葡萄酒的苹果酸和乳酸发酵可自然进行，成熟的葡萄皮上面不但附着着酵母菌，同样也有乳酸菌，随着葡萄的加工过程，葡萄皮上面的乳酸菌被转移到葡萄醪和原酒中。待葡萄酒完成发酵后，苹果酸和乳酸发酵便自然进行，前提是在主发酵完成后不能用二氧化硫处理，而且温度应保持在20~25°C之间。完成乳酸发酵需要一个月。
目前，国际流行的乳酸发酵大多采用人工添加乳酸菌的方法。苹果酸和乳酸发酵并非降解总酸度，事实上，苹果酸和乳酸发酵是优质干红葡萄酒酿造过程中必不可少的一个重要环节。有研究表明，在苹果酸和乳发酵过程中会产生多种化合物，这些化合物能增加葡萄酒的复杂性。除此之外，还可提高葡萄酒的稳定性。
红葡萄酒完成所有的发酸后，按需要可加入适量的二氧化硫(S02)，抑制酵母菌和乳酸菌繁殖，这有利于葡萄酒的沉淀与澄清，并抗氧化。
其实，刚完成发酵的葡萄酒较混浊、口感粗糙酸涩，不易饮用。陈酿可改变葡萄酒的品质和口感，其目的有二：一是让葡萄酒进行适当的氧化，使酒液变得柔顺圆润；二是让葡萄酒在桶内慢慢净化，使酒液更加稳定。
通常，红葡萄酒在橡木桶内陈酿，木桶被放在地下酒窑，在陈酿期间需要经过多次倒桶，每次倒桶都要去除酵母菌的沉淀物和酒石酸盐沉淀结晶，以此来提高葡萄酒的稳定性。大部分红葡萄酒的陈酿时间在6〜24个月，而适宜早期饮用的葡萄酒在采摘后的2~6个月就可上市销售。
使用橡木桶培养的目的是让酒液缓慢地进行氧化并吸收木桶的香味物质及酚类物质，构成葡萄酒的橡木香和醇厚感。橡木桶不仅仅是贮藏容器，重要的是能赋予或改变葡萄酒的结构和香气，为酿造高级佳酿必不可缺的容器。
新橡木桶的使用期限在4~5年间，之后的橡木桶对红葡萄酒来说已没了利用价值。由于橡木桶的造价昂贵，从而提高了葡萄酒的成本，这也是为什么有些低价酒不使用橡木桶，而添加橡木片或橡木粉的原因。
酒精完全发酵
按酿造工艺要求，红葡萄酒的发酵温度应控制在20〜25°C之间。通常在此过程中可按需要适量地加入果胶酶、酵母菌和营养素。旧世界传统酿造工艺很少添加辅助成分，靠的是葡萄表皮附带的野生酵母菌进行自然发酵。
当葡萄汁取得所需颜色和单宁后，立刻停止第一次的浸渍发酵。第一次浸溃发酵结束后，需将汁液与固体皮渣分离，液体（自流汁)被输送到另外的干净桶内，进行酒精完全发酵。酒精发酵不仅是将糖转化成乙醇，同时还是生成酒香的一步重要过程。
发酵结束后，葡萄汁完全被转化成葡萄酒，葡萄酒的生物化学阶段就此结束。随后将步入化学和物理化学过程。如果不进行苹果酸和乳酸发酵，下一步可直接进溯桶培养，将新生酒转化成可饮用的成熟酒。
稳定澄清
葡萄酒的传统澄清方法来自自然澄清，靠酒中悬浮微粒自身重量和引力作用慢慢沉到罐底与其他沉淀物形成酒泥，再通过倒桶的方法将酒泥去除。如今，这种澄清方法已达不到消费者对质量的要求，为此，出现了人工澄清法。
人工澄清葡萄酒的方法有多种，目前，普遍采用加入明胶或清蛋白吸附的方法，使酒中的微粒杂质凝聚在一起并沉入桶底，再通过倒桶将其分离。
下胶的最佳温度在20°C左右，下胶澄清比过滤更复杂，此方法会促进蛋白质、单宁和多糖之间的絮凝，同时还会吸附一些非稳定物质。因此，下胶不但能使葡萄酒清澈，还可提高葡萄酒的稳定性。更直接的澄清方法是：用纸板澄清精滤机或离心机进行精过滤，然后直接灌瓶。
灌瓶包装
装瓶是葡萄酒生产过程中最后一道工序，也是重要的环节。红葡萄酒装瓶前，首先要经过质检，理化分析，微生物检验和感官品尝等，待各项指标都合格后即可灌瓶。
有些品牌葡萄酒为了保持产品风格一致，在灌瓶前还需要通过调酒师的混合调配。葡萄酒瓶型因产区各异，颜色主要有草绿色和棕褐色两种。
小生产者大多采用手工灌瓶法，而大中型的葡萄酒厂则采用灌装机灌瓶。目前，大多数红、白葡萄酒采用软木塞封口，软木塞有利于葡萄酒醇化，延长保存期限。葡萄酒包装是对瓶装葡萄酒的外观进行美化处理，使其成为对顾客有吸引力的商品。包装过程主要有加封套、贴标签、装盒和装箱等工作。
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