西藏青稞白酒產區的釀造氣候環境特性

王旭亮，姜欣，于佳俊，靳玉龍，賈福晨，石俊，張曉蒙，薛潔，張玉紅*

1(西藏自治區農牧科學院 農產品開發與食品科學研究所，西藏 拉薩，850000) 2(中國食品發酵工業研究院有限公司，北京，100015)3(國家酒類品質與安全國際聯合研究中心，北京，100015)

青稞是世界上最古老的作物之一，是西藏地區種植面積最大、最具優勢的特色糧食作物，青稞產業則是西藏農牧業的支柱產業。青稞產業的發展，對于西藏自治區農業發展、人民生活水平提高、社會穩定具有深遠的影響。但是，當前西藏青稞初加工產品多、產品單一、同質化突出，缺乏高附加值產品，尚未形成可帶動青稞產業發展的具有西藏特色的優質產業[1]。

白酒作為傳統糧食深加工產業，附加值高，易形成區域特色。在西藏發展青稞白酒將對青稞產業的發展帶來巨大的推動作用。

白酒作為一種傳統生態產品，生產過程處于開放或半開放狀態，釀造環境是影響其風格與品質的關鍵因素之一。如貴州茅臺的醬香型白酒、四川地區的濃香型白酒、山西汾陽地區的清香型白酒，青?；ブh也結合其釀造氣候特點形成了獨特的清蒸清燒、4次發酵工藝的青稞白酒[2]。目前，關于氣候與釀酒之間關系的研究日益受到行業重視[3-6]，但是尚未見從白酒釀造的角度，對西藏青稞白酒產區的氣候條件進行分析的研究報道。因此，從釀造角度分析西藏氣候條件，對設計開發西藏特色青稞白酒具有十分重要的現實意義。

本研究以西藏青稞白酒主產區和人口聚集地區拉薩的氣候條件為研究對象，從白酒釀造的角度，采用對比分析的方法，分析西藏拉薩地區與清香型、濃香型、醬香型中國白酒3大基礎香型典型產區，以及青稞白酒產區氣候條件的差異，明確西藏青稞白酒主產區釀酒氣候特點。為西藏青稞白酒釀造的工藝設計、設備選型、風格確定提供參考依據。

1 數據來源與分析方法

1.1 數據來源及氣象站點目錄

本研究依據各香型白酒生產工藝成熟、氣候條件穩定、同時兼顧數據易獲取性的原則，進行釀酒氣候特性研究。具體數據來源為：中國地面氣候標準值月值數據集(1981—2010年)，數據時間1981年1月1日—2010年12月31日。按照優選與產地相近氣象站的原則，各香型選用氣象站如表1。由于瀘州與宜賓距離、海拔較近，氣候條件基本一致[6]，選定宜賓作為濃香型白酒的典型產區進行分析。西藏·拉薩與不同類型白酒典型產區氣象站點信息見表1。

1.2 分析方法

采用對比分析的方法，以釀酒氣候條件為研究對象，分析西藏·拉薩與清香型、濃香型、醬香型白酒及青稞白酒產區的氣候因素的逐月變化情況。主要選擇與白酒生產密切相關的氣候因素，包括海拔、溫度、濕度、風速、降水量、氣壓等。

表1 西藏·拉薩與不同類型白酒典型產區氣象站點信息Table 1 Meteorological station information of Tibet Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

2 結果與分析

2.1 海拔及其影響分析

高海拔是西藏與其他白酒香型典型產區最為顯著的差異之一，海拔對氣候條件具有重要的影響，隨著海拔高度的增加，氣溫逐漸降低、大氣壓逐漸減少、大氣O2含量降低，這均對白酒生產具有重要的影響。白酒生產主要包含發酵過程和蒸餾過程，其中發酵過程包含制曲發酵和釀酒發酵。溫度和O2含量對制曲原料青稞中的微生物種類結構[7]，以及微生物代謝產生重要影響。大氣壓的降低對蒸餾過程的氣液平衡產生重要影響[8]。因此，明確西藏拉薩地區與不同香型白酒典型產區的海拔高度及其帶來的潛在環境條件差異，對西藏青稞白酒的生產設計具有重要意義。

