发酵为复杂的有机化合物在微生物的作用下分解成比较简单的物质的过程。由于石油资源接近枯竭，通过合成生物学改造菌株，再通过发酵生产生物化学品已成为新型的化学品生产方式。菌株选定后，工艺优化和过程控制是提高产能的最有效途径。

发酵过程中各化学参数测试是工艺优化的依据，目前主要采用液相色谱仪和酶生物传感器取样离线测试，需要进行样品处理，测试时间长，且需要化学试剂，对环境产生污染，并产生耗材成本。

拉曼分析仪通过将光纤浸入式探头插入反应器，直接对反应液复杂成分进行量化分析，无需样品处理和耗材，测试速度快，可瞬时反映发酵过程异常导致的微小成分变化。同时根据测试的过程参数，可以实现全自动的分析和补料控制。

拉曼生物过程分析仪可以测试的参数包括OD、生物量、葡糖糖、各种酸类、脂类物质及盐离子和产物等，基本可以测试一个发酵体系内所有较高浓度的成分，检测极限达到20-100mg/L。

国内一高校正基于发酵工艺开发一种天然产物，在工艺优化提高产量阶段，尤其关心各种酸在发酵过程中浓度变化，了解其对菌株生长和产量的影响。

亚波光子拉曼分析仪连续在线测试两批发酵，客户同时采用离散取样色谱测试这些参数的标准值。利用第一批的标准值建模，预测第二批参数随时间的变化如右图所示。离散点是色谱测试的标准值，与拉曼预测值吻合度高（误差小于5%），但拉曼可以连续实时监测发酵液胞内外物质的瞬时变化，为把控菌株的生长状态和产物的质量和数量提供数据参考。      

将葡萄糖、乙醇和乙酸三个物质的浓度随时间的变化曲线重合后可以观察到，发酵初期乙醇含量很低，随着发酵进行，糖的消耗伴随着乙醇的积累。后期糖消耗完之后（大约12小时），开始消耗乙醇，其浓度快速降低，直到维持在一个稳定状态（35小时）。消耗乙醇过程中，乙酸的变化幅度不大。从45小时开始缓慢添加葡萄糖，葡萄糖由菌株迅速转化为乙醇，并导致乙酸迅速上升，后期乙醇下降后，乙酸继续增加。