摘要：隨著白酒市場消費復蘇以及社會科技的進步，白酒行業技術得到快速的發展。從以前的傳統釀造到現在的智能化釀造，白酒行業工藝技術不斷守正創新，現已進入產業技術全面提升階段。文章主要對白酒行業科技創新工作發展與現狀進行評價，分析白酒行業技術水平，以期為白酒行業的技術發展提供參考方向。
關鍵詞：白酒行業;科技創新;技術發展;技術水平;
Development Status of Scientific and Technological Innovation in Bajjiu Industry
Abstract：With the recovery of Baijiu market and the progress of science and technology, the technology in Baijiu industry has developed rapidly.From traditional liquor-making to intelligent liquor-making, the technology level of Baijiu industry has entered a stage of comprehensive upgrading.This paper evaluates the development status of scientific and technological innovation in Baijiu industry,analyzes the technology level of Baijiu industry, and provides a direction for the technological development of Baijiu industry.
Keyword：Baijiu industry; scientific and technological innovation; technology development; technology level;
白酒行業“十三五”成績亮眼，“十四五”目標明確，2021年白酒行業穩步前進，全國白酒市場還遠未達到飽和狀態，但是各酒企產能不足、優質品率不高，是制約白酒行業發展的重要因素。持續深化白酒優勢產區建設，打造世界級白酒產業集群；加強科技創新體系建設，深化科技體制改革，大力推進科學技術支撐高品質白酒的成果轉化，助推白酒傳統生產工藝技術不斷提升與創新；促進優勢名酒產區和美酒特色產區發展，大幅提升名優酒比例等方面的研究將成為白酒行業創新工作的核心內容[1]。
1 白酒行業整體技術水平
1.1 白酒專利技術分析
1.1.1 白酒專利申請數量
截至目前，從中國知網與SooPAT專利網站檢索可知白酒行業的專利累積超8萬項；從白酒專利申請數據的時間序列趨勢（見圖1）可以看出，白酒技術水平近十年整體呈明顯的快速發展態勢，中間高低峰的出現表明技術發展呈現一定的波動性。造成中間波動的原因可能是受白酒質量安全事故、禁酒令的影響，造成白酒市場變化，進而影響專利產出。隨著社會、經濟的發展，人民生活水平不斷提高，“喝好酒”的健康消費理念深入人心，再加上白酒產量逐年下降，市場需求加大，不同消費群體多元化、個性化的需求，使得以白酒企業為主體的科技創新投入進一步加大，專利數量目前呈增長趨勢。
1.1.2 白酒專利組成結構及狀態
