酶是由微生物细胞产生的，具有蛋白质的有机催化剂。微生物的一切生命活动都离不开酶。在酿酒生产中大量培养各种微生物，主要就是利用它们能分泌所需要的酶。酶是在生物体内产生的，所以，也称为生物催化剂。
微生物体外大分子营养物质需由胞外酶分解成小分子化合物后，才能被微生物吸收。小分子化合物进入细胞后也要由酶来合成，从而释放能量，并获得中间产物，微生物利用这些中间产物和能量组成细胞内各成分，同时排出废物。这种新陈代谢是无数个复杂化学反应的过程，完全是在酶的催化下有条不紊地按顺序进行着，因此，也可以说，没有酶就没有生命。
1．酶的特性
(1)酶的催化效率高酶的催化效率要比无机催化剂的催化效率高10万倍到1亿倍，它在细胞内温和的条件下，就能顺利地进行催化反应。例如固氮菌在常温、常压和近中性的条件下通过酶的催化作用就能固定大气中的分子氮，合成氨；而在工业上以化学方法合成氨时，虽然加有金属催化剂，也需要在20~30MPa压力和500℃的高温条件下才能进行。又如lg纯的结晶α-淀粉酶，在65℃下作用15min，可使2t淀粉转化为糊精。
(2)酶具有高度专一性一种酶只能催化特定的一种或一类物质进行反应，并生成一定的物质。糖苷键、酯键、肽键的化合物都能用酸或碱来催化而水解，但酶的催化却各自需要一定专一酶才能水解。例如，淀粉酶只能催化淀粉的水解反应生成糊精；蛋白酶只能催化蛋白质的水解反应生成氨基酸；脂肪酶只能催化脂肪水解成脂肪酸和甘油。各种酶不能相互替代。由于酶催化的专一性，所以在酶的催化反应中没有副产品产生。酶的高度专一性还赋予细胞的生命活动能有条不紊地进行的能力。
(3)酶反应的条件极为缓和利用化学催化剂时，往往要求高温，高压等条件，因而需要有高质量和较复杂的成套设备。酶在生物体内催化各种化学反应是在常温、常压和酸碱值差异不太大的条件下进行的。酶制剂具有反应条件缓和的特点，用于工业生产就可以甩掉高温、高压、强酸及强碱等特殊设备。如过去以酸水解淀粉生产葡萄糖，需要0.3MPa压力及144℃高温，必须采用耐酸耐压设备。现在改为酶法水解淀粉，只需常温、常压，采用普通设备即可。
(4)酶本身无毒，反应过程也不会产生有毒物质酶是无毒、无味、无色的物质，在生产使用过程中也不产生腐蚀性物质和毒物，使医药、食品及发酵工业在生产过程中的劳动保护得到了改善，产品也符合卫生要求。
2．影响酶作用的因素
外界条件对微生物生命活动的影响，在很大程度上是通过影响酶的作用来实现的。酶催化化学反应的能力，称为酶活力。实践证明，酶活力受温度、pH、抑制剂、激活剂，酶浓度和其他因素的影响，因此我们在培养微生物，利用它所产生的酶，及生产酶制剂或使用酶制剂时，就必须找出适当的条件，充分地发挥酶的催化能力。
(1)温度对酶作用的影响温度对酶催化的反应有显著的影响：一方面酶的催化能力要在一定温度条件下才能表现出来，并且酶反应的速度也像其他化学反应一样，随温度的升高而加速；另一方面由于酶是一种蛋白质，所以它的作用又随着温度的升高容易变性失去活力。即在最适温度下，一般温度每升高lO℃，酶的反应速度会相应地增加1~2倍。
超过最适温度时，若温度再升高，酶活力开始丧失，反应速度随温度升高而迅速下降。因此，选择酶作用的最适温度很重要。各种酶都有它作用的最适温度，但它的范围不是固定的，而是取决于整个酶反应时间的长短。
(2) pH对酶作用的影响pH对酶的活力影响也很大，这是由于酶是由氨基酸组成的蛋白质所构成的。蛋白质是两性物质，所以酶在pH改变时，有的能成为阳离子，也有的能成为阴离子。但在一定范围内，即酶在活性最适pH范围内，酶分子既不向阳极移动，也不向阴极移动，这时酶活力最高。
各种酶都有它作用的最适pH，在这个pH条件下，酶活力最高，pH过高或过低都会影响酶活力与稳定性。
可见，酶的来源和种类不同，它的最适pH范围也不同。例如胃蛋白酶最适pH为1.5，而碱性蛋白酶最适pH为11。
同一种微生物所产生的酶由于作用底物不同，酶的最适pH也不同。有时即使同一种酶作用于一底物，但由于浓度不同或温度不同，对酶的最适pH也有影响。
(3)酶浓度对反应速度的影响在适宜条件下，酶反应的速度与酶的浓度成正比，酶浓度越高，反应速度越快。
