最新研究：深循环地下水如何影响白酒香型分布与风味特征？

“长期以来，人们谈论白酒风味时，更多关注的是高粱等原料、曲种中的微生物、温湿度与海拔等环境因素，相对较少的去深入探讨酿酒用水的问题。”

在河海大学教授、博士生导师、深循环研究中心主任陈建生与「#好酒地理局」的多次交流中，他反复提出，水中的微量元素是孕育名优白酒风味的关键。

近期，这一观点终于被系统整理并发表在国际权威学术期刊上。

河海大学团队在《Groundwater for Sustainable Development》（地下水促进可持续发展,IF:5.6,Q1）上，发表了题为《地下水补给过程驱动的中国白酒空间分布——基于水化学分析的见解》的论文。这项历时十余年的研究文章首次从水文地球化学角度揭示了中国白酒风味形成的关键自然密码——深循环地下水中的矿物元素直接决定了白酒香型的分布与风味特征。

俗话说，“水为酒之血”，在我们看不到的地方，“水”正在改变白酒的格局。

来自青藏高原

在大众的印象里，酿酒用水似乎来自山泉或河流，仿佛取之即有。然而这项研究揭示，真正滋养我国顶级白酒的水，远比我们想象的复杂——它的源头可能在数千公里之外的青藏高原。

青藏高原素有“亚洲水塔”之称，冰川雪水丰沛。河海大学研究团队通过对358份水样的氢、氧同位素与水化学分析发现，贵州赤水河流域的酿造水，其同位素特征明显区别于本地降水，却与青藏高原海拔3000米以上河流的δ¹⁸O与δ²H分布高度一致。

当地降水的年加权平均值约为δ¹⁸O−8.59‰、δ²H−57.10‰；而赤水河地下水平均为δ¹⁸O−6.65‰、δ²H−41.20‰，地表水平均为δ¹⁸O−7.23‰、δ²H−45.56‰。这表明，赤水河的水并非普通降雨的简单汇集，而是有来自青藏高原深循环地下水的稳定补给。

▎青藏高原冰川融水经过深循环向周边自流盆地传输为白酒酿造提供矿物元素示意图。图源@原论文

与此同时，赤水河流域气候湿润，年降水量达1000-1600毫米，但研究发现，当地地下水的稳定同位素并不随季节变化，而是表现出高原水源的特征。这说明，即便枯水期，酒厂水源依然稳定可靠，避免了季节性波动对酿造的影响。

早在数千万年前，印度板块与欧亚板块相撞，形成了今天的青藏高原，也在地壳深处留下纵横交错的断裂和裂缝。

随着印度板块持续的向北运动，俯冲在岩石圈下部的板块引起的地幔岩浆流在冷却成岩过程中出现收缩缝，这些收缩缝演变成为导水通道，高原冰雪融水沿着断裂下渗进入导水通道后在水压力的驱动下向北、东、南方向流动，最终在火山口或基底断裂带中向地面排泄。

制图@好酒地理局

导水通道中的深循环地下水通过四川盆地南缘的华蓥山、贵州北部的断裂带上涌进入碳酸盐地层，形成了喀斯特地貌。研究提出，当地下水穿越岩层时，会溶解出大量矿物质与稀土元素，形成了富含钙、镁、硫酸盐、锶与偏硅酸等独特的水化学特征。

以锶和硫酸盐为例，陈建生告诉「#好酒地理局」：“我们在赤水河流域发现一种叫天青石的矿物，它的化学成分是硫酸锶（SrSO₄），和大家熟悉的石膏很像——石膏是硫酸钙，而天青石则是硫酸锶，可以看作是一种特殊的‘蓝色石膏’。”

制图@好酒地理局

深循环的地下水在穿过这些含天青石的地层时，会缓慢溶解其中的硫酸锶，把锶和硫元素一并带走。“不仅如此，”陈建生补充道：“它还会携带大量的矿物质和稀土元素，为酿酒提供了独特的矿物背景。尤其是酱香型白酒，这些矿物元素赋予了它独特而不可替代的香气。”

