釀酒的第一性原理

最近在看一本釀酒的書，我就在思考百宇，糧食為什么會(huì)發(fā)酵考廉？怎么才能釀造出來好酒？任何事物背后都是有道理的携御，那么釀酒背后的道理是什么呢昌粤？

中國傳說發(fā)明酒的有三個(gè)人，第一個(gè)是神農(nóng)氏啄刹，第二個(gè)是儀狄婚苹，第三個(gè)是杜康。

杜康是怎么發(fā)明酒的鸵膏？

杜康把糧食藏到樹洞里膊升，結(jié)果忘了吃，下雨時(shí)把糧食給淹了谭企，過一段時(shí)間他聞到樹洞里特別香廓译，這種香就是酒香，是糧食發(fā)酵產(chǎn)生的债查。杜康嘗了這種液體之后感覺精神爽朗非区，非常舒暢，酒就這樣被發(fā)現(xiàn)了盹廷，發(fā)酵的糧食會(huì)產(chǎn)生獨(dú)特的微生物和有益菌征绸，而獨(dú)特的微生物和有益菌就是發(fā)酵的動(dòng)力因；

這些獨(dú)特的微生物和有益菌創(chuàng)造了很多偉大的東西俄占，酒和醋管怠、醬油等傳統(tǒng)的固態(tài)發(fā)酵都是，而大家有沒有想過一個(gè)問題缸榄，微生物和有益菌是發(fā)酵的動(dòng)力因渤弛，那么微生物和有益菌它們的動(dòng)力因是什么，這些背后有什么道理呢甚带？

我們要想弄清楚事物背后的道理她肯，我們要先問自己一個(gè)問題佳头，構(gòu)成固態(tài)發(fā)酵工藝整個(gè)事物的基本原料是什么？

我想用固態(tài)工藝做一款蘋果酒晴氨，就用這一款酒的原料說起吧康嘉，原材料主要有蘋果、高粱籽前、玉米亭珍、大米、小麥聚假、水块蚌、空氣闰非；

第二個(gè)問題膘格，變化的問題，基本原料是如何變成發(fā)酵產(chǎn)物的财松？

1瘪贱、微生物層級(jí)

大曲中微生物的三個(gè)層級(jí)、霉菌辆毡、酵母菌菜秦、細(xì)菌，而這個(gè)三個(gè)層級(jí)之中又包含這很多中其他的種類舶掖；如霉菌：曲霉球昨、根霉、毛霉眨攘、犁頭霉主慰、青霉......；對(duì)曲中微生物分析鲫售，其曲心細(xì)菌為主共螺，外層主要分布霉菌、酵母菌情竹；

酒醅中的微生物層級(jí)：細(xì)菌多分布于酒醅上層藐不，酵母菌主要分布于酒醅下層，霉菌較少秦效；好氧細(xì)菌雏蛮、兼性厭氧細(xì)菌、霉菌和酵母菌的數(shù)量在發(fā)酵初期增長較快阱州，各類微生物數(shù)量隨著發(fā)酵的進(jìn)行均有所減少底扳；在發(fā)酵中期細(xì)菌、酵母菌先后成為優(yōu)勢(shì)菌群贡耽；臨近出窖時(shí)衷模，酵母菌數(shù)量減少鹊汛，芽孢桿菌數(shù)量增加，發(fā)酵后期基本上已不能檢出霉菌阱冶。

2刁憋、固態(tài)釀酒中三系代謝的變化

大曲中三系代謝的變化，細(xì)菌數(shù)量的變化木蹬、酵母菌數(shù)量的變化至耻、霉菌數(shù)量的變化、糖化酶活力的變化镊叁、液化酶活力的變化尘颓、發(fā)酵力的變化、酯化酶活力的變化晦譬；

