白酒的酿造,实质上是一种极具魅力的“造香工程”,而微生物正是“看不见的风味大师”。

看不见的“大师”,看得见的“KPI”

“造香工程”的成功与否,得益于“风味大师”的工作质量。从这个角度来说,酿酒师似乎更像是一名管理者,如何提高酿酒微生物的工作效率和工作品质,才是酿造好酒的秘诀。

正如天士力数智健康产业集团董事长、国台创始人、国台数智酒业集团终身荣誉董事长、创新生产力总师闫希军先生所言:“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。要发挥现代生物科学研究优势,探索酿酒微生物群落及酶代谢奥秘,提高发酵质量和效率。”

微生物看不见、摸不着,又如何进行管理?

就像公司中的考核机制和OA系统,实时能够洞察到员工的工作绩效KPI和项目进展,酿酒科学家也尝试了很多方法,以对微生物进行实时监控和管理。

一开始,酿酒科技人员使用的是“传统培养法”。他们将不同生产周期的微生物,在酒醅中分离出来,然后经过生态学观察和生理生化实验,进行微生物种属归类,来研究它们的含量和类别。

看到如此复杂的步骤就能得知,这种方法操作起来并不简便。一是耗时费力,等得到了结果,发酵工作早就进行到了下一个阶段,无法实现高效的实时监管。二是这种方法只能培养0.1%-10%的微生物种类,大多数微生物都无法得到管理,这就是说,我们不知道它们到底干干了什么,甚至于不知道它们到底有没有“工作”。

后来,生物标记法横空出世。这种方法的好处很明显,即不需要再对微生物进行培养,只需要依据微生物细胞中特定生物化学物质的种类、数量,如酮类和磷脂脂肪,就能够反映某类微生物的组成与数量。

此方法虽然不依赖培养,能够让分析效率大幅度提升,但仍旧无法对微生物群系更为详细的分析。这就像在工作中,我们只能考核一个分公司的工作,但无法真正了解到每个部门,甚至于个人的绩效,管理仍旧不能彻底。

为了解决这一难题,国台数智酒业集团与天津科技大学联合,利用分子生物技术,开创了一整套关于微生物的检测和控制系统,被业内称之为“微生物的绩效考核系统”,让微生物不仅得到了实时监控和管理,还预设了KPI指标,这让酱酒的酿造更高效、具有品质。

举个例子更好理解。比如,对于酱酒酿造中的酵母微生物,技术人员通过DNA提取,结合“Yeast-ID”数据库比对,就可以将酵母菌株鉴定到种的水平,如果进一步通过inter-δPCR的方法,还可以将酿酒酵母菌株在种以下水平进一步分类。这就相当于公司的高管,能够将所有员工的脾气、兴趣、能力全盘掌握。

同时,国台研究人员还发现,酿造品质与微生态中“菌系”的丰富度和多样性变化密切相关,不同品质酿造在堆积后期的差异最为显著。基于此,他们发明了微生物的“KPI”,即以堆积后期为控制节点和调控窗口,核心功能微生物丰度TPM(CPM)>107(15G测序深度);酵母菌属:乳杆菌属≈70-80:1,是国台酿造好酱酒必须要完成的考核指标。

如前文所言,微生物是影响发酵的最本质要素,是生产品质预判的关键指标,是人工调控的核心抓手。所以,谁能真正管理好微生物,谁就能酿出更高品质美酒。

国台酒的这一整套微生物实时管控与考核的发明创新,也在中国白酒树立了品质管理的里程碑。这意味着,酿酒师可以真正从微生物演替的内在,更本质的层面上把控外在的酒体品质,提升产品质量。即使放在中国酿酒技术演变史中看,这也是一次重要的探索。

二十世纪五十年代,中国开启名酒评定,确立名酒标杆,引领行业发展,产生深远影响。时代造就名酒,名酒顺应时代。近年来,国台提出打造中国新名酒的战略,而新名酒必然是酒业科技创新的引领者和推动者。围绕酿酒微生物的科研创新为核心,国台正在建立质量标准体系,打造数智国台新名酒,引领酱香白酒品质提升和产业发展。

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