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一个科技史研究者眼里的五粮液

作为一个几乎不喝酒的人,走进五粮液酒厂的感觉,就像走进了一个神奇的世界,这里有浓郁的酒香、古老的窖池、手工操作的车间。

参观者可以在此地品鉴一小杯72度的原浆酒,尽管它没有成品酒的那种均衡感,但晶莹的酒液和强烈的口感,更让人感到一种原生的魅力。

由古至今,许多人视酒为舒缓压力、松弛身心的饮品,喝酒成为一种轻松的生活方式,但酒又不仅仅如此。

从经济意义来说,你所看到的晶莹的酒瓶里的透明液体,承载的是巨大的经济贡献——在中国,白酒是地地道道的万亿级赛道。2022年,中国白酒行业规模以上企业销售收入达到9508.98亿元,同比增长57.6%;20家白酒上市企业实现总营收4800亿元。

而这,仅仅源于老祖宗留给我们的传统工艺么?不,这里面还有科技的力量。

酿酒者就是古代的科技工作者

从某种意义上来说,古代的酿酒者,其实可以视作那个时代的科技研发人员。

传说在夏商时期,仪狄做酒醪,杜康做秫酒;到了秦汉时期,酒已经得到了极大的发展,酒已经成为了人们祭礼仪式和日常生活中的饮品;到了唐宋时期,大量和酒有关诗词作品的出现,说明了酒在当时中国人精神文化生活中的重要性。

但是,今天我们主要谈及的白酒,目前较为公认的、有确切记载的,一般从元代开始计算,也就是公元1270年左右。

记载显示,最早引入中国的蒸馏酒酿造法,原是中亚、阿拉伯及欧洲流行的蒸馏葡萄酒法,蒙古人曾借用这种方法蒸馏奶酒。而这种技术被中国本土的酿酒者消化吸收后,试蒸谷物酒而获得成功。于是,我们有了谷物烧酒,也就是今天白酒的前身。

以上说的是历史记载,而在现存的历史实物中,五粮液拥有窖池3.2万余口,其中元明古窖池不间断使用至少655年,是中国现存最早、最完整且持续使用时间最长的地穴式曲酒发酵窖池,是全国重点文物保护单位,列入“国家工业遗产”,并入选“中国世界文化遗产”预备名单。

最重要的是,这些古窖池群至今还在使用;而从中分离出的菌株,不知道改进了多少个酒厂的酿造环境。

有人认为,中国古代的炼丹家,是中国最早的化学家。而英国科学家李约瑟在其毕生著作《中国科学技术史》中,甚至将酿酒称为古代中国的“第五大发明”。

这是因为,这些古老的窖泥之中,包含了一个丰富的微生物世界。虽然酿酒者们自己用肉眼看到这种微生物,理论上是1673—1677年期间,也就是荷兰人列文·虎克发明高倍显微镜之后,但这不妨碍他们是那个时代的微生物学家、化学家和酿造工程师。

“千年老窖万年糟,酒好须得窖池老”,作为浓香型白酒不可复制的核心优势资源,拥有一大批连续发酵不间断使用的窖池群,并且用“万年糟”这种工艺,使得活态酿造延续至今,是五粮液其横跨近千年而保持风味不变的核心要素。

很多古老的产品,因为现在的技术发展逐渐消失了。但今天的白酒行业,之所以还能有万亿产值,和我们中国文化强大的内生动力有宏观上的联系,和五粮液人几乎完好无损的、极为坚定继承传承千年的酿造技艺有微观上的联系。

某种程度上说,万亿规模的白酒行业,这是没有中断过的古老文明留给今人的特殊红利。

五粮液酒是这种文化的守护者,但一个新的时代到来了。

满足市场需求为要

新中国成立以后,国内经济环境发生了极大变化,五粮液从酒坊形态变成企业,满足日益增长的市场需求成了第一要务。

1952年,长发升、利川永、刘鼎兴、天锡福、张万和、全恒昌、听月楼、钟三和等8家宜宾最著名的古传老酒坊,组建成立联营社;1954年,邓子均献出陈氏秘方,并出任技术指导;1959年,更名为五粮液酒厂。

但这些酒坊的产能和市场需求有较大的距离,因此,当时为了复制五粮液的品质,从窖泥中提取有效微生物成为关键。

其实也不止五粮液,自上世纪50年代以来,以周恒刚、吴衍庸、沈怡方等为代表的老一辈中国白酒科研工作者通过10余个白酒试点工程,绘制了我国各地区名优白酒的风味研究和微生物研究蓝图。

