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天之美禄
应季的水果，产量有限，鲜吃尚不够，哪能想到用它来酿酒。葡萄的种植，由于品种、地域，特别是文化传统的原因，在中国古代的发展一直没有形成气候。以畜奶为原料的奶酒也只是在西北地区的游牧部落流行，很难形成社会的、规模的生产。在古代中国只有采用谷物酿酒才能为人们提供大量的酒，所以人们讨论中国的酿酒起源，主要是指谷物酒的起源。用谷物酿酒，其过程较之果酒或奶酒就复杂多了，因为谷物中的主要成分是多糖类高分子化合物：淀粉、纤维素等。它们不能被酵母菌直接转化为乙醇，必须先经过水解糖化分解为单糖才能被发酵成酒。而淀粉糖化的技术，人们的发现和掌握的难度较大，所以从水果、畜奶酿酒到谷物酿酒的发展又经历了很长的时间。
谷物酿酒的机理
在中国古代，凡是饱含淀粉的谷物都曾被尝试着用来制酒。北方盛产的黍、稷、菽、麦，南方主产的稻，都曾是酿酒的原料。就以稻米为例，它除去谷壳后的大米中含淀粉在70%以上，小麦含淀粉为60%。将淀粉转化为乙醇（酒精）主要有两个步骤。第一步是先将淀粉分解为可被酵母菌利用的单糖和双糖，即糖化过程。第二步是将糖分转化为乙醇，即酒化过程。
水果、兽奶酿酒只需酒化过程，而谷物酿酒则需先糖化后酒化两个过程。两个过程依次进行，后人称之为单式发酵；假若两个过程同时进行，则称之为复式发酵。在谷物发酵的过程中，谷物中含有的蛋白质、脂肪等营养成分也会被相关微生物所利用而伴随有以下生化反应：
用现代的科学知识来看，谷物酿酒的糖化、酒化过程远比上述的几个方程式要复杂得多。谷物中包含以淀粉为主体的碳水化合物，还有含氮物、脂肪及果胶等，这些成分在谷物用水浸泡和加热中就会发生一系列化学变化。例如谷物中的淀粉颗粒，它实际上是与纤维素、半纤维素、蛋白质、脂肪、无机盐等成分交织在一起。即使是淀粉颗粒本身，也因具有一层外膜而能抵抗外力的作用。淀粉颗粒则是由许多呈针状的小晶体聚集而成，淀粉分子之间是通过氢键联结成束，即如下式：
据现代科技手段的测试，1公斤玉米淀粉约含1700亿个淀粉颗粒，而每个淀粉颗粒又由很多淀粉分子所组成。淀粉是亲水胶体，遇水时，水分子渗入淀粉颗粒内部而使淀粉颗粒体积和质量增加，这种现象称之为淀粉的膨胀。淀粉的膨胀会随着温度的提高而增加，当颗粒体积膨胀达50～100倍时，淀粉分子之间的联系将被削弱，最终导之解体，形成均一的黏稠体。这种淀粉颗粒无限膨胀的现象，称之为糊化。这时的温度称之为糊化温度。不同的淀粉会有不同的糊化温度，例如高粱淀粉为68℃～75℃，大米淀粉为65℃～73℃。淀粉初始的膨胀会释放一定的热量，进一步的糊化过程则是个吸热过程。在淀粉糊化后，若品温继续上升至130℃左右，由于支链淀粉已接近全部溶解，原先淀粉的网状结构被破坏，淀粉溶液就变成黏度较低的易流动的醪液。这种现象称之为淀粉的液化即溶解。就在淀粉的糊化和液化过程中，体系中的酶被激活（50℃～60℃起），这些活化了的酶就会将淀粉分解为糊精和糖类。与此同时，还会进一步发生己糖变化、氨基糖反应及焦糖生成。原先谷物原料中含糖量最高只有4%左右，经过糊化、液化之后，各种单糖就有很大增加。
