Το διοξείδιο του θείου που προστίθεται στους οίνους απαντάται σε αυτούς σε ελεύθερη και δεσμευμένη μορφή.
Το διοξείδιο του θείου χρησιμεύει ως αντιμικροβιακό, αντιοξειδωτικό, αντιοξειδασικό και αντιαλδεϋδικο και η αποτελεσματικότητά του σχετίζεται άμεσα με τη σύσταση του οίνου και το pH.
Η δραστική του μορφή, αυτή που ουσιαστικά προστατεύει τους οίνους, είναι το μοριακό διοξείδιο του θείου και αυτό εξαρτάται από το ελεύθερο διοξείδιο του θείου και το pH του οίνου.
Το μοριακό διοξείδιο του θείου σε σχέση με το pH υπολογίζεται ως εξής:
% μοριακό SO2 = 100/10pH-1,81 +1
Σύμφωνα με την εξίσωση, οσο χαμηλότερο είναι το pH τόσο υψηλότερο είναι το ποσοστό του μοριακού διοξειδίου του θείου.
Ο μηχανισμός δράσης του διοξειδίου του θείου στα βακτήρια παρουσιάζει πολλές ομοιότητες με αυτόν των ζυμών.
Το μοριακό διοξείδιο του θείου διαπερνά την κυτοπλασματική μεμβράνη και εισέρχεται στο κύτταρο με απλή διάχυση.
Στο κυτοπλασμα, όπου το pH είναι υψηλότερο διισταται και αντιδρά με μόρια βιολογικού ενδιαφέροντος όπως ένζυμα, συνενζυμα και πρωτεΐνες.
Το αποτέλεσμα είναι η διακοπή της αύξησης του κυττάρου και τελικά ο θάνατός του.
Επίσης το μοριακό διοξείδιο του θείου δρα ανασταλτικά για το μηλογαλακτικό ένζυμο.
Η παρεμποδιστική δράση του διοξειδίου του θείου επί των βακτηρίων για μία δεδομένη συγκέντρωση ολικού διοξειδίου του θείου εξαρτάται από τη δεσμευτική ικανότητα του οίνου και το pH τα οποία με τη σειρά τους καθορίζουν το ποσοστό του ελεύθερου διοξειδίου του θείου.
Η ανάπτυξη των γαλακτικων βακτηρίων παρεμποδίζεται όταν η συγκέντρωση του ολικού διοξειδίου του θείου είναι μεγαλύτερη ή ίση από 100 mg ανά λίτρο και του ελεύθερου 10mg/lt λαμβάνοντας πάντα υπόψη το pH το στέλεχος του βακτηρίου τις συνθήκες ανάπτυξης και τις ικανότητες προσαρμογής του.
Το δεσμευμένο διοξείδιο του θείου ασκεί παρεμποδιστική δράση αλλά πολύ ασθενέστερη σε σχέση με το ελεύθερο αφού η δράση του είναι πέντε έως δέκα φορές λιγότερο παρεμποδιστική σε σχέση με το ελεύθερο.