发酵，是人类较早接触的一种生物化学反应，多指有机物的某种分解过程，也是我们日常生活中一种很普通的现象，主要应用于农业、医药、酿造、食品及化工等方面，如我们比较熟悉的有秸秆发酵、造酒发酵和面食发酵等。不过别看发酵在我们生活中是件简单的事情，要是给发酵的实物换个环境，就没那么容易了，比如带着酵母到太空去发酵。2011年7月8日。“阿特兰蒂斯”号STS-135乘组开始执行美国航天飞机的最后一次任务，期间他们携带了一些酵母到国际空间站做实验，这项实验的目的，是为了研究生物细胞是如何适应太空环境的，以及具有何种基因结构的生命适合在太空长久生存。
发酵要把握“度”
发酵虽是种普通现象，可不代表它不要条件。酵母生长条件也有着严格的限制，在营养上，酵母菌同其它活的有机体一样需要相似的营养物质，像细菌一样它有一套胞内和胞外酶系统，用以将大分子物质分解成细胞新陈代谢易利用的小分子物质，属于异养；在水分方面，像细菌一样，酵母菌必须有水才能存活，但酵母需要的水分比细菌少，某些酵母能在水分极少的环境中生长，如蜂蜜和果酱，这表明它们对渗透压有相当高的耐受性；同时，酵母菌对于酸度的要求也极为高，酵母菌需要在pH值为3.0-7.5的范围内生长，最适pH值为pH4.5-5.0；而且在低于水的冰点或高于47℃的温度的环境下，酵母细胞一般不能生长，20℃-30℃的温度才最适宜其生长。不过，酵母菌在有氧和无氧的环境中都能生长，因为酵母菌是兼性厌氧菌。有氧情况下，它把糖分解成二氧化碳和水，且生长较快；无氧环境下，酵母菌则把糖分解成酒精和二氧化碳。可想而知，在高真空、失重、强辐射和低温等的太空环境中很显然不适合酵母菌的生长。但是，科学家们似乎决意要突破这种不可能，因而在太空发酵已成为科学界又一新命题。
自古埃及人第一次发现怎样利用酵母来酿酒和制作面包以来，酵母就开始为人类造福，创造了更丰富的生活。在现代社会，酵母的用途更加广泛。由于酵母是第一个被人类基因图解的生物，也是其基因容易被图解且与人类基因结构具有相似性的生物，所以在太空观察酵母的生长情况及其基因变化，便于研究具有何种基因的人适合太空生活。科学家们也希望通过研究酵母在微重力环境下所受的影响和变化，为理解活物如何适应太空环境提供一条重要途径。因为那些在太空旅行的人，对于长时间在微重力环境中对生物系统的影响知道得很少。这项实验也可能有利于清楚那些变化在人类疾病中如何显露。“双管齐下”做试验
这项研究是达拉谟退伍军人医务中心(Durham Veterans Affairs MedicalCenter)和多伦多大学合作的。根据迈尔克博士和多伦多大学微重力(micro-4)研究者中的成员介绍，人类细胞和酵母的遗传结构的相似性，使这项研究在太空中实验更加具有意义。他们强调：“我们正在检测零重力环境下，哪种基因对细胞的增长或存活有重要的作用。我们的酵母试验结果可能会发掘人类的某种重要基因，以及这些基因集合在一起是怎样帮助有机物质运行的，以及研究人类将如何更好地应付太空旅行中的零重力和高辐射影响。”
酵母会在对其而言的严酷条件下休眠，并排出水份，保存营养物质。由于休眠时细胞代谢很微弱，酵母细胞可以在严酷条件下长时间存活，等到周围环境适宜生存时，它再恢复生长。比如我们日常做包子用的干酵母就是休眠状态下的酵母，在用于面粉发酵时干酵母才恢复生长。而这次带上太空的也是休眠状态的酵母。
