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天然虾青素具有极强的抗氧化、抑制肿瘤、增强免疫力、着色以及清除体内自由基等许多作用,近年来在食品、医药、饲料、水产、化妆品等行业得到了广泛的应用。红法夫酵母(Phaffia rhodozyma)是天然虾青素最具有工业化生产前景的微生物资源。提高红法夫酵母合成虾青素的水平是实现发酵法生产虾青素的关键。新技术措施及新理论的应用是提高红法夫酵母合成虾青素水平的基础。本研究围绕提高红法夫酵母合成虾青素水平这一核心内容,利用现代统计分析技术、现代生物技术、现代发酵技术,系统进行了红法夫酵母中虾青素的破壁提取方法、高产菌株的推理选育、摇瓶发酵培养基和发酵条件优化的研究。主要获得以下研究结果:1.实验采用多次紫外线诱变、微波诱变推理选育,得到具有硫酸铜、β-紫罗酮和二苯胺抗性的高产菌株。最终筛选获得一株遗传稳定性良好、虾青素产量高的突变菌株TY-I-8,虾青素含量较出发菌株提高了4.9倍。2.实验选取了玉米浆作为初始发酵培养基,进行了摇瓶发酵培养基和发酵条件优化,实验表明:浓度为1%的玉米浆为最优的氮源浓度,葡萄糖:蔗糖(1:3)为最优的碳源。在此培养基基础上,对发酵条件进行了优化,通过响应面规范性分析及验证试验获得回归方程:Y=13.96027+ 0.022438×X2-0.023625×X3-0.047887×X5-0.064171×X2×X2+0.00925×X2×X3-0.001125×X2×X5-0.081946×X3×X3+0.0277×X3×X5-0.071221×X5×X5。通过模型预测和验证试验得到最优的发酵条件:初始pH6.0、装液量28.3mL/250mL、接种量5.8%、温度20℃、转速200r/min,虾青素产量较优化前提高了8.61%。3.利用响应面法对微波辅助二甲基亚砜破壁提取工艺进行优化,得到回归模型: Y=1508.139+11.6675×X2-12.285×X3-24.9015×X5- 17.76883×X2×X2+4.81×X2×X3-0.585×X2×X5-27.01183×X3×X3+14.404×X3×X5- 21.43483×X5×X5。通过模型预测和验证试验得到破壁提取的最优条件为:416.5MHz微波辅助,二甲基亚砜添加量51mL/g,无水乙醇添加量214mL/g,破壁时间2.6min,浸提温度50℃,浸提时间15.1min,在此条件下虾青素的提取效果较优化前提高了21.56%。