【微生物篇】你可能不知道的中國古代“第五大發(fā)明”——酒曲
發(fā)布時間：2024-08-08 17:34:51
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因“李約瑟難題”而在中國頗有知名度的李約瑟，曾有一個關(guān)于中國酒曲的觀點(diǎn)。他認(rèn)為：“制曲”不僅是中國谷物釀酒以及諸多發(fā)酵食品的催化物質(zhì)基礎(chǔ)，更是中國對世界的重大技術(shù)貢獻(xiàn)。
日本微生物學(xué)家坂口謹(jǐn)一郎也曾說過：中國創(chuàng)造酒曲，其重要性可與中國的四大發(fā)明媲美。
制曲是中國古代一項(xiàng)重要發(fā)明。國內(nèi)外，有眾多學(xué)者都將制曲列為中國古代“第五大發(fā)明”。
為什么說制曲是第五大發(fā)明？
五千多年前，自中國先民探索制曲工藝起，便開創(chuàng)了用曲釀酒的先河，并對東西方酒文化起到了深遠(yuǎn)的影響，甚至對西方現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)起到難以忽視的影響。
酒曲的形成，并非一朝一夕，其影響力持續(xù)至今。就拿白酒來說，如果沒有曲，今天“中國國酒”的寶座就可能依然由黃酒占據(jù)，而非白酒占有。這背后有著怎樣的故事？
酒曲到底有什么魅力，能競爭中國古代“第五大發(fā)明”？
煉丹意外催生了火藥，指南針引領(lǐng)探索未知，造紙術(shù)留存了知識，活字印刷加速文化傳播。而酒曲的發(fā)明與運(yùn)用，為世界酒文化的繁榮發(fā)展貢獻(xiàn)了不可估量的力量。
有考古作證明：用曲釀酒早在中國青銅器時代就已經(jīng)出現(xiàn)。
關(guān)于曲最早的記載出自周朝《尚書》——“若作酒醴，爾惟曲蘗”，大意為“想要釀酒，就需要曲蘗”。這里說的曲蘗就是早期的曲。
從一開始釀酒，中國先民就嘗試以曲釀酒。
四千多年前，小麥從西亞傳入中國后，也被用作制曲的原料。
《左傳》記載，楚國大夫申叔展問他的好友“有麥麯乎？”麥麯其實(shí)就是麥曲。說明當(dāng)時有了多種酒曲，麥曲應(yīng)該屬于其中一種。
中國酒曲技術(shù)成熟較早，是古人釀酒必不可少的糖化、發(fā)酵和生香劑。北魏《齊民要術(shù)》是我國現(xiàn)存最早的一部完整的農(nóng)書，作者賈思勰完整記載了10種制曲的方法，神曲、白醪曲、笨曲、法曲等四大類型。
美國學(xué)者羅伯特·坦普爾在《中國：發(fā)明與發(fā)現(xiàn)的國度》寫到：中國用曲釀酒，這種第一流的工藝最終達(dá)到了無法再前進(jìn)的頂峰，而結(jié)果確實(shí)造出一種酒精度很高的飲料。
唐宋時期，制曲的技術(shù)逐漸成熟，并促使了米酒向黃酒的升級。不僅如此，明清時期燒酒之所以能超過黃酒，也與曲有很大的關(guān)系。
歷史學(xué)家李華瑞在探尋中國燒酒的起始時也說道，明代時期，燒酒已取代中國延綿數(shù)千年占統(tǒng)治地位的傳統(tǒng)酒類品種——黃酒，而成為獨(dú)占鰲頭的酒產(chǎn)品。明人姚可成《食物本草》記載的燒酒工藝“以糯米、或秫（高粱）蒸熟，和曲釀甕中七日，以甑蒸取”。有說法認(rèn)為：其中提到的“曲”就是今天大曲的前身。大曲中豐富獨(dú)特的微生物，參與酒的發(fā)酵，賦予了燒酒獨(dú)特的風(fēng)味。更高酒精度、更具風(fēng)味的燒酒在不斷地發(fā)展中，一步步贏得更多人的味蕾，并衍化成大家熟知的白酒。
