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化學是葡萄酒工藝師在葡萄酒的釀造及其質量控制中的主要工具。這是因為，化學分析使我們對葡萄酒成分的了解越來越深入，目前已鑒定出1000多種物質：通過氣相色譜可以分析出多種芳香物質；通過碳14可以鑒定出葡萄酒的年份；通過核磁共振可以檢驗出是否加糖發酵等等。但是，事實上，當我們談到葡萄酒時，首先要談的是生物化學。這一點無論對于科學家、工程師還是對于普通消費者來說，都是非常重要的。
1.葡萄酒的特性
根據國際葡萄與葡萄酒組織的規定(OIV，1996)，葡萄酒只能是破碎或未破碎的新鮮葡萄果實或葡萄汁經完全或部分酒精發酵后獲得的飲料。生產葡萄酒，就是將葡萄這一生物產品轉化為另一生物產品———葡萄酒。引起這一轉化的主要媒介是一種叫酵母菌的微生物。酵母菌存在于成熟葡萄漿果的果皮上，它可以將葡萄漿果中的糖轉化為酒精和其它構成葡萄酒的氣味和味道的物質。
所以，葡萄酒的關鍵詞就是葡萄和酵母菌。因而葡萄酒是一種生物產品，它是從葡萄的成熟，到酵母菌及細菌的轉化和葡萄酒在瓶內成熟的一系列有序而復雜的生物化學轉化的結果。葡萄酒的這一生物學特征使它具有突出特性：多樣性、變化性、復雜性、不穩定性和自然特性。
多樣性
葡萄酒與一些標準產品不同，每一個葡萄酒產區都有其風格獨特的葡萄酒。葡萄酒的風格決定于葡萄品種、氣候和土壤條件。由于眾多的葡萄品種，各種氣候、土壤等生態條件，各具特色的釀造方法和不同的陳釀方式，使所生產出的葡萄酒之間存在著很大的差異，產生了多種類型的葡萄酒。每一類葡萄酒都具有其特有的顏色、香氣和口感。我們應該盡量保持葡萄酒的多樣性。
變化性
對外界環境因素的敏感性是生物的一種特性。作為多年生植物，一旦在某一特定地點定植，葡萄就必然要受當地每年的外界條件的影響。這些外界因素包括每年的氣候條件（降水量、日照、葡萄生長季節的活動積溫）和每年的栽培條件（修剪、施肥等）。這些外界因素決定了每年葡萄漿果的成分，從而決定了每年葡萄酒的質量。這就是葡萄酒的“年份”概念。葡萄酒工藝師可以對原料的自然和（或）人為缺陷進行改良，但各葡萄酒產區仍然存在著優質年份和一般年份。
復雜性
目前，在葡萄酒中已鑒定出1000多種物質，其中有350多種已被定量鑒定（Navarre,1998）。葡萄酒成分的復雜性，給消費者帶來了雙重的利益：葡萄酒的成分之多，使制假者無法制造出真正的葡萄酒；同時，葡萄酒的復雜性還是其營養和保健價值的證據，它說明葡萄酒并不是一種簡單的酒精水溶液。
不穩定性
在葡萄酒的1000多種成分中，包括氧化物、還原物、氧化—還原催化劑（金屬或酶）、膠體、有機酸及其鹽、酶及其活動底物、微生物的營養成分等。所有這些成分就成為葡萄酒的化學、物理化學和微生物學不穩定性的因素。所以,葡萄酒是一種隨時間而不停變化的產品，這些變化包括葡萄酒的顏色、澄清度、香氣、口感等。葡萄酒的這一不穩定性構成了葡萄酒的“生命曲線”。不同的葡萄酒都有自己特有的生命曲線，有的葡萄酒可保持其優良的質量達數十年，也有些葡萄酒需在其釀造后的6個月內消費掉。葡萄酒工藝師的技藝就在于掌握并控制葡萄酒的這一變化，使其向好的方向發展，同時，盡量將葡萄酒穩定在其質量曲線的高水平上。但是，在有的情況下，葡萄酒也會生病：它會渾濁、沉淀、失色、失光，甚至變成醋。如果將一瓶葡萄酒開啟后，放置在室溫下，讓它與空氣長期接觸，它就會很自然地長出酒花或者變成醋，或者會再發酵（如果葡萄酒中含有糖）。此外，對于陳釀多年的葡萄酒，如果出現沉淀（包括色素、丹寧和酒石），也是很正常的。總之，葡萄酒是很脆弱的，它最基本的貯存條件是平放、避光、溫度變化小（在10-15℃之間）。
