La Organización Internacional del Vino (OIV) define el Vino como el producto obtenido exclusivamente por fermentación alcohólica, total o parcial, de uva fresca, estrujada o no, o de mosto de uva. Esta definición implica que en esencia el vino es el resultado de la fermentación de los azúcares, tanto glucosa como fructosa, presentes en el mosto de las uvas. La fermentación alcohólica, desde un punto de vista simple, es el procedimiento por el que unas levaduras transforman el azúcar en alcohol, principalmente etanol, en una proporción aproximada de 1º de alcohol por cada 17 gramos de azúcar metabolizados, obteniéndose además otros productos secundarios. Este procedimiento consiste en que las levaduras se alimentan del azúcar, rompiéndolas con la ayuda de enzimas, produciendo alcohol y una considerable cantidad de dióxido de carbono (CO2) y calor (levaduras + azúcares = alcohol + dióxido de carbono + calor). El vino por lo tanto no puede producirse sin la presencia de la fermentación alcohólica e incluso los vinos sin alcohol deben inicialmente fermentarse para posteriormente retirarles el alcohol.

Las levaduras encargadas de la fermentación alcohólica son microorganismos clasificados como hongos, que junto a las bacterias, son responsables de la descomposición de toda la materia orgánica. Hay muchas especies diferentes de levaduras, y en cada especie muchas cepas distintas, genéticamente diferentes. Entre las levaduras algunas se consideran mucho más adecuadas que otras para la producción de vino e incluso algunas se consideran indeseables ya que pueden aportar defectos. La levadura más utilizada en la elaboración de vino pertenece al género Saccharomyces y dentro de éstas la especie más común es cerevisiae, que es muy eficiente convirtiendo azúcares en alcohol y además es capaz de tolerar los elevados niveles de alcohol que se producen como residuo del proceso. Además de Saccharomyces cerevisiae podemos encontrar otras muchas levaduras en la elaboración de vinos, como Saccharomyces bayanus o Saccharomyces beticus, ésta última muy presente en la fermentación de los vinos de Jerez.

En la bodega el mosto de uva se deposita en un recipiente adecuado para realizar la fermentación. Este recipiente puede consistir en un depósito hermético de acero inoxidable, una piscina de hormigón o un tino de madera, entre otros. Llegado este momento el enólogo debe decidir si inocular el mosto con un pie de cuba de una levadura comercial, que proviene de un cultivo en un laboratorio, o permitir que las levaduras presentes en las pieles de las uvas y en los equipos de la bodega se encarguen de arrancar de forma espontánea la que en ocasiones se denomina fermentación natural. Con un arranque espontáneo de la fermentación alcohólica el enólogo no puede seleccionar las cepas de levaduras que mejor se adaptan al vino que esta buscando producir pero sin embargo muchos elaboradores afirman que la fermentación natural, que habitualmente envuelve a diferentes especies de levaduras, da como resultado una mayor complejidad de aromas. Varias especies diferentes de levaduras pueden comenzar la fermentación alcohólica pero inevitablemente Saccharomyces cerevisiae será, casi siempre, la única capaz de metabolizar el azúcar en presencia de los elevados niveles de etanol presentes al final del proceso. Este hecho sumado a la feliz coincidencia de que esta levadura es una de la más tolerantes al dióxido de azufre (SO2), mientras que otras no lo son, la convierte en gran protagonista en la elaboración de vino.

En muchas ocasiones leemos en las fichas técnicas de los vinos que la fermentación se ha llevado a cabo con levaduras salvajes. Este término puede llevar a confusión ya que todas las levaduras son “salvajes”, por lo que las levaduras presentes en el viñedo y la bodega deberían denominarse indígenas o autóctonas. Cada vez son más los elaboradores que cultivan en el laboratorio las diferentes levaduras indígenas presentes en su bodega y viñedo para seleccionar las cepas más adecuadas y utilizarlas año tras año. La selección de las diferentes especies de levaduras implicadas en la fermentación es muy importante, sobre todo para elaborar vinos destinados a consumirse jóvenes, ya que éstas juegan un papel relevante en los aromas y complejidad del vino finalizado. Diferentes levaduras producen diferentes sustancias que van desde los componentes simples como el glicerol o el ácido acético hasta los complejos como los compuestos derivados del azufre o los ésteres, entre otros. Durante la fermentación alcohólica se produce una gran cantidad de dióxido de carbono que como efecto colateral beneficioso se encarga de proteger al vino de la oxidación. El calor es otro efecto generado durante la fermentación alcohólica por lo que la temperatura del mosto en los recipientes debe controlarse por medios externos, camisas o aireación forzada, para mantenerla en los limites óptimos de funcionamiento de las levaduras. Temperaturas más bajas o más altas también hacen que las levaduras realicen su labor de forma diferente, afectando a las características del vino finalizado.

En la inmensa mayoría de las ocasiones la fermentación finaliza de forma natural cuando las levaduras se quedan sin nutrientes. El vino se ha fermentado a seco, lo que significa que se ha transformado en alcohol todo el azúcar inicialmente presente en el mosto, aunque en realidad casi siempre queda una cantidad residual muy pequeña. En otras ocasiones el nivel de azúcar en el mosto es tan elevado que combinado con el alcohol que va produciéndose durante la fermentación llega a matar las levaduras antes de transformarlo en su totalidad, resultando en un vino con nivel sustancial de azúcar residual. Este es el procedimiento por el que se elaboran algunos vinos dulces. Por otro lado la fermentación también puede detenerse artificialmente antes de su finalización mediante la filtración o centrifugado del vino, para retirar las levaduras, o eliminándolas mediante procedimientos más seguros como la pasteurización o la adición de alcohol, este último sistema conocido como fortificación. Excepto con la fortificación los vinos resultantes de la terminación artificial de la fermentación suelen presentar bajos niveles de alcohol y una elevada cantidad de azúcar residual.

Aunque la conversión de azúcar en etanol es la principal reacción en la fermentación alcohólica, sólo es una de las miles de potenciales reacciones bioquímicas que se dan durante el proceso. Como resultado de esta diversidad de reacciones el vino finalizado contiene trazas de una gran cantidad de ácidos orgánicos, ésteres, azúcares, alcoholes y otras muchas moléculas, lo que convierte al vino en una de las bebidas mas complejas que existen (ver Componentes del Vino).