葡萄酒酿造就是将葡萄转化为葡萄酒。它包括两个阶段：第一阶段为物理化学或物理学阶段，即在酿造红葡萄酒时，葡萄浆果中的固体成分通过浸渍进入葡萄汁，在酿造白葡萄酒时，通过压榨获得葡萄汁；第二阶段为生物学阶段，即酒精发酵和苹果-酸乳酸发酵阶段。
葡萄原料中，20%为固体成分，包括果梗、果皮和种子，80%为液体部分，即葡萄汁。果梗主要含有水、矿物质、酸和丹宁；种子富含脂肪和涩味丹宁；果汁中则含有糖、酸、氨基酸等，即葡萄酒的非特有成分。而葡萄酒的特有成分则主要存在于果皮和果肉细胞的碎片中。从数量上讲，果汁和果皮之间也存在着很大的差异。果汁富含糖和酸，芳香物质含量很少，几乎不含丹宁。而对于果皮，由于富含葡萄酒的特殊成分，则被认为是葡萄浆果的“高贵”部分。
葡萄酒酿造的目标就是，实现对葡萄酒感官平衡及其风格至关重要的这些口感物质和芳香物质之间的平衡，然后保证发酵的正常进行。
浸渍：红葡萄酒的酿造
在红葡萄酒的酿造过程中，应使葡萄固体中的成分在控制条件下进入液体部分，即通过促进固相和液相之间的物质交换，尽量好地利用葡萄原料的芳香潜力和多酚潜力。这就是红葡萄酒酿造特有的浸渍阶段。浸渍，可以在酒精发酵过程中，也可以在酒精发酵以前或极少数情况下在酒精发酵以后进行。
在传统工艺当中，浸渍和酒精发酵几乎是同时进行的。原料经破碎（将葡萄压破一便于出汁，有利于固-液相之间的物质交换）、除梗后，被泵送至浸渍发酵罐中，进行发酵。在发酵过程中，固体部分由于CO2的带动而上浮，形成“帽”，不再与液体部分接触。为了促进固-液相之间的物质交换，一部分葡萄汁被从罐底放出，泵送至发酵罐的上部以淋洗皮渣帽的整个表面。这就是倒罐。
芳香物质比多酚物质更易被浸出，所以决定浸渍何时结束的是多酚物质的浸出状况。在此阶段，最困难的是，选择浸出花色素和优质丹宁，而不浸出带有苦味和生青味的劣质丹宁。发酵形成的酒精和温度的升高，有利于固体物质的提取，但应防止温度过高或过低：温度过低（低于20-25℃），不利于有效成分的提取；温度过高（高于30-35℃），则会浸出劣质丹宁并导致芳香物质的损失，同时又有酒精发酵中止的危险。
倒罐是选择浸出优质丹宁的最佳方式。但必须防止将果梗及果皮撕碎的强烈的机械处理（破碎、除梗、泵送），因为在这种情况下，几乎完全失去了选择性浸出的可能性。
在多酚物质当中，色素比丹宁更易被浸出。所以，根据浸渍时间的长短（从数小时到一周以上），我们可以获得各种不同类型的葡萄酒：桃红葡萄酒、果香味浓应尽快消费的新鲜红葡萄酒及醇厚丹宁感强的需陈酿的红葡萄酒等。浸渍时间的长短，还决定于葡萄品种、原料的成熟度及其卫生状况等因素。
浸渍结束后，即通过出罐将固体和液体分开。液体部分（自流酒）被送往另一发酵罐继续发酵，并在那里进行澄清过程中的物理化学反应。固体部分中还含有一部分酒，因而通过压榨而获得压榨酒。同样，压榨酒应单独送往另一发酵罐继续发酵。在有的情况下，在短期浸渍后，一部分葡萄汁从浸渍罐中分离出来，以酿造桃红葡萄酒。这样酿造的桃红葡萄酒，比将经破碎后的原料直接压榨后酿造的桃红葡萄酒香气更浓，颜色更为稳定。
