酵母是真菌家族的一员，是靠细胞膜的扩散作用吸收养分，只能吃单糖（葡萄糖，Glucose），双糖（麦芽糖，Maltose）与麦芽三糖（Maltotriose）这三种形态的糖分。而麦芽中所包含的长链结淀粉是无法让酵母食用的，因此，我们必须借由糖化这个步骤来分解淀粉，方便酵母消化吸收。
糖化（Mash）指的是将碾碎的麦芽与热水混合后，利用麦芽内部的糖化酵素（Enzymes），将麦芽中的淀粉分解为短链结糖的过程。麦芽中因为含有分解淀粉的酵素：Alpha淀粉酶，以及Beta淀粉酶，两者会在不同温度区间中各自发生作用。正因为如此，糖化时的热水温度会影响糖化过程的结果：不同的糖化温度会得到不同的糖类比例。简单的说，当糖化温度偏低（约摄氏60~64度）时，会产生较多的可发酵糖，糖化温度越高（约摄氏68~72度），则会得到较多的不可发酵糖。
当麦汁所含的可发酵糖比例越高时，得到的啤酒成品会偏向清爽不甜腻的口感，因为这些糖分会在发酵的过程中被酵母给消耗殆尽，反之，若不可发酵糖的比例越高，则成品会因为更多的糖分残留在酒里，酒质更趋饱满粘稠。糖化的时间与温度有很多种选择，从半小时到数小时皆有可能，有些方式甚至需要熬煮麦芽来进行糖化，但在一般情况下，我们会以60分钟作为标准糖化时间。
糖化酵素
我们拿来酿酒的谷物属于植物的种子，植物的母株在种子内储存了足够的养分，以利种子在适当环境下发芽并生长，这些养分是以自然界中很有效率且稳定的淀粉形式存在着。当春天来临，谷物启动发芽的过程，产生根芽与糖化酵素来分解淀粉，以转换成糖类，让细胞能够直接获取所需的能量，接着就是长大成新的植株，让植物不断繁衍。
早期人类从反复经验中，得知发芽过的麦子才能酿成带有酒味的液体，喝来让人欢愉轻松，所以开始走上种植大麦与酿酒的不归路，开启了啤酒文化与历史的巨轮。早期的酿酒师借由认为来诱使大麦发芽，接着烘干麦芽让细胞死亡，其内的糖化酵素因干燥而停止活动，烘干的同时也会去除掉麦根，再将之储存起来。等到酿酒师要开始酿造啤酒时，再让糖化酵素的动作继续进行。而重新启动此神奇过程的关键就在于：
碾碎麦芽，在混入适当温度的热水，也就是此处要讨论的糖化作用。
因为谷物的生长所需，麦芽内包含有许多的酵素类型，而每种酵素都有不同的功能，团队合作把淀粉转换成糖。而酿酒师们就借助了这些酵素，将原本种子要拿来成长用的能量来酿造啤酒。下表列出麦芽中主要包含的酵素种类：
温度区间与酵素作用
当麦芽与水混合的瞬间，不论水温高低，酵素作用就已经展开了。即便是在室温下，糖化作用也能缓慢地进行。
接着，我们由相对低温到高温来解释酵素作用的内容：
40~45℃，酸休止
我们先来探讨在45摄氏度十分活跃的两种酵素：植酸酵素与Beta葡萄糖酵素。植酸酵素会降低整体的pH值，创造出适合其他酵素工作的环境。但在现代的酿酒过程中，由于能妥善控制麦芽与水量的比例，在大部分的情况下，糖化过程的pH值都可以控制在合适的5.x左右，所以植酸酵素的作用对现代的酿酒师来说意义并不大。而另一个Beta葡萄糖酵素则是应用在破坏麦芽的糊粉层，这项工作在麦芽厂将麦子进行发芽时便已处理完成，除非你的麦芽配方中含有大量的未发芽谷物（像是燕麦与未发芽小麦）才需要额外操作此动作。但由于大量未发芽谷物的配方其实并不多，绝大多数可以省略45℃糖化温度此一步骤。
50~55℃，蛋白质休止
活跃于50-55℃的两种酵素，基本上都与分解蛋白质有关。分解掉过多的蛋白质可降低啤酒的混浊现象，再加上分解蛋白质时产生的氨基酸也是酵母必须的营养素之一，既然有这么多好处，我们似乎应该认真进行蛋白质休止这项工作？但由于多数酿酒用的大麦品种，其蛋白质含量比一般饲料用的大麦来得少，再加上现代发芽技术进步，麦芽中的蛋白质在大麦发芽的过程中，就会被适度分解，并控制在理想的11%左右，因此，让蛋白质休止步骤在现今的酿酒过程中可以被省略。
