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讲述中国白酒故事,探秘浓香正宗源头——国际期刊封面文章重磅发布国宝窖池微生物研究成果

发布时间:2021-07-22 15:30

“窖”,本是再普通不过的一件容器,直到“泥窖酿酒”工艺的发展创新,才真正赋予了窖池灵魂。故自古以来,泸州酿酒行业称“窖为酒之魂”,窖池从一个普通的容器,一跃变成了一个酿酒微生物的大千世界,甚至变成了可以传承,并持续酿造生香的“国宝活文物”。


国宝窖池群从明代1573年,到今天已经持续使用448年,是中国现存使用时间最长,保存最完整的原生古窖池群。1996年被国务院颁布为全国重点文物保护单位,2006年,因对人类文明的特殊贡献,入选“中国世界文化遗产预备名单”。当然,“国窖”也是泸州老窖酿制美酒的独特资源。440多年来,因为1573国宝窖池群的存在,泸州城的空气一直飘荡着浓浓的酒香,“中国第一窖”由此得名。

“千年老窖万年糟,酒好全凭窖龄老”——这是浓香型“老窖出好酒”的至高法则,在粮食发酵的过程中,酒糟中的有益成分和营养物质能滋养出大量的窖泥生香微生物, 微生物将粮食中的淀粉降解为糖,酵母菌则利用糖,在无氧条件下,进行发酵,将糖转化成酒。同时,在发酵过程中,产生一系列的醇、醛、酸、酯等香味物质,随蒸馏过程进入酒中,并赋予白酒各种典型香味。随着时间的推移,窖池连续使用时间越长,其功能微生物群落种类就越来越多,生产出的酒也就越香,酒质越好。


然而,至今我们对这些微生物仍然知之甚少,根据微生物学家的不断努力,在 1573国宝窖池窖群窖泥中,目前能够提取检测和认识的微生物约 1000 余种,况且她们每天都还在繁衍生息……正如著名微生物学家、中科院院士方心芳所说:“谁要是把泸州老窖窖池里的微生物研究清楚了,谁就可以得诺贝尔生物学奖。”


面对这一复杂的微生态课题,江南大学许正宏教授团队与泸州老窖国家固态酿造工程技术研究中心沈才洪主任团队确立了“窖龄酒酿造微生物组学及应用技术开发”项目,该项目历经5年研究,双方科研工作者围绕泸州老窖不同窖龄窖池群,研究了窖泥微生物群落随窖龄增加的动态变化规律;探讨了窖泥微生物群落演化的环境选择压力。

而在今年,该项研究取得了重要阶段性收获,这份研究成果不仅获得了国内顶尖微生物领域学者的认可,还发表在微生物领域经典学术期刊《Applied and Environmental Microbiology》(《应用与环境微生物学》)上,该杂志被Special Libraries Association(《专门图书学会》)评选为“过去100年中最有影响力的100个杂志”之一。


不仅如此,1573国宝窖池群更被选为当期封面,面向全球讲述中国白酒的故事,凸显了该成果的重要性,展现了国宝窖池的魅力,这也是我国传统酿造行业的物质文化遗产首次刊登在国际权威学术期刊封面。

双方团队研究发现:随着窖龄的增加,泸型酒四大酸和以己酸乙酯为主的典型风味物质在窖泥中的累积量呈明显上升趋势;与此同时,随着窖龄的增加,产己酸菌丰度及古菌中的甲烷八叠球菌属Methanosarcina丰度也随着窖龄的增加而增加,而这些菌群正是决定酒品主要风味特征物质的关键。


研究人员通过定量技术和测序研究了窖泥微生物群落的演化规律,他们还发现:不同窖龄窖泥中微生物群落的分布和组成差异显著。经过长时间跨度的连续不间断的窖池使用,窖泥中的微生物受到长时间生产驯化,窖泥自然老熟。这些研究结果再次印证了“窖龄老,酒才好”这一浓香型白酒经典酿造法则。


从上世纪60年代开始,以四川省轻工业厅食品工业研究所(现为四川省发酵食品研究院)陈茂椿、李大和等为代表的科研工作者便对“老窖泥”进行了重点分析和检测,取得了丰硕的科研成果。


经过数十年的研究、分析,特别是2003年以来,站在前辈科研学术成果基础上,泸州老窖与中国科学院、上海交通大学、北京工商大学、江南大学、四川大学、四川轻化工大学、重庆大学等高等学校及科研院所展开全面合作,打造国家级科研平台。国家固态酿造工程研究中心于2009年12月正式通过科技部批准,依托泸州老窖股份有限公司组建,是行业内唯一国家级工程技术研究中心。


泸州老窖积极探寻1573国宝窖池、大曲药这些特殊的微生物宝库。相信在不久的将来,随着科研工作者的努力,消费者们不仅能感受到“酒”的芬芳,还能了解到更多酒的科学知识和科学故事。


不同窖龄窖泥原核微生物群落结构与演化规律


窖池内酒醅中的淀粉等大分子物质在微生物的作用下逐渐降解,发酵黄水逐渐产生,黄水中有大量的乳酸、乙醇、乙酸等代谢产物,当黄水向窖底流动接触到窖泥时,这些物质可以被窖泥内微生物代谢利用。


研究中,首先考虑了黄水中乳酸和乙酸对窖泥微生物群落的影响,以这两种有机酸为主要碳源培养新窖泥,其中产酸微生物的相对丰度提高,随后进行了乳酸补料分批发酵,发现乳酸培养后老窖泥的代表性微生物产己酸菌属Caproiciproducens和狭义梭菌属Clostridium_sensu_stricto富集。它们是窖泥中主要的己酸和丁酸生产菌。


乳酸补料分批发酵中四大酸变化情况及培养15天后窖泥细菌群落组成


本研究系统的阐述了在几十年至几百年的连续酿酒活动的影响下,窖泥微生物群落规律性和方向性的动态变化。随着窖龄的增加,有利于泸型酒典型风味特征骨架物质簇的微生物种群变得丰富。酿酒活动是驱动窖池内生态系统物质交流和菌群演化的重要因素,酒醅微生物代谢产物促进了有益功能菌在窖泥中的富集,酒醅与窖泥的物质交流是窖底生香的关键原因。


本研究描绘出了窖泥微生物群落的定向演化模式,初步揭示了窖内群落演化的环境驱动因素。为优质窖泥生产和养护工艺的优化提供了科学依据。

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