原料蒸煮的目的主要是使淀粉顆粒進一步吸水、膨脹、破裂、糊化，以利于淀粉酶的作用；同時，在高溫下，原輔材料也得以滅菌，并排除一些揮發性的不良成分。但實上，在原料蒸煮中，還會發生其他許多物質變化；對于續楂混蒸而言，酒醅中的成分也會對原料中的成分作用。因此，原料蒸煮中的物質變化也是很復雜的。
（一）碳水化合物的變化
1．淀粉的特性及其在蒸煮中的變化
(1)淀粉的特性含于原料細胞中的淀粉顆粒，受到細胞壁的保護。在原料粉碎時，部分植物細胞已經破裂，但大部分仍需經蒸煮才能破裂。淀粉顆粒實際上是與纖維素、半纖維素、蛋白質、脂肪、無機鹽等成分交織在一起的。即使是淀粉顆粒本身，也具有抵抗外力作用的外膜。其化學組成相同于內層淀粉，但因其水分較少而密度較大，故強度也較大。
淀粉顆粒是由許多呈針狀的小晶體聚集而成的，用X射線透視，生淀粉分子呈有規則的結晶構造。小晶體由一束淀粉分子鏈組成，而淀粉分子鏈之間，則由氫鍵聯結成束。
在顯微鏡下觀察，淀粉顆粒呈透明，具有一定的形狀和大小。大體上可分為圓形、橢圓形和多角形三類。通常含水量高、蛋白質含量低的植物果實，其淀粉顆粒較大，形狀也較整齊，多呈圓形或卵形。如白薯淀粉顆粒為圓形，結構較疏松，大小為15~25μm;玉米淀粉粒呈卵形，近似球形，也有呈多角形的，結構緊密堅實，其大小為5~26μm;高粱的淀粉顆粒呈多角形，大小為6~29μm。據測試，1kg玉米淀粉約含1700億個淀粉顆粒，而每個顆粒又由很多淀粉分子組成。
淀粉顆粒的大小與其糊化的難易程度有關。通常顆粒較大的薯類淀粉較易糊化；顆粒較小的谷物淀粉較難糊化。
(2)淀粉在蒸煮中的變化
①物理化學變化
A．淀粉的膨脹：淀粉是親水膠體，遇水時，水分子因滲透壓的作用而滲入淀粉顆粒內部，使淀粉顆粒的體積和質量增加，這種現象稱為淀粉的膨脹。
在淀粉顆粒的膨脹過程中，淀粉顆粒猶如一個滲透系統，其中支鏈淀粉起著半滲透膜功能。滲透壓的大小及淀粉顆粒的膨脹程度，則隨水分的增加和溫度的升高而增加。在40℃以下，淀粉分子與水發生水化作用，吸收20%~25%的水分，1g干淀粉可放出104.5J熱量；自40℃起，淀粉顆粒的膨脹速度就明顯加快。
B．淀粉的糊化：當溫度達到70℃左右、淀粉顆粒已膨脹到原體積的50~100倍時，分子間的聯系已被削弱而引起淀粉顆粒之間的解體，形成均一的黏稠體。這時的溫度稱為期化溫度。這種淀粉顆粒無限膨脹的現象，稱為糊化，或稱為淀粉的α-化或凝膠化，使淀粉具有黏性及彈性。
經糊化的淀粉顆粒的結構，由原來有規則的結晶層狀構造，變為網狀的非結晶構造。支鏈淀粉的大分子組成立體式網狀，網眼中是直鏈淀粉溶液及短小的支鏈淀粉分子。
據有關學者發現，淀粉的糊化過程與初始的膨脹不同，它是個吸熱過程，糊化lg淀粉需吸熱6.28kJ。
