【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
點擊次數(shù)：1387
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。他認為：“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。
日本微生物學家坂口謹一郎也曾說過：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重要發(fā)明。國內(nèi)外，有眾多學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)明與運用，為世界酒文化的繁榮發(fā)展貢獻了不可估量的力量。
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？”麥麯其實就是麥曲。說明當時有了多種酒曲，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到了無法再前進的頂峰，而結(jié)果確實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”。有說法認為：其中提到的“曲”就是今天大曲的前身。大曲中豐富獨特的微生物，參與酒的發(fā)酵，賦予了燒酒獨特的風味。更高酒精度、更具風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習中國酒曲技藝。隨后，這位法國細菌學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年諾貝爾生理學及醫(yī)學獎。
由此可見，中國制曲工藝對世界產(chǎn)生了深遠而廣泛的影響，也是中國對利用微生物的較早實踐。酒曲本質(zhì)上是將野生菌種進行人工自然培養(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，細菌占據(jù)主導(dǎo)地位；而隨著發(fā)酵時間，進入中后期，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)雜而細膩的風味層次。
白酒釀造過程對大曲的使用，也是其風味和品質(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——用曲量大，高粱和大曲的用量比例幾乎達到了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，溫度可達到60-65℃，高溫會降低曲中酵母菌的活性，甚至會“殺死”部分酵母菌，在一定程度上導(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。曲香作為醬酒風味的重要組成成分，也成為評判一款醬酒正宗與否的標準。
曲香是什么呢？高溫大曲在制作發(fā)酵時，溫度達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)集團攜手天津科技大學郭學武教授團隊共同建立了醬香型高溫大曲風味輪。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，還蘊藏著許多復(fù)雜的工藝標準……
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，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。這種標準化的生產(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，對曲的標準越來越高。
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)驗評估，沒有科學的評價標準。也有少部分企業(yè)或研究機構(gòu)針對機械化設(shè)施設(shè)備進行過相關(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項工藝指標標準，清晰地解構(gòu)了制曲關(guān)鍵控制節(jié)點。
（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)以萬計的人工壓曲數(shù)據(jù)樣本，制作成數(shù)據(jù)模型，進而研發(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，客觀評價大曲質(zhì)量。在生曲含水量的檢測上，國臺采用先進的理化水分檢測技術(shù)，通過精確的設(shè)備與嚴格的操作流程，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，進行了系統(tǒng)化梳理研究，不僅提煉出了上千種工藝指標，多項科技成果整體技術(shù)達到國際領(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，在實踐上始終堅持以消費需求為導(dǎo)向，不斷破解影響健康和風味的基礎(chǔ)、重大科學問題，努力讓酒釀得明白、讓消費者喝得明白”。國臺創(chuàng)始人、國臺數(shù)智酒業(yè)集團終身榮譽董事長、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。
參考資料：
1.龍隆，馮蘇寶.茅臺密鑰.中國大百科全書出版社,2014.
2.王賽時.中國酒史[M].山東畫報出版社,2018.
3.李華瑞.中國燒酒起始探微[J].歷史研究,1993.
4.傅金泉.中國五大發(fā)明之一──制曲釀酒術(shù)[J].中國釀造,1998.
5.傅金泉.中國酒曲的起源與發(fā)展史探討[J].中國釀造,2010.
6.王凡，山其木格，盧君，等.基于紅外光譜技術(shù)的高溫大曲模式識別與類黑素快速定量.現(xiàn)代食品科技，[2024].
7.譚壹,晏培,李冰冰,等.醬香型白酒功能微生物的應(yīng)用研究進展[J].中國釀造,2024.
8.徐曉萌.大曲中酯香型酵母釀造啤酒工藝研究[D].大連工業(yè)大學,2020.
9.申孟林,張超,王玉霞.白酒大曲微生物研究進展[J].中國釀造,2016.
10.楊代永,范光先,汪地強,等.高溫大曲中的微生物研究[J].釀酒科技,2007.
11.榮瑞金,李祖明,王德良,等.中國酒曲微生物研究進展[J].中國釀造,2009.
