贵州茅台酒独特酿造环境的研究

李聪聪，熊康宁*，苏孝良，许留兴，高香琴，向廷杰

（1.贵州师范大学喀斯特研究院，国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心，贵州贵阳550001；2.华南农业大学林学与风景园林学院，广东广州510642）

贵州茅台酒独特酿造环境的研究

李聪聪1，熊康宁1*，苏孝良1，许留兴2，高香琴1，向廷杰1

（1.贵州师范大学喀斯特研究院，国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心，贵州贵阳550001；2.华南农业大学林学与风景园林学院，广东广州510642）

贵州茅台酒高踞世界三大蒸馏名酒之一。通过对茅台酒及酿造地区进行研究，发现茅台酒生产区域环境具有其他地区不可复制的特点，对茅台酒品质起决定性作用。该文从地质结构和土壤特征、优越的河流生态环境和水质中微量元素、适宜的气候环境和微生物群落特征三个方面进行了综述，对茅台酒厂未来发展方向、环境保护以及相关研究有一定的参考价值。

茅台酒；酿造环境；独特

贵州茅台酒是与法国白兰地、苏格兰威士忌齐名的世界三大蒸馏名酒之一。贵州茅台镇早在公元前135年就生产出汉武帝称为“甘美之”的枸酱酒，即茅台酒的前身。茅台酒是中国大曲酱香型酒的鼻祖和典型代表，被誉为“国酒”[1]。茅台镇地处海拔只有400 m的低洼地带，依山傍水，常年云雾缭绕，气候温暖潮湿，这些自然条件造就了茅台酒独一无二的酿造环境[2]。

2001年4月，国家技术监督局根据国际原产地保护制度，在对茅台酒不可迁移的酿造环境、传统酿酒工艺严格审查的基础上，批准其为国家保护的原产地域产品[3-4]；2007年，批准贵州茅台酒为地理标志产品。国内对茅台酒生产环境的研究逐渐深入，多数是从宏观角度研究白酒生产条件，且多集中在单一因素如微生物、水质等对茅台酒生产的影响，侧重于微生物的种类和形成机制的研究，缺乏系统地分析各生产环境要素间的关系，如水质与土壤、土壤与微生物等的相互作用[5-7]，国外侧重于研究酒体香味物质和口感等品质特征，而对白酒所处的生产环境研究较少。本文对茅台地区地质、水质、气候及微生物等自然地理环境方面结合起来进行具体分析，揭秘茅台酒得天独厚、不可克隆的酿造环境，以期茅台酒酿造环境的保护和发展具有重要的指导意义[8-10]。

1 地质环境与茅台酒生产的关系

灰褐色粘土、黄褐色粘土和坡积土等8大类。紫红色土在茅台镇分布最广，和黄褐色砂岩作为窖泥的主要原料；石灰土和黄壤土又是茅台酒有机高粱原料产地的土壤[12]。因而地下水和地表水通过不同岩性的土壤层时，对人体有益的矿物质、多种微量元素被溶解；土壤中的磷、钼元素通过高粱的吸收进行了元素迁移；窖泥在浸润作用下也发生元素迁移到发酵液中，最终微量元素迁移到了酒液中。

1.3 岩石

茅台地区不仅是国酒茅台的生产基地，而且是茅台酒主要酿造原料高粱的种植基地，因此其优良品质对地质环境的依赖性很大。窖泥和窖石的主要原材料是紫红色泥岩和黄褐色砂岩[13]，与国标GB 15618—2008《土壤环境质量标准》中规定的镉、汞、砷、铜、铅、铬、锌和镍等8种有毒、有害元素的土壤含量限值比较，这两种主要土壤环境质量类型均达到二级（二级标准是保障农业生产土壤限值）以上，且对酒槽和发酵液中的微量元素转移有很大影响。

2 水质与茅台酒生产的关系

2.1 主要河流简介

赤水河发源于云南省镇雄县，流经滇、黔、川3省，于四川合江县汇入长江，两岸盛产名酒，有“生态河、美景河、美酒河”之称。茅台地区地表水主要为赤水河及其支流，流经茅台镇的长度约为21 km。赤水河是长江上游珍稀特有鱼类国家级自然保护区，还有丹霞地貌世界自然遗产地。在赤水河流域沿岸分布有茅台酒、郎酒、习酒、珍酒、董酒、泸州老窖等，形成独特的酒文化，在全世界都是绝无仅有的[14]。

