虫草素作为传统药用菌蛹虫草的主要生物活性物质,具有抗癌、抗肿瘤、抗病毒等生理功能。目前,蛹虫草菌液体深层发酵是虫草素的主要生产途径,然而其发酵产量低、周期长等特点,导致虫草素生产强度低,无法满足工业化生产要求。模式真菌酿酒酵母具有遗传背景清晰、繁殖快、生产强度高等优点,其作为底盘细胞广泛应用于多种天然产物的生物合成,异源表达虫草素合成基因构建酿酒酵母工程菌有助于实现虫草素高效生产。基于前期构建的产虫草素的酿酒酵母工程菌Saccharomyces cerevisiae CCTCC M2021233,本研究优化了其发酵碳源及发酵条件,进一步利用化学及物理方法调节细胞膜通透性增强产物外排,从而提高酵母工程菌的虫草素发酵产量。此外,还构建了两大类4种双水相体系,用于分离酵母工程菌发酵体系发酵液中虫草素。主要研究结果如下:1)探究了碳源种类对酵母工程菌的虫草素发酵的影响,研究结果表明:当发酵液中碳源为20 g/L甘油时,发酵168 h虫草素产量达到78.32 mg/L,较以20 g/L葡萄糖为碳源发酵体系的虫草素产量提高了69.30%;当两种碳源混合使用时,甲醇:葡萄糖（1:3）为最佳混合碳源,发酵168 h虫草素产量达到64.75 mg/L。2)探究了发酵条件（培养温度、转速、pH、装液量、种龄、接种量等）对酵母工程菌的虫草素发酵的影响,优化得到最佳发酵条件为培养温度30℃,转速为150 rpm,pH 6～7,装液量为100 mL/250 mL,种龄为16 h,接种量为10%（v/v）,优化后虫草素发酵产量达到45.24 mg/L,较未优化体系提高了16.5%。3)为弱化胞内虫草素积累引发的反馈抑制,本研究通过物理化学方法调节细胞膜通透性促进虫草素外排,进而实现虫草素高产。研究结果表明,第48 h向发酵体系中添加终浓度0.4%（v/v）的SDS,发酵液中虫草素产量达到98.53 mg/L,较未处理对照组提高了366.30%。4)为实现酵母工程菌发酵体系发酵液中虫草素的高效分离,本研究探究了两大类共4种双水相体系在分离发酵液中虫草素的应用,发现适用于发酵液中虫草素分离的最佳双水相体系为聚乙二醇6%-硫酸铵25%双水相体系,虫草素浓度达到74.27 mg/L,虫草素浓度较未分离原发酵液浓度35.01 mg/L提高了112.09%。本研究为深层液体发酵体系利用酵母工程菌高效生产虫草素提供了新方法,并且提出了一种分离发酵液中虫草素的方法,为后续开发发酵分离耦合工艺奠定了基础。