微生物對簡單的營養物質如葡萄糖、氨基酸能夠直接吸收利用，但由於發酵直接采用純品葡萄糖和氨基酸，不但發酵成本提高，而且也使得含有這些營養物質的原料如澱粉、豆粕等中的其他營養物質，如無機鹽、生長因子等在製備這些純品原料時被分離掉，在發酵過程中還需要添加這些營養物質。另外，有的微生物不能夠直接利用大分子原料如澱粉、蛋白質、纖維素等，但這些微生物又具有極高的轉化單體營養物質（單糖、氨基酸）生成發酵產物的能力，如釀酒酵母不能利用澱粉生產酒精，但具有高效的利用葡萄糖生成乙醇的能力，因此，針對微生物對原料的處理特點，需要對發酵原料進行預處理和製備，使其更符合所選菌種的營養要求。
可發酵性糖主要包括蔗糖、麥芽糖、葡萄糖、果糖和半乳糖等。生產中通常用的是蔗糖和葡萄糖，其次是麥芽糖和果糖。利用澱粉質原料，直接將原料中的澱粉分解成可發酵糖；同時，由於原料中還含有蛋白質、微量元素和礦物質，這些營養成分也可以為微生物的生長提供營養。
可以用於製備可發酵性糖的澱粉質原料很多，主要有薯類、玉米、小麥、高粱、大米等含澱粉原料。根據原料澱粉的性質及采用的水解催化劑的不同，澱粉水解為葡萄糖的方法主要有酸水解法、酶水解法和酸酶結合法。采用不同的水解製糖工藝，各有其優點和存在的問題，但從水解糖液的質量和降低糖耗、提高原料利用率方麵來考慮，酶解法最好，其次是酸酶法，酸解法最差。從澱粉水解整個過程所需的時間來看，酸解法最短，酶解法最長。
澱粉質原料預處理通常包括蒸煮（液化）、糖化等處理。蒸煮可使澱粉糊化，並破壞細胞，形成均一的醪液，目前多數廠家開始利用α-澱粉酶的液化作用來替代蒸煮過程，這樣可大大減少能源消耗。液化後的醪液能更好地接受糖化酶的作用，並轉化為可發酵性糖。
一、澱粉質原料製備可發酵性糖的必要性
1.多種微生物不能直接利用澱粉
就目前的狀況而言，發酵工業所用的碳源供給原料都是以玉米粉、澱粉或糖質為主，而許多微生物並不能直接利用澱粉。例如，在以糖質為原料發酵生產氨基酸過程中，幾乎所有的氨基酸生產菌都不能直接利用（或隻能微弱地利用）澱粉和糊精。同樣，在酒精發酵過程中，酵母菌也不能直接利用澱粉或糊精，這些澱粉或糊精必須經過水解製成澱粉糖以後才能被酵母菌所利用。此外，在抗生素、有機酸、有機溶劑以及酶製劑發酵過程中，大都也要求對澱粉進行加工處理以提供給微生物可利用的碳源。
2.能利用澱粉的微生物發酵過程緩慢
有些微生物能夠直接利用澱粉作原料，但這一過程必須在微生物分解出胞外澱粉酶類以後才能進行，過程非常緩慢，致使發酵過程周期過長，實際生產中無法被采用。因此，在氨基酸、抗生素、有機酸、有機溶劑等的生產中，都要求將澱粉進行糖化，製成可發酵性糖使用。
3.澱粉質原料中存在的雜質影響糖液的質量
澱粉質原料帶來的雜質（如蛋白質、脂肪等）以及其分解產物也混入可發酵性糖液中。一些低聚糖類、複合糖等雜質則不能被利用，它們的存在，不但降低澱粉的利用率，增加糧食消耗，而且常影響到糖液的質量，降低糖液中可發酵成分。因此，如何提高澱粉的出糖率，保證可發酵性糖液的質量，滿足發酵高產的要求，是一個不可忽視的重要環節。
二、澱粉質原料的種類及其組成特點
可利用的製備可發酵性糖的澱粉質原料有薯類、糧穀類、野生植物類和農產品加工副產品等。薯類原料主要有甘薯（又名紅苕、地瓜、番薯）、馬鈴薯（又名土豆、洋芋）、木薯等；糧穀類原料有玉米、高粱、大麥、小麥、稻穀等；野生植物類係指橡子、金剛頭、土茯苓、芭蕉芋等；農產品加工副產品主要有米糠、麩皮、各種粉渣等。
1.甘薯、馬鈴薯
甘薯多產於四川、河南等省，鮮甘薯中澱粉含量在15%～25%，可發酵性糖1.5%～2.0%，粗蛋白質1.1%～1.4%，水分70%～80%，粗纖維素0.1%～0.4%，並含有一定的果膠質。甘薯幹是用鮮甘薯切片曬幹製成的，其澱粉含量為65%～68%，蛋白質為5%～6%，粗纖維素1.1%～1.5%，水分12%～14%，果膠質2%～4%。
馬鈴薯是一種很好的酒精生產原料，鮮馬鈴薯中含澱粉12%～20%、水分70%～80%、粗蛋白質1.8%～5.5%，纖維素含量較少。馬鈴薯幹含澱粉63%～70%、水分約13%、蛋白質6%～7.4%、纖維素1.5%～23%。
2.木薯
木薯也是一種很好的發酵生產原料，含有較高的澱粉。鮮木薯含澱粉27%～33%（在甜味木薯中還有3%～4%的蔗糖）、水分70%～71%、蛋白質1%～1.5%、纖維素1.1%～4%。木薯幹中含澱粉63%～74%、水分12%～16%、蛋白質2%～4%，脂肪含量甚微。
3.玉米、大米、高粱、小麥
玉米也是一種比較理想的發酵生產原料，幹玉米含澱粉65%～66%、水分12%，蛋白質含量較高，一般為8%～9%。玉米中脂肪含量也較高，為4%～4.5%。大米是南方的主食，大米的組成是澱粉65%～72%、蛋白質7%～9%、水分11%～13%，共含碳水化合物75%～85%。高粱是生產飲料酒和酒精的重要原料，澱粉含量63%～65%，水分12%～14%，蛋白質8%～8.2%，還含有對發酵有害的單寧3%左右。小麥含澱粉63%～65%、蛋白質10%～10.5%、水分12%～13%、粗纖維素1%～1.5%。
4.橡子、土茯苓
橡子俗稱青杠籽，含澱粉49%～60%、蛋白質4%～7%、水分11%～14%，含單寧2%～4%。土茯苓的澱粉含量為55%～60%、蛋白質2.3%～2.5%，含水分11%～14%。
三、澱粉質原料的蒸煮
（一）蒸煮的目的
薯類、穀類、野生植物等澱粉質原料，吸水後在高溫、高壓條件下進行蒸煮，使植物組織和細胞徹底破裂，原料內含的顆粒，由於吸水膨脹而破壞，使澱粉由顆粒變成溶解狀態的糊液，目的是使它易受澱粉酶的作用，把澱粉水解成可發酵性糖。其次，由於原料表麵附著大量的微生物，如果不將這些微生物殺死，會引起發酵過程的嚴重汙染，使生產失敗。經過高溫高壓蒸煮後，對原料進行了滅菌。
（二）蒸煮物料發生的物理和化學變化
澱粉是一種親水膠體，當澱粉與水接觸，水就滲透薄膜而進入到澱粉顆粒裏麵，澱粉顆粒吸水後能發生膨脹現象，使澱粉的巨大分子鏈發生擴張，因而體積膨大，質量增加。