圖1對比分析了西藏拉薩地區與不同類型白酒典型產區的海拔高度差異。拉薩海拔3 804.3 m，分別高出清香型、濃香型、醬香型及青稞白酒產區3 056.6、3 463.5、2 914、1 324.3 m。海拔影響大氣壓，進而導致O2含量差異。

圖1 拉薩地區與不同類型白酒典型產區海拔對比Fig.1 Altitude comparison of Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

如圖2所示，清香型、濃香型、醬香型及青稞白酒產區大氣中O2含量分別為19.11%、20.07%、18.79%、15.44%，而西藏拉薩地區O2含量為13.04%，分別為以上產區的68.22%、64.97%、69.41%、84.44%(圖3)。O2是微生物生長代謝及發酵過程重要調控因子[9]，白酒貯存過程的O2也是重要的參與因子[10]。因此在進行西藏青稞白酒的生產工藝設計時要充分考慮O2含量的影響。

圖2 海拔與大氣壓及氧含量對應關系Fig.2 Relationship between altitude, atmospheric pressure and oxygen content

圖3 拉薩地區與不同類型白酒典型產區氧氣 含量及占比情況Fig.3 Oxygen content and proportion of Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

2.2 氣溫及其影響分析

白酒生產內部系統與外部自然環境能量交互作用的形式主要是熱量傳遞。對于白酒生產而言，熱量傳遞由白酒生產內部系統與外部自然環境的溫度高低所決定，進而影響白酒生產內部系統的溫度。溫度是影響微生物生長代謝的關鍵因素，制曲過程和發酵過程是微生物的生長代謝過程[11-14]，因此溫度對白酒生產至關重要。

圖4顯示了拉薩地區與不同類型白酒典型產區氣溫對比情況。拉薩平均氣溫明顯低于濃香型和醬香型白酒典型產區，全年各月平均氣溫要較濃香型白酒典型產區低10.3～13.5 ℃，較醬香型白酒典型產區低7.5～11.4 ℃；4～10月，平均氣溫接近于青稞白酒產區，1～3、11～12月平均氣溫接近于清香型白酒典型產區(圖4-a)。從累年月平均氣溫日較差來看，拉薩的氣溫日較差明顯高于濃香型和醬香型白酒的典型產區，平均高8 ℃以上，與清香型和青稞白酒產區較為接近(圖4-b)。從累年月平均最高氣溫來看，拉薩4～9月份與青稞白酒產區較為接近，但明顯低于清香型、濃香型、醬香型白酒典型產區，1～3、10～12月則明顯高于青稞白酒產區(圖4-c)。從累年月平均最低氣溫來看，拉薩整年明顯低于濃香型、醬香型白酒典型產區，3～10月與青稞白酒產區較為接近，1～2、12月則高于青稞白酒產區，與清香型白酒典型產區相吻合(圖4-d)。從累年月日最高氣溫≥30.0 ℃日數來看，拉薩與青稞白酒產區較為一致，累年月最高氣溫很少出現≥30.0 ℃的情況，清香型、濃香型、醬香型白酒典型產區則較為類似，累年月最高氣溫≥30.0 ℃的日數主要集中在5～9月，尤其是6～8月，而這段時間是傳統制曲月份，可見較高氣溫是傳統制曲的關鍵因素之一(圖5-e)。從累年月日最低氣溫≤0.0 ℃日數來看，拉薩與青稞白酒產區的趨勢基本一致，而與濃香型和醬香型白酒典型產區具有明顯差距，尤其是1～3、11～12月，拉薩的累年月日最低氣溫≤0.0 ℃日數接近于30 d(圖4-f)。整體而言，拉薩呈現低氣溫、高溫差的特點。

a-累年月平均氣溫；b-累年月平均氣溫日較差；c-累年月平均最高氣溫；d-累年月平均最低氣溫； e-累年月日最低氣溫≤0.0 ℃時間；f-累年月日最高氣溫≥30.0 ℃時間圖4 拉薩地區與不同類型白酒典型產區氣溫對比情況Fig.4 Comparison of air temperature between Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