近10年內，由于市場競爭的無序混亂狀態，導致各酒企加大對產品防假冒能力的投入，白酒行業的外觀專利產出迅速增加，得到專利技術結構不平衡。白酒行業發明專利、實用新型專利、外觀設計專利組成結構見圖2。專利技術中87%以上是外觀設計專利，實用新型專利與發明專利僅占12%左右。隨著市場消費升級和國際化道路建設，對白酒機械化、信息化的科學生產要求提高，近年來生產技術型專利開始出現明顯增長，但仍遠不及外觀設計專利[2]。從專利狀態情況看，處于失效狀態的外觀設計專利占比超50%，外觀設計的更新換代率高，反映了白酒行業技術創新的非理性發展。在當下，需進一步對白酒行業專利技術的結構進行優化調整[3]。
圖1 白酒專利申請數據的時間序列趨勢
圖2 白酒專利技術組成結構及外觀設計專利狀態
1.2 白酒科技論文分析
1.2.1 科技論文發表數量
從中國知網數據庫檢索分析可知，截至目前以“白酒”為主題的科技論文數量超2萬篇，近20年來論文數量整體呈上升趨勢，論文年發表數量最少都在400篇以上，見圖3。分析可知，2012年白酒市場持續擴大，社團組織、企業等對白酒的研究增多，科技論文年均發表數量逐漸增加。2012年后，中國宏觀經濟進入結構調整期，由于科學研究成果相對于市場變化存在一定滯后性，因此2013年科技論文發表量仍有所增長。但隨著國家相繼推出“八項規定”“六項禁令”等一系列限制“三公”消費的政策[4]，白酒行業競爭劇烈，產業集群化明顯，中小企業規模減少，白酒行業進入調整期，創新主體逐漸減少并趨于穩定[5]，科技論文發表量出現回落。目前隨著白酒市場趨勢向好，“高產能、優品質”的白酒生產要求白酒企業不斷加大科研投入，科技論文年發表數量又開始呈增長趨勢。
圖3 白酒行業科技論文統計分析
1.2.2 科技論文主題變化
從科技論文中的研究內容來看，前期涉及白酒的科技論文主要是對生產工藝的提煉總結、白酒應用及市場分析、常規理化指標檢測方法等，這主要受當時技術條件影響，限制了白酒技術發展；隨著科學理論的不斷豐富，科學技術的不斷發展，研究內容開始涉及白酒釀造發酵技術方法、釀造相關工藝、釀造機理、酒體風味物質、食品安全等方面；現在及未來的研究方向還涉及防偽溯源、上下游產業、安全環保、智能化釀造等方面。由此可見，白酒行業技術的發展不僅受市場影響，還受限于社會科技水平。
1.2.3 科技論文影響程度
從科技論文的來源看，《釀酒科技》《釀酒》等期刊約占年均發表數量一半以上。高質量、高水平的期刊上發表數量較少，《食品科學》期刊白酒相關論文年平均發表量在30篇以下，外文期刊上發表的SCI論文更少。由此可見，白酒行業的科技創新工作高質量成果產出率或固化程度低，一方面是受科技發展水平所限，另一方面也與市場發展和創新投入相關。今后白酒行業應該加強成果固化，為后續的發展提供強大的科技理論支撐。
白酒行業的技術水平整體來看呈上升趨勢，過程中會因某一時期國家政策、市場調整、技術變革等因素，影響白酒行業技術發展的速度。從白酒行業現在的技術水平現狀來看，技術結構不平衡，專利中外觀專利占比大，且無效比高；科技論文數量雖多，但高水平、高質量、高影響力的論文數量偏少。從白酒行業目前的發展來看，各大酒企逐步實施“創新驅動”戰略，未來白酒行業的技術發展會朝著生態、智能、健康、科學的方向前進。
2 白酒行業科技基礎建設水平——以6家知名上市酒企為例
2.1 研發隊伍建設
從各上市企業2020年年報中可知，茅臺、五糧液、瀘州老窖、古井貢酒、洋河、汾酒等（上述企業均指其股份公司）上市企業中的研發人員數量及占比，見圖4。茅臺作為上市白酒企業的領跑者，員工人數最多，共計28983人，但研發人員占比僅1.77%，在幾家上市白酒企業中占比最低。瀘州老窖研發人員占比高達14.23%，在幾家上市企業中占比最高，但與高新技術企業比較還相差甚遠。白酒作為傳統制造行業，生產人數占比大，再加上白酒釀造講究“守正創新”，無法同高新技術企業一樣時時求變、求新。綜合來看，五糧液、古井貢酒的研發人才隊伍更加龐大，為其科技創新工作提供了強有力的人才資源保障。茅臺、瀘州老窖、洋河、汾酒4個企業研發人數相差不大，均在500人左右。