如今市面上常見的主要名優(yōu)白酒仍然主要以大曲為起酵劑。大曲中藏著什么秘密，使得燒酒在風(fēng)味上超越了歷史悠久的黃酒，奪得“中國國酒”的寶座？
1892年，在四川邛崍一個小村莊，一位來自法國的“洋人”正在向一群釀酒制曲工匠學(xué)習(xí)中國酒曲技藝。隨后，這位法國細(xì)菌學(xué)家卡爾梅特從來自四川邛崍的酒曲中，分離出一種“根霉菌”，完成了“阿米諾法”的發(fā)現(xiàn)，終結(jié)了西方只用麥芽生產(chǎn)酒的歷史，并用此種霉菌生產(chǎn)酒精。如今，廣泛應(yīng)用于全世界烈性酒釀造的“邛曲”生物基因，正是來自百年前“阿米諾霉”的發(fā)現(xiàn)。
中國酒曲對于西方現(xiàn)代生物產(chǎn)業(yè)的影響，還不止于此。
德國科學(xué)家羅伯特·科赫，受到中國制曲工藝的啟發(fā)后發(fā)明了固體培養(yǎng)微生物的方法，更是憑借此成績獲得了1905年諾貝爾生理學(xué)及醫(yī)學(xué)獎。
由此可見，中國制曲工藝對世界產(chǎn)生了深遠(yuǎn)而廣泛的影響，也是中國對利用微生物的較早實(shí)踐。酒曲本質(zhì)上是將野生菌種進(jìn)行人工自然培養(yǎng)，選育有益菌種，最后在曲內(nèi)積累酶及發(fā)酵的前體物質(zhì)，并為微生物的生長提供營養(yǎng)物質(zhì)。
按照制曲工藝，中國的曲主要被分為了五類，大曲作為其中之一，多用在白酒的釀造過程中，其蘊(yùn)藏的微生物格外豐富。而大曲又被分為釀造醬香型白酒的高溫大曲，釀造濃香型白酒的中溫大曲和釀造清香型白酒用的低溫大曲等。
有研究表明：白酒入窖酒醅中來源于大曲的細(xì)菌和真菌所占的比例都在80%左右。以最具特色的醬酒大曲為例，探尋大曲中微生物的秘密。目前研究發(fā)現(xiàn)，高溫大曲發(fā)酵過程中的微生物總數(shù)超過2千萬個菌落每克，大致分為生香動力的細(xì)菌、糖化主力的霉菌以及酒醅發(fā)酵原動力的酵母等微生物。
醬香大曲中的微生物不是一成不變的，而是呈現(xiàn)出一個多菌群體系動態(tài)變化的特征。具體而言，在制曲發(fā)酵的早期階段，細(xì)菌占據(jù)主導(dǎo)地位；而隨著發(fā)酵時間，進(jìn)入中后期，曲溫升高，霉菌不耐高溫，數(shù)量開始下降；同時，在發(fā)酵的前期和末期，酵母也偶有出現(xiàn)，展示了微生物群落的多樣性和復(fù)雜性。
任何一種白酒的品質(zhì)與風(fēng)味，都不是一種或幾種微生物決定的。而是與整個釀造環(huán)境中微生物的多樣性與穩(wěn)定性相關(guān)。微生物，如同自然界“看不見”的釀酒大師，它們在大曲中富集繁衍生息，相互作用，賦予了白酒復(fù)雜而細(xì)膩的風(fēng)味層次。
白酒釀造過程對大曲的使用，也是其風(fēng)味和品質(zhì)與啤酒、葡萄酒等酒產(chǎn)品差異的重要來源。啤酒和葡萄酒的釀造過程，主要是酵母菌單一微生物的作用，無需培育酒曲。
而像茅臺鎮(zhèn)正宗醬香國臺酒等醬香型白酒，除了復(fù)雜的釀造工藝和大曲的助力外，還需要包括酵母菌在內(nèi)上千種微生物的協(xié)同作用。其釀造工藝的復(fù)雜性和微生物多樣性，遠(yuǎn)超啤酒和葡萄酒。
曲中微生物種類的豐富度和活躍度，會極大影響白酒的風(fēng)味，包括曲的用量，也對白酒品質(zhì)有重要影響。