自然特性
只需將葡萄漿果壓破，存在于果皮上的酵母菌就會迅速繁殖，從每毫升葡萄汁中的幾千個細胞增加到幾百萬個，并同時將葡萄轉化成葡萄酒。正是因為如此，葡萄酒才成為已知的最古老的發酵飲料。也正因為如此，在人類起源的遠古時期就有了葡萄酒。但是，在漫長的歷史過程中，葡萄酒的發酵、澄清、穩定等過程多是自然進行的；葡萄酒只能算是“自然葡萄酒”，它自己會渾濁、失色，甚至變成醋，當時的浪費是相當驚人的。所以，人們一直在尋求穩定葡萄酒的方法。但是，一直到1866年，巴斯德了發現了酒精發酵的實質，發明了巴氏消毒法，并開始對葡萄向葡萄酒的轉化過程進行控制，從而才誕生了科學的葡萄酒工藝學。也正是由于巴斯德的工作，才誕生了現代微生物學。因此，葡萄酒雖然是自然賜予人類的禮物，但同時也是人類工作的結晶。
2.葡萄酒的質量
葡萄酒的質量很顯然是我們追求的目標。但是，什么是葡萄酒的質量呢？一個優質的葡萄酒，一個好酒，應是喝起來讓人舒適的葡萄酒。葡萄酒的質量，應是其令消費它的人滿意的特性的總體。因此，葡萄酒的質量是一個很主觀的概念，它決定于每一個消費者的感覺能力、心理因素、飲食習慣、文化修養和環境條件等。這說明葡萄酒的質量無論在時間上還是在空間上都是多維的和變化的。我們現在喝的葡萄酒不是我們前輩所喝的葡萄酒；北方人與南方人具有不同的口味。所以，葡萄酒的質量只有通過消費者才能表現出來，而且受消費者的口味和喜好的影響。
擺在葡萄酒工藝師面前的問題是，如何使自己的產品適應各種消費者的口味。這就需要確定葡萄酒質量的各種構成因素，并通過對原料和釀造工藝的選擇來達到這一目標。
那么，葡萄酒質量的構成因素有那些呢？無論其風格如何，所有喝起來舒適的葡萄酒都有一個共同的特征，即它們表現出平衡，一種在顏色、香氣、口感之間的和諧。平衡，是葡萄酒質量的第一要素，所有消費者都不會喜歡某一種感覺（酸、苦、澀）過頭，他們喜歡葡萄酒不澀口，豐滿，后味良好。所以，平衡是消費者對所有葡萄酒的最低質量要求。葡萄酒質量的第二個要素是風格，即一種葡萄酒區別于其它葡萄酒所獨有的個性。這一層次是那些追求個性的消費者所要求的，也是最佳的質量。因此，真正的優質名酒首先必須平衡，而且應具有其獨特而優雅的風格。
實際上，葡萄酒的平衡決定于葡萄酒中多種能刺激我們的視覺、嗅覺和味覺的物質之間的平衡和某種比例關系。所有葡萄和葡萄酒的構成成分都直接或間接地影響葡萄酒的質量，但其重要性卻各不相同。我們可以簡單地將這些成分分為一般成分和特有成分兩大類。
一般成分包括糖、含氮物質、鹽（特別是鉀鹽）、發酵產物等，它們雖然影響葡萄酒的質量，但并不是葡萄的特有成分（酒石酸除外），它們存在于所有的發酵飲料產品中。這些成分，與酚類物質一起，構成了葡萄酒的最低質量，即平衡。很多作為發酵微生物的營養物質和生長素的物質、發酵底物、酶等也參與構成葡萄酒的味道和顏色。
