В состав компонентов древесины дуба входят целлюлоза, пентозаны (ксилан и арабан), гексозаны (маннан, глюкан, галактан), гемицеллюлоза и полиуроновые кислоты (глюкуроновая и галактуроновая), липоиды, пектин, камеди, а также таниды, природные красящие вещества, летучие масла, смолы, летучие кислоты, растворимые полисахариды, азотистые вещества, минеральные элементы.
В древесине дуба содержатся нелетучие вещества (эллаготанины, катехиновые танины, экстрагируемые полифенолы), а также активно участвующие в сложных химических реакциях, влияющих на органолептические показатели коньячного спирта летучие компоненты — метилокталактон, эвгенол и ванилин.
Азотистые вещества являются одним из основных компонентов дубовой древесины и принимают участие в сложении букета коньяка. Некоторые аминокислоты — гликол, глутаминовая кислота, фенилаланин, пролин, альфа-аланин экстрагируются из древесины и, вступая в различные окислительные реакции, образуют альдегиды, обладающие характерным, часто очень приятным ароматом.
Из липидов наиболее полно обнаруживаются сложные эфиры пальмитиновой, линолевой и эйкозадекановой кислот, а также эфиры триглицеринов и стеролов. В экстрактах древесины дуба найдены также холестерин и стигмастерин.
Среди веществ, экстрагируемых из древесины, в наибольшем количестве представлены дубильные вещества, лигнин, редуцирующие сахара, и в меньшей степени — аминокислоты, липиды, летучие кислоты и масла, смолы, а также ферменты.
Древесина дуба содержит природные гидролизуемые фенольные вещества, представляющие собой полиэфиры фенолкарбоновых кислот и сахаров, и конденсированные, у которых молекулы соединены одна с другой углеродными связями.
Конденсированные дубильные вещества составляют многочисленную группу и представлены ароматическими спиртами и альдегидами, оксибензойными кислотами — галловой, протокатеховой, ванилиновой, сиреневой, бета-резорциновой и другими. К этой группе принадлежат также кумарин и его гликозиды, оксикоричная, феруловая, хлорогеновая, кофейная кислоты и их производные, фенольные спирты — конифериловый, кумариновый, которые образуют полимерные соединения типа лигнина, флавоноиды, катехины и лейкоантоцианы.
Характерным свойством фенольных соединений является способность к окислению, которая возрастает за счет ферментов древесины — глюкозидазы и полифенолоксидазы. Окислительные процессы в коньячном спирте проходят по свободно радикальному механизму с участием радикалов, количество которых по мере созревания спирта увеличивается в 3–5 раз.
Начало окислительного процесса характеризуется автоокислением органических соединений коньячного спирта с накоплением пероксидов и гидропероксидов. Одновременно с возникновением радикалов происходит их рекомбинация. Эти превращения определяются как цепные свободно-радикальные процессы с вырожденными разветвлениями. На начальном этапе происходит образование свободных радикалов, инициирующих цепные реакции. Часть молекул гидропероксидов распадаются на радикалы, а остальные реагируют ионным или молекулярным путем. Образующиеся радикалы инициируют новые цепи окисления, что ведет к вырождению цепей, потому, что гомолизу подвергается небольшая часть (6-10 %) молекул гидроксидов. Их распад происходит значительно медленнее скорости цепной реакции.
Гомолиз катализируется ионами переменной валентности (Cu2+, Fe3+) и происходит, в основном, гетерогенно в тонком слое на внутренней поверхности дубовых клепок. Количество свободных радикалов возрастает также в результате воздействия на дубовую клепку кислорода воздуха, гамма- и УФ-лучей и других факторов. Этот принцип положен в основу разработки новых ускоренных технологий созревания коньячного спирта.
Созревание и старение коньячного спирта сопровождается экстракцией компонентов дуба и их химическим превращением под воздействием кислорода, а также взаимодействием этих соединений друг с другом и коньячным спиртом.
На первом этапе происходит экстракция наиболее легкоизвлекаемых дубильных веществ и их интенсивное окисление, гидролиз гемицеллюлоз и появление ксилозы, арабинозы и глюкозы, образование фурфурола.
На следующем этапе экстрагирование дубильных веществ ослабевает, но происходит их дальнейшее окисление. В условиях более высокой кислотности интенсивнее протекает извлечение и этанолиз лигнина, гидролиз целлюлоз, появляется фруктоза.