2.2 水质在酿酒过程中的作用

水为酒之血，国家一向很重视茅台酒水源的保护工作。为确保茅台酒质量，“国酒之父”周恩来总理曾于1956年和1958年两次作出“茅台河水不能污染”的指示；20世纪70年代，又发出“在茅台酒厂上游100 km内，不能因工况建设尤其是化工厂影响赤水河水质”的严令。作为目前长江上游唯一不受工业污染的原生态自然河流，赤水河沿岸酿造出了包括茅台酒在内的大小数十种名酒，占中国名酒的60%。尤其是仁怀市境内茅台河谷一段，这条河已聚变为中国的酒河[15]。

2.2.1 茅台酿酒用水要求

在白酒生产过程中用水的质量标准应首先符合我国生活用水的水质标准，并要求水的总硬度低于75 mg/L（也称为软水），以无离子水为宜，我国酿酒用水要求详见表1。据科学检测，赤水河水质优良、微甜爽口、降解物少、硬度适中、酸碱适度、富含多种有益于人体健康的矿物质和微量元素。无论是水质pH值、硬度，还是细菌总数均符合国家标准GB 5749—2012《生活饮用水卫生标准》规定，且达到酿酒用水的理想要求。

表1 酿酒用水要求Table 1 Requirements of liquor-brewing water

酿酒用水不但要求清洁，硬度、碱度适中，水中含有不同的矿物质对酒的香气风格也具有不可忽视的影响（见表2）。在酿酒过程中，无机盐离子对香味物质有的可以起到促进作用，如Mg2+、Mn2+、K+活化能生成香味成分[16]。表2中3种名优酒厂主要原料都是用高粱和小麦通过蒸馏发酵生产，但是由于用水中的微量元素含量差异较大，生产出来白酒的香味也会有较大差异。酿造用水中（尤其是茅台酒厂）均含有人体必需的矿物元素K、Na、Ca、Fe、Zn等，并且含量丰富，这些有益元素通过酿酒用水进入茅台酒中，赋予了茅台酒健康因子，相比于其他酒厂酿造用水更适于白酒酿造，且更有助于人体健康[17-18]。

表2 3种白酒厂酿酒用水的矿物元素含量Table 2 Mineral elements contents of brewing water for 3 kinds of Baijiufactories μg/L

2.3 对茅台酒酿造水源的保护

茅台酒厂建厂至今，依法进行污染处理和节能减排，上、中游河段的自然生态环境保护一直做得比较好，因此连续多年荣获“全国绿化先进企业”称号[19]。1972年召开的全国计划工作会议上，国务院总理周恩来指示赤水河上游不准建厂矿，尤其是化工厂；2011年，贵州省通过《赤水河流域保护条例》，禁止在赤水河干流及有珍稀鱼类的支流进行工程建设；2014年12月，贵州茅台股份有限公司捐赠5亿元人民币用于赤水河流域生态环境保护，这些为茅台酒酿造的优良品质提供了保障[20]。

3 微生物与茅台酒生产的关系

3.1 适宜微生物生长的气候环境

茅台镇四面环山，形成了特殊的亚热带小气候：年平均气温17.4℃，夏季最高气温40.6℃，炎热季节持续半年以上；冬季温差小，最低气温2.7℃；年降水量有800～1000mm，日照丰富，年可达1 400 h，为贵州高原最高值[21-22]。这种冬暖夏热、风微雨少的亚热带小气候有利于酿酒微生物的生成和繁衍，是酿酒环境无法克隆的主要原因之一[23]。

3.2 生产工艺过程中形成的微生物群

茅台酒是少数的使用野生微生物菌群进行发酵的蒸馏酒之一，茅台大曲是茅台酒酿造过程中微生物的启动器[24-25]。各种酿酒微生物在长期的高温制曲、高温堆积发酵、高温厌氧发酵等极端环境的驯化下，经过遗传、变异等自然演替，促成了耐高温和耐酸等极端微生物的富集，实现了茅台酒生产过程不同工艺阶段对不同微生物群落的调控和需求[26]。加上茅台地区2 000多年来经久不息的酿酒活动，人为和自然活动的双重影响使得空气中的微生物群得到了长期平衡的繁衍和生长[27-28]。