葡萄特有的構成成分，由于它們的性質和相互之間的平衡，可使葡萄酒具有其風格和個性。這些物質主要是酚類物質（花色素和丹寧）及芳香物質（包括游離態和結合態）。這兩類物質是葡萄酒個性的基本構成成分。香氣是給予消費者滿足感不可缺少的因素。由于構成葡萄酒香氣的物質種類極多，使香氣在葡萄酒中具有特殊的重要性。
香氣使葡萄酒具有個性，使每個葡萄酒都具有其區別于其它葡萄酒的獨特風格。它決定于葡萄品種、產地，有時也決定于釀造技術（如二氧化碳浸漬發酵）。除風格以外，葡萄酒的香氣構成還具有多變性、優雅性和來源的復雜性三個重要特性。
一種香氣具有數個構成物，由它們形成一系列圍繞一中心特征氣味的多個諧波，這些諧波就決定了葡萄酒的多變性。香氣多變性的概念具有重要的實踐意義，它可指導葡萄酒工藝師在葡萄酒的釀造（特別是白葡萄酒和桃紅葡萄酒）過程中，更好地開發潛在的品種香氣和發酵香氣，特別是保證這兩者之間的良好平衡。
香氣的優雅性當然也非常重要，一種香氣不能是一種一般的、普通的氣味，更不能是一種異味。氣味可分為好聞的氣味和難聞的氣味。如果說消費者較難定義香氣的質量，但他們對香氣的缺陷卻非常敏感。例如，由于對原料機械處理不當而帶來的生青味，由氧化而形成的破敗味甚至馬德拉味，由還原而形成的硫味甚至臭雞蛋味等還原味，由于衛生狀況不良而形成的霉味等等。
香氣的來源非常復雜：一部分香氣以游離態或（和）結合態的形式存在于葡萄漿果中，但同時，在葡萄酒釀造的各個階段，包括原料的采收、破碎、壓榨（發酵前香氣）、發酵（發酵香氣）和葡萄酒的陳釀和貯藏（發酵后香氣），還會產生一些新的香氣。在這些過程中，任何一個錯誤都會立即降低葡萄酒的質量。
多酚物質，包括丹寧和色素，是構成葡萄酒個性的另一類重要成分。它們主要參與形成葡萄酒的味道、骨架、結構和顏色。
雖然顏色不一定與葡萄酒的口感質量存在著相關性，但它對品嘗員判斷葡萄酒的質量有很大的影響：如果他喜歡某一葡萄酒的顏色，其對該葡萄酒的總體評價就好。紅葡萄酒和桃紅葡萄酒的顏色可從瓦紅到寶石紅到紫紅，這決定于黃色素（黃酮）和紅色素（花色素苷及其復合物）之間的平衡。而這一平衡又決定于葡萄品種、原料的成熟度、衛生狀況以及葡萄酒的釀造技術和取汁工藝。
但是，多酚物質也會間接地影響葡萄酒的香氣，它們可加強或掩蓋某些香氣。丹寧可降低葡萄酒的果香，所以紅葡萄酒的多酚物質含量越低，口感越柔和，其果香就越濃郁、越舒適。根據釀造工藝不同，紅葡萄酒可果香濃郁，也可丹寧感強。同樣，白葡萄酒的多酚物質含量越低，其香氣就越好。
構成葡萄酒干浸出物的非揮發性物質（香氣的支撐體）與香氣（揮發性物質）之間的互作也具有重要的實踐意義。
&nbs文章來源華夏酒報p; 對于品種香氣濃郁、典型的葡萄品種，就需要利用能加強其支撐體以平衡其過濃的香氣的釀造和貯藏技術。例如，當用赤霞珠釀酒（Cabernet Sauvignon）時，就需通過加強浸漬和在橡木桶中貯藏來加強其丹寧支撐，在橡木桶中的貯藏還會形成香草醛氣味和木桶味而使葡萄酒的香氣更為馥郁。同樣，對麝香味濃的玫瑰香（Mus-cats）系列品種，應通過提高葡萄酒的酒度和糖度來平衡其過濃的品種香氣，所以應用之釀造含糖的葡萄酒或利口酒。
那么，如何利用好質量的構成因素，無論它是一般成分（糖、酒精、酸）還是特有成分（色素、丹寧、芳香物質）？如何掌握它們之間的平衡以獲得葡萄酒質量所需要的外觀-口感-香氣之間的感官平衡？這就是葡萄酒工藝師在從葡萄原料到消費者的酒杯這一葡萄酒釀造生物技術鏈中的目標。
3.葡萄酒的生物技術鏈