对原料加热浸渍是另一种浸渍技术。它是将原料破碎、除梗后，加热至70℃左右浸渍20-30分钟，然后压榨，葡萄汁在冷却后进行发酵。这就是热浸发酵。热浸发酵主要是利用提高温度来加强对固体部分的提取。同样，色素比丹宁更易浸出。我们可通过对温度的控制来达到选择利用原料的颜色和丹宁潜力的目的，从而可生产出一系列不同类型的葡萄酒。热浸还可控制氧化酶的活动，这对于受灰霉菌危害的葡萄原料极为有利，因为种类原料富含能分解色素和丹宁的漆酶。几分钟的热浸在颜色上可以获得经几天普通浸渍相同的效果。同时，由于浸渍和发酵是分别进行的，可以更好地对它们进行控制。
对原料的浸渍也可用完整的原料在二氧化碳气体中进行。这就是二氧化碳浸渍发酵。浸渍罐中为二氧化碳所饱和，并将葡萄原料完整地装入浸渍罐中。在这中情况下，一部分葡萄被压破，释放出葡萄汁；葡萄汁中的酒精发酵保证了密闭罐中二氧化碳的饱和。浸渍8-15天后（温度越低，浸渍时间应越长），分离自流酒。将皮渣压榨。由于自流酒和压榨酒都还含有很多糖，所以将自流酒和压榨酒混合后或分别继续进行酒精发酵。在二氧化碳浸渍过程中，没有破损的葡萄浆果会进行一系列的厌氧代谢，包括细胞内发酵形成酒精和其它挥发性物质，苹果酸的分解，蛋白质、果胶质的水解，以及液泡物质的扩散，多酚物质的溶解等，并形成特殊的令人愉快的香气。由于果梗未被破损并且不被破损葡萄释放的葡萄汁所浸泡，所以只有对果皮的浸渍，因而二氧化碳浸渍可获得芳香物质和酚类物质之间的良好平衡。通过二氧化碳浸渍发酵后的葡萄酒口感柔和、香气浓郁，成熟较快。它是目前已知的唯一能用中性葡萄品种获得芳香型葡萄酒的酿造方法。宝祖利发酵法则是二氧化碳浸渍发酵与传统酿造法的结合，故有人称之为半二氧化碳浸渍发酵法。
直接取汁，白葡萄酒的酿造
与红葡萄酒一样，白葡萄酒的质量也决定于主要口感物质和芳香物质之间的平衡。但白葡萄酒的平衡与红葡萄酒的平衡是不一样的，白葡萄酒的平衡一方面决定于品种香气与发酵香气之间的合理比例，另一方面决定于酒度、酸度和糖之间平衡。多酚物质则不能介入。对于红葡萄酒，我们要求与深紫红色相结合的结构、骨架、醇厚和醇香，而对于白葡萄酒，我们则要求与带绿色色调的黄色相结合的清爽、果香和优雅性，一般需避免氧化感和带琥珀色色调。
为了获得白葡萄酒的这些感官特征，应尽量减少葡萄原料固体部分的成分，特别是多酚物质的溶解。因为多酚物质是氧化的底物，而氧化可破坏白葡萄酒的颜色、口感、香气和果香。
此外，从原料采收到酒精发酵，葡萄原料会经历一系列的机械处理，这会带来两方面的问题：一方面，这会破坏葡萄浆果的细胞，使之释放出一系列的氧化酶及其氧化底物--多酚物质、作为氧化促进剂并能形成生青味的不饱和脂肪酸；另一方面，还可形成一些悬浮物，这些悬浮物在酒精发酵过程中，可促进影响葡萄酒质量的高级醇的形成，同时抑制构成葡萄酒质量的酯的形成。
因此，白葡萄酒的酿造工艺就十分清楚了。用于酒精发酵的葡萄汁应尽量是葡萄浆果的细胞汁，用于取汁的工艺必须尽量柔和，以尽量减小破碎、分离、压榨和氧化的负面影响。
