При переработке винограда с поверхности ягод и гребней в сусло попадает огромное количество микроорганизмов. Между ними наступает борьба за овладение средой и происходит стро­гий биологический отбор. При этом в наибольшей степени ска­зывается значение состава среды обитания микроорганизмов и в несколько меньшей степени — антагонизм микробов. Высокая кислотность виноградного сусла (рН 2,7—3,8) создает неблаго­приятные условия для жизнедеятельности большинства групп микроорганизмов, прежде всего бактерий. Наиболее кислотовыносливыми являются дрожжи и плесневые грибы. Первыми сре­дой овладевают дрожжи. Они не требуют обязательного присут­ствия кислорода воздуха, как плесени и уксуснокислые бакте­рии, имеют большие размеры, чем бактериальные клетки. Поэтому дрожжи, способные быстро размножаться в соке, накап­ливают определенное количество биомассы, (свыше 2 млн. кле­ток в 1 мл) и, перейдя на анаэробный тип использования саха­ров, вызывают забраживание виноградного сусла или мезги. Такое брожение называют спонтанным (случайным); в произ­водственных условиях оно может вызвать нежелательные послед­ствия. Чтобы этого избежать и получить вино хорошего качества, брожение проводят на чистых культурах специально отселекционированных рас дрожжей, вводя их в сусло для направленного протекания процесса.

Микрофлора спонтанного брожения.

Между развивающимися в сусле микроорганизмами наблю­дается антагонизм. Так, в сусле из винограда, пораженного Воtrytis cinerea, установлено присутствие противодрожжевых ан­тибиотических веществ, названных ботритицином, которые приво­дят к уменьшению массы дрожжей и задержке брожения. Мо­лочнокислые бактерии выделяют орнитин, подавляющий спир­товое брожение, а также потребляют пировиноградную кислоту и ацетальдегид, стимулирующие рост дрожжей. В свою очередь, дрожжи, вызывая спиртовое брожение, приводят к накоплению спирта и обеднению среды кислородом, что способствует пре­кращению деятельности аэробных микроорганизмов — уксусно­кислых бактерий и плесневых грибов.

Существует антагонизм и между дрожжами. В начале само­произвольного (спонтанного) забраживания сусла размножа­ются слабобродящие, но сильно почкующиеся дрожжи Hanseniaspora apiculata. Они способны образовывать 4—5% об. спир­та. Одновременно беспорядочно размножаются и другие сорня­ки брожения. В сусле (мезге) накапливается много летучих кис­лот и эфиров при низком выходе этилового спирта. Их продукты жизнедеятельности тормозят рост винных дрожжей, однако накапливающийся спирт угнетает дикие дрожжи и они уступают место спиртоустойчивым винным дрожжам.

Дрожжи-сорняки портят аромат и вкус виноматериалов, яв­ляются одной из причин недобродов. Большинство сорняков весьма чувствительно к диоксиду серы, поэтому в сульфитированном сусле их активность снижается, а истинные винные дрожжи рода Saccharomyces, как более сульфитоустойчивые, получают возможность быстро размножаться. Дрожжи вида Saccharomyces vini сбраживают сахара практически полностью, накапливая до 14—15% об. этилового спирта, в незначительных количествах образуют летучие кислоты и способствуют образо­ванию приятно пахнущих эфиров, которые придают вину тонкий цветочный аромат. Сбраживание высокосахаристого сусла ведет­ся вначале дрожжами S. vini, а затем — S. oviformis, выдержи­вающими концентрацию спирта 15—17% об. (иногда выше), на­капливающегося при дображивании остаточных cахаров. Однако в условиях спонтанного брожения эти виды дрожжей не всегда проявляют свои качества, и возникают недоброды, посторонние тона во вкусе.

Антагонистические взаимоотношения проявляются также между отдельными расами дрожжей внутри одного вида. Раз­личают три разновидности фенотипа дрожжей: киллеры, или «убийцы», нейтральные  и чувстви­тельные. Дрожжи фенотипа киллер способны вырабатывать вещество, убивающее дрожжи фенотипа чувстви­тельный. Это вещество (киллер-фактор) состоит из протеина и полисахарида в соотношении 3:1. На дрожжи фенотипа нейтральные киллеры не оказывают влияния.

В виноделии более половины винных дрожжей составляют нейтральные расы (штаммы). В зависимости от района произ­растания винограда распределение 2-го и 3-го мест между кил­лерами и чувствительными может меняться. При брожении «убийцы» быстро уничтожают чувствительных, даже находясь в меньшинстве (примерно 1 клетка против 20). Нейтральные расы не участвуют во внутривидовой борьбе и развиваются независи­мо от борющихся.

Свойства убивать или быть нейтральными со временем могут быть утеряны. Киллеры могут стать нейтральными, а нейтраль­ные — чувствительными. Все зависит от условий обитания мик­роорганизмов.

Для обеспечения гарантированного направленного брожения сусла целесообразно использовать разводки более конкуренто­способных рас фенотипов киллер или нейтральный.

Таким образом, при спонтанном брожении происходит смена семейств, родов и видов дрожжей и других микроорганизмов. Развитие случайных групп микроорганизмов в сусле часто при­водит к ухудшению качества получаемого виноградного вина. Зачастую вину сообщаются неприятные запах и привкус, а иног­да обусловливается появление в нем тех или других пороков, болезней. Во избежание случайностей при изготовлении вин современная технология предполагает использование чистых культур микроорганизмов с известными свойствами.