酿酒的第一性原理
最近在看一本酿酒的书，我就在思考，粮食为什么会发酵？怎么才能酿造出来好酒？任何事物背后都是有道理的，那么酿酒背后的道理是什么呢？
中国传说发明酒的有三个人，第一个是神农氏，第二个是仪狄，第三个是杜康。
杜康是怎么发明酒的？
杜康把粮食藏到树洞里，结果忘了吃，下雨时把粮食给淹了，过一段时间他闻到树洞里特别香，这种香就是酒香，是粮食发酵产生的。杜康尝了这种液体之后感觉精神爽朗，非常舒畅，酒就这样被发现了，发酵的粮食会产生独特的微生物和有益菌，而独特的微生物和有益菌就是发酵的动力因；
这些独特的微生物和有益菌创造了很多伟大的东西，酒和醋、酱油等传统的固态发酵都是，而大家有没有想过一个问题，微生物和有益菌是发酵的动力因，那么微生物和有益菌它们的动力因是什么，这些背后有什么道理呢？
我们要想弄清楚事物背后的道理，我们要先问自己一个问题，构成固态发酵工艺整个事物的基本原料是什么？
我想用固态工艺做一款苹果酒，就用这一款酒的原料说起吧，原材料主要有苹果、高粱、玉米、大米、小麦、水、空气；
第二个问题，变化的问题，基本原料是如何变成发酵产物的？
1、微生物层级
大曲中微生物的三个层级、霉菌、酵母菌、细菌，而这个三个层级之中又包含这很多中其他的种类；如霉菌：曲霉、根霉、毛霉、犁头霉、青霉......；对曲中微生物分析，其曲心细菌为主，外层主要分布霉菌、酵母菌；
酒醅中的微生物层级：细菌多分布于酒醅上层，酵母菌主要分布于酒醅下层，霉菌较少；好氧细菌、兼性厌氧细菌、霉菌和酵母菌的数量在发酵初期增长较快，各类微生物数量随着发酵的进行均有所减少；在发酵中期细菌、酵母菌先后成为优势菌群；临近出窖时，酵母菌数量减少，芽孢杆菌数量增加，发酵后期基本上已不能检出霉菌。
2、固态酿酒中三系代谢的变化
大曲中三系代谢的变化，细菌数量的变化、酵母菌数量的变化、霉菌数量的变化、糖化酶活力的变化、液化酶活力的变化、发酵力的变化、酯化酶活力的变化；
窖池发酵的三系代谢的变化，窖池内糟醅中微生物大而复杂种类丰富，同时包含了酵母菌、霉菌和细菌，且数量大，各种微生物在糟醅内构成一个庞大而又复杂的微生物群落；伴随这窖内环境的改变，不同种类的微生物的生长、繁殖、消亡轨迹各不相同，形成一种交互演替的变化的过程；酵母菌、细菌、霉菌数量的变化，酸度的变化、还原糖含量的变化、总糖含量的变化、粗蛋白含量的变化、乙醇含量的变化；
3、固态酿酒三相的变化（可以调整）
白酒发酵是固--液--气三相协同作用的过程，三相的比例及转化程度直接影响者产量和质量；三相中，固相是微生物代谢物和载体；液相是微生物生命活动的载体，有助于溶解物质、缓冲环境、营养和能量的传送；气相为发酵过程提供氧气，实现提供氧气、形成厌氧条件、反馈信息和能量的传递；
4、固态酿酒的温度变化（可以调整）
传统固态酿酒采用自然温度进行发酵，发酵过程中的温度变化受到环境温度和发酵过程产热两方面的影响。当发酵过程旺盛进行时，热量会大量产生，导致温度的升高；当发酵趋于缓慢时，热量产生较少，温度会有所下降。伴随这酿造过程不同时期的微生物代谢活动，正常情况下微环境温度变现出明显的“前缓--中挺--后缓落”特征。
5、供氧气状态的变化（封闭环境）
