在大家的心目中，化学是葡萄酒工艺师在葡萄酒的酿造及其质量控制中的主要工具。这是因为，化学分析使我们对葡萄酒成分的了解越来越深入，目前已鉴定出一千多种物质：通过气象谱可以分析出多种芳香物质；通过碳14可以鉴定出葡萄酒的年份；通过核磁共振检验可以检验出是否加糖发酵；等等。但是，事实上，当我们谈到葡萄酒时，首先要谈到的是生物化学。这一点无论对于科学家、工程师还是对于普通消费者来说，都是非常重要的。
  1.萄酒的特性
  根据国际葡萄与葡萄酒组织的规定(OIV，1996)，葡萄酒只能是破碎或未破碎的新鲜葡萄果实或葡萄汁经完全或部分酒精发酵后获得的饮料。生产葡萄酒，就是将葡萄这一生物产品转化为另一生物产品——葡萄酒。引起这一转化的主要媒介是一种叫酵母菌的微生物。酵母菌存在于成熟葡萄浆果的果皮上，它可以将葡萄浆果中的糖转化为酒精和其它构成葡萄酒的气味和味道的物质。
  所以，葡萄酒的关键词就是葡萄和酵母菌。因而葡萄酒是一种生物产品，它是从葡萄的成熟，到酵母菌及细菌的转化和葡萄酒在瓶内成熟的一系列有序而复杂的生物化学转化的结果。葡萄酒的这一生物学特征使它具有突出特性：多样性、变化性、复杂性、不稳定性和自然特性。
  多样性
  葡萄酒与一些标准产品不同，每一个葡萄酒产区都有其风格独特的葡萄酒。葡萄酒的风格决定于葡萄品种、气候和土壤条件。由于众多的葡萄品种，各种气候、土壤等生态条件，各具特的酿造方法和不同的陈酿方式，使所生产出的葡萄酒之间存在着很大的差异，产生了多种类型的葡萄酒。每一类葡萄酒都具有其特有的颜、香气和口感。葡萄酒的多样性，对于消费者来说，是一种福气，我们应该尽量保持葡萄酒的这一特性。
  变化性
  对外界环境因素的敏感性是生物的一种特性。作为多年生植物，一旦在某一特定地点定植，葡萄就必然要受当地每年的外界条件的影响。这些外界因素包括每年的气候条件（降水量、日照、葡萄生长季节的活动积温）和每年的栽培条件（修剪、施肥等）。这些外界因素决定了每年葡萄浆果的成分，从而决定了每年葡萄酒的质量。这就是葡萄酒的“年份”概念。葡萄酒工艺师可以对原料的自然和（或）人为缺陷进行改良，但各葡萄酒产区仍然存在着优质年份和一般年份。
  复杂性
  目前，在葡萄酒中已鉴定出1000多种物质，其中有350多种已被定量鉴定（Navarre,1998）。葡萄酒成分的复杂性，给消费者带来了双重的利益：葡萄酒的成分之多，使制假者无法制造出真正的葡萄酒；同时，葡萄酒的复杂性还是其营养和保健价值的证据，它说明葡萄酒并不是一种简单的酒精水溶液。
  不稳定性
  在葡萄酒的一千多种成分中，包括氧化物、还原物、氧化—还原催化剂（金属或酶）、胶体、有机酸及其盐、酶及其活动底物、微生物的营养成分等。所有这些成分就成为葡萄酒的化学、物理化学和微生物学不稳定性的因素。所以,葡萄酒是一种随时间而不停变化的产品，这些变化包括葡萄酒的颜、澄清度、香气、口感等。葡萄酒的这一不稳定性就构成了葡萄酒的“生命曲线”。不同的葡萄酒都有自己特有的生命曲线，有的葡萄酒可保持其优良的质量达数十年，也有些葡萄酒需在其酿造后的六个月内消费掉。葡萄酒工艺师的技艺就在于掌握并控制葡萄酒的这一变化，使其向好的方向发展，同时尽量将葡萄酒稳定在其质量曲线的高水平上。但是，在有的情况下，葡萄酒也会生病：它会浑浊、沉淀、失、失光，甚至变成醋。如果将一瓶葡萄酒开启后，放置在室温下，让它与空气长期接触，它就会很自然地长出酒花或者变成醋，或者会再发酵（如果葡萄酒中含有糖）。此外，对于陈
酿多年的葡萄酒，如果出现沉淀（包括素、丹宁和酒石），也是很正常的。总之，必须让消费者知道，葡萄酒是很脆弱的，它最基本的贮存条件是平放、避光、温度变化小（在10-15℃之间）。
  自然特性
  只需将葡萄浆果压破，存在于果皮上的酵母菌就会迅速繁殖，从每毫升葡萄汁中的几千个细胞增加到几百万个，并同时将葡萄转化成葡萄酒。正是因为如此，葡萄酒才成为已知的最古老的发酵饮料。也正因为如此，在人类起源的远古时期就有了葡萄酒。在埃及的古墓中所发现的大量珍贵文物葡萄酒酿造(特别是浮雕)清楚地描绘了当时古埃及人栽培、采收葡萄和酿造葡萄酒的情景。最著名的是Phtah Hotep墓址，据今已有6000年的历史。西方学者认为，这是葡萄业的开始(Vine ,1981)。但是，在漫长的历史过程中，葡萄酒的发酵、澄清、稳定等过程多是自然进行的；葡萄酒只能算是“自然葡萄酒”，它自己会浑浊、失，甚至变成醋，当时的浪费是相当惊人的。所以，人们一直在寻求稳定葡萄酒的方法。但是，一直到1866年，巴斯德了发现了酒精发酵的实质，发明了巴氏消毒法，并开始对葡萄向葡萄酒的转化过程进行控制，从而才诞生了科学的葡萄酒工艺学。也正是由于巴斯德的工作，才诞生了现代微生物学。因此，葡萄酒虽然是自然赐予人类的礼物，但同时也是人类工作的结晶。