在糊化、液化过程中，谷物中的纤维素一般只会吸水膨胀而不会发生明显变化。而主要由聚戊糖、多聚己糖构成的半纤维素，其中的聚戊糖会部分地分解为木糖和阿拉伯糖，并能继续分解为糠醛。这些产物都不能被酵母所利用。多聚己糖则部分被分解为糊精和葡萄糖。谷物中的含氮物，因为蛋白质发生凝固和部分变性，从而发生胶溶作用，且有20%～50%的谷蛋白进入溶液（若谷物已先经粉碎，则有更多谷蛋白进入溶液）。谷物中的脂肪只有5%～10%会发生变化。谷物中的果胶质则在水解之后会进一步分解产生甲醇，其产生甲醇的多寡要视谷物的品种而定。总之，在谷物加水加热的糊化、液化中，淀粉等成分的化学变化是复杂的。由于谷物中淀粉是主要成分，所以这样复杂的化学反应中最关键的是糖化反应，其中真正起作用的是淀粉酶的催化作用。其总的反应式如下：
淀粉酶实际上包括有α-淀粉酶、糖化酶、异淀粉酶、β-淀粉酶、麦芽糖酶、转移葡萄糖苷酶等多种酶，这些酶在糖化中同时起作用，因此产物除可发酵性糖类外，还有糊精（淀粉糊精、赤色糊精、无色糊精）、低聚糖（四糖、三糖、双糖、单糖）等。通常单糖（葡萄糖、果糖等）、双糖（蔗糖、麦芽糖、乳糖等）能被一般酵母所利用，是最基本的发酵性糖类。
在糖化反应阶段，谷物内含的其他物质成分在氧化还原酶等酶类作用下，蛋白质水解为
接下来的发酵过程实质是由酵母菌、细菌及根霉主导，将糖、氨基酸等成分转化为乙醇为主的一元醇、多元醇和芳香醇的过程。酵母菌通过酒化酶将葡萄糖等糖分变成了酒精和二氧化碳。酒化反应中没有氧分子参与，故是个无氧的发酵过程。
综合上述知识可以清楚认识到，谷物发酵过程是个很复杂的化学反应，除淀粉水解糖化生成单糖，单糖酒化生成乙醇外，还会产生氨基酸、高级醇、脂肪酸、多种脂类、糊精、有机酸等及没有被酒化而剩余的糖分。总之发酵后制得的酒实际上是一类以酒精为主体的，包括许多营养物质的水溶液。人们则是利用微生物帮助完成这么复杂的发酵过程。
淀粉糖化的三种途径
谷物酿酒不同于水果、兽奶、蜂蜜等原料酿酒，其最大特点是必须经过一个复杂的糖化过程。表面看来，谷物糖化很简单，只要有糖化酶的存在并参与反应，淀粉就能被分解为单糖、双糖。实际上由于参与糖化过程的微生物很多，有时能分泌大量糖化酶的霉菌或其他细菌并不占优势，那么酸败或腐败的情况就会发生。最常见的例子就是剩饭剩粥，放置久了，不一定能变成酒，绝大多数情况是变馊变臭了。因此让谷物糖化也是讲究技巧的。
水解淀粉的糖化酶在自然界存在于多种物质之中，因而使淀粉完成糖化过程的方法有很多种，在古人最常见的途径有三种。一是将谷物加水加热糊化而促使淀粉分解变成糖分。二是让谷物生芽，谷芽会分泌出糖化酶，促进淀粉分解变成糖分。三是利用某些可分泌糖化酶的霉菌使谷物中的淀粉转化为糖分。先民正是模仿自然现象，实现谷物的糖化，然后进一步让酵母菌完成糖分物质的酒化而造出酒。恰恰是不同的糖化技术导引出不同的酿酒技艺，从而制造出各有特色的酒品。故此有必要对这三种源于远古的糖化技术有所了解。
第一种方法，谷物加水加热而糊化。这一过程中，谷物中的部分淀粉会因其本身存在的淀粉酶而分解产生糖分，熟软的谷物在适宜条件下，会被无处不在，飘游在大气中的酵母菌发酵而生成乙醇。上述晋代学者江统所说的：“酒之所兴，肇之上皇。或云仪狄，一曰杜康。有饭不尽，委余空桑，郁积成味，久蓄气芳，本出于此，不由奇方。”就是观察到这一现象而得出的结论。宋代酿酒专家朱肱在《北山酒经》中也说：“古语有之，空桑秽饭，酝以稷麦，以成醇醪，酒之始也。”朱肱的观察较之江统更细心，说得也较科学，这里的秽饭实际上已被当作酒曲了。这种现象在远古时期就可能存在，观察到它而制得酒也不奇怪。问题是用这种方法酿酒，要依赖酵母菌的积极活动，因为在谷物加热蒸煮之中，大部分的酵母菌被灭杀，仅靠游离在空气的酵母菌，发酵能力有限。假若环境没有为酵母菌的繁衍创造条件而让其他类型的杂菌抢先占领饭醅，结果就是饭馊酸败，酿不出酒。