科學是無界的，沒有盡頭，也沒有界限。
原標題《徐巖團隊的這個科學突破，是世界級的》
對中國白酒和白酒科研工作者們而言，曾經有一個科學難題猶如一道桎梏，長期困擾著他們。
不過，經過江南大學徐巖教授團隊三十年不懈的努力，這道桎梏終于被消除了。
今年4月，一項名為《解乳酸己小桿菌：一種分離自中國濃香型白酒生產窖泥的微生物新種》的科研成果，被國際原核微生物進化與分類學權威期刊《國際系統與進化微生物學雜志》（IJSEM）在線發表。
研究中提到的“解乳酸己小桿菌”，就是破除桎梏的鑰匙。
01｜熟悉而又陌生的己酸菌
我們先從己酸菌說起。
對釀酒而言，雖然水、原料、工藝等元素都很重要，但是起決定作用的，其實是空氣中那些看不見摸不著的“釀酒大師”——微生物。
而己酸菌，就是濃香型白酒生產過程中一種非常重要的微生物，主要從窖泥中產生。顧名思義，己酸菌的主要代謝產物就是己酸。
當己酸遇到糧食和酒曲發酵產生的乙醇（也就是酒精），就會生成一種叫做己酸乙酯的物質，這種物質就是濃香型白酒的主要風味來源。
很長一段時間以來，釀酒師傅們盡管天天與這些釀酒微生物為伴，對它們的面目卻知之甚少。
上世紀60年代，白酒研究者們逐步明確了濃香主體香味物質是來自窖泥中的己酸菌。
當時，困擾行業的一個難題是：由于己酸菌屬于厭氧菌，對營養條件要求較高，幾乎只存活于四川等西南地區適宜釀造濃香酒的老窖泥中。憑借當時的技術手段，很難將之分離、提取出來進行人工培養。
難道離開四川就釀不出好酒？
顯然不是，但問題的關鍵在于，能不能分離出具有活性的己酸菌，讓它在四川之外的地方也能自由呼吸、生長，這是一道技術難題。
一個關鍵的突破出現在1975年，著名白酒專家沈怡方來到五糧液。
彼時，輕工業部向內蒙古輕工科研所下達了“提高液態法發酵白酒質量”的科研課題，課題組組長正是沈怡方。
▲沈怡方
圍繞這一課題，沈怡方帶領的研究團隊針對白酒成分檢測分析、關鍵工藝措施調整等一系列難題進行了科研攻關。
其中，“己酸菌分離、培養和應用”更是一項重中之重的科研難點——在此之前，白酒行業在厭氧微生物學研究方面幾乎還是一片空白。
在這一未知領域艱苦跋涉的不只是沈怡方。
著名釀酒微生物學家、中科院成都生物研究所研究員吳衍庸也是一位求索者。
▲沈怡方所作《關于己酸菌的培養及其應用》一文記錄了吳衍庸的這段探索
1986年，他從瀘州老窖泥中分離出了產己酸的細菌，為推廣人工老窖發酵濃香型酒踏出了關鍵的一步。
之后，他又從瀘型麥曲中分離出一株紅曲霉菌，開始了對濃香型白酒己酸乙酯窖外合成的酶學研究。
與此同時，酒行業另一位泰山北斗周恒剛，自上世紀60年代明確窖底香物質是己酸乙酯后，就對產生的原因密切關注。
整個80年代，由周恒剛主持的“北斗計劃”名噪一時，這項科研的主要目的，就是研究白酒窖泥的典型性，推動窖泥質量改進。
▲周恒剛（左）與沈怡方（右）
正是在周恒剛、沈怡方、吳衍庸等一大批白酒科研工作者的引領下，對白酒主體香味物質及形成原因的探索，成為行業共同的追求。
在沈怡方1988年撰寫的《關于己酸菌的培養及其應用》論文中，曾有這樣一段記錄——
“1975年，內蒙輕工科學研究所從四川、江蘇和河北的幾個濃香型名、優質酒廠采集窖泥、酒醅、發酵泥樣品35個，進行了己酸菌的分離。從中篩選出由宜賓五糧液酒廠窖泥中分離得到的己酸菌，編號為內蒙30#，產己酸最高可達0.7%以上。”
