法治號
微生物的豐富、復(fù)雜，造就了茅臺酒的美妙。
這些釀造產(chǎn)生的豐富微生物資源，能否成為下一個新興產(chǎn)業(yè)的起點？由數(shù)萬個生態(tài)位的微生物塑造的茅臺酒，還有哪些奧秘有待發(fā)現(xiàn)？品質(zhì)是否還有繼續(xù)精進的空間？釀造過程產(chǎn)生的大量副產(chǎn)物，有沒有更多“變廢為寶”的辦法？
茅臺從傳統(tǒng)釀酒的經(jīng)驗中誕生，在傳承技藝的過程中逐步形成對釀酒的科學(xué)化認(rèn)知，讓茅臺可以在科學(xué)的指導(dǎo)下優(yōu)化生產(chǎn)、提升質(zhì)量。
隨著傳統(tǒng)生產(chǎn)力的效能逐步釋放，未來要如何繼續(xù)提升釀酒主業(yè)的高度、拓展產(chǎn)業(yè)價值的寬度？茅臺將視角投向了生物科技最前沿。
3月20日，2025年春分論壇合成生物學(xué)創(chuàng)新與發(fā)展大會在茅臺國際大酒店舉行。來自清華大學(xué)、中國科學(xué)院、深圳理工大學(xué)、凱賽生物科技、中國食品工業(yè)協(xié)會、中國輕工業(yè)聯(lián)合會、中國酒業(yè)協(xié)會等學(xué)界、產(chǎn)業(yè)、協(xié)會的代表，分享了對于合成生物學(xué)的思考、探索和實踐。
合成生物學(xué)是一門融合生物學(xué)、工程學(xué)、信息科學(xué)的前沿交叉學(xué)科，作為第五代生物技術(shù)，其將工程學(xué)的原理與方法應(yīng)用于生物技術(shù)領(lǐng)域，實現(xiàn)對生命體功能的定向改造或全新創(chuàng)造，在食品等眾多行業(yè)有廣闊的應(yīng)用前景。茅臺集團黨委書記、董事長張德芹認(rèn)為，合成生物學(xué)是解碼生命規(guī)律的鑰匙，更是推動可持續(xù)發(fā)展、實現(xiàn)綠色躍遷的核心引擎，是傳統(tǒng)與未來的“共生密碼”。
茅臺集團黨委副書記、總經(jīng)理王莉結(jié)合茅臺實際，在大會上分享了茅臺對新質(zhì)生產(chǎn)力的實踐與思考，并談到了合成生物學(xué)如何助力于茅臺的未來發(fā)展。
王莉指出，茅臺是第一代生物科技的代表，在長期釀酒生產(chǎn)中，自然生態(tài)、人文生態(tài)和微生態(tài)互相促進、互為支撐，構(gòu)成了釀造生態(tài)體系，形成了茅臺傳統(tǒng)生產(chǎn)力的核心。如今擁抱合成生物學(xué)，是茅臺由傳統(tǒng)生產(chǎn)力向新質(zhì)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)變的機遇。
“茅臺現(xiàn)在的體量決定了我們必須進入高質(zhì)量發(fā)展時代，而傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展離不開創(chuàng)新驅(qū)動的產(chǎn)業(yè)支撐。”王莉說。
作為生物科技5.0版本的合成生物學(xué)近年突飛猛進，讓1.0版本的茅臺看到了向新質(zhì)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)變的可行路徑。
茅臺如何科學(xué)化認(rèn)知生產(chǎn)力？
釀酒，其實正是最早的生物制造技術(shù)之一。
中國食品工業(yè)協(xié)會總工程師李宇指出，以傳統(tǒng)釀造為代表的第一代生物技術(shù)，利用自然界的微生物開展發(fā)酵，依賴長期的經(jīng)驗積累。
早期的白酒釀造，正是對傳統(tǒng)生產(chǎn)經(jīng)驗積累、總結(jié)、運用的過程，但早期對于微生物的科學(xué)認(rèn)知有限。隨著需求端對于生產(chǎn)力的要求提升，基于經(jīng)驗的釀酒實踐不可避免會遭遇瓶頸，要么無法擴大產(chǎn)量，要么無法保證品質(zhì)穩(wěn)定。
在這樣的背景下，茅臺很早開始嘗試從科學(xué)視角認(rèn)知釀酒。
1964年啟動的“兩期試點”，確立了茅臺酒“醬香、醇甜、窖底”三種典型體的劃分，并嘗試用現(xiàn)代生物工程理論解析茅臺工藝的科學(xué)機理，試點團隊通過傳統(tǒng)培養(yǎng)技術(shù)，從茅臺釀造環(huán)境中分離微生物菌株。
1974年，國家科技攻關(guān)計劃開展了茅臺酒易地生產(chǎn)大規(guī)模試驗，證明茅臺鎮(zhèn)釀造微生態(tài)獨特且不可復(fù)制。
