生產為導向的白酒釀造工程專業微生物課程體系重建思路

趙亮 郭舉 羅貞標 胡智慧 王新葉

摘? 要：微生物學相關知識體系是白酒釀造工程專業人才應掌握的核心理論體系，同時也是提出、分析并解決生產實際問題的先決條件。目前現有的微生物學課程體系及教學內容無法適應本專業人才的培養目標和要求，需要對此進行適當改革和重建。該文從現有課程體系出發，分析知識構架在本專業人才培養中存在的缺陷和問題。其次，通過生產一線調研，分析、總結生產過程的理論需求方向，并以此為牽引，提出課程體系構建的基本思路和目標。以此，希望該文提出的課程體系建設思路對國內其他開設釀酒類專業高校有所參考。

關鍵詞：生產問題；調研訪談；課程構架；生產理論需求；微生物學

中圖分類號：G640? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-000X（2023）35-0076-04

Abstract： The microbiology related knowledge is a core theoretical system which should be grasped by the talent expert in Chinese liquor brewing engineering， and also is an essential prerequisite for them to raise， analyze， and resolve the practical problems of production. However， the content of courses available could not be appropriated for the talent cultivation. Therefore， innovation and rebuilding to the current curriculum system should be performed. In this paper， we first analyze the knowledge framework in the current curriculum and raise issues about the gap between that and the personal training of Chinese liquor brewing engineering. Further， theoretical demands were collected and sorted from interviewing and investigating to brewer and technician in different liquor brewing factory. On the basis of this， we put forward the basic thought and goal about rebuilt a new microbiology curriculum system. Depending on this， we expect that this paper will have reference value for the construction of related majors in domestic universities.

Keywords： practical problems of production; investigation and interview; curriculum framework; theoretical demands in production; microbiology

中國酒業協會發布的《中國酒業“十四五”發展指導意見》指出，到2025年，白酒行業產量800萬噸，同比增長8.0%，年均遞增1.6%；銷售收入達到9 500億元，同比增長62.8%，年均遞增10.2%；實現利潤2 700億元，同比增長70.3%，年均遞增11.2%[1]。白酒產業增長方式的改變，需要釀造類專業人才的有力支撐。

中國貴州茅臺酒廠（集團）有限責任公司為助力釀酒產業人才培養的發展，于2012年籌建茅臺學院，并于2017年由教育部批準招收第一批釀酒工程專業本科生，是我國第一所圍繞釀酒產業鏈培養應用型人才的非營利性全日制普通本科高校。釀酒工程專業是一個新興的專業（2011年四川理工學院首設）[2]，近10年才初步建立起一套較為完善的釀酒工程專業培養體系[3-4]。其中，白酒釀造方向人才培養歸屬于釀酒工程專業，而白酒釀造與釀酒工程專業建設又存在本質差異。如固態制曲和固態發酵、多菌種群體微生物發酵，以及獨立解決企業的生產技術問題屬于白酒釀造工程專業重點培養方向。基于此，茅臺學院釀酒工程系于2019年針對白酒釀造工程專業應用型人才培養初步建成一套核心課程體系及培養方式，并初顯成效。但是，在一些專業基礎課的設計和構架上仍需要完善。

微生物是高校生命科學以及醫、藥、農、林、食品等專業需要掌握的一種基礎學科，是現代高新生物技術重要的理論和技術基礎，實際應用性強，且對后續課程有重要的作用[5]。微生物是白酒釀造領域的骨架，它為菌種資源的利用、發酵技術的掌握、以及生產問題的發現與解決提供知識背景和理論保障。目前，開設釀酒工程專業的各類院校，相繼建設有一套符合本專業培養需求的微生物相關課程體系及教學改革措施，并在人才培養上具有一定成效[4，6-9]。但是，白酒釀造工程專業的培養目標只服務于白酒釀造行業，在微生物相關課程的設置和教學內容上需有別于釀酒工程專業。此外，白酒釀造的自然、開放性發酵特點，在微生物菌群及其環境方面要比其他各類酒的發酵生產復雜的多，以至在微生物教學內容和培養方式上，白酒釀造工程專業要比釀酒工程專業的覆蓋面更加集中、知識要求更加深入。因此，需要建設一套針對白酒釀造工程專業的微生物課程體系及教學模式，為培養高質量的白酒釀造工程專業人才夯實基礎。

一? 現有微生物課程體系

（一）? 課程構架

茅臺學院針對白酒釀造工程專業，圍繞微生物知識體系開設的核心課程包括微生物學、微生物學實驗、微生物生態學，輔助課程包括基因工程和酶工程。在課程構架上，微生物學作為基礎理論課，貫穿其他各門課程。也就是說以微生物學知識點為教學節點，基于此節點來設計其他各門課的教學大綱，通過其他各門課的教學來增強、反哺、并擴充對微生物學的學習，使學生充分理解并掌握微生物知識體系和相關技術。例如，微生物學設有“絲狀真菌——霉菌”這一節，其中包括“霉菌的分布及與人類的關系”“霉菌細胞的形態和構造”“真菌的孢子”和“霉菌的菌落”四個方面的知識點。基于這些知識點，微生物學實驗設置霉菌的分離、純化，以及顯微鏡檢觀察方面的實驗；微生物生態學設有霉菌在自然界的分布規律以及在人類社會生產過程中的重要用途等教學內容；基因工程和酶工程分別從基因鑒別和酶功能角度分別介紹霉菌的分類鑒定和重要胞內、外酶的功能。如此，通過核心課程和輔助課程的相互組合搭配，達到微生物學知識體系向學生全面輸出的目的。