但若发生了以下几种情况，仍建议进行蛋白质休止操作：
- 麦芽配方中，含有大比例（大于40%）未发芽谷物（例如：未发芽小麦，燕麦，裸麦）；
- 因自行发芽造成麦芽中的蛋白质含量偏高；
- 啤酒出现冰冻时混浊，但升温后又会有所改善的冷浊现象，这表示酒体中的蛋白质含量偏高，此时，若进行蛋白质休止将有助于澄清酒体。但由于造成啤酒混浊的原因很多，并非每一种情况都能以蛋白质休止来改善。
60~70℃，淀粉转化
这是糖化最重要的温度区间，在此区间中，Beta-淀粉酶（60~65℃）与Alpha-淀粉酶（60~70℃）会进行协同作业，经由酵素的催化，把淀粉转换成麦芽糖。但这两种淀粉酶的工作稍有不同，Beta-淀粉酶在大麦还未发芽前就存在了，它的工作是把短链淀粉分解成麦芽糖，但无法分解淀粉链的主干结构；而Alpha-淀粉酶则是在大麦发芽后才出现的，Alpha-淀粉酶具备能分解淀粉主干的能力，可将淀粉分解成各式各样的短链结构，或是不同结构的糖，然后再交由Beta-淀粉酶去加工分解成麦芽糖。而酿酒师就可以利用不同淀粉酶的特性来取得所需要的麦汁。
62~64℃
希望啤酒具有相对清爽的口感，不甜的尾韵。
在此温度区间内，由于Beta-淀粉酶与Alpha-淀粉酶一起工作，造成麦芽中的淀粉能被完整地转化成各式各样的短链糖类，而这些酵母可以分解食用的糖，最后都会转化成酒精。这也造就最终啤酒中残糖量的下降，得到清爽的口感与不甜的尾韵。
66~69℃
希望啤酒具有相对饱满的酒质，稍甜的尾韵。
在此温度区间，只有Alpha-淀粉酶可以工作，并在分解淀粉主干时会产生各式各样不同链接的糖类，其中仍会包含短链的麦芽糖与酵母无法分解食用的不可发酵糖。但是这样的结果将使啤酒所含的残糖量上升，让口感变得丰润与饱满，有着偏甜的尾韵。
除了水温，pH值也会影响淀粉酶是否能正常工作，而水和麦芽的比例正是控制pH值的重要因素。对于自酿玩家来说，请依下列的麦芽与水量的比例来做为准则：
1公斤的麦芽搭配约3~4公斤的水
水量少一点、酵素的浓度就高，糖化效率也好，但因水量太少需要增加洗槽（Sparge）的份量，以取得目标的麦汁量。水量多一点，酵素会被稀释，糖化效率也下降，但因保留下来的水量多，故可以减少洗槽的水量，甚至直接省略洗槽的动作，操作过程会变得比较简单。如何取决，则看酿酒师的主观意识与偏好，但仍需要注意pH值的控制，太高的水麦比例，容易让糖化过程脱离最佳的pH 5.2-5.4范围。
除了水量外，我们还可以经由调整水中的矿物质含量来改变pH值（例如加入镁离子，钙离子等）。水质的不同也会改变啤酒的口感，世界上有许多啤酒其特殊风格的形成大多与其使用的水质有关。如果你所处地区的水质适合用于酿酒，个人建议不妨直接使用自来水酿造，多酿几次，除非有清楚指向因为水质问题而影响到啤酒品质，再来想办法改善水质。基本上当要酿造浅色的啤酒时，可以使用过滤水来取得较软的水质，如果要酿造深色的啤酒，可以选择水质比较硬的水。对于新手来说，改良水质是困难的，先用自来水酿酿看吧。
麦芽萃取率
你一定会很想知道，到底在用了这么多麦芽之后，最后的比重要如何预估呢？为什么别人写配方都能列出起始比重（OG，Original Gravity）的预估值，而自己却完全没有概念呢？现在由于有许多辅助软件的帮忙，估算比重这件事较以往来得容易许多，但有时候自己动手算也是一件好玩的事，这能让你更深人地了解这些数字的意义为何。
要计算萃取率，首先要认识PPG（Points per Pound per Gallon）。
