葡萄汁转化为葡萄酒本质上是一个微生物作用的过程。所涉及的微生物种类主要有酵母菌、乳酸菌、醋酸菌和霉菌。在整个葡萄酒的酿造生产过程中，不同的微生物起着不同的作用，酵母菌将糖转化成酒精，乳酸菌会将苹果酸转化成乳酸等，这些是正常的发酵过程。灰葡萄孢是一种霉菌，其感染的贵腐葡萄酿造的贵腐葡萄酒是一种风味独特的高档葡萄酒。某些酵母的浸染、葡萄酒厂环境中存在的霉菌会影响葡萄酒的风味，甚至引起变质。未经控制的苹果酸—乳酸发酵也会引发乳酸菌病害。而醋酸菌是葡萄酒中的有害微生物，会使葡萄酒发生酸败。
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