实际上，白葡萄酒的酿造工艺包括：将原料完好无损地运入酒厂，防止在葡萄的采收和运输过程中的任何浸渍和氧化现象；破碎，分离，分次压榨，二氧化硫处理，澄清；用澄清汁在15-20℃的温度条件下进行酒精发酵，以防止香气的损失。
此外，应严格防止外源铁的进入，以防止葡萄酒的氧化和浑浊（铁破败）。所以，所有的设备最好使用不锈钢材料。
在取汁时，最好使用直接压榨技术，也就是将葡萄原料完好无损地直接装入压榨机，分次压榨，这样就可避免葡萄汁对固体部分的浸渍，同时可更好的控制对葡萄汁的分级。利用直接压榨技术，还可用红色葡萄品种（如黑比诺）酿造白葡萄酒。
上述工艺的缺陷是，不能充分利用葡萄的品种香气，而品种香气对于平衡发酵香气是非常重要的。所以，在利用上述技术时，选择芳香型葡萄品种是第一位的。此外，为了充分利用葡萄的品种香气，也可采用冷浸工艺，即尽快将破碎后的原料的温度在5℃左右浸渍10-20小时，使果皮中的芳香物质进入葡萄汁，同时抑制酚类物质的溶解和防止氧化酶的活动。浸渍结束后，分离，压榨，澄清，在低温下发酵。
发酵
发酵是葡萄酒酿造的生物过程，也是将葡萄浆果转化为葡萄酒的主要步骤。它涉及酵母菌将糖转化为酒精和发酵副产物即乳酸菌将苹果酸分解为乳酸两个生物现象，即酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵。只有当葡萄酒中不再含有可发酵糖和苹果酸时，它才被认为获得了生物稳定性。
对于红葡萄酒，这两种发酵必须彻底。苹果酸-乳酸发酵是必须的：苹果酸-乳酸发酵可降低酸度（将二元酸转化为一元酸），同时降低生酒的生青味和苦涩感，使之更为柔和、圆润、肥硕。
而对于白葡萄酒情况则较为复杂：对于含糖量高的葡萄原料，酒精发酵应在酒-糖达到其最佳平衡点时中止，同时避免苹果酸-乳酸发酵；对于干白葡萄酒，有的需要在酒精发酵结束后进行苹果酸-乳酸发酵，而对于那些需要果香味浓、清爽的干白葡萄酒则不能进行苹果酸-乳酸发酵。总之，对于那些需要进行酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵的葡萄酒，重要的是酒精发酵和苹果酸-乳酸发酵不能交叉进行，因为乳酸菌除分解苹果酸以外，还可分解糖而形成乳酸、醋酸和甘露糖醇，这就是乳酸病。
很幸运的是，葡萄汁是一种更利于酵母菌生长的培养基，乳酸菌的生长受到它的酸度和酒精的抑制。因此，一般情况下，当乳酸菌开始活动时，所有的可发酵糖都被酵母菌消耗完了。但有时也会出现酒精发酵困难甚至中止的现象。
葡萄酒工艺师的任务就是，使酒精发酵迅速、彻底，并且在酒精发酵结束后，（在需要时）立即启动苹果酸-乳酸发酵。所以，需要促进酵母而暂时抑制乳酸细菌的活动。但是对细菌的抑制也不能太强烈，否则就会使苹果酸-乳酸发酵推迟，甚至完全抑制苹果酸-乳酸发酵。