從制曲角度看，低溫將是拉薩進行制曲的重要環境制約因素，在拉薩進行制曲對溫度的調控和保持是必要的。制曲主要是對原料及環境中微生物進行定向培育的過程，較高的環境溫度對制曲有決定性影響，傳統制曲時間主要集中在6～9月，在此期間中國白酒3大典型產區的氣溫均明顯高于其他月份，平均氣溫在20 ℃左右，最高氣溫均超過25 ℃，且每月有將近一半時間的最高氣溫超過30 ℃；尤其是濃香型和醬香型白酒的中溫曲和高溫曲，6～9月最低氣溫也在15 ℃以上。而對于拉薩的6～9月，無論從累年月平均氣溫、累年月平均氣溫日較差、累年月平均最高氣溫、累年月日最高氣溫≥30.0 ℃日數均明顯低于中國白酒3大基礎香型的典型產區。因此，在拉薩進行制曲，需要對制曲的環境溫度進行適當調控[15-16]。

從發酵角度看，低溫環境有助于在拉薩進行青稞白酒的全年生產。白酒采用固態低溫長時緩慢發酵，為了保證品質，要求發酵酒醅從較低的溫度開始發酵，即低溫入池(或入缸)[17]，這要求較低的環境溫度，所以中國白酒3大基礎香型的典型產區到6～9月份氣溫較高時，就停止投料，即“壓排”。而對于拉薩，其全年氣溫基本在25 ℃以下，因此，不存在“壓排”的必要，可以實現全年生產。同時，低溫環境也使發酵過程進行緩慢，因此，酒體將更加純正、潔凈[13]。

從貯存角度看，低溫環境會使酒體老熟緩慢，貯存時間延長。老熟過程是酒體成分間，以及酒體與貯存容器和環境間交互作用的過程，包含復雜的物理化學變化，而溫度是影響這種交互作用的關鍵因素，溫度影響主要體現在兩個方面，一方面溫度越高越有利于物理化學交互作用的進行，因此低溫需要更久的貯存時間；另一方面溫度差異也影響物理化學交互作用的種類和方向，進而影響酒體的物理結構和化學組成[18-20]，而天然低溫可能使得西藏青稞白酒貯存過程中形成更具西藏特色的酒體。

因此，在拉薩進行青稞白酒開發時，要充分考慮氣溫對制曲、發酵、貯存的影響因素。

2.3 降水量及其影響分析

降水量對地區的生態環境有重要的影響，不僅影響環境的相對濕度，還影響環境中微生物組成和結構，而這些與白酒生產均密切相關[2-5]。圖5對比分析了西藏·拉薩與不同類型白酒典型產區的累年平均月降水量和累年月日降水量≥0.1 mm時間。

a-累年平均月降水量；b-累年月日降水量≥0.1 mm時間圖5 拉薩與不同類型白酒典型產區降水量對比情況Fig.5 Comparison of precipitation between Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

由降水量來看(圖5-a)，拉薩的降水主要集中在6～9月，在此期間，拉薩的降水量明顯高于清香型白酒和青稞白酒產區，但與濃香型和醬香型白酒典型產區相比，降水量有一定的差距(圖5)。而1～5、10～12月降水量明顯低于濃香型和醬香型白酒典型產區，接近甚至低于青稞白酒和清香型白酒典型產區。

從降水日數來看(圖5-b)，拉薩累年月日降水量≥0.1 mm日數超過10 d的月份主要集中在6～9月份，而濃香型和醬香型白酒典型產區全年的累年月日降水量≥0.1 mm日數均超過10 d。其余月份年月日降水量≥0.1 mm日數則迅速降低，呈現出明顯的雨季和旱季的特點。