白酒固态窖池发酵在相对密闭的容器内进行，发酵过程不通风供氧；发酵初期有足够的氧，好氧细菌、霉菌和酵母菌充分繁殖。由于无氧供给，氧气逐渐减少并抑制好氧微生物的生长，兼性厌氧微生物生长旺盛，直至氧耗尽，然后厌氧微生物逐渐繁殖起来。
小结
各类微生物在发酵过程中，经历从菌种到种群再到群落的生态演替过程；微生物所处环境中的物系-菌系-酶系相互影响，物系的变化过程是发酵物质流动的过程，整个发酵过程体现了物质的流动和能量流动过程，前段微生物发酵产生的物质为后段微生物的发酵提供底物和营养成分，在实现了有机物料分解和有机成分合成的同时，也促进了相应阶段优势微生物的生长、代谢、繁殖。随着原有物料的逐渐减少，产物浓度不断的增加，发酵环境中酿造微生物正常演替，整个物系始终处于一个动态变化平衡的过程中。
第三个问题、推动变化得以发生的动力因是什么？
物系是固态发酵的原料和环境，菌系是固态发酵的动力，酶系是固态发酵的催化剂；在固态发酵中，一个空间范围内的物质形态存在都属于物系范畴，体系存在的全部微生物则构成菌系（细菌、霉菌、酵母菌），催化各类微生物代谢、合成反应的所有生物酶形成酶系；’三系当中菌系是发酵的动力因，菌系推动了发酵，但是“什么是推动菌系变化的动力因呢”？
熵增定律
热力学第二大定律熵增定律，我觉得可以解释什么是推动菌系变化的动力因；
熵增定律则是，在一个密闭的系统内，熵是不断增加的，当熵达到最大值的时候，这个系统会出现严重混乱无序，最后走向死亡。
我们的固态发酵是一个封闭的系统，在这个封闭系统内，各类微生物在发酵过程中，经历从菌种到种群再到群落的生态演替过程；熵是不断增加的，伴随这窖内环境的改变，不同种类的微生物从生长、代谢、繁殖、消亡的轨迹各不相同，形成一个交互演化的过程，最终温度不再发生变化，达到能力平均状态；
能量平均状态是熵值达到最大的状态,那时将不再有任何自由能量来进一步作功了。克劳修斯在总结热力学第二定律时说:“世界的熵（即无效能量的总和)总是趋向最大的量的。‘’
熵是时空之门，熵是不可逆转的，我自己也在不断熵增，直至死亡，从菌种到种群到群落到死亡交替也是熵不断增加，而不可避免的；熵增定律是菌系的动力因；
反熵增
假设熵增是菌系的动力因，对我们酿酒有什么用呢？我们如何酿造出更好的酒呢？
那我提出一个概念反熵增，酿酒的工艺中有液态发酵工艺10天就发酵好了，酒质没有固态发酵的好；按酒曲分为大曲酒、小曲酒、麸皮曲酒，大曲酒发酵周期长达30-120天或者更长，酒质好，淀粉出酒率低；小曲酒一般采用半固态发酵法，发酵周期一般7天；麸皮曲一般发酵周期为3-9天；大曲酒酒质最好，大曲酒的发酵周期最长，也就是他的熵值增加的比较慢，反熵增是不是可以酿造出更好的酒；
菌系反熵增，菌系的生长到死亡是不可逆转的，但是在生产中可以对糖壳、水分、温度、酸度、糟醅、淀粉、曲药等一系列要素按照“七因”（因时、因地、因窖、因糟、因甑、因料、因味）方式进行适应性调整，即通过对物系的调整实现三相变化调控、菌系自然选择，以及氧含量和温度的调节，以更好地满足酿造微生物繁殖和代谢为环境需求；
第一性原理