乳酸细菌的抑制剂是二氧化硫。应尽早将其加入在破碎后的葡萄原料或葡萄汁中。这就是二氧化硫处理。二氧化硫的用量根据原料的卫生状况、含酸量、pH值和酿造方式不同而有所差异，一般为30-100mg/L（葡萄汁）。由于二氧化硫还具有抗氧化、抗氧化酶和促进絮凝等作用，所以在白葡萄酒的酿造时，其用量较高，以防止氧化，并促进葡萄汁的澄清。
目前，二氧化硫几乎是葡萄酒工艺师所能使用的唯一的细菌抑制剂。但在使用时，必须考虑其对酒精发酵的作用。葡萄的酒精发酵可自然进行。这是因为在成熟葡萄浆果的表面存在着多种酵母菌。这些酵母菌在葡萄破碎以后会迅速繁殖。由于各种酵母菌抵抗二氧化硫的能力不同，所以二氧化硫对酵母菌有选择作用，也可抑制所有的酵母菌。因此，在多数情况下，可通过选择二氧化硫的使用浓度，来选择优质野生酵母（通常为葡萄酒酵母Saccharomyces ellipsoideus）,也可杀死所有的野生酵母，而选用特殊的人工选择酵母（如增香酵母、非色素固定酵母等）。
一旦葡萄原料通过二氧化硫处理和加入选择酵母后，葡萄酒工艺师就应促进酵母菌的生长及其发酵活性。在这个过程中，葡萄酒工艺师应对两个因素进行控制。一个因素是温度。温度一方面影响酵母菌的繁殖速度极其活力，另一方面影响酒精发酵。温度高于40℃，酵母菌就会死亡；温度高于30℃，发酵中止的可能性就会加大。因而，符合酵母菌生物学要求和葡萄酒工艺学要求的温度范围为18-30℃。另一个因素是氧。在添加酵母前的一系列处理过程中，葡萄汁所溶解的氧，很快就被基质中的氧化酶所消耗。留给酵母菌的氧则很少。因而酵母菌的繁殖条件至少部分地为厌氧条件。在厌氧条件下，酵母菌的生存和繁殖的主要因素为细胞中的固醇和非饱和性脂肪酸。但这两者的生物合成就必须氧。因此，必须为酵母菌供氧。供氧的最佳时间为入罐后酒精发酵以前。在这个时候，如果我们希望酒精发酵迅速彻底，就必须进行一次开放式倒罐。
在酒精发酵结束以后，接着登场的就是乳酸细菌。由于葡萄酒的酸度高、pH值低、酒度高，不利于乳酸菌的活动，苹果酸-乳酸发酵的控制就比较困难。为了促进苹果酸-乳酸发酵的顺利进行，可在酒精发酵时，对几罐的原料不进行二氧化硫处理，并进行轻微的化学降酸，在酒精发酵结束后，用这几罐的葡萄酒与其它罐的葡萄酒混合，同时防止温度过低，应将温度控制在18-20℃。在苹果酸-乳酸发酵结束后，应立即进行二氧化硫处理，防止乳酸菌分解戊塘和酒石酸。
很显然，酒精发酵并不仅仅是将糖转化为乙醇，它同时对香气起着非常重要的作用。正是在这一阶段，才使葡萄汁具有了葡萄酒的气味。一般认为，葡萄酒芳香物质的含量为其形成的酒精量的1%左右。工艺师的作用就是促进这些芳香物质的形成，并且防止它们由于二氧化碳的释放而带来的损失。
在发酵结束后，葡萄酒的生物化学阶段也就结束了。酿造的第二阶段则是物理化学阶段。这一阶段的作用是将生葡萄酒转化为可供消费者享用的成熟葡萄酒。
葡萄酒的稳定和成熟
刚刚发酵结束后的葡萄酒，富含二氧化碳，而且浑浊，红葡萄酒的颜色为不太让人喜欢的紫红色，它具有果香，但口感平淡，酸涩味苦，并且不稳定。如果将一瓶生葡萄酒放入冰箱，几天后，就会出现酒石和色素沉淀。这是葡萄酒在酒灌或在酒桶中的成熟过程中缓慢出现的正常现象。这一成熟过程可持续几个月，或者几年。
