酿酒的原理主要是利用酵母菌将还原糖转化为酒精。中国白酒酿造时需先将谷物中的淀粉降解为还原糖，再由酵母菌转化为酒精，还要形成多种香气成分或其前体物质，因而涉及的微生物非常多，这些微生物主要来自酒曲。酒曲是中国白酒酿造的糖化发酵生香剂，自古有“曲乃酒之骨”之说，酒曲也被赞誉为中国古代第五大发明，都说明酒曲对于中国白酒酿造的重要性。将大麦、小麦和豌豆等原料粉碎、加水、成型、曲房培制后的酒曲即可将谷物转为化美酒，是我国一代代制曲师自然而然地科学利用微生物，达到天人合一的智慧结晶。

一、多举措筛选产淀粉酶的霉菌

由于酿酒酵母一般不能直接利用酿酒原料中的淀粉，将淀粉降解为还原糖的糖化酶、液化酶等就是大曲生产中最需要积累的酶。很多霉菌和细菌都能够产生淀粉酶，个别酵母菌也能产生淀粉酶，但不同微生物甚至同种微生物不同菌株合成的淀粉酶的酶学性质也不尽相同，主要表现在最适温度和最适pH不同。由于酿酒周期较长（清香型白酒约28天），绝大部分时间酒醅是酸性环境。多数曲霉、根霉等霉菌能在酸性环境中生长，产生的酶耐酸性较强，适合在酿酒过程中起作用。酒曲制造技艺中则是巧妙融合多项措施筛选产淀粉酶的霉菌。

大麦、小麦和豌豆对淀粉酶产生菌的筛选 碳源是微生物生长需求最大的营养要素，在微生物的筛选中起到重要作用。微生物酶可分为组成酶和诱导酶，组成酶可以一直合成，而诱导酶则需要相应的底物诱导才能合成。淀粉酶就是一类典型的诱导酶，选用淀粉含量较高的大麦、小麦和豌豆为原料，非常有利于筛选出高产淀粉酶（主要是糖化酶）的微生物。

块曲促进霉菌的生长 在酒曲的发展进程中，最早是用自然发芽发霉的谷物酿酒，即曲蘖酿酒。当人们发现谷物破碎后不再发芽只发霉后，出现了粒状散曲，散曲的糖化发酵力比曲蘖要强，这是麦曲技术发展史上的第一次里程碑。散曲表面积大，适合好氧性霉菌的生长繁殖，而酵母菌适合在曲块内部弱酸环境中生长；曲饼酒化能力强，可用于酿酒；从散曲到曲饼共经历了一千多年的探索，是麦曲技术发展史上的第二次里程碑。曲饼的糖化力和发酵力都明显高于散曲，这是因为曲块内部形成了无氧或微氧环境，限制了好氧性菌的生长，使厌氧的乳酸菌和兼性厌氧的酵母菌大量快速生长产酸，为适合弱酸性生长的霉菌提供有利条件，同时淘汰掉了谷物来源的中性或碱性生长的霉菌。

低水分适合霉菌生长繁殖 水分虽然不是大多数微生物的营养物质，但是微生物的生长绝对离不开水。准确表示微生物生长所需水分的指标是水活度Aw，水活度表示微生物实际可利用的自游水或游离水的含量。食品中微生物的生长繁殖都有一定量低限度的Aw值，大多数细菌的Aw值为0.99~0.98，一般酵母菌是0.87~0.91，而一般霉菌只需要为0.80~0.87。虽然微生物生长与食品中的水分含量并不直接相关，但从其生长必需的水活度可以看出，细菌、酵母和霉菌所需水分逐步降低。因此，降低水分活度有利于霉菌的生长。制曲过程中，新踩好的曲坯水分约36%~38%，来自原料、环境和工具的微生物在曲坯中快速生长代谢产生大量热量，导致曲胚品温升高，通过蒸发使曲坯中的水分逐步减少，制曲中后期较长时间都非常适合霉菌的生长代谢。

温度控制再次选择霉菌快速生长 温度是影响微生物生长的一个重要指标，不同的微生物有不同的最适生长温度。反过来，不同温度将会筛选培养不同的微生物。中国白酒酒曲根据温度不同可分为高温大曲、中温大曲和低温大曲。尤其是低温大曲，控制温度的工艺非常精湛。低温大曲管理中有三重：一是重排列，酒曲初入曲房时，曲胚不干，承重能力差，只堆三层，曲块“1”字型排列，晾霉期第一次翻曲时，从三层翻为四层，为“品”字型排列，再翻为五层，潮火期再从五层翻为六层，为“人”字型排列；二是重翻曲，整个制曲过程约翻曲9~13次，每次翻曲时不仅整体是上面曲块翻到下面、下面曲块翻到上面，还要微调曲块位置，使重曲放里面，轻曲放外面；三是重凉热，通过覆盖围席、天关门窗等措施精准控制曲坯顶温不高于50 ℃，得到的低温大曲糖化力较高，酿酒时用曲量少、周期短、操作简单，新酒的酒质好，出酒率还高。

二、巧控湿度培养酵母菌

大曲是白酒酿造的发酵剂，说明大曲中有酿酒最核心的微生物—酵母菌。酵母菌是典型的细胞型真菌，在自然界分布广泛，尤其喜欢出现在偏酸的含糖环境中。在卧曲期，制曲原料拌水成型后，大麦豌豆本身的淀粉酶活化，降解淀粉形成含糖环境；同时，曲块中缺氧环境使乳酸菌快速生长产酸，形成偏酸环境，为酵母菌的生长创造有利条件。除了营养物质，酵母菌的培养还需要适宜的温度和湿度。事实上，这个时期清香大曲酿造操作正是人为创造酵母菌的生长条件，如保湿操作就是满足酵母菌生长需要略高的水分活度，缓慢升温就是把温度控制在酵母菌生长范围内。

三、多种微生物合力形成香气成分及前体物质

酒曲还是白酒酿造的生香剂。酒制制作工艺是生料制曲，曲坯中的微生物能产生多种香气成分及其前体物质。如曲皮上霉微生物拟内孢霉，除了产生淀粉酶外，还能生成多种甜味物质，如多元醇、甘油、阿拉伯糖等，增加基酒的醇甜感，使成品酒质绵甜。有很多产蛋白酶的微生物，如真菌中的毛霉、根霉、曲霉和细菌中的芽孢杆菌、乳酸菌等，产生酸性和中性蛋白酶，在制曲和酿酒过程中降解原料蛋白质促进微生物的生长代谢，产生的氨基酸还能参与美拉德反应形成更多风味物质，促进大曲风味物质的形成。大曲还有多种挥发性香气成分或前体物质，主要醇、醛、酸和酯等。

四、成曲贮存有效保藏了微生物和生物酶的活力

酒曲出房后要贮存3~6个月后用于酿酒。大曲的本质是糖化发酵剂，是包括多酶多菌的复合制剂，如何保持微生物和生物酶活力就是至关重要的问题。大曲制备时，实质是把整个曲块水分排除，尤其是曲心水分，降到粮食安全水分14%以下才能结束培养出房贮存。水分是微生物生长的必要条件，干燥缺水就是抑制微生物生长保藏菌种的有效手段，。生物酶一般需要低温或加甘油冷冻保藏，但恰巧大曲中主要的淀粉酶可常温保藏，半年后酶活力保持95%以上。因此，成曲干燥贮存有效保藏了制曲过程中筛选的酿酒微生物和生物酶。