在中国科学院成都生物研究所（以下简称“成都生物所”）一座大楼4层的尽头，藏有一间由办公室改造而成的调酒屋。这不是工作之余的消遣场所，而是充满发酵酸气的微生物实验室。

在这个“风味实验室”里，成都生物所某团队正在进行一项有趣的试验，即将一种名为“己酸乙酯”的有机化合物作为浓香型白酒的核心风味因子，从名为“黄水”的微生物代谢物中提取出来，以实现“低度酒、高度香”的研发目标。

“点废成金”

要知道，在这之前，“黄水”只是一种令酒厂头痛的工业废水。

由于在粮食发酵变成酒的过程中，数以亿计的微生物会产生自己的“代谢物”，这些物质慢慢沉到窖池底部，便会形成黄褐色、黏稠的废水。这种有机物浓度高的废水，直接排放会造成环境负担，合规处理又增加了不少成本。一般而言，每吨“黄水”的处理价格大约在30元。也就是说，每排放一吨“黄水”，酒厂的收益为-30元。

再来看看己酸乙酯，它是浓香型白酒主要香气来源，其前体物质己酸主要由以粮食为原料的生物发酵制得，成本也不低。而两种物质之所以产生连接的原因在于，成都生物所研究员的一句“‘黄水’富含的乳酸和糖类等营养物质，其实正是一部分菌群的美味食物，是宝贵的可再生资源。”

粮食发酵

于是，十年征程自此始，团队从解析机理入手，进而利用厌氧发酵工艺生产己酸，再逐步驯化微生物、优化发酵工艺，最终成功构建了一个稳定、高效的己酸生物制造系统。但要大规模流通于市场，还有一个关键问题，即严格厌氧菌对无氧环境要求极高，在大规模培养中面临工程控制难题。

“己酸菌的培养在几百毫升至数升的试剂管内能够稳定进行，但发酵到500升中试规模，乃至1吨、2吨甚至10吨级工业化生产，每一阶段传质传热条件、设备可靠性、染菌控制、经济性要求等方面均会发生变化，任何参数的微小偏差都可能导致生产失败。”团队负责人表示。

所以，在驯化微生物的初级阶段，整个团队都过着“像喂孩子一样”的生活。尤其从50升放大到500升的阶段，需要每天监测、定时补料，要从早晨8点守到深夜12点。补料是为了维持这个脆弱生态系统的生命线——研究人员必须向发酵罐中持续定量加入含乳酸的培养基。一旦停止补料，菌群不仅不会“长大”，还会因“饥饿”而死亡。

“总是要人来小心呵护是不可能实现规模化的。”因此，从500升到2吨规模的过程中，成都生物所研究团队通过精准调控，构建了以瘤胃球菌属为核心的高效己酸合成菌群。而当对此体系的群落演替规律与代谢网络进行解析后，原本被视为“黑箱”的混菌发酵过程，也转化为机制明确、可预测调控的“白箱”系统：各个菌群分工明确——“上游”的乳酸菌可将未被充分利用的复杂有机物转化为乳酸；“下游”的甲烷菌则可消耗己酸反应过程中产生的氢气，维持系统还原力平衡，推动反应持续进行。这种自我维持的菌群结构，有效减少了对外部严格无氧条件的依赖。

这时，“黄水”已经摇身一变，蜕变成了身价高达3000元/吨的高浓度己酸菌液。

“科学调酒”

那么，究竟为什么废水得以身价暴涨？即为何酒厂需要大量的己酸？

前文已经提到，己酸乙酯是浓香型白酒重要的香气来源，而传统浓香型白酒的酿造依赖窖泥中己酸菌群的缓慢自然积累，通常需要数年时间才能形成醇厚酒香。反观研究团队通过制备高活性己酸菌液的方式，一旦将其运用于养护窖泥、强化发酵等核心环节，无疑能大幅缩短漫长的自然培育过程，从而提升白酒的生产效率，也能让高品质白酒的价格更加亲民。

传统酒厂内景

“或许必须补充一下的是，我们并未改变发酵的本质，只是加速了微生物的生长与代谢过程，因此白酒的风味根基与传统方式一致，不会失去其自然特性。”研究人员指出，同时表示此模式未来还可拓展至酱油醋渣、啤酒废水等其他有机废弃物的资源化利用。

不过，在那间特殊的调酒屋中，一场关于“风味”的探索还未停止。“我们尝过市面上不少预调鸡尾酒，总觉得风味不够立体。”在调酒实验中他们发现，加入己酸乙酯后，酒体竟然摆脱了低度酒常见的“水感”，呈现出“低度酒、高度香”的独特体验。更令他们惊奇的是，己酸乙酯仿佛一位“风味调停者”，能使原本难以融合的伏特加与果汁浑然一体。

如今，这些细小却烟火气十足的偶然发现还在不断为团队打开新的思路，“或许我们的成果还能直接面向消费市场，真正实现从书架上货架”。也许未来，不仅白酒的价格会被“打下来”，可能还会诞生酒精摄入量更小却同样香醇浓厚的酒类“平替”。

来源: 我是科学人