分析结果表明，这些沉淀物主要是酒石酸、钾、色素、丹宁、蛋白质及微量铁和铜。实际上，葡萄酒既是化学溶液，又是胶体溶液。它含有以溶解状态存在的多种化学物质，其中一些接近饱和状态，它同时还含有多种大分子胶体，包括果胶、多糖等碳水化合物，蛋白质，丹宁、花色素苷等多酚，等等。主宰葡萄酒稳定和成熟主要是离子平衡、氧化、还原、胶体反应等，极少数情况下还有酶反应和细菌活动。
在葡萄酒的成熟和稳定过程中，最快的反应是酒石酸的沉淀。在葡萄酒的pH条件下，酒石酸与钾离子结合，形成酒石酸氢钾，酒石酸氢钾难溶于酒精，其溶解度在低温下降低。因此，在酒精发酵结束后，随着温度的降低，就会出现结晶沉淀而形成酒石。结在发酵罐内壁的酒石层，有时可达数厘米。苹果酸-乳酸发酵会加速酒石沉淀，因为这一发酵可提高葡萄酒的pH值。
第二个重要的现象涉及多酚物质。花色素以游离态和与丹宁的结合态的形式存在于葡萄酒中。丹宁本身也是由聚合度不同的黄烷聚合而成，它也以游离态和结合态的形式存在，其结合态主要是与多糖结合。在葡萄酒的贮藏过程中，小分子丹宁的活性很强，它们或者分子间聚合，或者与花色素苷结合。这样，游离花色素苷就逐渐消失，因而，陈年葡萄酒的颜色与新酒的颜色就不一样了。随着黄色色调的加强，红葡萄酒的颜色由紫红色逐渐变为宝石红色，最后变为瓦红色。与黄烷的聚合度有关的涩味也逐渐降低，从而使葡萄酒更加柔和，并保留其骨架。聚合度最高的丹宁就变的不稳定而絮凝沉淀。葡萄酒多酚物质的这些转化，必须通过由在葡萄酒中正常存在的微量铁和铜催化的氧化反应。但是，这些氧化反应必须在控制范围内。所以，葡萄酒的成熟和稳定，必须要有氧的参与，但氧的量必须控制。在成熟和稳定过程中，氧的加入是通过葡萄酒的分离或者由桶壁渗透来实现的。因此，确定葡萄酒的分离时间或者在木桶中的陈酿时间，就成为葡萄酒陈酿艺术的关键。
通过上述反应，葡萄酒就逐渐地、缓慢地达到其离子、胶体和感官平衡状态。
通常需要通过人为的方式，加速葡萄酒陈酿过程中的这些沉淀和絮凝反应。第一种方式就是低温处理，即将葡萄酒的温度降低到接近其冰点，保持数天后，在低温下过滤。然后就是下胶，即在葡萄酒中加入促进胶体沉淀的物质，它们或者与葡萄酒中的胶体带有相反的电荷，或者可与葡萄酒中的胶体粒子相结合。如在白葡萄酒中用于去出蛋白质的澎润土，在红葡萄酒中用于去出过多丹宁的明胶和蛋白。它们在絮凝过程中，还会带走一部分悬浮物，从而使葡萄酒更为澄清。
下胶澄清的机理比过滤更为复杂。它会引起蛋白质、丹宁、和多糖之间的絮凝，同时还能吸附一些非稳定因素。所以下胶不仅仅能够使葡萄酒澄清，同时也能使葡萄酒稳定。
在低温处理和下胶以后，葡萄酒就可被装瓶了。在装瓶前，需要对它进行一系列过滤，过滤的孔径应越来越小，最后一次过滤应为除菌过滤。在装瓶以后，葡萄酒就进入还原条件下的瓶内贮藏阶段，这一阶段是将果香转化为醇香的必需阶段。但目前还没有完全搞清楚其原理。
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