至此，己酸菌的分離、提取和培養，取得了歷史性突破——這一研究成果的價值在于，打破了固有的技術壁壘。離開老窖泥，仍然可以快速產生己酸，進而生成己酸乙酯。
基于這一重要發現形成的人工老窖技術，也推動了濃香型白酒工藝在全國的推廣，進而實現后來“濃香天下”的市場格局。
不過，對白酒科研而言，仍有一項待解之謎，就是對整個厭氧微生物菌群的完整性，和主導功能菌認識的完整性沒有得到揭示。
誠如當年周恒剛所言，窖泥中微生物種類繁多，錯綜復雜，簡直是微生物的“大觀園”。
“這在微生物學上并不多見，所以把窖泥微生物作為一門專門學問去研究是必要的，但也只能對重點屬、種及其動向進行研究。”
而受限于當年的技術條件，窖泥中究竟有多少種己酸菌，如何對它們進行科學分類，始終是道謎題。
直到本次“解乳酸己小桿菌”被精準發現，并通過專項研究確定了其是釀酒過程中產生己酸的主體菌種。
02｜代號“JNU-WLY1368”
今年初，五糧液聯合江南大學徐巖教授團隊課題組，從五糧液古窖泥中分離得到了一株主體己酸菌，命名為JNU-WLY1368。
JNU-WLY的前綴，分別代表江南大學和五糧液，表達了兩者間的協同攻關之意。
▲五糧液501車間
1368，則是采用五糧液古窖池始建時間，即公元1368年，作為從五糧液老窖泥分離出來的菌株代號。
這是酒行業首個以企業名字命名的菌種，也意味著JNU-WLY1368菌株是五糧液窖泥中獨有的。
▲解乳酸己小桿菌JNU-WLY1368掃描電子顯微鏡照片
“這不是一株普通的微生物菌種。”
徐巖稱其為“微生物新物種”，按照微生物新物種命名的國際規則，正式命名為“解乳酸己小桿菌”，對應的微生物分類學學名為Caproicibacterium lactatifermentans。
徐巖認為，將JNU-WLY1368代表的物種命名為“解乳酸己小桿菌”，是白酒行業的一個里程碑事件，意義重大。該命名實現了對我國濃香型白酒釀造主導功能菌科學命名“0”的突破。
▲解乳酸己小桿菌JNU-WLY1368全基因組信息圖
這里要提及一個比較尷尬的現狀——中國白酒釀造涉及幾百種微生物，但不少都是其他國家的科學家早已發現并命名，我們只是再次證實了這些已經命名的菌種，在白酒發酵系統中存在而已。
比如首株被命名的己酸菌，是1937年由巴克爾發現的克氏梭菌，該菌也被視為己酸菌的模式物種。
上世紀70～90年代，我國科研人員通過形態觀察，從窖泥中發現了多個代謝特征與克氏梭菌近似、但形態不同的菌株，并進行了初步命名。
遺憾的是，這些菌株后來未能進行深入的分子分類學確認其真正種屬。
近年來，研究者們又針對窖泥中的己酸菌進行分子分類學探索，但目前發現的乙醇利用型己酸菌，均為克氏梭菌。
也就是說，在釀酒微生物的研究領域，我們在很長時間里一直是追隨者。
直到這一次“解乳酸己小桿菌”的命名，才真正打破了這一桎梏，讓我們成為領跑者。
▲圖中所示為解乳酸己小桿菌JNU-WLY1368與克氏梭菌的進化距離，展示了兩種己酸菌較遠的親緣關系。
目前，從白酒釀造體系中發現，經我國科學家分類并命名，并得到國際認可的白酒特有微生物尚不多，尤其是起主導釀造作用的微生物。