酿酒的过程微生物的变化非常的复杂，肉眼也观测不到它们的变化，整个菌系从菌种到种群再到群落的生态演替过程，伴随这窖内环境的改变，不同种类的微生物从生长、代谢、繁殖、消亡的轨迹各不相同，酿酒的过程我们是否可以把他看成一个微生物群体的演化的过程，那是否可以用生物学的自然选择、物理学的熵增定律来当作我们思考酿酒菌种演变的第一性原理，来挖掘酿酒背后的道理，挖掘道理探索这个世界本身就很意思，我深陷其中乐此不彼；
我们的生活中熵不断在增加，无处不再、在农业上，食品农药用的越来越多、化肥用的越来越多，机械设备用的越来越多，我们生产出来了更多的粮食，同时也消耗了更多的能量，根据熵增定律，能量从一种形态转变为另一种，会产生熵增，能量是不可能100%利用的，投入的能力大部分是浪费掉的，浪费掉的能量四处散逸，污染了水、空气、土地，化肥流失引起的硝酸盐污染引起了三分之一的水污染，三分之二的固态污染；土壤里有很多的微生物、它们可以修复土地，但是杀虫剂的使用加大的熵值的增加；我们需要停下来思考更快、更好、更多的东西是否是对的，是必须的，我消耗这未来满足自己，对未来是否是负责的；
呼吁我们都要去反熵增，我们无法对抗熵增，但是可以去反抗，我们无法控制地球的熵增是不断增加的，但是我们可以去从自己去起，用反熵增去思考事情，我想投身农业，支持我去做生态建设、生态农业的就是反熵增！
一、实体、拆分为几个基础的元素；
1、苹果、高粱、玉米、大米、小麦、糖壳、酿造水；
2、菌种、生物酶，以及于发酵原料共生共栖的内源性微生物等生物性物系；
3、淀粉、蛋白质、脂肪、微量元素、微生物（菌系-霉菌、酵母菌、细菌）、生物酶、水；
二、变化、催化的生化反应
这些基础要素的分解、合成、代谢的重新组合就叫发酵，发酵的方法论就是重新组合，对淀粉、蛋白质。脂肪、微量元素、微生物、水进行重新分解、合成、代谢进行重新组合；
发酵（就是基本要素的分解、合成、反应），那么谁推动了新的组合呢？
微生物推动了新的组合和物质层面的跃迁，酿造有一种比较简单形象的说法是“糖化靠霉菌、发酵靠酵母、生香靠细菌；酿酒的微生物主要是霉菌、酵母菌、细菌，所以说微生物推动了新的组合和物质的跃迁；
糖化：在发酵前期，氧气充足，酵母菌、霉菌等好氧微生物在有氧状态下大量繁殖，淀粉类物质在淀粉酶的作用下，分解为糖类物质；霉菌是将淀粉原料转化成葡萄糖的微生物，糖化力强，繁殖速度快，热稳定性好，耐酸，耐酒精；霉系常见的有曲霉、根霉、毛霉、青霉、红曲霉等；
发酵：在发酵中期，进入微氧状态，酵母菌通过发酵作用将糖类物质继续分解为醇、酸等脂类前体物质；酵母菌主要有酒精酵母、产酯酵母、假丝酵母等；酵母菌在微氧的状态下把单糖分解为酒精；
生香：发酵后期的厌氧状态，梭状芽孢杆菌成为优势菌种，在酯化酶的作用下，酸、醇类物质被合成脂类的香型物质；细菌于白酒常见的有乳酸菌、醋酸菌、丁酸菌等；细菌在高温堆积喝高温发酵过程中产生相应酶系，其代谢产物对白酒香型和风味具有特出作用；
小结:糖化靠霉菌、发酵靠酵母、生香靠细菌；
三、动力因
在不连续假设基础上，把动态分析的方法引入到固态发酵中；
整个发酵的过程我提出了三个基石假设；两个逻辑奇点；
第一个是动态平衡；第二是微生物；第三是非连续性
动态平衡
微生物所处环境中的物系--菌系--酶系相互影响或相互关联，处于不断变化的动态平衡中；他很少处于均衡中，他总是从一个均衡走向另外一个均衡，直到最终走向均衡死亡；