窖池發(fā)酵的三系代謝的變化疤苹，窖池內(nèi)糟醅中微生物大而復(fù)雜種類豐富，同時(shí)包含了酵母菌敛腌、霉菌和細(xì)菌卧土，且數(shù)量大，各種微生物在糟醅內(nèi)構(gòu)成一個(gè)龐大而又復(fù)雜的微生物群落像樊；伴隨這窖內(nèi)環(huán)境的改變尤莺，不同種類的微生物的生長、繁殖生棍、消亡軌跡各不相同颤霎，形成一種交互演替的變化的過程；酵母菌涂滴、細(xì)菌友酱、霉菌數(shù)量的變化，酸度的變化氢妈、還原糖含量的變化粹污、總糖含量的變化、粗蛋白含量的變化首量、乙醇含量的變化壮吩；

3、固態(tài)釀酒三相的變化（可以調(diào)整）

白酒發(fā)酵是固--液--氣三相協(xié)同作用的過程加缘，三相的比例及轉(zhuǎn)化程度直接影響者產(chǎn)量和質(zhì)量鸭叙；三相中，固相是微生物代謝物和載體拣宏；液相是微生物生命活動(dòng)的載體沈贝，有助于溶解物質(zhì)、緩沖環(huán)境勋乾、營養(yǎng)和能量的傳送宋下；氣相為發(fā)酵過程提供氧氣嗡善，實(shí)現(xiàn)提供氧氣、形成厭氧條件学歧、反饋信息和能量的傳遞罩引；

4、固態(tài)釀酒的溫度變化（可以調(diào)整）

傳統(tǒng)固態(tài)釀酒采用自然溫度進(jìn)行發(fā)酵枝笨，發(fā)酵過程中的溫度變化受到環(huán)境溫度和發(fā)酵過程產(chǎn)熱兩方面的影響袁铐。當(dāng)發(fā)酵過程旺盛進(jìn)行時(shí)，熱量會(huì)大量產(chǎn)生横浑，導(dǎo)致溫度的升高剔桨；當(dāng)發(fā)酵趨于緩慢時(shí)，熱量產(chǎn)生較少徙融，溫度會(huì)有所下降洒缀。伴隨這釀造過程不同時(shí)期的微生物代謝活動(dòng)，正常情況下微環(huán)境溫度變現(xiàn)出明顯的“前緩--中挺--后緩落”特征张咳。

5帝洪、供氧氣狀態(tài)的變化（封閉環(huán)境）

白酒固態(tài)窖池發(fā)酵在相對(duì)密閉的容器內(nèi)進(jìn)行似舵，發(fā)酵過程不通風(fēng)供氧脚猾；發(fā)酵初期有足夠的氧，好氧細(xì)菌砚哗、霉菌和酵母菌充分繁殖龙助。由于無氧供給，氧氣逐漸減少并抑制好氧微生物的生長蛛芥，兼性厭氧微生物生長旺盛提鸟，直至氧耗盡，然后厭氧微生物逐漸繁殖起來仅淑。

小結(jié)

各類微生物在發(fā)酵過程中称勋，經(jīng)歷從菌種到種群再到群落的生態(tài)演替過程；微生物所處環(huán)境中的物系-菌系-酶系相互影響涯竟，物系的變化過程是發(fā)酵物質(zhì)流動(dòng)的過程赡鲜，整個(gè)發(fā)酵過程體現(xiàn)了物質(zhì)的流動(dòng)和能量流動(dòng)過程，前段微生物發(fā)酵產(chǎn)生的物質(zhì)為后段微生物的發(fā)酵提供底物和營養(yǎng)成分庐船，在實(shí)現(xiàn)了有機(jī)物料分解和有機(jī)成分合成的同時(shí)银酬，也促進(jìn)了相應(yīng)階段優(yōu)勢(shì)微生物的生長、代謝筐钟、繁殖揩瞪。隨著原有物料的逐漸減少，產(chǎn)物濃度不斷的增加篓冲，發(fā)酵環(huán)境中釀造微生物正常演替李破，整個(gè)物系始終處于一個(gè)動(dòng)態(tài)變化平衡的過程中宠哄。