微生物的命名，跟其他高等生物類似，每種微生物需要有一個物種名（即拉丁學名），在物種名之下，再細分為不同的菌株名稱。
這就相當于，高粱是一個物種，而宜賓糯紅高粱、紅纓子高粱都是細分的品種。
JNU-WLY1368菌株與紅纓子高粱一樣，相當于品種名稱，而它所屬的主體己酸菌，拉丁學名為Caproicibacterium lactatifermentans。
江南大學徐巖教授團隊將這種新命名的主體己酸菌譯作“解乳酸己小桿菌”，并推薦大家在中文語境下使用該名稱。
為何一定要給主體己酸菌一個拉丁學名呢？
其實高粱、小麥等原料作物，也都有各自的拉丁學名，但由于作物種類不多，相對好區分，我們并不常用到這些學名。
而釀酒微生物多達數百種，如果不進行科學命名，將很難找到稱呼這些微生物的方法。
那么，被最新命名的解乳酸己小桿菌，究竟有多重要？
03｜白酒釀造微生物界的“大熊貓”
在科研領域，命名是一件具有重大意義與價值的事情，命名意味著發現了新的物種。
“本次命名的解乳酸己小桿菌，是一種被國際認可的濃香型白酒釀造主體功能菌。”
據徐巖教授團隊中專注窖泥研究方向的任聰博士介紹，白酒窖泥中的微生物生態系統較為復雜，涉及到數百種微生物。
其中，數量占比1%以上，并起到重要釀造功能作用的物種有幾十種左右，但之前尚未有一種主導功能菌的釀造作用被完整解析。
而解乳酸己小桿菌的研究成果，不僅對窖泥功能菌，尤其是己酸菌進行了全面普查和解析，還證實了“千年老窖萬年糟”這一釀酒傳統背后蘊含的科學依據——窖池窖齡越長，解乳酸己小桿菌的含量最高，活性越足。
也正是這個特殊菌種的存在，讓來自明代的五糧液古窖池，穿越數百年時光依然在繁衍生息。
▲五糧液古窖池
而在五糧液之外，對行業而言，這項研究發現的重大意義還在于上文提及的“主導功能菌”。
徐巖特別強調，這次從五糧液窖泥中的發現，解決了困擾行業很久的對窖泥中主導功能菌認識不準確的問題。
“現在國內也有一些跟隨我們研究的窖泥菌的報道，也有些是過去沒有報道的菌，但都屬于非主導功能的窖泥菌。”
任聰做了一個形象比喻，他認為解乳酸己小桿菌就相當于宏觀生態保護中的旗艦物種——大熊貓。
大熊貓是一種有著800萬年歷史的古老物種，跟它同時代的很多標志性物種已經不復存在，但大熊貓這個分支，通過不斷進化食性，不斷向競爭較少的高山針、闊葉林遷徙才存活至今。
到今天，科學家們可以從大熊貓身上得到更多的科學認知，發現大熊貓在動物生態系統中的“傳承”與“穩態”作用。
“解乳酸己小桿菌的新陳代謝，在窖泥微生態系統的穩態維持中，起到了非常關鍵的作用。”
任聰認為，保護好解乳酸己小桿菌及其區系特征微生物共同形成的優質窖泥微生態系統，是傳承濃香型白酒傳統釀造技藝，并進行產業升級創新的基石。
這么來看，解乳酸己小桿菌確實和大熊貓一樣，也可以稱作白酒釀造微生物界的“國寶”了。
作為“國寶”，解乳酸己小桿菌發現與命名的意義，顯然不止于五糧液，對整個濃香型白酒行業而言都是重要事件，因為它幾乎存在于目前發現的所有濃香型優質窖泥中。
“但不同地區、不同產區來源的菌株并不相同，這些不同一方面體現在基因序列的差異上，另一方面體現在不同來源菌株的釀造特性，如發酵能力、產風味特性上。”任聰說。
不同產區的解乳酸己小桿菌菌株，就相當于四川大熊貓與秦嶺大熊貓的差異。