3.3 酿造历史淘汰筛选了微生物群落

环境中微生物菌群在曲醅和酒醅发酵过程中，对茅台酒主体酱香品质的形成起到了决定性的作用[29]。茅台酒酿造微生物具有生物多样性，经过长达14年的持续研究，建立了首家酿酒微生物资源菌种库，已分离保藏了100种1 000多株微生物，还有一些香气成分和微生物种类无法命名，这些对茅台酒质量起到重要作用[30-31]。这些稳定的、特殊的微生物群落是无法迁移和复制的，这也是离开茅台镇生产不出同样品质茅台酒的原因。

表3 5种白酒中酯类组分的相对含量Table 3 Relative contents of esters components in 5 kinds ofBaijiu %

酯类芳香化合物是白酒中主要的芳香成分，在各种香型白酒中起着重要作用，而乙酸乙酯又是香气物质的主要成分，一般在浓香型和酱香型白酒中含量较为丰富[32]，贵州几种著名白酒中的酯类组分中，茅台酒中的乙酸乙酯含量要明显高于其他白酒（见表3）。在酿造地区不同地点、不同高度会闻到空气中不同的酱香味，老酒工认为这是由不同微生物种类和数量分布的结果。这些肉眼不能看到更无法用技术手段进行量化分析的菌群，对茅台酒品质起到了决定性的作用。

4 结论与展望

茅台镇自然环境的保护：离开茅台镇生产不出同样品质的茅台酒，正是因为自然环境的独一无二特性，生产原料、酿造过程中每一环节的环境条件综合决定了茅台酒的品质，其与贵州茅台酒的生产有直接与实质的联系。首先，茅台镇特殊的微生物类群对茅台酒生产的影响最为显著，空气中的微生物群一旦遭到破坏，酒品质将受到极大影响。因此应严格控制当地CO2的排放量，推广太阳能和风能的使用。其次，保障茅台酒酿造原料、高粱小麦等产品都应属于绿色无公害食品，茅台酿酒水源取水点在赤水河上游，因此要严格控制点源污染，确保国酒茅台等名优白酒厂的用水安全，引导居民减少污染的正确行为，控制城镇生活污染，认真贯彻落实《环境影响评价法》。另外，对赤水河流域进行原生态保护，保护赤水河流域珍稀特有鱼类和植物。

茅台酒市场环境的保护：茅台镇卖酒的商铺鳞次栉比，然而“茅台镇”产的白酒并不一定都是茅台酒。一些民营小酒厂利用茅台酒品牌的地域优势，只重眼前利益而不重环境保护，对茅台酒的环境保护造成危害；有些小企业伪造茅台酒流入市场，严重影响了茅台酒的品牌形象。首先，相关工商部门及食品安全部门应加大在全国范围内打假力度，维护茅台酒品牌；其次，加强宣传力度，让消费者了解茅台酒生产销售的渠道及真伪辨别方法；然后，可以对当地的民营小酒厂进行管理指导，逐步淘汰一些小的没有环境保护能力的。“绿色茅台、人文茅台、科技茅台”的发展之路将随着历史发展的步伐一步一个脚印地传承下去。

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Research on the unique brewing environment of Guizhou Moutai liquor

LI Congcong1,XIONG Kangning1*,SU Xiaoliang1,XU Liuxing2,GAO Xiangqin1,XIANG Tingjie1(1.State Key Laboratory Incubation Base for Karst Mountain Ecology Environment of Guizhou Province,Institute of Karst Science,Guizhou Normal University,Guiyang 550001,China;2.College of Forestry and Landscape Architecture, South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China)

Guizhou Moutai liquor is one of the three most famous distilled liquor in the world.Through the research on Moutai liquor and brewing region,the production area environment of Moutai liquor had characteristics that the other regions could not copy,which played a decisive role on the quality of Moutai liquor.The three aspects including the geological structure and soil characteristics,superior river ecological environment and trace elements in water,appropriate climatic environment and microbial community were summarized,which had certain reference value for the future development direction of Moutai distilleries,environmental protection and related research.

Moutai liquor;brewing environment;unique

TS262

0254-5071（2017）01-0001-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2017.01.001

2016-07-25

国家十三五重点研发计划课题（2016YFC0502607）；国家世界遗产申报计划（20141024）

李聪聪(1991-)，女，硕士研究生，研究方向为茅台酒世界文化遗产价值。

*通讯作者：熊康宁(1958-)，男，教授，硕士，研究方向为喀斯特与洞穴、资源与环境及石漠化生态恢复等。