（二）? 存在的問題

茅臺學院白酒釀造工程專業使用的微生物學教材為周德慶主編的《微生物學教程》第四版，共11章內容，48個學時。教材覆蓋內容幾乎沒有涉及釀酒工程方面的講解，無法滿足白酒釀造工程專業需求。在大綱設計上，只能基于本專業特點，選取各章內與本專業需求存在關聯的小節，并在課時分配上根據關聯度的大小進行適度分配。此外，在教學課件上針對各小節，額外加入白酒釀造方面的知識，彌補教材無法銜接本專業需求的知識點。當然，并非僅微生物學這門課存在這樣的問題，上述各門與微生物學搭配的課程也存在類似問題。如微生物生態學目前使用的教材是池振明主編的《現代微生物生態學》（第二版），全書共12章，包括微生物生態學基礎理論，以及污染環境、自然環境、極端環境的微生物分布等內容。本門課共32個學時，因此教材僅選取4章與本專業較關聯的內容，通過教學課件的補充完善，最終形成本門課教學內容。綜上，雖然本專業課程體系無針對性教材，教學過程經補充完善，基本滿足專業需求，但經培養后發現，學生仍對白酒釀造工程中的微生物專業知識理解不夠系統、透徹，專業實習中很難對工藝點的理論背景作正確解釋；遇到如酒醅堆積發酵不能正常升溫，或酒醅黏度過大、酸度過高等生產異常問題，無法合理解釋其原因并給出相應的解決策略。因此，從地方應用型本科人才培養標準內涵角度來看，目前的微生物學課程體系還無法精準的滿足本專業人才培養目標，需要對課程體系做一定程度的改革。

二? 以生產為導向的微生物課程體系建設思路

（一）? 生產一線理論需求分析

為使理論課程體系與生產需求充分銜接，我們進入10余家醬酒生產企業，從制曲到制酒，將一切與微生物相關的工藝環節均納入調研。概括起來，生產一線對4個方面問題比較關切。①針對現有工藝的科學解釋；②對創新工藝的結果預判；③生產環節出現異常的原因以及應對策略；④與生產環節直接相關的基礎理論知識。這4個方面問題當中，第三個問題是生產一線提的最多，關切最深的問題。第四個問題是一線技術人員或酒師、班長最想學習的問題。現圍繞這4個方面問題做具體情況分析。

1? 針對現有工藝的科學解釋

生產一線員工因文化水平偏低，同時企業理論培訓不夠系統、深入，致使他們只能刻板按照現有工藝規范進行操作，一旦異常情況發生，無法應變處理。因此，一些有思想、態度積極的員工就會對一些工藝操作提出疑問。如制曲環節中，行業眾所周知的曲塊需要踩成龜背型，即四周相對矮、緊，中間相對高、松。有工人會提到踩成這樣的形狀為什么會利于曲塊發酵；曲塊入倉發酵過程中，一般在7～9天第一次翻曲，13～15天第二次翻曲。制曲工都清楚在這兩個時間段翻曲是為了讓曲溫降低、倉內曲塊均勻發酵。有工人會問為什么從發酵開始至第一次、第二次翻曲，都是大致1周的時間間隔，也就是說曲溫上升到60 ℃左右大致需要7天時間，而不是更短或更長的時間。另外，在制酒環節，有工人會疑惑冬季收堆時，從有利于堆積溫度上升角度來講，為什么攤涼溫度要降到40～45 ℃才能收堆，而不是更高的溫度收堆。從此類調研情況分析，車間員工對現有工藝操作的疑問，一是沒有微生物理論知識背景，二是即便了解一些微生物相關知識，但理論體系不完善，無法解釋現有的工藝規范。

2? 對創新工藝的結果預判

隨著企業改革創新潮流的不斷推進，各類企業都在生產設計、工藝細節方面進行不斷創新和改革。白酒生產雖然講究傳統，推行傳承，但在工藝細節設計方面仍然要推行創新，盡量保證高成本工藝向低成本轉變，不可控條件向可控條件轉變。但是，創新的前提是要對原有工藝、方法的基礎理論、基本原理有較為深刻的認識和了解，否則創新將如無頭蒼蠅般到處亂撞，對結果毫無預測可言。