在酿造工业上，为了获得较高的原料分解率或出酒率。首先必须在制曲过程中培养需要的微生物，并给予微生物必要的条件使之产生尽可能多的酶，从而为发酵过程中提高酶的浓度创造条件。
(4)基质浓度对酶反应速度的影响在酶反应体系中，酶浓度为定值时，基质浓度不向，反应速度也不同。当基质浓度较低时，反应速度随基质浓度的增加而增大；基质浓度逐渐增加时，反应速度虽然增加，但程度不如浓度低时明显；当基质浓度相当大时，反应速度不会再增加。
在曲酒生产中，入窖淀粉浓度不宜过大。基质浓度超过一定值时，则不能充分糖化发酵，这就是增粮不增酒的根源所在。糖化时，多用曲也并不一定加速糖化和多生成糖，因的基质的吸附作用是有限度的。由此可见，“合理配料”的重要性。
(5)酶的激活剂和抑制剂 凡能促进酶的作用及提高酶的活力的物质称为酶的激活剂，如Na+、K+、Mg2+、Ca2+、Zn2+、Mn2、Fe2+、Cl-等离子对酶有激活作用。
凡使酶的催化作用减弱或受到抑制，甚至破坏的物质，称为酶的抑制剂。如Ag+、Hg+、Cu+、硫化物、生物碱及酶催化反应的产物本身都可引起抑制作用。
选择合适的激活剂参加酶反应，可以大大提高酶的催化效率。
2O世纪80年代以前，人们仅仅局限于对大曲的糖化力、发酵力进行研究，为提高原料利用率做出了极大的贡献。目前的研究集中在大曲酒的质量与曲质密不可分的关系方面。随着酶工程研究进展，人们广泛开展了大曲中各种酶类的研究，深化了对大曲糖化力、发酵力和风味生成相关酶系的认识，更使广大酿酒工作者充分认识了大曲质量与酒质的内在机理和规律。
3．大曲中的糖化酶类
大曲中的糖化酶类表现为曲的糖化力和液化力。
(1)液化型淀粉酶液化型淀粉酶又称为α-淀粉酶，淀粉1，4-糊精酶。大曲中液化酶的主要作用是将酒醅中淀粉水解为小分子的糊精。
大曲中α-淀粉酶的活性受酒醅酸度的影响较大。实验表明，酒醅中添加乳酸后，大曲液化力随pH的下降而降低。液化力的降低，必然影响淀粉的液化，削弱糖化酶的效力。
大曲中的α-淀粉酶可被糊化后的淀粉吸附，但该吸附作用可被酸性蛋白酶解脱。 液化力的测定方法是用大曲水解可溶性淀粉，用碘作指示剂，测定颜色变化的时间。
通常测定单位是g淀粉/g曲。
大曲液化力的高低与培曲温度有关。酱香型曲因培曲温度高液化力最低，清香型曲因培曲温度低而液化力最高。大曲在蓝房发酵过程中，液化力是逐渐上升的。在贮存过程中，贮存时间延长，液化力逐渐下降。
(2)糖化型淀粉酶糖化型淀粉酶俗称糖化酶，淀粉1，4-葡萄糖苷酶和淀粉1，6-葡萄糖苷酶。该酶从淀粉的非还原性末端开始作用。顺次水解α-D -1，4-葡萄糖苷键，将葡萄糖一个一个地水解下来。遇到支点时，先将α-D-1，6-葡萄糖苷键断开，再继续水解。该酶不能水解异麦芽糖，但能水解β-界限糊精。
大曲糖化力的测定是利用大曲将可溶性淀粉水解，然后测定葡萄糖的量。因此，该法测定的是包含α-淀粉酶活力的糖化力。研究发现，在大曲淀粉酶活力测定方法中用滤纸过滤对测定值无干扰。
金属离子对大曲中的糖化酶有抑制作用。研究发现，铁离子、锰离子、铅离子对大曲糖化酶几乎没有抑制作用。锌离子有轻微的抑制作用。汞离子、银离子在极低浓度下有极强的抑制作用。铜离子的抑制作用属竞争性抑制，可被增多的底物解除。氯、汞、苯甲酸抑制α-淀粉酶的活力，不影响葡萄糖淀粉酶的活力。
有研究认为，大曲中的淀粉酶类主要是β-淀粉酶和葡萄糖淀粉酶。β-淀粉酶在大曲中的含量是否占有很重要的地位，尚有待于进一步的研究。
糖化酶的产生菌主要是根霉、黑曲霉、米曲霉及红曲霉等。大曲糖化力主要来源于根霉。
大曲糖化力的高低与培曲温度密切相关。培曲温度高的酱香型曲糖化力低，培曲温度低的清香型曲糖化力最高。兼香型的中、高温曲的糖化力也证明了这一结论。
糖化力在大曲培养的前3天最高，后下降，最后又上升。在贮存过程中，曲的糖化力呈下降趋势。
对四季曲糖化力的化验也说明大曲的糖化力与温度的上升成反比。
4．大曲中的酒化酶类
(1)酒化酶是大曲在酒醅发酵过程中表现出的产酒的酶类的总称。该类酶能将可发酵性糖转化为酒精。这类酶用测定大曲发酵力的方法来衡量。大曲中主要的发酵菌种是酵母。