来自青藏高原的馈赠并不局限于贵州。

资料显示，这些区域位于新生代火山带或自流盆地，同样具备跨盆地深循环地下水的补给条件。换言之，我国多处名酒产区都依赖于这张覆盖广阔的地下水网络。

来自青藏高原的冰雪融水，穿越断裂与岩溶地层，带着矿物质与时间的气息，一路向东南流动，理解这段隐秘旅程，是读懂白酒独特风味的第一步。

隐形调香师

“酿酒的好水跟我们饮用水不一样，它需要的矿物质、微量元素更丰富。”

河海大学团队的研究表明，赤水河酿造区地表水的硫酸盐平均浓度达105mg/L，明显高于非酿造区的48.3mg/L。地下水中的硫酸盐含量则最高可达259.8mg/L。与此同时，酿造区水体的锶含量也普遍偏高：地下水平均0.67mg/L，部分样品甚至超过矿泉水标准的0.2mg/L，而非酿造区平均仅约0.13mg/L。硅元素亦表现突出，酿造区地表水平均9.3mg/L，高于非酿造区的5.6mg/L。

▎赤水流域地表水化学含量空间分布。图源@原论文

在白酒风味形成过程中，硫的作用最为直接。

陈建生在长期研究中发现一个有趣又关键的规律：“缺少硫元素的地区，很难酿出真正上好的白酒。”

为了验证这一点，他们深入调研了各种白酒中含硫化合物的种类与含量，在白酒中能检测到含硫的有机化合物约27种。其中，茅台酒中检测到的含硫挥发性物质最多，达二十四五种，而芝麻香型白酒只有大约十八种。“这就是茅台酒香气更为丰富的原因。”

那么，这些“含硫香气”是如何形成的呢？陈建生解释，硫在发酵过程中经历一连串缓慢而复杂的化学变化：

首先，厌氧环境中产生硫化氢。很多人觉得它像臭鸡蛋味，是有害的，但在酿酒里却是必不可少的起点。硫化氢与甲醛反应生成甲硫醇，与乙烯反应生成乙硫醇，这三种物质是此后二十多种含硫香气化合物的“母体”。

形成这些化合物并不快。“有机反应不像无机反应那样一瞬间完成，它们要慢慢来。”陈建生说。正因为如此，新酿出的白酒往往口感辛辣、生硬，需要时间陈放，让化学反应逐步完成，香味才会圆润丰富。

传统陶坛在这个过程中扮演了天然催化剂的角色。

“乙硫醇的生成需要三氧化二铝作为催化剂。”陈建生解释，“古人并不懂化学，但他们选择的陶坛储酒恰好含有20%到30%的三氧化二铝，正好满足这个条件。”

摄影@好酒地理局

人们以为陶坛的透气性只是为了“呼吸”或“去除异味”，其实更重要的作用，是为含硫化合物香味的转化提供催化环境。

在赤水河流域的水样中，硫酸盐（SO₄²⁻）含量普遍高于非产酒区，发酵过程中，微生物会利用硫酸盐，通过酶促反应生成各种含硫挥发物，如糠硫醇、甲硫醇、二甲基三硫化物等。这些化合物浓度虽低，却拥有极强的香气贡献，被誉为“高香气分子”。

在酱香型白酒中，这些含硫化合物带来类似酱油、烤芝麻、坚果的复合香气，是茅台酒那股“陈年酱香”不可或缺的成分。即便是浓香型的五粮液、洋河，也依赖一定量的含硫物质来增加酒体的丰满度与回味。