2.4 風速及其影響分析

風可以加強白酒生產過程的內部體系與外部環境的交互作用，加速物質和能量傳遞、促進微生物的傳播。因此，對制曲和發酵過程具有一定的影響。圖6顯示了拉薩與不同類型白酒典型產區累年月平均風速對比結果。拉薩累年各月平均風速主要在2.0 m/s以上，除在個別月份與清香型白酒典型產區相接近外，其余時間均明顯高于清香型、濃香型、醬香型白酒及青稞白酒產區。較高風速不利于環境濕度的保持，影響微生物的繁殖和培育，從而對制曲造成不利影響[16,21-22]。

圖6 拉薩與不同類型白酒典型產區累年月 平均風速對比情況Fig.6 Comparison of monthly average wind speed between Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

環境濕度降低容易造成發酵體系中水分的散失，尤其是對濃香型白酒而言，窖泥水分的保持對產品的品質具有至關重要的作用，水分流失過快，將使窖泥喪失活性，產品品質也急劇下降[23-24]。因此，無論從制曲還是發酵的角度，保持水分將是拉薩青稞白酒生產的關鍵問題之一。

2.5 相對濕度及其影響分析

空氣相對濕度對白酒生產至關重要，影響制曲、發酵、貯存3個關鍵環節[12,16-17,21-24]。圖7顯示了拉薩與不同類型白酒典型產區累年各月平均相對濕度的對比分析結果。拉薩的累年各月平均相對濕度明顯低于中國白酒3大基礎香型典型產區。與青稞白酒產區相比，除4～7月較為接近外，其余各月均明顯較低，整年低于70%。而濃香型、醬香型白酒典型產區的相對濕度常年高于70%，清香型白酒和青稞白酒產區6～9月制曲季節的相對濕度也接近或大于70%。

圖7 拉薩與不同類型白酒典型產區累年各月 平均相對濕度Fig.7 Comparison of monthly average relative humidity between Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

從制曲角度來看，白酒酒曲采用固態發酵的方法進行定向微生物的培育，培育過程環境濕度在90%以上。環境相對濕度的降低，則會加速酒曲與環境濕度的交換速率，加速酒曲水分的流失，不利于微生物的生長代謝繁殖，從而不利于制曲[21-22]，因此，在制曲過程應注意酒曲與外界環境的物質交換，合理調控制曲環境的相對濕度。

從發酵過程來看，由于白酒發酵采用半開放方式，發酵容器或體系與空氣直接接觸，環境相對濕度高，有利于發酵體系水分的保持，從而減弱窖泥的老化。環境相對濕度低，會加速發酵體系水分的流失，從而使窖泥板結老化，從而影響產品品質[23-24]，因此，在西藏進行白酒發酵時，應該采用對環境相對濕度依賴較小的石窖或地缸等密閉性較好的發酵容器，而不是采用窖泥等對環境相對濕度要求較高的發酵容器。

從貯存角度來看，環境濕度低可加速白酒貯存過程的揮發速率，這雖然在一定程度上可以加速老熟，但也增加了酒損。環境濕度越高，有利于降低白酒貯存過程中的揮發速率，進而降低酒損。因此，在西藏進行白酒貯存，應適當減少酒庫與外界環境的物質交換，如適當減少通風等。

綜上可知，相對干燥的環境對生產過程有一定的消極影響，但對生產環境也有一定的積極影響。拉薩相對濕度較低，這不利于生產環境中有害微生物的滋生，給生產過程雜菌污染起到天然的屏蔽作用。

2.6 氣壓及其影響分析

氣壓低是拉薩氣候的重要特點之一，圖8顯示了拉薩與中國白酒3大香型及青稞白酒傳統產區對比分析結果。拉薩的累年各月平均氣壓在650 hPa以下，而清香型、濃香型、醬香型白酒典型產區的氣壓均在900 hPa以上，拉薩的氣壓要明顯低于中國白酒3大香型典型產區的氣壓。相對于青稞白酒產區平均770 hPa左右的氣壓，拉薩也明顯更低。

