白酒，作为中国特有的蒸馏酒，也是世界六大蒸馏酒（白酒、白兰地、威士忌、伏特加、金酒、朗姆酒）中唯一以固态发酵、固态蒸馏为核心工艺的酒种，具有鲜明的“中国风土”特征承载着数千年的华夏文明。

其酒质或无色透明，或微黄晶莹，散发着迷人的芳香，入口绵甜爽净，酒精度数较高，历经岁月陈酿，形成以酯类为主体的复杂而迷人的复合香味。白酒的酿造原料丰富多样，高粱、小麦、玉米、大米等粮食作物皆可为之，通过蒸煮、糖化、发酵、蒸馏、陈酿、勾兑等一系列精细且独特的工序，诞生了无数风格迥异的佳酿。按照国标可分为酱香、浓香、清香、米香、兼香、凤香、豉香、芝麻香、特香、老白干香、馥郁香、董香等12大香型。

俗语云：“千年老窖万年糟，酒好全凭窖池老”，不同香型白酒的“基因密码”藏在大曲、窖泥、酒醅的微生物组里。

一、传统白酒酿造工艺（以主流三大香型为例）

表1：传统白酒酿造工艺

但当传统固态发酵遇见21世纪的自动化、数字化与人工智能，白酒行业正在迎来一场“微生物工业革命”。

表2：传统白酒酿造结合现代技术的高通量筛选

高通量菌株筛选技术的应用：

传统微生物培养和鉴定技术：随着科技的飞速发展，白酒菌株的研究取得了显著进展。科研人员通过现代生物技术手段，对白酒酿造过程中的微生物群落进行了深入研究。从大曲、小曲到窖泥，每一个环节中的微生物都成为了研究的焦点。例如，在浓香型白酒的研究中，对窖泥中的微生物进行了大量分离和鉴定，发现了多种对风味物质合成有重要贡献的菌株，如产香梭状芽孢杆菌，它能够产生丁酸、戊酸乙酯、乙酸乙酯和2-戊酮等重要的风味成分，为浓香型白酒的典型风味形成提供了关键支撑。在酱香型白酒中，对高温大曲中的微生物进行研究，发现了一些耐高温、耐高盐的特殊微生物，它们在酱香物质的形成过程中发挥着独特作用。

高通量测序技术等现代分子生物学手段：通过对微生物基因组的测序和分析，可以更深入地了解微生物的代谢途径、功能基因以及它们之间的相互作用关系。例如，利用鸟枪法宏基因组学方法，能够对发酵食品（包括白酒）中的微生物群组进行全面研究，识别到在样本中发挥重要作用的非优势微生物群落，这为揭示白酒风味形成的微生物机制提供了有力工具。然而，尽管目前取得了不少成果，但白酒酿造微生物领域仍存在诸多未知。不同地区、不同工艺的白酒微生物群落差异巨大，如何精准调控这些微生物，实现白酒风味的稳定和提升，仍是亟待解决的问题。

传统筛选的技术瓶颈：

香型复杂、微生态非均相，导致表型-基因型关联困难；

人工筛选通量<103株/年，难以覆盖自然菌群多样性（>10?株）；

实验室结果到吨级生产的放大培养易失真问题。

三、实验室自动化：高通量菌株筛选的“加速器”

在白酒菌株研究面临挑战的背景下，实验室自动化技术的引入为高通量菌株筛选带来了新的曙光，展现出诸多传统方法难以比拟的优势：

① 高通量筛选，提升效率

从“千株级”到“百万株级”，一次性覆盖自然菌群多样性：以96孔板或384孔板为载体，一次实验可以同时对数百个甚至上千个菌株进行培养、筛选和检测。

② 精准控制实验条件，确保结果可靠性

白酒酿造微生物的生长和代谢对环境条件极为敏感，温度、pH 值、营养成分等微小的差异都可能影响菌株的性能和实验结果。实验室自动化系统能够精准控制这些实验条件，确保每个样本都处于相同且稳定的环境中。