第三個(gè)問題、推動(dòng)變化得以發(fā)生的動(dòng)力因是什么嗤攻？

物系是固態(tài)發(fā)酵的原料和環(huán)境琳拨，菌系是固態(tài)發(fā)酵的動(dòng)力，酶系是固態(tài)發(fā)酵的催化劑屯曹；在固態(tài)發(fā)酵中狱庇，一個(gè)空間范圍內(nèi)的物質(zhì)形態(tài)存在都屬于物系范疇，體系存在的全部微生物則構(gòu)成菌系（細(xì)菌恶耽、霉菌密任、酵母菌），催化各類微生物代謝偷俭、合成反應(yīng)的所有生物酶形成酶系浪讳；’三系當(dāng)中菌系是發(fā)酵的動(dòng)力因，菌系推動(dòng)了發(fā)酵涌萤，但是“什么是推動(dòng)菌系變化的動(dòng)力因呢”淹遵？

熵增定律

熱力學(xué)第二大定律熵增定律，我覺得可以解釋什么是推動(dòng)菌系變化的動(dòng)力因负溪；

熵增定律則是透揣，在一個(gè)密閉的系統(tǒng)內(nèi)，熵是不斷增加的川抡，當(dāng)熵達(dá)到最大值的時(shí)候辐真，這個(gè)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重混亂無序，最后走向死亡崖堤。

我們的固態(tài)發(fā)酵是一個(gè)封閉的系統(tǒng)侍咱，在這個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)，各類微生物在發(fā)酵過程中密幔，經(jīng)歷從菌種到種群再到群落的生態(tài)演替過程楔脯；熵是不斷增加的，伴隨這窖內(nèi)環(huán)境的改變胯甩，不同種類的微生物從生長昧廷、代謝、繁殖蜡豹、消亡的軌跡各不相同麸粮，形成一個(gè)交互演化的過程，最終溫度不再發(fā)生變化镜廉，達(dá)到能力平均狀態(tài)弄诲；

能量平均狀態(tài)是熵值達(dá)到最大的狀態(tài),那時(shí)將不再有任何自由能量來進(jìn)一步作功了。克勞修斯在總結(jié)熱力學(xué)第二定律時(shí)說:“世界的熵（即無效能量的總和)總是趨向最大的量的齐遵〖帕幔‘’

熵是時(shí)空之門，熵是不可逆轉(zhuǎn)的梗摇，我自己也在不斷熵增拓哟，直至死亡，從菌種到種群到群落到死亡交替也是熵不斷增加伶授，而不可避免的断序；熵增定律是菌系的動(dòng)力因；

反熵增

假設(shè)熵增是菌系的動(dòng)力因糜烹，對(duì)我們釀酒有什么用呢违诗？我們?nèi)绾吾勗斐龈玫木颇兀?/p>

那我提出一個(gè)概念反熵增，釀酒的工藝中有液態(tài)發(fā)酵工藝10天就發(fā)酵好了疮蹦，酒質(zhì)沒有固態(tài)發(fā)酵的好诸迟；按酒曲分為大曲酒、小曲酒愕乎、麩皮曲酒阵苇，大曲酒發(fā)酵周期長達(dá)30-120天或者更長，酒質(zhì)好感论，淀粉出酒率低绅项；小曲酒一般采用半固態(tài)發(fā)酵法，發(fā)酵周期一般7天笛粘；麩皮曲一般發(fā)酵周期為3-9天趁怔；大曲酒酒質(zhì)最好湿硝，大曲酒的發(fā)酵周期最長薪前，也就是他的熵值增加的比較慢，反熵增是不是可以釀造出更好的酒关斜；

菌系反熵增示括，菌系的生長到死亡是不可逆轉(zhuǎn)的，但是在生產(chǎn)中可以對(duì)糖殼痢畜、水分垛膝、溫度、酸度丁稀、糟醅吼拥、淀粉、曲藥等一系列要素按照“七因”（因時(shí)线衫、因地凿可、因窖、因糟、因甑枯跑、因料惨驶、因味）方式進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，即通過對(duì)物系的調(diào)整實(shí)現(xiàn)三相變化調(diào)控敛助、菌系自然選擇粗卜，以及氧含量和溫度的調(diào)節(jié)，以更好地滿足釀造微生物繁殖和代謝為環(huán)境需求纳击；