(2)大曲发酵力的常用测定方法是失重法。但现行测定方法实际上是测量了细菌、酵母、霉菌三种菌有氧呼吸和无氧代谢产生的二氧化碳总量，不能真实反映出大曲发酵能力的大小。因此采用测定发酵终了的酒精含量来衡量发酵力较为合理。前法测定的单位为mLC02/（g曲·72h），后者测定的单位是：酒精质量分数%。
有研究认为，用失重法测定时使用的培养基种类、体积、糖度、曲药接种量、发酵温度、时间等均影响到发酵力的测定。认为失重法的最佳条件为：用高梁粉作糖化液，糖度7°Bé，体积50mL，曲药接种量0.8%。培养温度30℃，时间72h。
(3)大曲发酵力的高低与培曲温度成反比。高温酱香型曲的发酵力最低，培曲温度偏低的凤香型曲的发酵力最高。在大曲培养过程中，前十五天发酵力是上升的，至十五天后发酵力开始下降。贮存过程中，发酵力随贮存时间的延长而降低。
(4)大曲的曲外层和曲心的酶系也有差异，曲外层的糖化力、液化力、发酵力分别比曲心高79.22%、146.67%、67. 56%。曲心的出酒率比外层高，曲心酿出的酒的己酸乙酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯均比曲外层要高。
5．大曲中的酯酶
(1)酯酶亦称羧基酯酶，它是催化合成低级脂肪酸酯的酶类的总称。该酶既能催化酯的合成，也能催化酯的分解。因此，白酒业习惯分别称为酯化酶和酯分解酶。酵母、霉薹，细菌中均含有酯酶。目前已经发现，红曲霉、根霉中许多菌株有较强的己酸乙酯合成能力。
(2)酯酶不同于脂肪酶。脂肪酶的正式名称是甘油酯水解酶。它既能将脂肪水解为脂肪酸和甘油，又能催化脂肪的合成。
按诺维信公司的定义，脂肪酶是可以水解一类特殊的酯类——三羧酸甘油酯的酶，而酸酶则是可以水解羧酯键的酶。
(3)浓香型、清香型、凤香型等香型酒的香味成分与酒中的己酸乙酯、乙酸乙酯、乳酸乙酯等酯类的含量有关。这些酯的产生与酯酶密不可分。特别是对浓香型大曲酒的主体香己酸乙酯的研究表明，在大曲中添加酯化酶菌株或人工制造的酯化酶用于发酵，可极大地提高酒中己酸乙酯的含量。
脂肪酶对脂肪的分解，为白酒中香味物质（如油酸乙酯、亚油酸乙酯、棕榈酸乙酯等）的形成提供了前驱物质。
(4)大曲中酯化酶的测定主要是酯化力和酯分解率。酯化力是用曲粉去合成一定量的己酸和乙醇，最终测量己酸乙酯的生成量。酯分解率是用大曲分解己酸乙酯，测己酸乙酯的分解量。
由于测定方法上的差异，如用单一酸或混合酸，用离心法还是蒸馏法，对测定出的酯化酶活力影响较大。
(5)大曲酯化力的高低，与大曲发酵温度成反比，即发酵温度越高，曲的酯化力越低。兼香型中的中、高温曲的对比明显地证明了这一点。
酯分解率的高低与培菌温度相关，较低的温度有利于酯分解率的降低。事实上对浓香型酒而言，酯分解率越低越好，而酯化力则是越高越好。
大曲培养过程中，酯化率是先升高，至第5天时达最大值，后开始下降。培养至20d时，又达最大值，后再下降。变化比较复杂。而酯分解率的变化不大，基本上是逐渐上升的。
在大曲贮存期，曲的酯化力是随贮存时间的延长，前六个月处于上升阶段；六个月以后。逐渐下降。而酯分解率是随曲块贮存时间的延长而不断降低。因此，若仅考虑曲的酯化力和酯分解率，对浓香型曲酒而言，大曲贮存六个月使用最好。
6．大曲中的纤维素酶
纤维素酶是水解纤维素的一类酶的总称。它包括三种类型；即破坏天然纤维素晶状结构的C1酶，纤维素酶的主要产生菌是里氏木霉菌、尖孢镰刀菌、粗糙脉胞霉等霉菌。
有研究认为，纤维素酶是广义卢一葡聚糖酶的一种。
编号为EC.3.2.1.4的纤维素酶，其系统名是1，4-(1，3；1，4)-β-D-葡聚糖-4 -葡萄糖水解酶。它内切纤维素或由l，3和1，4键组成的多聚糖中的1，4键，将纤维素降解。
纤维素酶应用于白酒生产中，可提高白酒的出酒率，最高可提高9.05%。
目前为止，未见曲中纤维素酶的检测数据报道。白酒生产的酒醅中含有大量的纤维素和半纤维素。若提高曲中纤维素酶的含量，可大幅度提高出酒率。
纤维素酶的活力测定采用DINS法。分为滤纸酶活力(FPIA)和羧甲基纤维素酶活力(CMC)。FPIA为每克酶每分钟水解反应产生葡萄糖的微摩尔数。CMC法为每克酶每小时水解反应产生葡萄糖的质量(mg)。