应用拉曼镊子采集了3个酵母菌株在乙醇发酵不同时段的单细胞光谱，并利用多元曲线分辨-交替最小二乘(MCR-ALS)方法对光谱数据进行挖掘，以提取与特定生物分子相关的光谱曲线，了解不同酵母菌株的乙醇发酵代谢差异与适应机制。结果发现：工业菌株Bp1的发酵性能最好，实验室菌株INVSc1次之，而W303a菌株最差；MCR-ALS可从3个菌株中分别解析得到5个、5个和3个代表不同类型的生物大分子光谱曲线；Bp1菌株会增加麦角甾醇的含量和三酰基甘油的积累，以赋予细胞更高的乙醇耐受性；同时，不同生物大分子在Bp1细胞间的含量相对均一，而INVSc1和W303a菌株的胞间异质性比较大，显示出细胞异质性对菌株的发酵性能和发酵效率有重要的影响。拉曼光谱结合MCR-ALS，可以作为一个简单而强大的工具，用于快速分析酵母细胞在发酵过程中的代谢变化，进一步了解酵母细胞的抗逆机制。

pH值是影响酵母乙醇发酵的重要因素。应用拉曼光谱初步分析不同初始pH值对乙醇发酵过程的影响。结果显示：1) 在3.0、4.5、6.5三个不同初始pH值的培养基中，pH 4.5下乙醇产量最高，pH 3.0下最低。2) 在发酵的前15 h，不同初始pH值下的酵母细胞生物大分子的拉曼信号变化波动大；后期，pH 3.0下胞内脂类和蛋白质的拉曼信号最强，pH 6.5最弱；显示在低pH值环境下部分底物可能被转化为胞内储藏物质。3) 主成分分析显示，pH值对酵母细胞生理状态的影响从发酵的初始阶段就开始；1440 cm-1和1600 cm-1峰一直是影响主成分PC1、PC2、PC3分值的主要特征峰；说明pH环境可能影响了酵母细胞的脂类物质合成和细胞的呼吸代谢，进而影响了底物的代谢方向和产物的合成。结果表明，拉曼光谱和单细胞分析可以用于剖析微生物发酵过程的生理机制，为乙醇发酵提供全新的参考信息。

应用激光镊子拉曼光谱技术收集500 L发酵罐中木薯淀粉浓醪乙醇发酵过程底物、产物及酵母单细胞的拉曼光谱，以期从单细胞水平为乙醇发酵提供新的认识。结果显示：1)拉曼光谱可以实时监测浓醪乙醇发酵过程底物与产物的变化；2）酵母细胞胞内物质的变化存在类似于产物变化的前发酵期、主发酵期和后发酵期3个阶段，但出现的时间要比产物变化晚约4 h；3）为适应浓醪发酵环境，酵母细胞的生理状态和胞内物质在不断地进行调整，随着环境乙醇浓度的升高，酵母细胞在胞内累积蛋白质和脂类物质，蛋白质二级结构逐渐变为以无规则卷曲为主；4）发酵后期，酵母细胞在胞内累积大量的嘌呤类物质，但细胞间含量存在异质性。上述结果表明，单细胞拉曼光谱技术提供了一种研究微生物发酵的新方法，可从新的角度获知乙醇发酵过程酵母细胞内外的变化信息。