這一階段的茅臺，完成了第一步——初步建立對釀酒微生物的科學(xué)認(rèn)知，印證了茅臺釀酒具有工藝和產(chǎn)地的不可替代性，明確了茅臺獨特的自然生態(tài)。
在當(dāng)時的白酒行業(yè)，這是超前的發(fā)現(xiàn)，為后續(xù)優(yōu)化、提升生產(chǎn)力提供了依據(jù)。
此后二三十年，液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，技術(shù)研發(fā)快速跟進，白酒等固態(tài)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)的科研相應(yīng)冷落下來。白酒行業(yè)的生產(chǎn)力提升，主要是基于釀酒經(jīng)驗的復(fù)制，以及一部分科研成果的應(yīng)用。
一直到新千年后，隨著液態(tài)發(fā)酵產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定，科研重心重新轉(zhuǎn)向了固態(tài)發(fā)酵，白酒產(chǎn)業(yè)再次進入快速發(fā)展階段，相關(guān)的科學(xué)研究成果持續(xù)涌現(xiàn)。
在這一階段，釀酒行業(yè)多次獲得國家科學(xué)技術(shù)獎，推動白酒行業(yè)進入新一輪生產(chǎn)力優(yōu)化提升周期。如由江南大學(xué)與茅臺等酒企共同完成的“基于風(fēng)味導(dǎo)向的固態(tài)發(fā)酵白酒生產(chǎn)新技術(shù)及應(yīng)用”項目，獲得了2013年度國家科技發(fā)明二等獎，后續(xù)就運用到了白酒生產(chǎn)環(huán)節(jié)中。
此后，茅臺關(guān)于釀酒生態(tài)的科學(xué)研究持續(xù)深入化、系統(tǒng)化，包括持續(xù)開展對微生物的研究和核心菌株的發(fā)現(xiàn)，這些都幫助茅臺從科學(xué)視角充分認(rèn)識了自身的生產(chǎn)力構(gòu)成。
在3月20日的2025年春分論壇合成生物學(xué)創(chuàng)新與發(fā)展大會上，發(fā)酵與輕工生物技術(shù)出身的王莉，系統(tǒng)化介紹了茅臺對其傳統(tǒng)生產(chǎn)力的認(rèn)識。
王莉介紹，茅臺的傳統(tǒng)生產(chǎn)力核心是“三個生態(tài)”：自然生態(tài)、人文生態(tài)、微生態(tài)。自然生態(tài)主要是茅臺鎮(zhèn)以水、土、氣、植被構(gòu)成的生態(tài)稟賦，帶來了不可復(fù)制的自然生態(tài)環(huán)境；人文生態(tài)主要是基于二十四節(jié)氣開展生產(chǎn)而形成的茅臺酒工法體系，包含30道工序，165個工藝環(huán)節(jié)，結(jié)合背后的工匠精神和技藝；微生態(tài)則是基于自然生態(tài)、人文生態(tài)釀造基酒而奠定的微生物環(huán)境，具有多樣性、穩(wěn)定性和功能性。
“這三個生態(tài)之間互相促進，互為支撐，構(gòu)成了釀造生態(tài)體系，奠定了基酒的典型性和多樣性。”王莉介紹。
微生態(tài)的多樣性有數(shù)據(jù)可證——在茅臺酒的釀造過程中，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了3000余種微生物。
而這種多樣性是由時空要素塑造的。在不同的時節(jié)、空間，從微觀、中觀、宏觀不同視角觀察，微生態(tài)都會有所不同，從而對制酒生產(chǎn)帶來不同影響。
王莉舉例，茅臺在釀造過程中就發(fā)現(xiàn)，不僅不同產(chǎn)區(qū)的微生物主要菌種不同，不同海拔對制曲廠房的微生物環(huán)境也會帶來影響，較高海拔制曲廠房具有更高的芽孢桿菌豐度，且糖苷酶系多樣性更高，而較低海拔制曲廠房的克羅彭斯特菌占比更高。而在微觀層面，即使是在同一個大曲發(fā)酵倉里，不同溫區(qū)的主要菌種也會不同。此外就連釀酒的酵母菌，也要“休養(yǎng)生息”。
對于微生態(tài)在不同時節(jié)、不同空間的變化，茅臺基于研究已經(jīng)掌握了一些規(guī)律，用于調(diào)節(jié)生產(chǎn)需求，保證工藝的穩(wěn)定性和一致性。
研究過程中，茅臺也在不斷發(fā)現(xiàn)新菌種。在茅臺的窖底泥中，茅臺分別新發(fā)現(xiàn)并命名了“石窖梭菌”和“茅臺梭菌”兩株新種，其與茅臺酒基酒的窖底香有很大關(guān)聯(lián)。
“‘時’‘空’‘法’之間的相互配合、協(xié)同、平衡，是茅臺傳統(tǒng)生產(chǎn)力的體現(xiàn)，形成了茅臺獨具特色的‘時空法’匠心質(zhì)量管理模式。”王莉介紹。