圖8 拉薩與不同類型白酒典型產區 累年各月平均氣壓Fig.8 Comparison of monthly average air pressure between Lhasa and the typical producing areas of different types of Baijiu

氣壓影響水分沸點，從而影響糧食的蒸煮[25]。氣壓對白酒蒸餾具有重要的影響，通過影響不同組分的氣液平衡常數，進而影響白酒組分[26-27]。低氣壓對白酒生產的影響主要有以下3個方面：

(1)低氣壓降低原料青稞蒸煮效率、增加原料的含水量。較低氣壓對常壓下水蒸汽溫度造成影響，進而影響原料的蒸煮效率[25]，經測定拉薩常壓固態蒸煮青稞的最高溫度為86 ℃，不利于青稞糊化，因此，建議增加浸泡，進行加壓蒸煮，適當延長蒸煮時間。此外，較低氣壓使得青稞在糊化膨脹時受到的外界阻力更小，從而加大青稞的吸水率，增加了入池青稞含水量，而且青稞支鏈淀粉含量明顯高于高粱，使得其含水量進一步提高，采用固態發酵，高含水量對發酵和后期蒸餾是不利的。因此，在西藏·拉薩進行青稞白酒的生產要充分考慮水分含量對生產過程及產品品質的影響。

(2)低氣壓影響白酒的風味組成，進而影響產品的風格特點。白酒作為蒸餾酒，蒸餾是其關鍵核心步驟之一，而蒸餾主要是通過氣液平衡來達到風味物質提取的效果，進而形成中國白酒獨特的酒體[26-27]。氣壓的降低將改變白酒中不同風味物質的氣液平衡常數，進而改變不同風味物質的提取效率，從而改變蒸餾白酒中風味物質的組成[8]，這一方面可能使拉薩蒸餾白酒的酒體更加純凈，另一方面使得拉薩的青稞白酒相對于其他香型白酒和當前青稞白酒產區更具西藏特色。

(3)低氣壓增加貯存老熟過程中的酒損。外部壓力的減少，降低了外界環境對酒體中分子的束縛，使其更容易逸出，增加揮發速率。揮發速率的增加帶來主要后果是酒損增加，當然揮發速率的增加同時也在一定程度上加速了老熟，縮短了老熟時間。

3 結論

拉薩地區的釀酒氣候條件具有“兩高四低一顯”的特點，即高海拔、高風速，低氣壓、低氧含量，低氣溫、低相對濕度，雨季旱季明顯。

從制曲角度，低氣溫、低相對濕度、高風速等特點均不利制曲。因此，在制曲時，建議減少制曲車間與外環境的物質能量交換，并適當增加制曲車間的控溫控濕裝置。

從蒸煮角度，低氣壓使得在拉薩進行常壓固態蒸煮青稞的最高溫度為86 ℃，不利于青稞糊化。因此，蒸煮青稞時建議進行加壓蒸煮，增加浸泡，適當延長蒸煮時間，以及充分考慮水分含量對生產過程及產品品質的影響。

從發酵角度，低溫環境是白酒采用固態低溫長時緩慢發酵的工藝條件，從此角度考慮，拉薩不存在目前白酒生產過程中“壓排”現象，可以實現全年生產。此外，低溫使得發酵過程進行緩慢，酒體呈現更加純凈的特點。

從蒸餾角度，獨特的低壓環境是中國白酒其他產區所不具備的天然獨特資源，這將賦予西藏青稞白酒獨有的風格特點與西藏特色。

從貯存角度，高風速、低氣壓將加速西藏青稞白酒的老熟，但同時也加大酒損，建議前期可以加大酒庫與外界環境的交互作用，后期減少酒庫與外界環境的交互作用，從而到達加速老熟，避免長時間貯存酒損增加的情況。

西藏具有獨特的氣候條件，白酒企業需要在工藝設計、設備先型、廠房設計上充分考慮環境因素，才能開發出具有當地特色的青稞白酒產品。