3月20日,茅台集团2023年度科技创新工作会召开的前一天,对于众多一线茅台科研人员和他们的合作伙伴来说,是相当重要的日子。
当日,在由中国轻工业联合会组织召开的科技成果鉴定会上,“制酒过程多维评价体系构建与应用”和“茅台酒酿造过程酵母菌全程解析与资源挖掘”两个项目获得了来自专家组的权威肯定,中国工程院院士吴丰昌、陈坚和中国酒业协会理事长宋书玉三位大咖带队的鉴定委员会一致认为:两个项目均达到国际领先水平,建议进一步扩大推广与应用。
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据悉,“制酒过程多维评价体系构建与应用”项目由贵州茅台酒股份有限公司完成。在业内人士看来,两个项目不仅是茅台在酿造微生物、酿造过程等基础研究领域均取得的重大突破,形成了符合企业发展需求的研究技术储备和技术体系,同时也为白酒的风味和品质的稳定提供了科学证明,对于推动整个白酒业产业未来发展具有重大意义。
从“传统生产”走向“智慧制造”
春分将至,茅台酒制酒生产已进入第三轮次,在各制酒生产厂房内,茅台员工们全身心地投入到茅台酒黄金轮次生产中。
这甑酒醅能出多少酒? 以前,这个茅台制酒工人都很关心的问题,如今已变得不太重要,他们把更多心思都放在质量的把控上。
因为,早在开烤前的一个多月,茅台集团生产管理部就已知晓了答案,且误差每甑不超过2公斤。
这是“制酒过程多维评价体系构建与应用”项目成果体现的管中窥豹,也是酱香型白酒行业由“传统生产”走向“智慧制造”的一个重要起点。
2016年10月,贵州茅台酒股份有限公司自主开展《制酒全过程多维评价体系构建与应用》项目,试图通过集成应用气象色谱技术、液相色谱技术、近红外光谱技术、物联网技术和“大数据画像”等,构建集快检体系与生产综合监测平台为一体的制酒全过程综合评价体系,为酱香型白酒发酵机理阐释和全生产链可视化质量管控提供参考。
茅台科学与技术研究院工作人员在检测分析样品。刘青 徐微 摄
走进茅台制酒十五车间,依托该项目研发的可视化技术,可以在大屏上实时看到每一个班组的生产具体情况。项目研发了智能感知终端,可以实时检测酒醅的温度、水分、氧气、二氧化碳等生产关键指标,实现了对生产全过程的实时监测。
在茅台生产综合监测及管理平台上,集成了40个相关单位的数据共享体系,每年可获得生产相关数据2000余万条,涉及各参数指标约1.5亿个,以此构建的茅台酒生产全工艺链数据库,实现了对生产全过程关键工序及操作的一体化监管。
用数据对经验进行完全的解析,同时数据也可以通过经验不断进行修正。该项目将隐性经验显性化,并转化为数字规律形成系统的生产指导意见,有效解决发酵过程中质量管控难题。
据介绍,在该项目应用之前,茅台的制酒管理方式主要是过程管理+经验判断。项目应用之后,茅台通过该项目建立的“数据+感官”“过程+结果”生产综合判断体系,确定了工艺调控可实现各轮次产量及酱香含量的结构优化,实现了年度优质稳产的目标。
宋书玉表示,该项目开发了生产过程中的快检和在线检测技术,结合传统经验“看摸闻”感官属性的总结,很有指导意义,达到了前期生产的预判。
酵母菌“领衔主演”
茅台酒为什么不可复制?是很多茅台科研者不远千里来到茅台的原因。
通过科学研究,茅台酒的不可复制性得到了解答:因为其多样、独特的酿造微生物菌群。而在这些无以计数的菌群中,酵母菌“领衔主演”。
“茅台酒酿造过程酵母菌全程解析与资源挖掘”项目,是以酱香型白酒酿造全过程酵母菌资源挖掘与产业化应用为研究对象,结合多组学技术、原位仿生培养技术与生物信息学分析方法,从微生物结构-资源挖掘-功能解析-遗传进化-产业化应用等多个维度,全面探究酱香型白酒酿造过程酵母菌资源与功能特性。
茅台酒酿造酵母菌的多样性,不仅是种类的多样,还有基因多样、不同酿造条件下的同一种类多样。该项目对茅台酒生产从下沙至五轮次堆积与窖内发酵过程酒醅样品中,筛选并获取纯培养酵母菌就高达3168株,经分子生物学鉴定,归属于20个属41个种,远超于已有白酒文献所报道的25种。