这项研究会开展两组不同的试验。第一个实验主要是利用可调节温度的空间站恒温箱，在培养皿中生长出酵母细胞。7月12日，地球上的科学家们远程控制这个温度。从4度到30度――这对于酵母细胞生长是最佳的温度，并激活空间站培养皿中的样品。在温度再一次冷却之前，也就是样品为返回地面作分析保存好之前，酵母细胞可持续生长48个小时。第二个实验则主要使用培养液使酵母生长，即发酵。任务期间，STS－135乘组航天员在冷却保存之前，需要两次更换培养液，并仔细观察其发酵过程。
这两项研究都旨在借助酵母来观察分析细胞到底是如何适应太空环境的。研究过程可利用删除了不同基因的酵母细胞群来探索，即试验带上了5000种酵母，在每一种的内部删除掉一种基因。比如，有的酵母种类删除掉基因A，有的删除掉基因B，然后它们在太空微重力环境中会有不同表现。若删去A基因的酵母就在微重力下异常了，这就说明A基因可能对生物适应太空具有重要的意义。换句话说，酵母细胞的集合会发生遗传性的变化，这种变化对于帮助科学家发现什么样的基因对微重力有特殊回应具有十分重要的作用。这有利于让科学家发掘具有哪种基因特征的人或其他生物最适合太空飞行，并有能力在太空长时间存活。
这次，“阿特兰蒂斯”号航天飞机也带了一份相同的样本。这份相同的样本，留存在航天飞机上。它们只是在太空中飘浮，但不生长。当其回到地球后，它们将同从空间站上带回来的在实验中被激活的酵母，一起在地面上生长，进而比较在微重力环境下的休眠态酵母与生活态酵母所受的影响有何不同。由于“阿特兰蒂斯”号航天飞机STS－135任务，是美国航天飞机的最后一次任务，因此从事这项研究的科学家们也声明，他们将借助新的航天器继续这项研究。他们实验的硬件不仅仅用于严酷的太空环境，而且用于未来酵母试验的地面基地。
如今，只有少数的航天员才进入太空，即进入太空的人的样本很少，同时人在太空滞留的时间也不是很长，因此对于航天员的身体检测都有一套相当复杂的传统程序。但未来大批量的人上太空时，传统的程序就不太适应了，那如何检测他们的身体状况是否适合进入太空世界呢?未来人类登上太空，有没有人像今天有人不适应高原或不适合坐飞机一样呢？通过基因判断来进行检测旅客是否适合上太空，会给未来的太空旅游事业带来极大的便利。如果某人缺少某种基因或者这种基因异常，我们可以像今天忠告高血压患者不能做飞机一样，忠告他们不要上太空，或者像服用某种药物能克服高原反应一样，索性研制出某种太空药品帮助他们实现太空旅游梦。
而在此次的整个实验中，我们拥有巨大的样本，有数百万的细胞，且可以试验20代，想当于人类的400年，也就是说，研究酵母太空发酵实-验，对人类未来大规模“进驻”太空具有十分重要的作用!
小“科学家”大作为
不仅科学家，学生们也对这项实验有着极大的兴趣。亚利桑那州制定了一个学生实验进入太空的科研项目，为那些爱好科学的学生们提供了一个十分难得的机会，有利于帮助他们把所学的科学知识运用到实际生活中。活动规定，在5-8年级的学生中，作为胜利队的成员有机会把自己的科研设计搭载在“阿特兰蒂斯”号航天飞机上，被送到国际空间站试验。学生大卫说：“我们小小的实验能成为整个生物实验的一部分，能让我们的梦想也进入太空，真的是无尚的荣幸啊，我永远都不会忘记一生中唯一的这个机会。”
学生们抓住这个机会后，他们非常兴奋并且急切地将这项试验开展起来了。在设计并操纵这个试验时，他们不仅兴趣十足，而且�对专业科学家所研究的他们有能力发表自己真实的想法。参与到这个实验中后，学生们迅速进入了角色，他们从探测微重力对小萝卜种子的影响，到遗传工程对巨型大肠杆菌的效果，以及微重力怎样影响酵母等等。学生们还将袋状草履虫和尾状草履虫混合养殖，并用酵母和细菌作为食物来源。探测微重力对于这种混合养殖内在联系的影响。这个实验的意义非凡，可能会带动食物链条的又一次更新升级。