发酵,在中国可谓是历史悠久。早在新石器时代的仰韶文化时期,已过上农业定居式生活的祖先们就开始以农业生产之余的谷物为原料,利用微生物发酵来获取为原始的酒精饮料。早期先民们发现,蒸煮过的谷物长时间放置后会产生甜味,再过一段时间又会产生酒味,这就是人们在主动酿酒之前所意识到的谷物自然成酒现象。
经过长期对食物自然发酵的模拟、实践和观察,老祖宗发现“曲”是酿酒的关键,而“曲”其实就是霉菌酵母等微生物及其谷物培养基的混合物。制曲是让霉菌繁殖定居于开始的谷物培养基上,并且使曲包含相关微生物扩大、繁殖和发酵所需的酶系及代谢原料,在后续发酵生产中曲就能起到给发酵原料接种的作用。
酿酒时发酵分为两个步骤:首先是米曲霉、黑曲霉、根霉、红曲霉等霉菌把发酵原料中的淀粉转化为单糖,这一步被称为“糖化”;接着,酵母以糖化产生的单糖为原料进一步发酵产生酒精,这一步则是“酒化”。
糖化过程中,部分霉菌其实也能产生少量酒精,但各类霉菌的主要作用还是为后续酒化过程提供酒化原料单糖,并提供适合酵母发酵、抑制杂菌生长的适宜环境(如pH等),同时还能分解蛋白质等营养物,产生人们所需的次级代谢产物如各类风味物质和色素。