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红曲色素是红曲霉所产的一种次级代谢产物,作为天然无害的食品着色剂在食品工业中得到广泛应用,红曲黄色素因其经济效益高、应用范围广,而成为红曲色素的研究热点。基于此,本文主要从高产黄色素红曲菌选育、液态发酵条件的优化,固定化连续发酵及萃取发酵提高黄色素的产率及产量几个方面进行研究,具体如下:1.高产红曲黄色素菌株的选育。利用重离子诱变和常温常压等离子体诱变复合育种,筛选获得一株产黄色素菌株H14,其产量为21.41 U/mL,胞外黄色素为18.98 U/mL,胞外黄色素占比为88.65%。与出发菌株H1相比,胞外黄色素和黄色素分别提高了 437.67%,247.00%。后用乙酸乙酯对色素进行性质鉴定,确定突变菌株H14生产的色素为水溶性色素。2.响应面优化提高液态发酵中红曲黄色素的生产水平。进行单因素实验和Box-Behnken响应面设计优化液态发酵培养基。结果显示:当pH为4.8、葡萄糖为20 g/L、维生素B5浓度为0.4 g/L时,红曲霉黄色素产量达到最大值。利用麦芽提取物作为氮源时,黄色素提高了 61.80 U/mL,添加Zn2+、Mn2+两种金属离子时,黄色素分别提高了 51.23 U/mL、41.16 U/mL。根据单因素优化结果,最终选取ZnSO4.7H2O、MnSO4.H2O、麦芽提取物及维生素B5四个因素,使用Design expert 8.0软件进行Box-Behnken四因素三水平的正交实验设计。进行发酵条件优化,确定最佳培养基为:25 g/L KH2PO4、0.4 g/L 维生素 B5、pH=4.8、12.29 g/L 麦芽提取物、1.5 g/L FeSO4.7H2O、1.5 g/L CaCl2、15 g/L 蛋白胨、0.2 g/L MgSO4.7H2O、5 g/L 硝酸钠、0.32 g/L ZnSO4.7H2O、0.1 g/L MnSO4.H2O、20 g/L葡萄糖。在最佳条件下,黄色素为104.67 U/mL,为预测值的98.26%。与对照组相比,突变菌株H14胞外黄色素提高了 65.66 U/mL,黄色素提高了 71.32 U/mL,胞外黄色素占比从68.04%增加至84.39%。3.固定化细胞发酵与萃取发酵耦联技术提高黄色素生产率。结果显示,当海藻酸钠:聚乙烯醇浓度配比为（2.5%:0.5%）时,固定化细胞效果最佳,红曲菌株H14连续发酵的胞外黄色素达到最大值。利用分批游离发酵和固定化发酵,红曲菌株H14的红曲黄色素分别为120.58 U/mL、139.75 U/mL。红曲霉菌H14多批次固定化发酵与多批次固定化萃取发酵结果显示,黄色素平均生产率分别为6.13 AU370nm/day、9.75 AU370nm/day,黄色素分别为42.31 U/mL,57.89 U/mL。