项目还发现不同种类的酵母菌在功能基因数量上,存在较为明显的差异,且同种酵母菌不同菌株之间也存在一定的差异,说明酵母菌具有丰富的基因多样性;在不同底物、环境因素影响下,酿酒酵母表现出差异性的生长特性,明晰了茅台酒酿酒酵母资源的多态性。
60年不变,“你”还是原来的“你”。“两期试点”期间的茅台酒酿酒酵母和今天的相比,在基因组层面相似度仍达99.81%,遗传关系无明显差别,但在风味物质代谢方面更为丰富,说明长期不间断的酿造活动利于选育和驯化微生物。
知其然还要知其所以然。项目对茅台酒的核心酵母菌进行代谢解析,明确其代谢机制。项目选取相对丰度占比前10的库氏毕赤酵母、酿酒酵母、蜜生假丝酵母等共计202株,进行代谢产风味特性解析。
通过模拟茅台酒酿造环境,设置不同酿造条件,对供试株进行转录组差异分析,评判环境因素对酵母菌风味代谢特性的影响,发现不同种类酵母菌代谢产生的风味物质含量存在较大差异,酵母菌代谢物中以醇类物质的含量最高,其次为酯类、酸类物质。
摘新酒。
项目建立了酱香型白酒特殊生境条件下关键酵母菌类群显色培养与筛选技术体系,明确了酿造过程中酵母菌系组成和演替规律,同时是实现了酵母菌的长期保存。系统解析了6种优势酵母菌的表现代谢特性,阐明了关键酵母代表菌株的风味代谢特性。构建了固态混菌发酵体系中功能酵母菌群靶向调控策略,通过定向干预等调控措施,实现了功能酵母菌群的结构优化。
江南大学教授陈坚院士表示,酵母菌作为功能性微生物是白酒酿造行业的研究热点。该项目系统解析了酵母菌在酿酒过程中的一些功能特性,具有重要应用价值。
科技酿“美”持续上新
茅台正用科技全方位提升企业核心能力。
这次茅台把科研项目成果鉴定会放在年度科技创新工作会前一天开,充分彰显对科研的重视。
据悉,“制酒过程多维评价体系构建与应用”和“茅台酒酿造过程酵母菌全程解析与资源挖掘”两项成果共申请发明专利12件,已授权9件,发表论文13篇,被SCI收录7篇,第一项成果已转化入微生资源库菌种实体、工艺指导、产区独特性解析等生产科研实践,成果转化率超40%;第二项成果已全部应用于生产实践。
鉴定现场,专家对成果肯定的同时也提出了期望,希望茅台的科技成果可转化为行业技术规范,助力传统白酒行业质量提升,同时,牵头进行更为深入的机理性基础研究,助推行业原始创新水平提升。
十年间,茅台不断加大科学技术创新投入,围绕全产业链各领域累计投入研发经费超60亿元,开展各类科研创新项目260多项,并逐步实施了5000多项小改小革项目,逐步构建形成了基础研究体系、酿造工艺技术体系、酒体设计体系、品质评价体系和全产业链食品安全管控体系等五大酿造关键核心技术研究体系,将传统工艺与现代科技深度融合,用科学传承美、科技创新美。
2022年,茅台集团共申请专利156项,获得发明专利123项,发明专利占比高达78.85%,领跑白酒领域。
据悉,茅台推动发明专利量质齐升,主要聚焦在新发现领域、新技术领域、新工艺领域、新设备领域四个领域。
在引领白酒领域创新升级方面,茅台从实际出发,以解决生产问题为导向,推动专利创新成果落地。比如,对酒糟、窖泥等生产废弃物开展资源化、无害化、减量化研究,开发了微生物菌剂、陶粒材料、饲料、有机肥等系列产品,持续引领推动白酒行业的高质量以及企业的可持续发展。
茅台作为世界蒸馏酒的顶尖品牌,产品力是最核心的竞争力之一,其中也都充分融合了当时在白酒领域的科研成果,为白酒产业的科学化发展起到了引领作用。
茅台1935、二十四节气产品等产品的推出,加上i茅台、巽风数字世界等在科技创新、营销创新方面的加持,让茅台在防伪、溯源、消费者大数据采集等方面与现代科技进行了完美融合。
“‘美’,是不断追求的生活哲学。”时下,茅台集团以创造“美生活”为目标而奋斗,通过科技力为“美生活”战略赋能,为消费者酿造一杯和谐、醇美的酱香美酒。
茅台集团相关负责人表示,将继续对中国传统白酒产业共性关键技术进行攻关、突破,不断推动科研成果转化落地,助推中国白酒行业高质量发展。
贵州日报天眼新闻记者 李勋 支太檾
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