由于淀粉結構、顆粒大小、疏松程度及水中鹽分種類和含量的不同，加之任何一種原斟的淀粉顆粒大小都不均一，故不宜采用某一個糊化溫度，而應自糊化起始至終了，確定一個糊化溫度范圍。例如玉米淀粉為65~75℃，高梁為68~75℃，大米為65~73℃。對粉碎原料而言，其糊化溫度應比整粒者高些。因粉碎原料中的糖類、含氮物及電解質等成分會降低水對淀粉顆粒的滲透作用，故使膨脹作用變慢。植物組織內部的糖和蛋白質等對淀粉有保護作用，故欲使糊化完全，則需更高的溫度。
實際上，原料在常壓下蒸煮時，只能使植物組織和淀粉顆粒的外殼破裂。但一大部分細胞仍保持原有狀態；而在生產液態發酵法白酒時，當蒸煮醪液吹出鍋時，由于壓差而致使細胞內的水變為蒸汽才使細胞破裂，這種醪液稱為糊化醪或蒸煮醪。
c．液化：這里的“液化”概念，與由a-淀粉酶作用于淀粉而使黏度驟然降低的“液化”含義不同。當淀粉糊化后，若品溫繼續升至130℃左右時，由于支鏈淀粉已幾乎全部溶解，網狀結構完全被破壞，故淀粉溶液成為黏度較低的易流動的醪液，這種現象稱為液化或溶解。溶解的具體溫度因原料而異，例如玉米淀粉為146~151℃。
淀粉糊化和液化過程中，最明顯的物理性狀的不同是醪液黏度的變化，但糊化以前的黏度稍變不足為據。即在品溫升至35~45℃時，因淀粉受熱吸水膨脹而醪液黏度略有下降；升溫時，黏度緩慢上升；當溫度升至60℃以上時，部分淀粉已開始糊化，隨著直鏈淀粉不斷地溶解于熱水中，致使黏度逐漸增加；待品溫升至lOOoC左右時，支鏈淀粉已開始溶解于水；溫度繼續上升至120℃時，淀粉顆粒已幾乎全部溶解；溫度超過120℃時，由淀粉分子間的運動能增高，網狀結構間的聯系被削弱而破壞，斷裂成更小的片段，醪液黏度則迅速下降。
上述的糊化和液化現象，也可以氫鍵理論予以解釋：氫鍵隨溫度升高而減少，故升溫使淀粉顆粒中淀粉大分子之間的氫鍵削弱，淀粉顆粒部分解體，形成網狀組織，黏度上升，發生糊化現象；溫度升至120℃以上時，水分子與淀粉之間的氫鍵開始被破壞，故醪液黏度下降，發生液化現象。
淀粉在膨脹、糊化、液化后，尚有10%左右的淀粉未能溶解，須在糖化、發酵過程中繼續溶解。
D．熟淀粉的返生：經糊化或液化后的淀粉醪液，絕不同于用酸水解所得的可溶性淀粉溶液。當其冷卻至60℃時，會變得很黏稠；溫度低于55℃時，則變為膠凝體，不能與糖化劑混合。若再進行長時間的自然緩慢冷卻，則會重新形成結晶體。若原料經固態蒸煮后，將其長時間放置、自然冷卻而失水，則原來已經被α化的α-淀粉，又會回到原來的β-淀粉狀。
上述兩種現象，均稱為熟淀粉的“返生”或“老化”或β化。據試驗，糖化酶對熟淀粉及β化淀粉作用的難易程度，相差約5000倍。
老化現象的原理是淀粉分子間的重新聯結，或者說是分子間氫鍵的重新建立。因此，為了避免老化現象，若為液態蒸煮醪，則應設法盡快冷卻至65~60℃，并立即與糖化劑混合后進行糖化；若為固態物料，也應從速冷卻，在不使其緩慢冷卻且失水的情況下，加曲、加量水人池發酵。如果條件允許，則可將剛蒸好的米飯迅速脫水至白米的含水量，可防止老化。這種干燥后的米飯，稱為α-米，即通常所說的方便米飯。在使用時加入適量的水，即可復呈原來的米飯狀態。α-米的制作，按脫水方法不同可分為3種：高溫通風干燥法；酒精脫水法；限定吸水的高壓蒸飯通風干燥法。其中酒精脫水法較易于工業化，該法還能使米飯的粗脂肪及灰分降低。