由此可见掌握这种方法要有一定的技术条件。在古代曾出现过这样一种办法：人们加热糊化谷物不是靠灶火，而是靠咀嚼。在咀嚼淀粉类食物时，只要慢慢咀嚼，就会感觉到甜味。这是因为人的唾液中包含了专门消化淀粉的糖化酶，就是它帮助人把食物中的淀粉分解成单糖而被吸收，成为人体能量的补充或储备。这种制酒的方法在历史上真实存在过。据《魏书·勿吉传》记载：“勿吉国嚼米酿酒，饮能至醉。”即在勿吉国人们是将米通过咀嚼后，再封储在容器里，过段时间（这也需要一个适宜的温度和环境）就制成了酒，饮这种酒也能醉人。这种口嚼酒曾以美人酒之名出现在《真腊风土记》中。这种方法在古代世界的许多地区（如日本）被采用过，但该方法可行而不可靠。可行的是这种方法的确可以制得酒，不可靠的是由于口腔唾液既能分泌糖化酶，还可能引入其他功能的酶，更重要的是口嚼后的米醅的进一步发酵必须在一个无其他杂菌污染的，温度、湿度适宜的环境下进行，故这种方法酿酒的成败只能靠运气。更何况经过别人的口嚼，很不卫生，所以口嚼糖化的技术很难被接受而流传下来。当然加水加热使淀粉糖化的方法很多也很简单，除非是有某种信仰或风俗，否则是不会采用口嚼糖化的方法。加水加热既可煮，又可蒸，甚至可用热水浸。由于谷物本身的糖化功能有限，用这种方式进行糖化在一般情况下速度较慢，所以制酒中常用其他方法来催进糖化。
（注： 《真腊风土记》书影）
第二种方法，利用谷物发芽使淀粉糖化。这是先民观察到的一种自然现象：谷物发芽后，在煮食时，它变甜了。这是因为谷物发芽时，自身会产生糖化酶，使淀粉变成糖分以供作物生根发芽成长的需要。由于发芽的谷物存在着糖分，将它浸在水中，在合适的温度条件下，酵母菌落入其中并迅速繁殖，发酵后就会生成乙醇。用谷芽酿酒也是最古老的酿酒方法之一。在古代中国，谷芽酒就是最原始的酒品之一，下面有专节讨论。在世界古代文明的其他发祥地：西亚两河流域、古埃及和古希腊盛产大麦、小麦，长期以来，那里的人们一直沿用麦芽发酵制酒。在当时，啤酒和面包、葡萄酒、蜂蜜酒可能是西方民族发酵食品中最古老的品种。古埃及、巴比伦人大约在公元前4000年就已经生产上述发酵食品了。
第三种方法，利用酒曲将谷物酿制成酒。所谓的酒曲实际上就是一类以谷物为原料的多菌多酶的生物制品，它是专职繁殖霉菌的培养基。在其培育出的霉菌中既有能使淀粉糖化的曲霉、根霉及毛霉等，又有使糖分酒化的酵母菌、细菌等。当在生或熟的谷物中加上预先制好的酒曲后，在适当的条件下，就能酿造出酒。釆用酒曲酿酒出自东方，是中国先民的伟大发明。西方各国各民族大都是采用先糖化后酒化的单式发酵，而中国从5000年前就开始实践糖化、酒化同时进行的复式发酵，相比之下，复式发酵的效率显然比单式发酵高，更重要的是以酒曲（混合菌）为发酵剂的复式发酵中，除了糖化、酒化外，还同时进行蛋白质、脂肪等有机物及无机盐的复杂的生化反应，因此酒的内涵特别丰富，不仅有醇和的口感，还有诱人的芳香。这造就了在世界酒林中独树一帜的中国发酵原汁酒（黄酒）和蒸馏酒（白酒）及其精妙的酿造技术。
以上三种谷物糖化的方法就是先民在模仿自然现象而探索掌握的酿酒技术的关键部分。在实践摸索中，先民相继对上述各种方法进行了实践和探索，对其条件、利弊等有所识别和判断，有所取舍和综合，终于在不断继承和积累经验的前提下，创造出一整套较先进的酿酒工艺。
在中国，由古代至近代流行的主要酿酒技术就是在上述方法中（主要是第一种和第三种）取长补短、择优汰劣而结合起来的多种多样的，用酒曲来酿酒的独特、先进的技术。