发酵唯一因：微生物催化的生化反应
微生物的繁殖和代谢实现了有机原料的分解、有机成分的合成；任何活细胞都能产生多种多样的酶，微生物是活细胞生物，微生物的生长、繁殖、代谢就分泌出了多种多样的酶；酶的功能就是催化生化反应，打破物系、菌系、酶系形成的动态平衡，突破到另外一个动态平衡，每一次突破都是一次增长和新生；所以发酵的动力因是催化生化反应，而催化生化反应是微生物的繁殖、代谢所所产生的酶；所以推导出发酵的第一性原理，发酵的第一性原理就是催化生化反应；
非连续性
氧气充足----淀粉、蛋白质、脂肪---糖化、多肽、脂肪酸
微氧---------单糖、多肽、脂肪酸--醇、醛、酸、酯
厌氧-----------酸、醇类物质----合成脂类香味物质
有三个动态平衡第一个发酵初期氧气充足，第二个发酵中期微氧/无氧状态，第三个发酵后期厌氧状态；三个动态平衡是非连续性的，每一个动态平衡的曲线周期就是微生物的生命发展周期，从菌种到种群到群落，最终环境氧气和养料发生了变化导致整个生命周期的终结；跨越每个非连续曲线的是微生物催化的生化反应，和原料发生了转变；
微生物的动力因是什么？
各类微生物在发酵过程中，经历从菌种到种群再到群落的生态演替过程；微生物的动力是什么？难道微生物也有建立一个私人的王国的梦想；
微生物的动力因达尔文自然选择进化论、熵增定律、（微生物繁殖、代谢+催化生化反应+原料分解、有机物合成）
物质层面三次跃迁：淀粉、蛋白质、脂肪、-----单糖、多肽、脂肪酸---酒精、氨基酸、（醇、醛、酸、酯）
10----300---9000
苹果里边的微量元素，在整个发酵的过程有什么的变化？
钾170mg，钙10mg，碳水化合物22g，磷10mg，Vc7.8g，Vb7.8g
酿酒的第一性原理：发酵
基石假设：
动态平衡：微生物所处环境中的物系--菌系--酶系相互影响或相互关联，处于不断变化的动态平衡中；他很少处于均衡中，他总是从一个均衡走向另外一个均衡，直到最终走向均衡死亡；
熵增定律
热力学第二大定律熵增定律，我觉得可以解释微生物发酵的动态平衡；
熵增定律则是，在一个密闭的系统内，熵是不断增加的，当熵达到最大值的时候，这个系统会出现严重混乱无序，最后走向死亡。
我们的固态发酵是一个封闭的系统，在这个封闭系统内，各类微生物在发酵过程中，经历从菌种到种群再到群落的生态演替过程；熵是不断增加的，伴随这窖内环境的改变，不同种类的微生物从生长、代谢、繁殖、消亡的轨迹各不相同，形成一个交互演化的过程，最终温度不再发生变化，达到能力平均状态；
能量平均状态是熵值达到最大的状态,那时将不再有任何自由能量来进一步作功了。克劳修斯在总结热力学第二定律时说:“世界的熵（即无效能量的总和)总是趋向最大的量的。‘’
熵是时空之门，熵是不可逆转的，我自己也在不断熵增，直至死亡，从菌种到种群到群落到死亡交替也是熵不断增加，而不可避免的；菌系的发展规律符合熵增定律，我们也可以用熵增定律来思考整个封闭的固态发酵过程；
微生物：
逻辑奇点:自然选择、熵增定律
方法论：七因制宜
三层次：
微生物的三层级：
三系代谢：
三相界面：
温变三阶段：
氧变三状态：