圖4 部分知名酒企研發隊伍組成
2.2 研發費用投入
2020年茅臺、五糧液、瀘州老窖、古井貢酒、洋河、汾酒的研發費用投入分別約1.32億元、1.31億元、1.12億元、3.00億元、2.69億元、0.17億元（見圖5，數據來源于各企業2020年年報），分別占其營業收入總額的0.14%、0.23%、0.68%、2.92%、1.28%、0.12%。綜合分析可知，2020年茅臺研發投入下降幅度較大，主要是2020年驗收的研發項目大部分實物資源已在前期投入，同時，新增項目因上半年疫情影響，啟動相對滯后；汾酒2020年研發投入也在下降，這可能是其自身戰略調整所致。此外，其他酒企均在加大研發投入，強化科技創新工作，不斷提升技術競爭力。古井貢酒研發投入最多，反映在技術成果上，古井貢酒實用新型專利超700件，遠超其他白酒企業。
圖5 部分知名酒企研發投入
在科技基礎建設方面，白酒行業整體建設水平還有待提高，對比高新技術企業還有較大不足。在今后的發展中，白酒行業需持續加強科技基礎建設，培養人才隊伍，加大科研投入，強化產學研合作，打造先進創新平臺，為白酒行業的科技創新工作奠定堅實基礎。
3 科技創新研究現狀
近年來，在中國酒業協會的引領下，在諸多科研院所與白酒企業的協同努力下，通過“中國白酒169計劃”[6]、“中國白酒158計劃”[7]、“中國白酒3C計劃[8]”，以及白酒技術創新戰略發展委員會等一系列基于傳承與創新的舉措，白酒行業取得了諸多科技成果，為白酒產業的高質量發展奠定了堅實的理論和實踐基礎。接下來主要從以下8個方面簡要分析白酒行業目前研究熱點。
3.1 酒體風味研究
近年來許多專家對不同香型的白酒進行了化學成分剖析研究，已有很多分析方法應用到白酒風味成分研究中，尤其是分子感官組學技術的應用，使白酒風味化學的研究取得了很大進步。自20世紀60年代采用紙色譜分析白酒中風味成分后，隨著氣相、氣相質譜聯用儀、聞香儀、二維氣相色譜儀、氣相色譜-離子遷移質譜聯用儀等在白酒風味分析中的應用，從白酒中鑒定出的揮發性成分和香氣活性成分也越來越多。在公開報道的文獻中，已發現的白酒揮發性成分有2000多種，香氣活性成分有400多種[9]。
近些年各大酒企與高校開展有關于白酒風味的科研項目越來越多，如茅臺開展的醬香型白酒特征性風味溯源解析及代謝網絡的構建與應用研究[10]，為醬香型白酒特征風味的定向調控提供了新思路，可應用于茅臺酒的風味品質穩定性控制，為微生物發酵潛能和微生物成因的白酒食品安全控制提供了有效手段。古井貢酒開展濃香型白酒品質提升與風味定向調控技術研究[11]，結果證實窖泥微生物對白酒風味的作用，揭示了工藝條件變化，會造成酒醅微生物菌群和窖泥微生物菌群的相互作用關系及互動機制發生改變，首次系統闡明濃香型白酒中揮發性酚類的來源、形成機制及其在釀造過程中的變化規律。
3.2 生產工藝研究
白酒釀造是固態開放式多菌種自然發酵的過程，生產過程各個細節難以有效控制，無法避免出現一些異常事件，隨著科技水平的發展，國家新政策的要求，各大酒企為實現優質高產、節能降耗的生產目標，均加大了生產工藝研究力度。