如何借力合成生物學(xué)？
把握“三組關(guān)系”
隨著茅臺進入高質(zhì)量發(fā)展階段，做到以上這些，還不夠。
“茅臺現(xiàn)在的體量決定了我們必須進入高質(zhì)量發(fā)展時代，就是要抓好科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新、抓好科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的融合，因地制宜地加快發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力。”王莉認(rèn)為。
一方面，茅臺乃至整個白酒行業(yè)對于釀酒微生態(tài)的研究，也只是揭開了微生物王國的“冰山一角”。釀酒這門學(xué)問還有廣大探索空間，還有更多的未知微生物、微生物之間更復(fù)雜的關(guān)系，等待科學(xué)去揭示。
另一方面，茅臺研究微生態(tài)過程中所發(fā)現(xiàn)一些有價值的微生物，以及釀酒廢棄物中的有益成分，能否更好地產(chǎn)業(yè)化，從而形成更大的環(huán)保效益乃至經(jīng)濟效益？
作為生物科技5.0版本的合成生物學(xué)，可能蘊藏著這兩方面的解題思路。
在20日的大會上，生物科技領(lǐng)域的各位嘉賓紛紛展示了合成生物學(xué)在不同領(lǐng)域的前沿進展。
上海凱賽生物科技副總裁、首席運營官楊晨介紹了其在生物制造和生物基材料方面的探索，清華大學(xué)合成與系統(tǒng)生物學(xué)中心主任陳國強介紹了嗜鹽菌對生物制造的顛覆性變革，深圳理工大學(xué)合成生物學(xué)院院長張先恩、中國科學(xué)院院士鄧子新分別介紹了合成生物學(xué)對生物制造的驅(qū)動作用和合成生物學(xué)對大健康產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要影響。
正如與會嘉賓所說，合成生物學(xué)近十年來飛速發(fā)展，研究成果的問世周期不斷縮短，尤其是借助人工智能的支持后，研究進程有望進一步加快。
對于茅臺所處的釀酒行業(yè)，合成生物學(xué)同樣大有可為。
王莉提到，以在食品醫(yī)藥領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的角鯊烯為例，最早是在鯊魚魚翅中發(fā)現(xiàn)，但研究發(fā)現(xiàn)其在茅臺酒中也微量存在，說明釀酒環(huán)境中有微生物能生成這一物質(zhì)。如果能通過合成生物學(xué)的細(xì)胞工廠模式將其生產(chǎn)出來，既有利于環(huán)保，也造福大眾。
“合成生物學(xué)一定是開創(chuàng)未來的生物技術(shù)，茅臺作為生物制造1.0版本的企業(yè)，要積極擁抱合成生物學(xué)。”王莉認(rèn)為。
對于一家不斷優(yōu)化、提升傳統(tǒng)生產(chǎn)力而成長起來的企業(yè)，如何讓前沿科學(xué)更好地服務(wù)其發(fā)展，從而向新質(zhì)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)變？
王莉認(rèn)為，核心是要處理好“科學(xué)與技術(shù)，傳承與創(chuàng)新，科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新”三組關(guān)系。
對于科學(xué)與技術(shù)，王莉認(rèn)為，白酒釀造是本質(zhì)主義和經(jīng)驗主義的結(jié)合體，一方面要通過合成生物學(xué)等先進的技術(shù)手段，解析微生物的釀造密碼，不斷詮釋技術(shù)背后的科學(xué)本質(zhì)。另一方面要把對科學(xué)層面的認(rèn)識轉(zhuǎn)化到生產(chǎn)釀造實踐中。
對于傳承與創(chuàng)新，王莉認(rèn)為，解釋不通微生物來源、影響微生物多樣性的工藝工序都不可隨意改變，因為會影響到微生物的穩(wěn)定性和多樣性，進而影響到基酒的穩(wěn)定性和多樣性。而對于非生物關(guān)聯(lián)的工序，王莉認(rèn)為都可以做相應(yīng)創(chuàng)新，如酒庫巡檢、有機原料基地巡檢等，都可以考慮用AI訓(xùn)練的機器人代替。