②生化變化：白酒的制曲及制酒原料中，也大多含有淀粉酶系。當原料蒸煮的溫度升到50~60℃時，這些酶被活化將淀粉分解為糊精和糖，這種現象稱之為“自糖化”。例如甘薯主要含有β-淀粉酶，故在蒸煮的升溫過程中會將淀粉變為部分麥芽糖及葡萄糖。整粒原料煮時，因糖化作用而生成的糖量很有限；但使用粉碎原料蒸煮時，能生成較多量的糖，尤其是在緩慢升溫的情況下。
以續楂混蒸的方式蒸料時，因酸性條件而使淀粉水解的程度并不明顯。
2．糖的變化
白酒生產中的谷物原料的含糖量最高可達4%左右；在蒸煮時的升溫過程中，由于原料本身含有的淀粉酶對淀粉的水解作用，也產生一部分糖。這些糖在蒸煮過程中會發生各種變化，尤其是在高壓蒸煮的情況下。
(1)己糖的變化多為有機化學反應。
①部分葡萄糖等醛糖會變成果糖等酮糖。
②葡萄糖和果糖等己糖，在高壓蒸煮過程中可脫水生成的5-羥甲基糠醛很不穩定，會進一步分解成2-羰基戊酸及甲酸。
(2)美拉德反應又稱氨基糖反應，即己糖或戊糖在高溫下可與氨基酸等低分子含氮物反應生成氨基糖，或稱類黑精、類黑素，這是一種呈棕褐色的無定形物質。它不溶于水或中性溶劑，但能部分地溶于堿液。因其化學組成類似于天然腐殖質，故也被稱為人工腐殖質。
C H N 0
氨基糖 58. 85% 4.82% 4.35% 31. 88%
天然腐殖質 56. 10% 4.40% 4.90% 34. 60%
氨基糖的生成，不是一個簡單的凝聚反應，其反應過程很復雜。己糖經一系列反應生成羥甲基糠醛等中間產物，戊糖則生成糠醛等中間產物。這些中間產物再繼續與氨基酸等作用，進行一系列的聚合和縮合反應，最終生成氨基糖：
生成氨基糖的速度，因還原糖的種類、濃度及反應的溫度、pH而異。通常五碳糖與氨基的反應速度高于六碳糖；在一定的范圍內，若反應溫度越高、基質濃度越大，則反應速度越快。據報道，美拉德反應的最適溫度為100~llO℃，pH為5。但也有學者認為在堿性條件下更有利于類黑精的生成。
若酒醅經水蒸氣蒸餾將微量的氨基糖帶入酒中，可能會起到恰到好處的呈香呈味作用；但生成氨基糖要消耗可發酵性糖及氨基酸，且氨基糖的存在，對淀粉酶和酵母的活力均有抑制作用。據報道，若發酵醪中的氨基糖含量自0.25%增至1%，則淀粉酶的糖化力下降25. 2%。
(3)焦糖的生成 當原料的蒸煮溫度接近糖的熔化溫度時，糖會失水而成黑色的無定形產物，稱為焦糖。糖類中，果糖較易焦化，因其熔化溫度為95～105℃；葡萄糖的熔化溫度為144~146℃。焦糖的生成，不但使糖分損失，且焦糖也影響糖化酶及酵母的活力。蒸煮溫度越高、醪的糖度越大，則焦糖生成量越多。焦糖化往往發生于蒸煮鍋的死角及鍋壁的局部過熱處。在生產中，為了降低類黑精及焦糖的生成量，應掌握好原料加水比、蒸煮溫度及pH等各項蒸煮條件。
3．纖維素變化