圍繞制曲生產工藝，茅臺對高溫大曲靶向強化精準擾動及高效配伍工藝的研究[12]，五糧液對包包曲質量提升技術的研究[13]，提高了大曲質量，促進基酒優質品率提升。圍繞制酒生產工藝，瀘州老窖加強了制酒工藝中窖池密封技術研究[14]，古井貢酒對白酒現代制造關鍵技術研究[13]和近紅外在線摘酒技術研究[14]，持續改進完善封窖技術，通過添加發酵用復合酶制劑方法提高酒醅發酵效率，引進先進設備、技術優化摘酒過程，使白酒整個釀造生產工藝更加科學、完善，有效提高基酒出酒率和優質品率，降低能源消耗，節省人工成本。
3.3 釀造機理研究
白酒釀造本質上是微生物的發酵作用，因此，解析白酒的發酵本質必須著重微生物研究。目前大多采用質譜檢測技術和高通量測序技術對微生物及風味物質進行分析，然后采用多元統計工具和相關性分析確定風味關鍵微生物，研究內容主要集中在微生物多樣性、變化規律和分離鑒定等方面，關于微生物產風味物質代謝機理、微生物相互作用及如何影響白酒產質量方面的研究較少。目前的研究成果表明，白酒中風味關鍵微生物以真菌（以酵母菌及霉菌為代表）和細菌（以芽孢桿菌、乳酸菌及放線菌為代表）為主[15]。
茅臺、五糧液、瀘州老窖等知名酒企不斷加大釀造機理方面的研究，利用基因組學、代謝組學、蛋白組學等先進方法開展微生物功能、微生物協同作用等方面的探究，不斷揭示白酒發酵微生物奧秘。例如開展醬香型白酒釀造酵母菌群特征機制多組學解析、特征性微生物代謝與茅臺酒特征風味關系、綿柔型白酒釀造過程菌群結構解析和代謝組學等研究。
3.4 食品安全研究
隨著檢驗檢測技術的快速發展，色譜技術、光譜技術、質譜技術和生物技術等不斷變革，白酒食品安全指標的檢測廣度和精度不斷提升，各大酒企在食品安全方面不斷深化研究，確保提供讓消費者放心的高品質產品。
目前白酒中有害成分主要有內源產生和外源輸入兩種途徑，白酒安全相關研究大多集中在檢驗檢測技術的開發、外源物輸入控制和內源物生成機理研究，確保做好白酒安全評估與監控。五糧液對白酒酒體接觸過程材料有害物質的控制研究[10]和塑料制品遷移物對釀酒生產影響的研究、瀘州老窖對白酒食品安全風險評估及預防控制研究[16]、汾酒對白酒貯存過程中氨基甲酸乙酯變化規律的研究[17]等都取得了突出成果，對白酒食品安全風險防控有重要意義。
3.5 智能制造研究
隨著現代社會發展和科技進步，傳統白酒生產過程勞動強度大、過程粗放、精細化程度較低等特點難以適應時代發展要求，因此眾多酒企加大了白酒釀造過程機械化、自動化、智能化[18]方面的研究，并取得良好成效。
未來幾年內，茅臺、五糧液、瀘州老窖、古井貢酒、洋河等知名酒企預計投資超300億進行白酒智能化打造。除上述企業外，今世緣完成全自動裝甑機器人系統開發，集成了工業機器人、機器視覺與激光測量等多種智能技術；習酒公司研制出仿生壓曲機，明顯提高制曲效率，建立發酵房在線控溫系統，通過自動化技術實時監測曲房內溫、濕度，為大曲優勢有益菌群的培養營造適宜環境；保健酒企業勁酒釀酒機械化、自動化程度更完善，基本實現了釀酒全過程自動化。
3.6 環境生態研究
微生物群落組成及結構直接影響白酒釀造發酵過程。隨著國家環保相關政策的落實，環境微生物研究技術進一步發展，眾多酒企加大了釀酒環境方面的研究，從空氣、水源、土壤、氣候等多方面探索釀造環境對白酒釀造過程的影響，科學評估環境生態承載能力，加強節能降耗與環境污染物防控和治理等，確保釀酒環境良好、穩定。
茅臺開展酒糟有機肥生產關鍵技術研發及產業化應用研究[19]，開創了中國白酒行業綠色循環經濟發展的新模式。五糧液開展釀酒廢棄物尾水資源化利用研究[20]，對尾水中酸類、酯類、醋酉翁、糠醛、2,3-丁二醇、β-苯乙醇和雜環等白酒的骨架和微量成分進行提取回收利用，對尾水進行凈化處理的同時，產生良好的經濟效益。瀘州老窖開展釀酒廢棄物熱化學能源化與資源化耦合利用技術研究[21]，基于釀酒廢棄物的資源化、能源化利用技術現狀，通過熱化學處理技術，將釀酒廢棄物進行資源化利用，從而有效解決污染問題，具有顯著的環境和社會效益。