③ 实时监测与数据分析，助力快速决策

自动化系统配备了先进的传感器和数据采集分析软件可管理追踪实验数据，能够实时监测菌株的生长状态、代谢产物的生成等信息。为白酒行业建立“微生物批次档案” 。

四、贝克曼库尔特生命科学 高通量菌株筛选实验室自动化方案

① 高通量自动化筛选平台

高通量自动化筛选平台：以Biomek液体处理工作站、集成自动化培养箱、自动化耗材供给站、自动化离心机、自动化开盖PCR仪、酶标仪、自动化片段分析仪、自动化封膜机和撕膜机等功能性设备，可实现智能化，个性化的菌株高通量筛选工作，将大规模的菌株筛选效率和一致性提升到工业级。

特色应用：

优势菌株筛选，抗性/功能性菌株筛选；

菌株培养基条件优化，菌株逆境培养筛选；

菌株生长曲线测定；

诱导菌株蛋白表达，并通过酶标反应检测蛋白活性，进行功能性筛选；

分子生物学实验，如NGS文库构建，质粒提取等。

② 高通量自动化复筛平台（BioMektor）

特色应用：

可自动完成培养基制备和优化；

接种、自动收样和样品保存；

pH调控、补料、发酵、培养条件优化。

参数特征：

高通量（48孔微孔板）；

多参数实时在线检测；

工作体积小（800-2400μL）；

孔间无差异，平行性好，明确的氧传率；

智能自动化，补料、PH调控策略灵活；

无需校准、装管，适合有氧、微氧、厌氧。

③ “数字孪生”驱动的智能酿造

通过合成生物学技术手段，通过“自动化+AI学习”把培养基优化从“手工试错”变成“数据驱动”的闭环，一方面助力白酒酿造过程中充分挖掘尚未被发现的物种、基因、酶等微生物“暗物质”，并了解其背后的协作关系和代谢功能，实现“为我所用”。另一方面，要聚焦白酒的微生物“暗物质”，挖掘高附加值产物合成潜力，实现目标产物高效生产和产品开发，不断开辟白酒微生物制造新赛道，为生物科技产业提供应用场景，实现“我为其用”。

Schilling, C., (2025). Machine learning-led semi-automated medium optimization reveals salt as key for flaviolin production in Pseudomonas putida. Communications Biology, *8*, Article 123. https://doi.org/10.1038/s42003-025-08039-2

小 结

当古老的窖池遇见高通量自动化筛选平台，中国白酒正在用微生物的语言，向世界讲述东方风味的未来故事：

高通量自动化筛选平台实现高通量，高精度样本筛选处理，提升酒类微生物的生产性能；

高通量自动化复筛平台可实现多参数实时监控，确保每个样本能够处于相同环境中；

“数字孪生”可建立可重复，可溯源的“微生物档案”，实现表型-基因型-环境参数实时关联，加速“设计-构建-测试-学习”循环；

随着实验室自动化技术在白酒菌株筛选中的深入应用，我们对白酒酿造微生物的认识将更加深入，白酒行业也将迎来新的发展机遇。

未来，通过高通量菌株筛选，有望发现更多具有优良性能的菌株，这些菌株或许能够提高白酒的出酒率、改善风味品质、增强产品稳定性。例如，筛选出能够高效利用原料的菌株，在不增加成本的前提下提高白酒产量；或者筛选出能够产生新风味物质的菌株，为白酒产品创新提供可能，满足消费者日益多样化的口味需求。同时，结合基因编辑等现代生物技术，对筛选出的优良菌株进行定向改造，进一步优化其性能，将为白酒酿造工艺的革新带来新的突破。

实验室自动化开启的高通量菌株筛选新篇章，将为白酒行业的高质量、创新性发展注入强大动力，让这一古老的传统产业在现代科技的加持下焕发出新的生机与活力。