在茅臺鎮(zhèn)醬酒釀造中，有個特別突出的工藝特點(diǎn)——用曲量大，高粱和大曲的用量比例幾乎達(dá)到了1：1。通常情況其他香型白酒，用曲量都較少，為什么醬酒如此特殊，用曲量會如此大？
這與醬酒大曲的“高溫”有關(guān)。大曲在制作時，溫度可達(dá)到60-65℃，高溫會降低曲中酵母菌的活性，甚至?xí)皻⑺馈辈糠纸湍妇?，在一定程度上?dǎo)致高溫大曲的糖化力和發(fā)酵力較弱，間接導(dǎo)致了醬酒釀造過程中用曲量特別大。
醬酒在七個釀酒輪次中不斷加入曲，為的就是保持曲勢長盛不衰，強(qiáng)化香氣。所以說，正宗的大曲醬香型白酒都帶著濃郁曲香，喝起來仿佛置身于一片金色的麥田之中，空氣中彌漫著成熟的麥香。曲香作為醬酒風(fēng)味的重要組成成分，也成為評判一款醬酒正宗與否的標(biāo)準(zhǔn)。
曲香是什么呢？高溫大曲在制作發(fā)酵時，溫度達(dá)60-65℃，就像給小麥做了個深度SPA，讓小麥里的蛋白質(zhì)和糖分在高溫下發(fā)生“美拉德反應(yīng)”，釋放出迷人的焦香和熟麥子香。
在今年的一月份，國臺數(shù)智酒業(yè)集團(tuán)攜手天津科技大學(xué)郭學(xué)武教授團(tuán)隊(duì)共同建立了醬香型高溫大曲風(fēng)味輪。他們分析了高溫大曲里的揮發(fā)性化合物，發(fā)現(xiàn)了多達(dá)524種不同的香味“小秘密”，還確定了29種特別重要的香氣活性化合物，這些就像是“調(diào)味大師”，對高溫大曲的整體風(fēng)味起著關(guān)鍵的作用。蘋果切開后的水果香、桂花樹下的花香、杏仁烘烤后的堅(jiān)果香、成熟小麥的曲香等，這些高溫大曲中的香氣，是微生物代謝活躍的直觀體現(xiàn)。
（圖為不同等級醬香型高溫大曲的定量描述性分析雷達(dá)圖）
酒曲雖然有數(shù)千年的發(fā)展歷史，但是要想制作一塊合格的大曲，也并非易事。期間，還蘊(yùn)藏著許多復(fù)雜的工藝標(biāo)準(zhǔn)……
從古至今，釀酒工匠對制曲的工藝不斷探索與完善，逐漸構(gòu)建起一套既系統(tǒng)全面又深入細(xì)致的制曲工藝體系。
在蒸餾技術(shù)普及前，古人為追求更高度數(shù)的酒，釀酒工匠想法設(shè)法提高曲的發(fā)酵力。早期的曲也由“散曲”到“餅曲”，逐漸發(fā)展成今天使用的“塊曲”。
《四月法令》描述，漢代的釀酒師會用手把曲捏成高級形態(tài)的“餅曲”，然后還創(chuàng)造了“塊曲”。塊曲的發(fā)酵力更強(qiáng)，也更有利于微生物自然繁殖和生長。
北魏時期，從賈思勰的記錄中可以了解到北魏人使用一種稱“范”的專門曲模來踏曲。這種標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)方式，提高了曲的生產(chǎn)效率，也使得酒曲的質(zhì)量得到了更好地保障。
隨著時代的發(fā)展，制曲的局限性日益凸顯，對曲的標(biāo)準(zhǔn)越來越高。
曲為酒之骨。長期以來，曲的制作主要為人工操作與感官、經(jīng)驗(yàn)評估，沒有科學(xué)的評價標(biāo)準(zhǔn)。也有少部分企業(yè)或研究機(jī)構(gòu)針對機(jī)械化設(shè)施設(shè)備進(jìn)行過相關(guān)研究與嘗試，提升酒曲質(zhì)量穩(wěn)定性。