而對于科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新，王莉認(rèn)為，需要設(shè)法將科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的應(yīng)用，轉(zhuǎn)化到對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈的綠色化、高端化轉(zhuǎn)型升級之中。
為我所用、我為其用：
茅臺的合成生物學(xué)實踐觀
有了辯證認(rèn)識“三組關(guān)系”的指導(dǎo)思路，茅臺具體在實踐上，該如何去擁抱合成生物學(xué)？
王莉認(rèn)為可總結(jié)為兩方面：為我所用，我為其用。
為我所用，是指通過合成生物學(xué)的手段和工具，對茅臺復(fù)雜的微生物體系進行解析，幫助我們研究清楚微生物間的協(xié)作關(guān)系，發(fā)現(xiàn)更多的暗物質(zhì)以及風(fēng)味代謝相關(guān)的功能。
我為其用，一方面是指結(jié)合茅臺豐富的微生物資源庫開展利用。茅臺在思考，其釀酒酵母、芽孢桿菌等一些極端微生物，是否可以成為工業(yè)性的底盤微生物，開發(fā)工程菌，用于生產(chǎn)一些有益健康的物質(zhì)？
另一方面，是指茅臺所處的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，具有眾多挑戰(zhàn)性的場景，可給新興的生物科技等產(chǎn)業(yè)提供產(chǎn)業(yè)應(yīng)用場景，幫助這些產(chǎn)業(yè)更快步入產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化，完成從1到100的跨越。
在這樣的實踐觀指導(dǎo)下，就合成生物學(xué)的具體應(yīng)用，茅臺已明確初步方向。
一大方向是環(huán)保領(lǐng)域，主要基于茅臺對釀酒副產(chǎn)物的資源化利用，茅臺已有諸多探索，但仍然有提升空間。
過去十多年來，在結(jié)合科研成果提升主業(yè)生產(chǎn)力的同時，茅臺也在用科學(xué)手段為釀酒的副產(chǎn)物尋找出路。2013年成立的茅臺循環(huán)產(chǎn)投公司，圍繞酒糟、窖泥、曲草等釀酒副產(chǎn)物資源化循環(huán)利用，建設(shè)了茅臺生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)示范園。這一產(chǎn)業(yè)園每年可處理酒糟30余萬噸，年產(chǎn)有機肥12萬噸、發(fā)酵飼料2萬噸、生物質(zhì)沼氣1000萬立方米。
“茅臺通過十多年的努力，實現(xiàn)了‘從土里來，到土里去’的產(chǎn)業(yè)循環(huán)，但只是實現(xiàn)了資源化，綠色化和高端化還有較大提升空間。”王莉認(rèn)為。
合成生物學(xué)技術(shù)，為廢棄物利用向資源化、高端化發(fā)展提供了路徑。
茅臺科學(xué)與技術(shù)研究院釀造環(huán)境生態(tài)研究中心主任陳筆介紹，茅臺目前正在探索包裝材料覆膜及酒瓶底座的化石基材料替代研究，利用合成生物學(xué)技術(shù)將酒糟、窖底水中的有機成分轉(zhuǎn)化為可降解生物基材料，形成的生物基材料相比現(xiàn)有生物基產(chǎn)品可降低50%成本，目前項目正處于中試驗證階段。
茅臺也在與合作方研究將酒糟廢棄物轉(zhuǎn)化為高蛋白飼料的路徑。目前這一項目已經(jīng)完成小試，從目前試驗結(jié)果來看，1噸酒糟可生產(chǎn)0.4噸高蛋白飼料，轉(zhuǎn)化率突出。這一技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化路徑如能打通，將大幅提升釀酒廢棄物的經(jīng)濟價值，實現(xiàn)綠色化、高端化發(fā)展。
“茅臺酒含有非常豐富的成分，一些有益成分雖然微量，但一定是有微生物來產(chǎn)生的，我們要研究清楚它的產(chǎn)生途徑，推動向產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化，探索新的增長極。”王莉表示。
在中國酒業(yè)協(xié)會秘書長何勇看來，中國酒業(yè)已邁入高質(zhì)量發(fā)展的新階段，隨著合成生物學(xué)等生物制造關(guān)鍵技術(shù)的突破，科技將深刻改變中國酒業(yè)的發(fā)展規(guī)律，茅臺結(jié)合合成生物學(xué)開展的科研探索，不僅推動自身的轉(zhuǎn)型升級，也有望為白酒產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供寶貴經(jīng)驗。（金石）
編輯：劉紫薇