第一性原理

釀酒的過程微生物的變化非常的復(fù)雜续扔，肉眼也觀測(cè)不到它們的變化，整個(gè)菌系從菌種到種群再到群落的生態(tài)演替過程焕数，伴隨這窖內(nèi)環(huán)境的改變测砂，不同種類的微生物從生長、代謝百匆、繁殖砌些、消亡的軌跡各不相同，釀酒的過程我們是否可以把他看成一個(gè)微生物群體的演化的過程加匈，那是否可以用生物學(xué)的自然選擇存璃、物理學(xué)的熵增定律來當(dāng)作我們思考釀酒菌種演變的第一性原理，來挖掘釀酒背后的道理雕拼，挖掘道理探索這個(gè)世界本身就很意思纵东，我深陷其中樂此不彼；

我們的生活中熵不斷在增加啥寇，無處不再偎球、在農(nóng)業(yè)上，食品農(nóng)藥用的越來越多辑甜、化肥用的越來越多衰絮，機(jī)械設(shè)備用的越來越多，我們生產(chǎn)出來了更多的糧食磷醋，同時(shí)也消耗了更多的能量猫牡，根據(jù)熵增定律，能量從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N邓线，會(huì)產(chǎn)生熵增淌友，能量是不可能100%利用的，投入的能力大部分是浪費(fèi)掉的骇陈，浪費(fèi)掉的能量四處散逸震庭，污染了水、空氣你雌、土地器联，化肥流失引起的硝酸鹽污染引起了三分之一的水污染，三分之二的固態(tài)污染；土壤里有很多的微生物主籍、它們可以修復(fù)土地习贫，但是殺蟲劑的使用加大的熵值的增加；我們需要停下來思考更快千元、更好苫昌、更多的東西是否是對(duì)的，是必須的幸海，我消耗這未來滿足自己祟身，對(duì)未來是否是負(fù)責(zé)的；

呼吁我們都要去反熵增物独，我們無法對(duì)抗熵增袜硫，但是可以去反抗，我們無法控制地球的熵增是不斷增加的挡篓，但是我們可以去從自己去起婉陷，用反熵增去思考事情，我想投身農(nóng)業(yè)官研，支持我去做生態(tài)建設(shè)秽澳、生態(tài)農(nóng)業(yè)的就是反熵增！

一戏羽、實(shí)體担神、拆分為幾個(gè)基礎(chǔ)的元素；

1始花、蘋果妄讯、高粱、玉米酷宵、大米亥贸、小麥、糖殼忧吟、釀造水砌函；

2、菌種溜族、生物酶，以及于發(fā)酵原料共生共棲的內(nèi)源性微生物等生物性物系垦沉；

3煌抒、淀粉、蛋白質(zhì)厕倍、脂肪寡壮、微量元素、微生物（菌系-霉菌、酵母菌况既、細(xì)菌）这溅、生物酶、水棒仍；

二悲靴、變化、催化的生化反應(yīng)

這些基礎(chǔ)要素的分解莫其、合成癞尚、代謝的重新組合就叫發(fā)酵，發(fā)酵的方法論就是重新組合乱陡，對(duì)淀粉浇揩、蛋白質(zhì)。脂肪憨颠、微量元素胳徽、微生物、水進(jìn)行重新分解爽彤、合成膜廊、代謝進(jìn)行重新組合；

發(fā)酵（就是基本要素的分解淫茵、合成爪瓜、反應(yīng)），那么誰推動(dòng)了新的組合呢匙瘪？

微生物推動(dòng)了新的組合和物質(zhì)層面的躍遷铆铆，釀造有一種比較簡單形象的說法是“糖化靠霉菌、發(fā)酵靠酵母丹喻、生香靠細(xì)菌薄货；釀酒的微生物主要是霉菌、酵母菌碍论、細(xì)菌谅猾，所以說微生物推動(dòng)了新的組合和物質(zhì)的躍遷；

