我国传统发酵食醋是在开放环境下以各类谷物为原料自然酿造而成,发酵过程中涉及的微生物种类多样、结构复杂。前期采用高通量测序方法已经确定了镇江香醋醋醅中以乳酸菌和醋酸菌为优势物种的细菌群落结构特征,但是对于发酵过程中细菌群落的结构和功能演替的监测尚缺少快速、无损、准确的方法。本论文采用单细胞拉曼光谱分析技术分析了镇江香醋酿醋微生物群落结构的发酵演替过程,并通过构建数学分析模型快速预测了醋酸发酵进程。首先,采集了镇江香醋醋醅中13种主要的酿醋细菌的单细胞拉曼光谱数据,并对比了四种特征筛选算法,筛选获得了不同酿醋细菌拉曼光谱的特征波段;然后,通过机器学习的方法,建立了酿醋细菌拉曼光谱数据的鉴别模型;最后,以细菌群落演替与醋酸发酵时间为基础拟合曲线,实现了发酵进程的快速预测。本研究从单细胞水平为镇江香醋的微生物群落结构快速检测以及食醋发酵进程的预测提供了参考,有助于促进发酵食品的发酵过程标准化并提高产品质量。主要研究结果如下:（1）采集了13种醋醅微生物在培养6 h和24 h的单细胞拉曼光谱,发现所有光谱均由富含核酸、蛋白质、脂质等信息的400 cm-1-1800 cm-1波段、无信号保持静默的1800cm-1-2800 cm-1波段以及宽C-H拉伸的2800 cm-1-3100 cm-1区域组成。利用正交偏最小二乘判别分析实现了对同种菌株在不同培养时间下光谱的区分;利用典型变量分析对相同培养时间下的不同菌株的单细胞拉曼光谱数据进行区分。（2）采用C4.5、CART、Relief F、FCBF四种特征筛选算法,计算获得了导致不同酿醋微生物拉曼光谱存在差异的54个主要特征波段,主要分布于3个波段范围:456cm-1-476 cm-1、1033 cm-1-1062 cm-1和1525 cm-1-1603 cm-1。计算三个区域内酿醋微生物之间单细胞拉曼光谱数据主要峰位强度后进行显著性分析,基于显著性结果得出对光谱区分贡献最大的波段分别为1033 cm-1-1062 cm-1、1525 cm-1-1603 cm-1、456 cm-1-476 cm-1。（3）采用逻辑回归模型,实现了13株酿醋微生物单细胞拉曼光谱数据的快速区分,鉴定准确率为96.4%。采用单细胞拉曼分析结合逻辑回归模型,分析了醋酸发酵过程中微生物群落结构的演替过程,并将结果与高通量测序方法进行了对比。当预测概率为80%时,基于单细胞拉曼光谱结合逻辑回归模型能够更准确的预测酿醋优势微生物群落演替（P＞0.05）。（4）采用单细胞拉曼光谱结合逻辑回归模型,分析了醋酸发酵过程优势微生物相对丰度的变化,构建了拟合曲线用于预测醋醅的实际发酵时间。各样品的预测值均位于95%的置信区间,说明预测的准确性较高。