PPG指的是：一磅的麦芽+一加仑的水可得到多少糖分的比重值
以一罐白砂糖为例，一磅的白砂糖在一加仑的水中比重是1.046，此时，PPG就是46。千万不要看到数学就眼花了，虽然这些都是我们平常不习惯使用的计量单位，但因为酿啤酒这件事情源自于西方，因此，除了多阅读原文资料以增进对理论知识之外，有时候，习惯使用这些英制与美制单位也是很有帮助的。我非常推荐自酿玩家就以最常见的5加仑（19公升）做为基本酿酒单位，因为资料最为齐全，有助于各项数量与单位的的快速换算。
认识纯糖的PPG后，你大概会想，那么，每种麦芽的PPG都相同吗？答案是不一定。一般而言，理论上，一磅的基础麦芽大多为37PPG，但这些属于实验室里的数据，在现实环境中不可能得到100%的产出效率。若以一般自酿玩家75%的糖化效率来计算，一磅的基础麦芽会从37PPG变成只剩28PPG。
以下列出常见的几种麦芽萃取率：
接着，以实际的麦芽配方来计算起始比重：
酿造批次19公升（5 gallons）
皮尔森麦芽（Pilsner Malt）：4.54公斤（10磅）
慕尼黑麦芽（Munich Malt）：0.45公斤（1磅）
焦糖麦芽（Crystal Malt 60L）：0.45公升（1磅）
巧克力麦芽（Chocolate Malt）：0.22公斤（0.5磅）
从PPG公式计算出结果如下：
皮尔森麦芽（Pilsner Malt）：4.54公斤（10磅）→10*28（PPG）/5=56
慕尼黑麦芽（Munich Malt）：0.45公斤（1磅）→1*26（PPG）/5=5.2
焦糖麦芽（Crystal Malt 60L）：0.45公升（1磅）→1*25（PPG）/5=5
巧克力麦芽（Chocolate Malt）：0.22公斤（0.5磅）→0.5*21（PPG）/5=2.1
因此，在19公升（5 gallons）中得到的总计PPG为68，起始比重就是1.068。这是在糖化效率75%下求得的数值。在了解原理之后，便可以使用好用的酿酒模拟软件来帮助我们快速方便地计算出各式数值。我们只需了解原理，费时费力的计算就交给工具来帮忙即可。
糖化方式
糖化的方式有好几种，基本上的差异是要不要多段升温呢？最推荐新手朋友的糖化方式是单步浸出糖化法，即简单又好操作。
单步浸出糖化法
这种糖化方式广泛地运用在自酿界与商业酿酒厂。基本上，是把碾碎的麦芽与水混合后，保持在62~70℃之间（请选择一个温度，温度的高低对于糖化结果的影响请看前面的讨论）维持一段时间后，再滤出麦汁。操作方式相当简单，只要让麦芽与水混合后的温度保持在目标温度即可。
相关温度与水量的操作建议如下：
多步浸出糖化法
除了前面提及的单一温度糖化法，我们可以选择以不同段不同温度的方法来做糖化，以达成某些特殊效果。例如，当有以下需求时，就可以选择使用蛋白质休止（Protein Rest，50~55℃）：
- 麦芽配方中有大量未发芽的谷物；
- 使用自行发芽的麦芽；
- 啤酒出现冰冻时混浊，但升温后又改善的冷浊现象；
以下示意图为蛋白质休止，加上正常的67℃糖化温度，并搭配出糖所组成的多步浸出糖化法：
熬煮糖化法
回溯历史，在未发明温度计之前，以前的酿酒师是如何进行糖化的？此时就得来谈谈所谓的熬煮糖化法（Decoction Mash）了。当时的人们发觉，如果将碾过的麦芽混合室温下的水后，再取出一部分的麦芽将之煮沸，然后投回糖化锅之中，反复几次这样的步骤，便能得到最好的结果，而这个神奇的过程其实就是熬煮糖化法（Decoction Mash）。
但以现代酿酒师的眼光来看，熬煮式糖化法相较于前面介绍的浸出式糖化法，既耗时又耗力。要知道，把部分的麦芽捞出来煮熟，本身就是件吃力的工作，因为真的很重，但熬煮糖化法仍然有其优点：