3.7 飲用健康研究
截至目前，白酒中報道的健康因子超100種,包括酚類化合物、酸類化合物、酯類化合物、內酯類化合物、吡嗪類化合物、含硫化合物、萜烯類化合物、呋喃化合物、醛類化合物、氨基酸、多元醇、礦物質、維生素、肽類化合物、他汀類化合物等[22]。根據消費者對美好生活的強烈追求，更多企業、高校開展深入挖掘白酒健康價值研究，豐富白酒文化，為白酒的健康發展提供科學支撐。
仁懷醬香白酒科研所聯合江南大學開展基于動物代謝醫學對仁懷醬香酒健康價值的研究[23]，結果表明醬香酒中潛在活性成分相對較多，例如短鏈脂肪酸具有抗炎作用，芳香類和雜環類物質可保護腸胃，減少腸道中促炎性微生物代謝產物內毒素的泄漏，調節腸道菌群內穩態；瀘州老窖開展了基于健康化品質提升瀘州老窖酒的生產技術研究與應用研究[12]，提取有益成分進行酒體設計，使其與優質基酒完美融合；古井貢酒開展了健康成分研究，綜合運用多種先進的樣品前處理技術，結合質譜分析技術，構建了酚類、吡嗪、萜烯等健康因子的系統分析方法體系，明晰釀造全過程健康因子的種類與豐度，并鑒定出關鍵健康成分及闡述其抗炎和抗氧化功能評價[24]。
3.8 上下游產業鏈研究
白酒行業的上游產業是糧食種植業和包裝印刷行業，下游產業主要為酒類批發零售業。在上游產業中，由于白酒釀造對高粱、小麥等糧食作物的需要持續增大，部分酒企積極開展高粱、小麥等選育、種植方面研究，建設專用糧食基地，如茅臺、五糧液、瀘州老窖、汾酒、習酒等，確保原料供應；同時，各大酒企也加大白酒包裝方面的投入，對包裝材質、工藝、技術、風格等進行更多探索，因此酒企外觀設計專利數增長較大。在下游產業中，隨著高新技術的快速發展，特別是信息化技術刺激白酒行業產生更多消費場景，改變白酒傳統營銷模式，各大酒企相繼開發數字化營銷系統、防偽溯源系統等終端銷售研究項目，使線上銷售涵蓋終端銷售業務環節，解決營銷活動真實性監管難題，同時運用大數據分析技術，為企業決策提供科學依據。
當前世界面臨的都是以新能源、新材料、生物技術等為代表的新一輪技術革命，信息化浪潮造成技術創新的深刻變化，也為制造業轉型升級、創新發展提供了重大機遇。在白酒行業科技創新方面，酒企與高校立足社會發展現狀和技術發展水平，深化各領域基礎理論與實際應用研究，取得很多優秀科技成果，但高水平成果還不多，應用推廣力度不夠。未來還要繼續加強科學研究，充分合理運用現有科技手段，揭示白酒釀造之秘，展示白酒釀造之美，推動白酒行業迅速發展。
4 展望
白酒行業技術發展從粗放、經驗式走向生物技術高端、科學化，是釀酒行業制造觀念的巨大轉變，也是科技發展的必然趨勢[25]。整體來看，中國白酒行業發展態勢良好，科技論文、專利等成果固化產出持續增加，科技基礎建設水平穩步提升，科學研究領域持續拓展與深入，為白酒行業的高質量發展提供強有力的技術支撐。
在新時代、新階段下，白酒產業要貫徹落實“科技賦能”這一重要思想，以品質為中心，以白酒技術創新為主題，加速機械化、自動化、數字化、智能化和現代化進程，強化科技創新體系建設，堅持傳統工藝，持續守正創新，不斷深化行業科技創新工作，推動白酒行業高質量發展，為消費者帶來更多獲得感、幸福感和安全感。
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