葡萄酒所要走的路程相當漫長，而且到處是陷阱。它的起點是葡萄原料，即從優良品種的選擇到良好的成熟度。
優良的品種是一切的基礎，“葡萄酒的一切首先存在于葡萄品種當中”。
在法國的葡萄酒產區，就種植了250多個葡萄品種。這些品種在以下等方面都存在著差異：
形態：果穗的形狀（果梗的比例），果粒（大小、含汁量、果皮厚度）；
果粒的生物化學特性：含糖量、含酸量、含氮量，酒石酸、蘋果酸和氨基酸之間的比例；
特殊生物化學特性：花色素苷和多酚物質的含量，黃色素和紅色素之間的比例，芳香物質的含量、種類及其相互之間的比例；
酶學特性：各種酶，特別是多酚氧化酶的含量。
葡萄品種的這些形態學及生物化學特性的差異，就決定了它們之間的工藝特性的差異，即葡萄品種具有工藝特異性。一些品種由于其含糖量高（合成糖量高，適于過熟或適于貴腐）而適合釀造利口酒（甜型酒），如歌海娜（Grenache）、馬卡波（Maccabeu）、馬爾瓦日（Malvoisie）、玫瑰香（Mus-cats）、賽美容（Semillon）、長相思（Chenin）、瓊瑤漿（Gewurtz-traminer）等。另一些品種則由于含酸量高、含糖量低而適合釀造白蘭地，如白玉霓（Ugni Blanc）、鴿籠白（Colombard）等。有些品種則由于含糖量適中、含酸量較高而適合釀造起泡葡萄酒，如霞多麗（Chardonnay）、比諾（Pinots）等。由此可見，葡萄漿果中的糖-酸（或葡萄酒中酒-酸）平衡關系決定了葡萄品種適于釀造何種類型的葡萄酒。但是，隨著我們對葡萄漿果的生物化學認識的不斷深入，除了這一相對簡單的指標外，還應加入多酚物質和芳香物質兩個指標。正如我們前面論述過的一樣，葡萄漿果的多酚物質和芳香物質決定了葡萄酒的陳釀特性及其香氣特性。因此，除糖-酸平衡關系以外，我們還可將葡萄品種分為適于釀造結構感強、色深適于陳釀的葡萄酒的品種（如赤霞珠Cabernet Sauvignon、比諾Pinot、西拉Syrah、穆爾外德Mourvedre等），以及適于釀造果香味濃、口感柔和的新鮮型葡萄酒的品種（如佳美Gamay、神索Cinsault等）。一般來說，葡萄酒工藝師可選擇一系列相互補充的葡萄品種，以使他所要生產的葡萄酒在保證其風格的前提下達到平衡。例如在法國的羅納河谷地區的葡萄酒中，佳麗釀（Carignan）帶來葡萄酒的骨架、顏色和典型性，神索帶來其果香和優雅度，歌海娜帶來其醇厚，穆爾外德和和西拉則主要帶來葡萄酒的醇香。這就是葡萄的品種結構。因此，各葡萄酒產區在確定其葡萄品種結構時應根據當地的生態條件選擇一系列能相互補充、取長補短的葡萄品種結構，以保證所要生產的葡萄酒的風格和典型性。
除葡萄品種這一遺傳因素外，葡萄原料的質量還受土壤和氣候的影響。產地的土壤和氣候決定了葡萄酒的個性和年份。我們不可能將葡萄品種從其生態系統中孤立起來，“氣候、土壤和葡萄苗圃是葡萄園的基礎”。同樣，我們也不能將葡萄品種從人為因素中孤立出來。葡萄果農通過其栽培技術，控制葡萄植株的生理，即營養、光合能力、光合產物在葡萄漿果和如主干、枝、葉及根系等其它器官之間的分配。所以，葡萄果農對葡萄原料的產量和質量都起著重要的作用，而葡萄酒工藝師則對此無能為力。但葡萄酒工藝師可對葡萄的成熟過程進行控制。
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編輯：張勇