糖化：在發(fā)酵前期鳍悠，氧氣充足税娜，酵母菌、霉菌等好氧微生物在有氧狀態(tài)下大量繁殖藏研，淀粉類物質(zhì)在淀粉酶的作用下敬矩，分解為糖類物質(zhì)；霉菌是將淀粉原料轉(zhuǎn)化成葡萄糖的微生物蠢挡，糖化力強(qiáng)弧岳，繁殖速度快凳忙，熱穩(wěn)定性好，耐酸禽炬，耐酒精涧卵；霉系常見的有曲霉、根霉腹尖、毛霉柳恐、青霉、紅曲霉等桐臊；

發(fā)酵：在發(fā)酵中期胎撤，進(jìn)入微氧狀態(tài)，酵母菌通過發(fā)酵作用將糖類物質(zhì)繼續(xù)分解為醇断凶、酸等脂類前體物質(zhì)伤提；酵母菌主要有酒精酵母、產(chǎn)酯酵母认烁、假絲酵母等肿男；酵母菌在微氧的狀態(tài)下把單糖分解為酒精；

生香：發(fā)酵后期的厭氧狀態(tài)却嗡，梭狀芽孢桿菌成為優(yōu)勢(shì)菌種舶沛，在酯化酶的作用下，酸窗价、醇類物質(zhì)被合成脂類的香型物質(zhì)如庭；細(xì)菌于白酒常見的有乳酸菌、醋酸菌撼港、丁酸菌等坪它；細(xì)菌在高溫堆積喝高溫發(fā)酵過程中產(chǎn)生相應(yīng)酶系，其代謝產(chǎn)物對(duì)白酒香型和風(fēng)味具有特出作用帝牡；

小結(jié):糖化靠霉菌往毡、發(fā)酵靠酵母、生香靠細(xì)菌靶溜；

三开瞭、動(dòng)力因

在不連續(xù)假設(shè)基礎(chǔ)上，把動(dòng)態(tài)分析的方法引入到固態(tài)發(fā)酵中罩息；

整個(gè)發(fā)酵的過程我提出了三個(gè)基石假設(shè)嗤详；兩個(gè)邏輯奇點(diǎn)；

第一個(gè)是動(dòng)態(tài)平衡扣汪；第二是微生物断楷；第三是非連續(xù)性

動(dòng)態(tài)平衡

微生物所處環(huán)境中的物系--菌系--酶系相互影響或相互關(guān)聯(lián)，處于不斷變化的動(dòng)態(tài)平衡中崭别；他很少處于均衡中冬筒，他總是從一個(gè)均衡走向另外一個(gè)均衡，直到最終走向均衡死亡茅主；

發(fā)酵唯一因：微生物催化的生化反應(yīng)

微生物的繁殖和代謝實(shí)現(xiàn)了有機(jī)原料的分解舞痰、有機(jī)成分的合成；任何活細(xì)胞都能產(chǎn)生多種多樣的酶诀姚，微生物是活細(xì)胞生物响牛，微生物的生長、繁殖赫段、代謝就分泌出了多種多樣的酶呀打；酶的功能就是催化生化反應(yīng)，打破物系糯笙、菌系贬丛、酶系形成的動(dòng)態(tài)平衡，突破到另外一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡给涕，每一次突破都是一次增長和新生豺憔；所以發(fā)酵的動(dòng)力因是催化生化反應(yīng)，而催化生化反應(yīng)是微生物的繁殖够庙、代謝所所產(chǎn)生的酶恭应；所以推導(dǎo)出發(fā)酵的第一性原理，發(fā)酵的第一性原理就是催化生化反應(yīng)耘眨；

非連續(xù)性

氧氣充足----淀粉昼榛、蛋白質(zhì)、脂肪---糖化剔难、多肽胆屿、脂肪酸

微氧---------單糖、多肽钥飞、脂肪酸--醇莺掠、醛、酸读宙、酯

厭氧-----------酸彻秆、醇類物質(zhì)----合成脂類香味物質(zhì)

