原料葡萄酒经蒸馏后所得的 白兰地 ，香味不圆熟，质地粗糙，需要橡木桶中贮陈工艺是完善 白兰地 品质的重要环节，酿酒桶所选用的橡木种类与酒桶构造，对白兰地的孕育发展起着决定性的作用。一种优雅浓郁的白兰地，其令人久久回味的幽香就是白兰地经橡木桶贮陈而来的。
白兰地贮陈过程中所使用的橡木桶是极其考究的，在法国干邑地区，传统上所使用的橡木桶的木材无论是在树木的品种还是树龄上都有着严格的要求，通常只有利穆赞和特朗赛地区出产的橡木可以用来制作 白兰地 贮陈所需的橡木桶。制作时需用斧头将树干劈成木板，而不能用锯子加工。一般而言。新做的橡木桶比较起陈旧的橡木桶在贮陈效果上要差一些，所以通常新桶都用来贮陈低档的或者是短年份的酒。
白兰地 的贮陈过程中橡木桶和氧气使白兰地发生了一系列的物理和化学方面的变化，这些变化赋予白兰地特有的典型性。在漫长的贮陈过程中， 白兰地 原有的苦涩、辛辣、刺喉、收敛等特性得到了改变，取而代之的是甜润、绵柔、醇厚及微苦。
白兰地有一种高优雅醇和的口味，具有特殊的芳香，一个重要的来源，那就是橡木桶。贮陈在橡木桶内的 白兰地 ，酒质更醇，芳香更浓，而且还有晶莹的琥珀色。白兰地贮存在橡木桶中发生的一系列变化，在葡萄酒行业这叫“天然老熟”。在“天然老熟”过程中，发生两方面变化，一是颜色的变化，二是口味的变化。原白兰地都是白色的，它在贮存时不断地提取橡木桶的木质素成分，加上白兰地所含的单宁成分被氧化，经过五年、十年以至更长时间，逐渐变成金黄色、深金黄色到浓茶色。新蒸馏出来的原白兰地口味暴辣，香气不足，它从橡木桶的木质素中抽取橡木的香气，与自身单宁成分氧化产生的香气结合起来，形成一种白兰地和持有的奇妙香气。
白兰地 在贮陈过程中，最直观的就是体积的缩减，普遍地认为是酒精挥发所致，因为酒精的挥发性远高于水的挥发性。小木桶年损耗率在3%以上，大木桶年损耗率约1.5%至2%，这一部分损失是无可避免的。在法国，人们幽默地称之为 白兰地 “被天使偷喝了”。但这种挥发，不仅仅是挥发掉酒精，也把水分挥发掉了许多。窖内湿度达到70%至80%时，酒度的变化为为每十五年降低6%至8%（V/V）；如果贮藏区干燥，则水分挥发比酒精挥发还要快，因此窖内空气不可过分干燥，否则白兰地贮藏多年后酒精度反而升高，导致酒质不良。
白兰地 的贮陈期间需要专人负责定期取样观察酒的色泽，品尝口味、香气、注意酒质的变化，一旦发现有异常现象，应及时采取补救措施，要及时地将熟化的酒倒入桶径大、容积大的木桶里，防止酒过老化。
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