更好的淀粉转化率
借由将麦芽煮熟的步骤，可让麦芽细胞壁破裂以萃取出更高比例的淀粉，让糖化酵素更易接触到更多的淀粉并转换成糖，让糖化效率得以提升。这是因为早期发芽时常有发芽不全的情况：有些麦芽发芽过头而造成麦根过长，消耗过多淀粉；有些麦子尚未发芽，导致糖化酵素不足与其内淀粉难以利用。再次借由煮麦芽的过程，让未发芽完全的麦子能够进行完整的糖化。在现代的优良制麦技术下，这项优点已经不存在。
增加麦芽香气
再此所指的麦芽香气，是在熬煮麦芽过程中，麦芽内的蛋白质在高温下与糖类作用，这就是梅纳反应（Maillard Reaction）所产生的结果。熬煮麦芽会让麦汁的颜色变深，还会得到更为饱满的麦芽香气，而这也是现代仍有酒厂钟情于熬煮糖化法的重要原因。
对现代的酿酒业与自酿玩家而言，熬煮糖化法因为费时费力，所以并非多数酿酒师们的选择，这是因为提升糖化效率的诱因在现代已不复存在。提升麦芽香气，则可以借由使用某些特殊麦芽来达成。不过，仍有部分的酒厂坚持熬煮糖化法，认为其有不可替代的风味价值。
熬煮糖化法需要多段升温来进行糖化，其升温是借由麦芽取出熬煮至沸腾后，再加回糖化锅来达成。
分段式糖化法
分段式糖化法（Parti-Gyle Mash）属于相对特殊的糖化方式，它的特殊之处并非是指在温度上或是加热方式特别，而是在一次糖化操作下可以做出两种、甚至三种不同比重的麦汁。此种糖化方式可回朔至数百年前，当时英国本岛有许多酿酒厂都采用此种糖化法，时至今日，著名的英国酒厂富勒（Fuller’s）仍然依循使用这样的传统糖化方式。
请想像一下，过去的酒厂如果有着硕大的糖化槽，但搭配使用的却是数个小型煮沸锅，这时，分段式糖化法就派上用场了。酿酒师们会将第一道流出的麦汁（拥有最高的起始比重）注入第一个煮沸锅，接着将第二道或甚至第三道借由洗槽（Sparge）所收集起来的麦汁注入第二个糖化锅，这样就可以拥有两锅比重大不相同、但麦芽配方却一样的麦汁。在这两锅麦汁中，分别加入不同的酒花并以不同的时间来煮沸，甚至还能够在冷却后投入不一样的酵母，这样就能借由一次糖化制作出两种啤酒了！对惯用此方式的英国酒厂来说，这样的糖化法便能同时做出糖度20 plato的英式大麦酒（English BarleyWine）与糖度11 Plato的英式淡啤酒（English Mild），是不是既方便又省力呢。
使用分段式糖化法时，针对温度的控制与前述的糖化方式并无不同，差别之处仅在于使用这种方法必须要加大总麦汁的收集量，而糖化结束后的第一道麦汁、第二道+第三道麦汁要分别处理。所需进行的是将第一道麦汁收集在第一个煮沸锅中，接着持续洒水，等收集到足够数量的麦汁，或是此时比重已经低于糖度2plato即停止，并将两锅进行后续的分别煮沸与投入不同的啤酒花，这样就可以酿出两批不同酒精度的啤酒了。
如果你要一次做出两种啤酒，而两种啤酒的批次量都是一样的话。以下图表可以帮助你了解批次量与麦汁起始比重的关系：
一般来说，分段式糖化法做出的两批啤酒，虽然酒精度高低不同，但麦芽配方的比例则是一样的。但如果想要做出两种啤酒，而且就连麦芽配方都不相同呢？建议尝试一下改良方法：在收集完的一道麦汁后，将粉碎的深色麦芽或是增加的焦糖麦芽投入糖化槽中并开始洒水，由于深色麦芽的用量少，只需短暂的时间就能充分浸泡出味道。在此，可以将第一道麦汁做成琥珀色的英式大麦酒，而与深色麦芽/焦糖麦芽一同洒水收集来得麦汁则做成深色的世涛啤酒，这样一来，两种啤酒的麦芽配方/味道就大不相同了。
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