纖維素是細胞壁的主要成分。蒸煮溫度在160℃以下，pH為5.8~6.3范圍內，其化學結構不發生變化，而只是吸水膨脹。
4．半纖維素的變化
半纖維素的成分大多為聚戊糖及少量多聚己糖。當原料與酸性酒醅混蒸時，在高溫條件下，聚戊糖會部分地分解為木糖和阿拉伯糖，并均能繼續分解為糠醛。這些產物都不能被酵母所利用。多聚己糖則部分地分解為糊精和葡萄糖。半纖維素也存在于糧谷的細胞壁中，故半纖維素的部分水解，也可使細胞壁部分損傷。
（二）含氮物、脂肪及果膠的變化
1．含氮物的變化
原料蒸煮時，品溫在140CC以前，因蛋白質發生凝固及部分變性，故可溶性含氮量有所下降；當溫度升至140~158℃時，則可溶性含氮量會增加，因為那時發生了膠溶作用。
整粒原料的常壓蒸煮，實際分為兩個階段。前期是蒸汽通過原料層，在顆粒表面結露成凝縮水；后期是凝縮水向米粒內部滲透，主要作用是使淀粉糊化及蛋白質變性。只有在以液態發酵法生產白酒的原料高壓蒸煮時，才有可能產生蛋白質的部分膠溶作用。在高壓蒸煮整粒谷物時，有20%～50%的谷蛋白進入溶液；若為粉碎的原料，則比例會更大些。
2．脂肪的變化
脂肪在原料蒸煮中的變化很小，即使是140~158℃的高溫，也不能使甘油酯充分分解。據研究，在液態發酵法的原料高壓蒸煮中，也只有5%~10%的脂類物質發生變化。
3．果膠的變化
果膠由多聚半乳糖醛酸或半乳糖醛酸的甲酯化合物所組成。果膠質是原料細胞壁的組成部分，也是細胞間的填充劑。
果膠質中含有許多甲氧劑(R.COOCH3)，在蒸煮時果膠質水解，甲氧基會從果膠中分離出來，生成甲醇和果膠酸，其反應式如下：
原料中果膠質的含量，因其品種而異。通常薯類中的果膠質含量高于谷物原料。溫度越高，時間越長，由果膠質生成甲醇的量越多。
甲醇的沸點為64.7℃，故在將原料進行固態常壓清蒸時，可采取從容器頂部放汽的辦法排除甲醇。若為液態蒸煮，則甲醇在蒸煮鍋內呈氣態，集結于鍋的上方空間，故在間歇法蒸煮的過程中，應每間隔一定時間從鍋頂放一次廢汽，使甲醇也隨之排走。若為連續法蒸煮，則可將從汽液分離器排出的二次蒸汽經列管式加熱器對冷水進行間壁熱交換；在最后的后熟鍋頂部排出的廢汽，也應通過間壁加熱法以提高料漿的預熱溫度。如此，可避免甲醇蒸氣直接溶于水或料漿。
（三）其他物質變化
蒸料過程中，還有很多微量成分會分解、生成或揮發。例如由于含磷化合物分解出磷酸，以及水解等作用生成一些有機酸，故使酸度增高。若大米的蒸飯時間較長，則不飽和脂肪酸減少得多；而乙酸異戊酯等酯類成分卻增加。據分析，飯香中有114種成分，其中38種是揮發性的。飯香中還檢出α-吡咯烷酮。米粒的外層成分對飯香的生成具有重要的作用。
通常使淀粉α-化的最短時間為15min，因此無論是使用蒸桶或蒸飯機蒸飯，自蒸汽接觸米粒算起，均需至少蒸20min；但要獲得飯香，則需蒸40min以上。
物料在蒸煮過程中的含水量也是增加的。例如飯粒吸水率指自浸漬前的白米至飯粒的總吸水率，通常為35%～40%，比蒸飯前浸過的米多10%。