其中,破解浓香型白酒主体风味物质来源的微生物种类及其代谢特征谜题,是从五粮液打开局面的。

根据记载,1975年,内蒙古轻工科学研究所科研工作者沈怡方带领的科研团队在全国率先展开了窖泥微生物己酸菌种类的研究,从五粮液优质老窖泥中分离得到了优良的己酸菌菌株,并进行了广泛研究。

这些优质的菌株,被植入了一些酒厂的窖泥之中,随着工艺的不断完善,基于这一重要发现,建立起来了一整套“人工窖泥技术”,在当时推动了浓香型白酒酿造工艺在全国的推广,这也是浓香型白酒在全国产能分布相对均匀的原因。

另一个至关重要的发明,即“勾调”技术,也是五粮液人研发出来的。

勾调技术其实很早就有雏形,但其效应放大出现在上世纪50年代初。当时,由于多个原有的作坊合并为五粮液酒厂,而各个作坊之间的工艺又有细微差距,导致了成品酒风格不稳定。

当时进入五粮液工作不久的范玉平发现,同样的酒基,勾调时上下掺和动作不一致,都会导致酒样满度欠均,造成勾调后的每坛酒之间出现感官质量差异。针对这些现象,范玉平做了大量的试验和摸索,得出了“很微量的酒,也可以改变原来酒的感官质量”的认识,从而确认了“微量可影响酒质的变化”这一十分重要的概念。

基于这一认知,勾调从早期偶尔一用的行业小技巧,变成了解决白酒进入大工业时代保持品质一致性的关键。从早期有针对性地用第一调味酒解决各坛之间感官质量的平衡问题,到调味酒由单一到综合,技术要求从保持酒的香味基本一致,到保持整个酒体全面、谐调、细腻,完全达到标准要求。

值得一提的是,五粮液酿造工艺的提升,并不仅仅被视为一种传统工艺的提升,五粮液高层很早就有“生物工程”的概念,把“勾调”“万年糟”都视为生物工程项目来研究和开发,很早以前就引进现代检测设备,并广泛运用于生产的关键环节,用现代微生物工程取代老式窖泥培养法,用微机技术控制制曲,不但能保证产品质量的稳定,还可以随着研究的深入不断改进提升质量。

这其中的高峰是1989年,这一年,五粮液与中科院共同研发了计算机勾调专家系统,实现了计算机数据化与人工感官化的有机结合,综合平衡不同酒体的微量香味成分,保证并稳定了五粮液“各味谐调,恰到好处”的酒体风格。

从这个角度看,五粮液可能是中国最早把人工智能技术和酿酒核心技术联系起来并应用于生产实践的酒企,也可以说,自建国以来,五粮液从未固步自封,有很强的科研意识,依靠当时有限的科技手段,完成了五粮液从作坊到工厂的迈进,并且通过各种方式向行业推广了这些先进技术,为整个中国白酒行业的发展提供了源源不断的动力。

当前挑战和未来畅想

在参观了五粮液技术研发中心后,我们和中心负责人郑佳主任有了一次长谈。

“现在你看到的研发中心,马上就要迁入新的研发大楼了”,郑佳说:“那里将有三万平方米的研发实验室和中试车间。此外,对照国家科技进步最高奖,公司在科研投入上不设上限,尽最大努力满足各方面需求,包括人才引进、设备采购等,我们的研发人员中有博士学位的比例在20%以上。”

“另一个你可能很难注意的现象是,俗话说‘高手在民间’,我们这里是‘高手在车间’,五粮液的技术底蕴,不只是体现在有研发中心、有博士、有设备,而是自上而下尊重技术的意识,我们是技术的研发者,但掌握并运用技术的,其实是各个车间里的非遗传承人、大国工匠们,他们有极强的荣誉感,很多是干了两代、三代的五粮液人。可以说,五粮液的技术底蕴,似乎是抽象地掌握在我们技术研发中心这里,但其实更具象地掌握在这些产线上的一线工匠师傅手里,他们其实是我们搞技术突破的‘指路人’”。

创新从来都是不容易的。因为五粮液以陈年老窖池为发酵设备,依托独有的跑窖法工艺,通过泥窖发酵、分层起糟、看糟配料、量质摘酒、按质并坛等传统工艺,历经一百多道工序酿造而成,每一道工序的微调都可能出现难以预期的后果。

但这并不是意味着五粮液的研发没有方向感,郑佳说:“浓香型白酒的高稀缺性就在于其酿造工艺和窖池微生物。通过挖掘窖池的独特性与稀缺性,可以选择出更多有个性化的风味来满足不同消费者的需求,这是我们最主要的突破方向;另外,重点围绕品质提升与高质量发展,实施从原辅料、制曲、酿酒、陈酿、勾调,到包装全过程的科技创新,则是我们的整体目标。”