有三個(gè)動(dòng)態(tài)平衡第一個(gè)發(fā)酵初期氧氣充足，第二個(gè)發(fā)酵中期微氧/無氧狀態(tài)结闸，第三個(gè)發(fā)酵后期厭氧狀態(tài)唇兑；三個(gè)動(dòng)態(tài)平衡是非連續(xù)性的，每一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的曲線周期就是微生物的生命發(fā)展周期桦锄，從菌種到種群到群落扎附，最終環(huán)境氧氣和養(yǎng)料發(fā)生了變化導(dǎo)致整個(gè)生命周期的終結(jié)；跨越每個(gè)非連續(xù)曲線的是微生物催化的生化反應(yīng)结耀，和原料發(fā)生了轉(zhuǎn)變留夜；

微生物的動(dòng)力因是什么匙铡？

各類微生物在發(fā)酵過程中，經(jīng)歷從菌種到種群再到群落的生態(tài)演替過程碍粥；微生物的動(dòng)力是什么鳖眼？難道微生物也有建立一個(gè)私人的王國的夢(mèng)想；

微生物的動(dòng)力因達(dá)爾文自然選擇進(jìn)化論嚼摩、熵增定律钦讳、（微生物繁殖、代謝+催化生化反應(yīng)+原料分解枕面、有機(jī)物合成）

物質(zhì)層面三次躍遷：淀粉愿卒、蛋白質(zhì)、脂肪潮秘、-----單糖琼开、多肽、脂肪酸---酒精唇跨、氨基酸稠通、（醇、醛买猖、酸改橘、酯）

10----300---9000

蘋果里邊的微量元素，在整個(gè)發(fā)酵的過程有什么的變化玉控？

鉀170mg飞主，鈣10mg，碳水化合物22g高诺，磷10mg碌识，Vc7.8g，Vb7.8g

釀酒的第一性原理：發(fā)酵

基石假設(shè)：

動(dòng)態(tài)平衡：微生物所處環(huán)境中的物系--菌系--酶系相互影響或相互關(guān)聯(lián)虱而，處于不斷變化的動(dòng)態(tài)平衡中筏餐；他很少處于均衡中，他總是從一個(gè)均衡走向另外一個(gè)均衡牡拇，直到最終走向均衡死亡魁瞪；

熵增定律

熱力學(xué)第二大定律熵增定律，我覺得可以解釋微生物發(fā)酵的動(dòng)態(tài)平衡惠呼；

熵增定律則是导俘，在一個(gè)密閉的系統(tǒng)內(nèi)，熵是不斷增加的剔蹋，當(dāng)熵達(dá)到最大值的時(shí)候旅薄，這個(gè)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重混亂無序，最后走向死亡泣崩。

我們的固態(tài)發(fā)酵是一個(gè)封閉的系統(tǒng)少梁，在這個(gè)封閉系統(tǒng)內(nèi)洛口，各類微生物在發(fā)酵過程中，經(jīng)歷從菌種到種群再到群落的生態(tài)演替過程猎莲；熵是不斷增加的绍弟，伴隨這窖內(nèi)環(huán)境的改變技即，不同種類的微生物從生長著洼、代謝、繁殖而叼、消亡的軌跡各不相同身笤，形成一個(gè)交互演化的過程，最終溫度不再發(fā)生變化葵陵，達(dá)到能力平均狀態(tài)液荸；

能量平均狀態(tài)是熵值達(dá)到最大的狀態(tài),那時(shí)將不再有任何自由能量來進(jìn)一步作功了⊥迅荩克勞修斯在總結(jié)熱力學(xué)第二定律時(shí)說:“世界的熵（即無效能量的總和)總是趨向最大的量的娇钱。‘’

熵是時(shí)空之門绊困，熵是不可逆轉(zhuǎn)的文搂，我自己也在不斷熵增，直至死亡秤朗，從菌種到種群到群落到死亡交替也是熵不斷增加煤蹭，而不可避免的；菌系的發(fā)展規(guī)律符合熵增定律取视，我們也可以用熵增定律來思考整個(gè)封閉的固態(tài)發(fā)酵過程硝皂；

微生物：

邏輯奇點(diǎn):自然選擇、熵增定律

方法論：七因制宜

三層次：

微生物的三層級(jí)：

三系代謝：

三相界面：

溫變?nèi)A段：

氧變?nèi)隣顟B(tài)：