3? 生產環節出現異常的原因以及應對策略

白酒生產是在一個開放且難控制的發酵體系中進行的。雖然生產過程嚴格按照工藝規范或指導細節進行操作，但外部環境的臨時改變或工人操作熟練度的參差不齊都會對發酵過程產生不同程度的影響，這些影響累加起來會對最終產質量產生本質的影響。因此，一旦發酵過程異常，監測參數出現偏差，必須立即對問題診斷把脈，并作出應對方案。目前，各類酒企在應對生產異常問題時的常規思路是基于生產經驗、或前人的一些應對處理方法來解決。雖然在問題的把脈和處理上有一定效果，但是基于生產上歷史共性問題來分析解決。一旦臨時問題的出現并非屬于歷史問題，經驗性的處理方法將失去作用。例如，在生產一線調研時發現，多數酒廠的班組為提高酒產量，會在堆積時向堆體潑水。當然，這種處理方式確實能有效增加酒產量，但水的加入量有一定限度，一旦加入量過大，反而會影響酒醅的發酵。這是一個應用現有經驗做法，來解決產量提升問題的典型案例。但在調研中我們發現，一線工人因基礎理論知識匱乏，無法解釋酒醅加水可以適當提高酒產量的內在原因，時常出現工人盲目加水，酸積累過多，酒醅發酵受抑制的情況。

4? 生產環節直接關聯的基礎理論知識

為了有效地監測并把控各生產環節，使產質量得到充分保障，多數酒企，特別是年產7 000噸以上的大、中型規模醬香型白酒生產企業的一線技術人員越來越注重基礎理論知識學習。特別對與生產直接關聯的理論知識最為關心。經過與多家酒企的技術人員、班組長和酒師進行溝通，詢問他們最想了解、掌握的理論知識有哪些后，我們收集并歸納了15條對于各醬香型白酒企業具有共性需求的理論知識問題（表1）。在這些問題中，提出問題4和13的酒企數量最多，各有9個和8個酒企提出。目前，醬香型酒生產的堆積工藝中，補水和翻堆是為了保證產量常用到的手段，這種手段的科學性在何處，如何準確把控這種操作手段，越來越受到生產一線的關注，因此，這兩個問題也是所有調研酒企中提出頻率最高的問題。其次是問題3、6和11，關注的酒企數量相對較多。問題3主要涉及高粱的糊化，其糊化效果影響到堆積發酵過程淀粉中糖的合理釋放以及酒醅的黏度，進而影響堆積發酵質量和對應輪次的基酒產量；問題6和11涉及堆積發酵過程酵母菌的富集和雜菌的消亡規律，關系到堆積發酵的核心功能。其他10個問題均涉及到生產過程的方方面面，也有多個酒企或多或少覆蓋到這些問題。初步分析這些問題涉及的理論背景，與其相關的課程領域基本以微生物學為核心，其次包括微生物生態學、生物化學、白酒風味與品評和種子學。此外，在具備上述理論知識體系的基礎上，還需要跟進相關科學研究動態，方可較為準確地回答上述問題。

（二）? 課程體系構建基本思路及目標

從以上分析不難看出，微生物學相關知識處于白酒釀造工程專業理論體系的核心，直接關系到本專業人才的培養質量。因此，為深度實現人才培養與生產需求相契合的目標，需要以生產中的理論需求為牽引，設計課程體系構架思路。具體思路如圖1所示，共分二個階段。

第一階段：進入酒企車間調研，搜集、發現，并總結生產過程中需要回答，亟待解決的問題，以及各生產、操作環節需要遵循的工藝原則。此階段已在前述內容中做充分解析，并歸納出一些生產中重要的理論需求點。

第二階段：將酒企調研的內容按類型逐一歸結成相關理論點，并轉化成一套知識體系。基于這個知識體系，選取微生物相關課程及學習內容，建立微生物課程體系。在此階段，仍需要不時走訪酒企車間，及時搜集生產相關問題。并將所有收集到的問題作為教學材料，適當穿插進教學環節，訓練學生運用理論知識和實驗室操作技能回答、解決生產相關問題。

第二階段的工作需要在第一階段工作基礎上，結合現有課程體系內容，找到兩者之間關鍵的契合點，進一步具體設計課程內容和教學方法，以達到系統、徹底的重構白酒釀造工程專業微生物課程體系的目的，以期適應生產實踐中的理論需求。

三? 結束語

微生物相關知識是白酒釀造工程專業人才必須掌握的一類重要的基礎理論體系，同時也是本專業人才分析、解決生產實際問題，并結合生產提出創新理念的前提。然而，微生物相關知識體系龐大，涉及領域廣、涵蓋面寬，現有教材難以適應白酒釀造工程專業人才的培養[10]。因此，必須深度掌握生產一線的理論需求，分析、整理生產工藝過程中涉及的重要理論點和一線技術人員急需的微生物背景知識。在此工作的基礎上，以生產需求為牽引，找到現有課程體系中知識銜接點，逐步、具體地構架課程體系中的教學元素，形成與之適應的教學方法和手段，并在教學中不斷往復、更新生產一線中的理論需求，升級課程內容和教學方法，以此構建出適合白酒釀造工程專業的微生物課程體系。

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