郑佳还讲了另外两个很有趣的故事,足见五粮液的技术底蕴以及对科技创新的努力。

1975年,内蒙轻工科学研究所从四川、江苏和河北的几个浓香型名、优质酒厂采集窖泥、酒醅、发酵泥样品35个,进行了己酸菌的分离。从中筛选出由宜宾五粮液酒厂窖泥中分离得到的己酸菌,编号为内蒙30#,产己酸最高可达0.7%以上。基于这一重要发现,实现了没有老窖泥也能推广浓香型白酒工艺,进而实现后来“浓香满天下”的市场格局。

“我们现在的技术已经远远高于那个时代”,郑佳说:“我们现在已经分离出500多个菌株,这是那个时代的技术做不到的。但也很久没有发现‘内蒙30#’这种关键性菌株了。”

其实,这种现象也符合科学规律。例如,欧文·弗莱明发现青霉素后,把人类医学推进到了抗生素时代,此后有一段抗生素发明的“黄金岁月”,人类一口气研发了许多种至今仍在使用的抗生素,但随着人类对抗生素探索的不断推进,新抗生素的诞生则越来越慢。

“旧有的方法论穷尽了,就需要和新的体系对接,打破旧有的框框,在这方面,我们选择了和知名学府等科研机构充分合作”,郑佳说:“我可以预感又会迎来一个微生物方面大有收获的黄金阶段。”

作为这个判断注脚的是,2022年初,五粮液联合江南大学徐岩教授团队课题组,从五粮液古窖泥中分离得到了一株主体己酸菌,命名为JNU-WLY1368。

JNU-WLY的前缀,分别代表江南大学和五粮液,表达了两者间的协同攻关之意,而1368,则是采用五粮液古窖池始建时间,即公元1368年,作为从五粮液老窖泥分离出来的菌株代号。

这个菌株的正式名称为“解乳酸己小杆菌”,它的发现者之一徐岩教授认为,这可能会是白酒行业的一个里程碑事件,意义重大,因为它实现了对我国浓香型白酒酿造主导功能菌科学命名上零的突破。

“中国白酒酿造涉及几百种微生物,但不少都是其他国家的科学家早已发现并命名的,而这次的发现,是经我国科学家分类并命名,并得到国际认可的白酒特有微生物,尤其是重要的是,这是起主导酿造作用的微生物,是被国际认可的浓香型白酒酿造主体功能菌。”郑佳说。

“从现象来看,窖池窖龄越长,解乳酸己小杆菌的含量越高,活性越足,这是已经被实践证实的。”郑佳说,“但本质是,解乳酸己小杆菌的新陈代谢,在窖泥微生态系统的稳态维持中,起到了非常关键的作用。它相当于我们在白酒微生物的研究已经几乎停滞很长一段时间里,找到了下一次跨越式发展发力点,它也被行业称为浓香型白酒再次突破的‘国宝’”。

而另一个故事,则和我们在车间里的所见所闻有关。

在车间里我们看到一群穿着背心、短裤的酿酒工人,用铁锹不停地翻动一堆堆酒糟。当时就有随行的人员指出,这么简单的重复性动作,为什么不让工业机器人来做?

“这个问题我们早就实践过了,但效果不好”,郑佳说:“你看似是单调的翻动,其实很有技巧,力度、角度都不同。我们用机械臂尝试重复这个动作,发现有两个困难,一个是力度不容易掌握,容易造成酒曲破碎,从而影响风味;二是动作单一重复,会造成酒曲不断升温,进而影响到后续的一系列进程。”

据郑佳描述,“用机器替代人工”这个维度,五粮液光仿生学的专利就注册了108个,每一个都可以看作是对于机器对人的动作的精妙模仿,但至今还没有一个能彻底取代人工操作。

“也许在很长的时间里,人仍然是最好的加工者”,郑佳说:“但我们也注意到了,AI、大模型等概念的提出,正在颠覆制造业,我们也是特殊的制造业,我们会密切跟进这些先进的技术,不断提升生产、酿造环节的数字化程度,做好迎接数字革命的底座打造,这个努力,我们已经开始了。”

“百尺竿头,更进一步”,但五粮液的科技创新难度,是“百尺竿头,更进一寸”。可以说,“每一寸”都必须付出巨大的努力,都需要才华、眼光和汗水,但从科技史的维度来看,这样的进步才是最扎实的正道,千年承袭的工艺要进行范式转换,极可能是渐进性的,也可能是飞跃性的。

令人欣慰的是,五粮液有重视技术的传统,有正处于当打之年的研发带头人,有足够的投入和视野的广度,而这一切,都是技术创新最好的土壤。

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