茅台镇位于贵州高原最低点的盆地，这里远离高原气流，终日云雾密集。夏日高温期长达5个月，一年有大半时间笼罩在闷热、潮湿的雨雾之中。这种特殊气候、水质、土壤条件，对于酿酒非常有利。
酿制茅台酒所用高粱为糯性高粱，当地俗称红缨子高粱。此高粱颗粒坚实、饱满、均匀，粒小皮厚，支链淀粉含量达88%以上，十分适合于茅台酒工艺的多轮次翻烤，使茅台酒每一轮的营养消耗有一合理范围。
茅台酒酿造遵循 “12987”工艺，即端午制曲、重阳下沙、1年生产周期、2次投料、9次蒸煮、8次发酵、7次取酒。总结下来，酿造工艺主要分为四个大的工序：制曲、制酒（第一轮下沙、第二轮下沙、七次取酒）、贮存勾兑、包装。
一、制曲
每年端午，一个新的茅台酒生产周期正式开始。
（1）踩曲
端午之后是一年中气温最高的时节，制曲车间里的温度经常高达40℃以上。高温有利于微生物的生长，这些微生物混入曲块中，分泌出大量的酶，可以加速淀粉、蛋白质等转化为糖分。
茅台酒厂制曲是以小麦为主要原料，先将小麦粉碎，加入水和母曲搅拌，放在木盒子里，工人站在盒子里用脚不停地踩。茅台至今还在坚持传统的人工制曲，用女性的双足踩出中间高，四边低，松紧适宜的“龟背型”大曲，这种形状有利于微生物的生长和后期发酵。
（2）装仓、翻仓
小麦经过踩曲做成像砖头一样的曲块，用谷草包起来，进行装仓。大约10天后再进行翻仓，就是把曲块上下翻转，让每一面都能充分接触微生物。前后一般要进行两次翻仓。
（3）出仓、切碎
再过30-40天，曲块就做好可以出仓了，但是要使用的话还需要存储40天以上。在使用之前，要将曲块“切碎”，越碎越好。经过这样一番工序，生产一块合格的酒曲至少要3-5个月。
二、第一轮下沙
茅台镇当地管红缨子高粱叫“沙”，下料也叫“下沙”。在茅台的酿造过程中，因所下“沙”的完整程度不同，而产出不同的酒。重阳下沙，是因为重阳节前后，赤水河水由浑浊变为清澈，满足酿酒对水质的要求，而且恰逢红缨子高粱成熟。
（1）润沙
下沙的第一步是“润沙”，即用90℃以上的开水清洗几遍，泼水时边泼边拌，使原料吸水均匀。茅台酒在润沙阶段会添足水，除了润沙之外，其它工序不再添加水。
（2）蒸煮、摊凉、加曲
高粱经过润沙后，需要上甑蒸煮大约两个小时，然后散在地上摊凉，由工人用铲子不停地翻开，温度降至35℃左右开始加酒曲。高粱与酒曲的总体比例为1∶1，酒曲用量特别大，但是要分9次加入，每次加的数量都不一样。
（3）堆积发酵
第一次加曲搅拌后要将酒糟堆成一个两米多高的圆锥，进行堆积发酵。茅台酒讲究高温发酵，一般外层温度达到50-60℃才结束这一环节，酿酒师把手插进堆子，依据烫手的程度进行判断。
高温堆积发酵是茅台酒的独创，是工艺的核心。茅台酒高温大曲的曲糖化力低，并且几乎没有酵母菌。通过高温堆积，微生物在消长过程中相互利用，以达到代谢产物具备酱香突出，幽雅细腻，酒体醇和，回味悠长的目的。
（4）入窖发酵
堆积发酵完成后，把酒糟铲入窖坑进行封存，即开始入窖发酵，为期一个月。窖坑有3-4米深，能装15-20甑酒糟。每次入窖发酵时会泼上一轮的尾酒，目的是调节酒糟的水分含量，再次发酵增香以及滋养微生物。
三、第二轮下沙
入窖发酵完成后，窖坑打开，开始第二轮下沙。第二轮下沙称为糙沙，即向入窖发酵了一个月的酒糟里，按照1∶1的比例，加入新的高粱，再次蒸煮、摊凉、加曲，堆积发酵，入窖发酵。第一轮下沙和第二轮下沙都不取酒，只为增加发酵时间，尽可能多地培育微生物。
四、七次取酒
1个月后，开始第3次蒸煮，这时时间已到了岁末年初，这才开始第一次取酒。茅台取酒温度要求在40℃以上，而不是其他白酒常见的25℃，目的是排除低沸点刺激性的物质，保留高沸点物质，提高质量。
取酒之后，再次重复进行摊凉、加曲、堆积发酵，入窖发酵、蒸煮和取酒的流程。如此周而复始，每月一次，直至第七次取酒之后，时间已经到了第二年的8月，酒厂才开始丢糟。
五、贮存勾兑
茅台酒分3种酒体：酱香、醇甜和窖底。七次取酒，酒体色、香、味各有区别。第一、二次出的酒酸涩辛辣，第三、四、五次出的酒最好，称为“大回酒”，第六次得到的酒为“小回酒”，第七次的酒为“追糟酒”，发焦发苦。根据不同轮次、不同酒度、不同香型、不同酒龄，可演变出100多种基酒酒样。
新取出的酒要装入陶瓷坛中封存，形成基酒。第一年进行“盘勾”，就是按照酱味、醇甜、窖底三种味道进行合并同类项，然后再存放3年。3年后，按照酒体要求进行“勾兑”，即使用不同基酒，按照不同比例勾兑。
勾兑时还要使用口味独特的调味酒和不同年份的老酒。茅台酒勾兑一直是酿酒过程中比较神秘的工序，酿酒师凭借自己的味觉进行搭配，把不同轮次的酒调在一起，寻找味道之间的平衡与层次感。
六、包装
茅台酒在勾兑检验合格后，仍需再贮存半年，才能包装出厂。也就是说，从原料到成品，最短也要经过五年时间。茅台酒瓶胶帽上印有两行数字，即为出厂日期和勾兑批次。
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