▎赤水河上游金沙县产区价值科学考察期间，陈建生在赤水河上游重要支流——水边河流域取水、考察。（左右滑动查看更多）摄影@好酒地理局

锶是一种常被忽视的微量元素。有研究表明，锶离子能够刺激酵母菌的生长并增强多种生物酶活性，从而提升脂质和有机酸的合成速度，使酒体更加醇厚顺滑。赤水河地下水平均0.67mg/L的锶，为这种微生物动力提供了得天独厚的条件；江淮浓香型产区的地下水锶平均约0.5mg/L，也远超普通地下水。

对于消费者而言，锶还是一种对骨骼有益的元素，被不少矿泉水品牌视为健康加分项。虽然白酒并非补锶饮品，但这种天然富锶的水源，也为白酒赋予了细微的口感柔和感和市场附加价值。

摄影@好酒地理局

与硫酸盐和锶相比，硅的角色更像幕后功臣。固态发酵依赖的大曲，其优势菌群是芽孢杆菌。溶解硅能促进枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌的生长，而这些菌正是提升白酒香气、减少有害物质的重要功臣。赤水河水体中硅平均9mg/L，为大曲微生物提供了稳定的营养源。

富含可溶性硅的水有助于发酵过程的顺利进行，并能提升白酒香气的复杂度。然而，值得注意的是，一些偏硅酸含量很高的产区并未诞生名酒。

论文总结道：适合酿造优质白酒的水需要富含矿物质，其中发挥重要作用的是硫酸盐和锶。

地球馈赠的风土

从青藏高原的雪水一路渗入，到赤水河畔的酒香氤氲，这条深藏地下的水脉，连接起中国白酒的格局与风味。

「#好酒地理局」认为，这项研究为白酒“风土叙事”增添了些许韵味。

国际烈酒讲风土，是气候、土壤与人文传统；而中国白酒的风土，加入了一场跨越数千公里的地下水循环。

对于产业而言，这不只是浪漫的自然传奇，更是可量化的科学指引。

认识到矿物元素的重要性，不仅有助于理解酒香，更为产业带来实际指导。

在气候变化与水资源紧张的当下，这项成果意义远超酿酒本身。

当我们品尝一杯醇香白酒时，往往很少想到这背后有着漫长的地质循环与复杂的水文网络。然而，这些赋予酒独特风味的自然馈赠并非取之不尽、用之不竭。气候变化、工业开发以及人口增长，都在潜移默化地改变着地下水的补给与流动。

对于白酒企业而言，保护水源不仅是责任，更是核心竞争力。茅台、五粮液、习酒等品牌已经在水源地实施严格的生态保护措施，如建立水源保护林、控制上游农业化肥使用等。

▎在今年3月举行的好酒中国行科学考察之国家名酒评委走进贵州习酒活动中，好酒地理局进一步了解到习酒正持续深入推进降碳、减污、扩绿增长，打造习酒零碳工厂，并与产区兄弟酒企一道，共同守护好赤水河的一江清水、两岸青山。图源@贵州习酒

这一做法不仅提升品牌形象，也有助于白酒文化的国际传播。当海外消费者了解到，中国白酒的风味来自青藏高原的远古冰川、来自亿万年地壳运动的馈赠，其背后的地球故事无疑会为这杯酒增添独特的浪漫和庄重。

当前研究已揭示水中关键矿物元素与白酒风味的关联，但仍有许多值得探索的问题。例如，不同年份降水与深层循环的比例变化，是否会在几十年后反映到酒的口感？不同矿物元素在发酵中相互作用的机理，又如何影响微生物群落结构？

这些问题需要多学科科学家共同合作，开展长期监测和实验研究。通过跨学科协作，未来或许可以建立一套完整的酿造水风味模型，为白酒品质预测、原产地保护甚至新风味开发提供数据支持。

保护这份自然馈赠，也离不开普通消费者。选择支持注重生态保护和水源管理的品牌，是每一位饮者都能做到的贡献。更重要的是，理解一杯酒背后的地球故事，让我们能够多一份敬畏。

举杯之时，不必刻意想象它的传奇，只需记得杯中之水曾走过漫长的路。这一程岁月和山河，已足够动人。