十多年前，國臺就開始探索機(jī)械制曲，致力于提高曲塊質(zhì)量和穩(wěn)定性。在尊重傳統(tǒng)制曲工藝的基礎(chǔ)上，國臺數(shù)字化解析傳統(tǒng)制曲工藝，提煉9個關(guān)鍵工序、26個環(huán)節(jié)、140項(xiàng)工藝指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，清晰地解構(gòu)了制曲關(guān)鍵控制節(jié)點(diǎn)。
（圖為國臺制曲車間）
以壓曲這一環(huán)節(jié)為例，國臺就采集了數(shù)以萬計(jì)的人工壓曲數(shù)據(jù)樣本，制作成數(shù)據(jù)模型，進(jìn)而研發(fā)出圓盤式壓曲設(shè)備，將曲塊壓至龜背形。國臺的曲塊高度差不超過2cm，控制各位點(diǎn)的密度，確保曲塊質(zhì)量的一致性。
國臺從糖化力、水分、淀粉含量和酸度等建立了一套酒曲理化指標(biāo)，客觀評價大曲質(zhì)量。在生曲含水量的檢測上，國臺采用先進(jìn)的理化水分檢測技術(shù)，通過精確的設(shè)備與嚴(yán)格的操作流程，其誤差不得超過5％，從而有效保障了曲塊的質(zhì)量。
糖化力作為衡量大曲質(zhì)量優(yōu)劣的重要因素之一。傳統(tǒng)的大曲糖化力檢測時間至少需要1.5小時，國臺通過紅外光譜技術(shù)僅需要5分鐘，極大程度上提高了檢測效率，對大曲的品質(zhì)控制能力提升到了新的高度。
微生物是白酒發(fā)酵的主力軍，了解微生物在酒曲培養(yǎng)和曲酒釀造過程的習(xí)性和功能，對提高酒質(zhì)都有著重要的影響。國臺借助PCR-DGGE等前沿技術(shù)，分析確定了醬香型大曲中的微生物及優(yōu)勢菌群，成功控制高溫大曲質(zhì)量穩(wěn)定性，保證優(yōu)質(zhì)酒品恒定。研究發(fā)現(xiàn)：醬香型白酒生產(chǎn)中的功能微生物主要集中在芽孢桿菌和以異常威克酵母、東方伊薩、粟酒裂殖為主的功能酵母上。
不僅在酒曲的研究上，近年來國臺針對醬酒釀造的全過程，進(jìn)行了系統(tǒng)化梳理研究，不僅提煉出了上千種工藝指標(biāo)，多項(xiàng)科技成果整體技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。如今，國臺在科技的引領(lǐng)下，不斷突破制曲技術(shù)的壁壘，提升酒曲質(zhì)量穩(wěn)定性，并進(jìn)一步打開釀酒微生物的“黑匣子”，推動中國白酒產(chǎn)業(yè)向數(shù)智化的方向發(fā)展。
“科研努力方向要始終圍繞‘釀好酒、酒好喝、酒喝好’這三個根本問題開展，在實(shí)踐上始終堅(jiān)持以消費(fèi)需求為導(dǎo)向，不斷破解影響健康和風(fēng)味的基礎(chǔ)、重大科學(xué)問題，努力讓酒釀得明白、讓消費(fèi)者喝得明白”。國臺創(chuàng)始人、國臺數(shù)智酒業(yè)集團(tuán)終身榮譽(yù)董事長、創(chuàng)新生產(chǎn)力總師閆希軍說。
制曲，這一少有人知的中國“第五大發(fā)明”，不僅見證了白酒品質(zhì)的不斷提升，也在現(xiàn)代科技的賦能下，正以前所未有的方式，續(xù)寫著中國白酒的未來。
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