品種的不同，也就產生了不同風味的白酒，五糧液與其他濃香型白酒的風格差異，也在于此。
04｜科學沒有盡頭
科學是無界的，沒有盡頭，也沒有界限。
對白酒釀造微生物的研究，尤其是原核微生物研究，已經持續了數十年，但至今才有較大的突破，說明這“并不是一件容易的事情”。
傳統白酒釀造其實也是一個靠天吃飯的產業，拋開釀酒原料因素，這里的“天”主要指的是釀造微生物。
釀酒的本質，就是通過微生物的新陳代謝，將糧食中的淀粉、蛋白質以及微量物質，轉化為風味化合物。這也相當于糧食的“第二次生命”，從而釀出了酒。
針對釀酒，徐巖曾有一句總結：“白酒釀造屬于生物工程，是一個多種微生物參與的生命運動過程。”
但這個過程，是發生在微生態環境內，我們肉眼是看不到的。
“目前白酒釀造的微生態，是由釀造環境微生態、曲藥微生態、窖泥微生態和酒醅發酵微生態幾個部分組成，是一個涉及到400多種好氧、兼性和厭氧微生物組成的，包含霉菌、酵母、細菌和放線菌的微生物世界。”徐巖說。
理解生命活動的過程，是生命科學研究永恒的主題，而釀酒微生物研究也屬于生命科學研究的范疇。
這是一個研究“生命”的大課題。
對于釀造產業而言，不管是企業或高校，都曾花費很大力氣進行微生物分離、鑒定和分類，在此基礎上再進行釀造功能解析。
一方面是為了理解釀造好酒的科學機理，即認識自然——白酒釀造過程雖然離不開人工操作，但本質是微生物在可控人工自然環境中的生長、繁殖和代謝。
另一方面，是為了滿足人們對美好生活的需求，釀造更高品質的產品，是釀酒行業永無止境的追求。
徐巖教授的研究團隊中，也集合了一大批學跨中西的尖端人才。在看似傳統的白酒行業，實際蘊藏著一個廣袤的科學世界，讓一代代的科研工作者們為之探索。
▲徐巖
據徐巖介紹，我國白酒是采用自然接種的方式進行釀造，微生物種子與作物種子的不同之處在于，微生物特別是窖泥微生物是通過無性生殖方式繁殖的。
這意味著，“一旦有了足夠的種子，就能相對較快生長。”
所以，文章提及的這項研究，還有一個重要作用在于，找到關鍵微生物并加以運用，可以縮短新建窖池的老熟時間。
但需要特別說明的是，由于白酒釀造是數百種微生物協同作用的過程，這些微生物之間有協作，也有競爭。
如何實現釀酒微生態系統的穩定代謝，發酵出優良風味物質，進而根據企業和消費者的需求，定向控制窖泥微生物種類，還需要不斷探索與實踐。
徐巖近年基于前沿領域合成生物學提出的“微生態發酵技術”，在過去一個多世紀的西方純種發酵技術基礎上，開創了微生物菌群發酵技術。
這項技術的核心就是充分利用對微生態的控制，進而實現安全、健康、品質、效率。
可以這樣認為，微生態發酵技術與現代工業革命的信息技術、云技術和智能技術，一起助力行業升級需求，實現傳統白酒產業的高質量發展。
在這一維度，五糧液率先做到了關鍵的第一步。
以前國外消費者對中國白酒的不理解或不認可，最大的原因就是中國白酒“說不清楚”，沒有與世界標準對接。
如今，解乳酸己小桿菌的新種地位，已得到國際原核微生物研究領域專家的認可。
其正式命名與公開發表，將使得來自中國濃香型白酒釀造的核心功能菌，為相關研究領域的廣大科研人員所熟知。
誠然，目前中國白酒特有微生物的國際化表達仍遠遠不夠。但我們也相信，運用科學技術手段，完全可以將之前說不清、道不明的傳統釀造技藝講清楚。（好酒地理局）
