以餐饮垃圾为主的餐厨垃圾（Food waste,FW）全球每年约13亿吨被浪费,其传统的焚烧、垃圾填埋和堆肥处理会造成环境的污染和资源的严重浪费。含有丰富营养物质的餐厨垃圾是微生物生长的优良培养基。因此,基于微生物的餐厨垃圾增值作为一种生产有价值产品的环境友好且技术经济可行的策略引起了相当大的关注。红发夫酵母合成的虾青素是一种橙红色的类胡萝卜素,因强抗氧化活性和着色性而广泛应用于医药、食品、水产养殖和化妆品等领域。然而其虾青素含量低,碳源（可溶性糖类等）和氮源（酵母粉类等）的原料价格波动大,17～22℃温度培养的发酵能耗高,造成发酵成本高,严重制约虾青素的大规模生产和应用。基于上述问题,本论文通过菌株诱变和流式细胞术分选高产色素产量的红发夫酵母,研究了红发夫酵母利用餐厨垃圾的可行性,探究了红发夫酵母直接利用餐厨垃圾的机理,并探究了其发酵产物的饲料应用潜能。首先,通过紫外诱变和流式细胞分选技术进行菌株的选育,获得了一株能在25℃稳定高产类胡萝卜素的菌株,该菌株在YPD培养基中获得色素产量（32.89 mg/L）和含量（6.68 mg/g）较原始菌株分别显著提高了31.59%和32.28%。基于筛选菌株,探究了餐厨垃圾作为红发夫酵母发酵底物的可行性,结果表明红发夫酵母能以未经水解处理的餐厨垃圾为底物直接进行发酵。比较了四种发酵策略对红发夫酵母生长和代谢的影响,在底物浓度为10%FW和22℃中,直接发酵（Direct fermentation,DF）获得129.50 mg/L类胡萝卜素产量和1.08 mg/L/h产率,比分步糖化发酵（Separate hydrolysis and fermentation,SHF）分别提高了61.25%和61.19%,且其产量及产率接近同步糖化发酵（Simultaneous saccharification fermentation,SSF）（155.53 mg/L,1.30 mg/L/h）和预水解1 h同步糖化发酵（1 h pre-hydrolysis SSF,PSSF）（157.34 mg/L,1.31 mg/L/h）,说明餐厨垃圾的直接发酵策略是可行的。进一步探究了红发夫酵母直接发酵餐厨垃圾的机理。研究表明餐厨垃圾中的31.59%米饭淀粉在高温灭菌条件下被部分转化成糊精等小分子物质,红发夫酵母在其诱导下产生淀粉酶将小分子物质进一步水解产糖促进类胡萝卜素的积累,其水解产生的糖量较初始提高了90.28%,类胡萝卜素产量为8.87 mg/L。此外,餐厨垃圾中的金属元素（411.50mg/L K、1404.42 mg/L Na、447.68 mg/L Ca、2.55 mg/L Zn、1.17 mg/L Mn、3.71 mg/L Al、6.63 mg/L Fe、68.48 mg/L Mg和0.35 mg/L Cu）以及9.05%大豆油均能促进红发夫酵母的生长和类胡萝卜素的积累。金属元素和大豆油的添加使生物量（0.46 g/L,3.11 g/L）分别较对照组显著提高了36.17%和29.05%。这表明了餐厨垃圾中的三种营养组分利于酵母生长和色素积累。基于筛选菌株和直接发酵策略,优化了餐厨垃圾的底物浓度,最佳底物浓度为20%,其色素产率为1.49 mg/L/h,比较发现高浓度底物对酵母生长和色素的积累有一定的抑制。餐厨垃圾的批次补料发现干FW对酵母色素的合成有抑制作用,而湿FW的补料能促进色素的积累,最佳的补料策略为10%FW+5%湿FW（12 h）+5%湿FW（36 h）,色素产量达到了192.62 mg/L,与间歇培养相比显著提高了21%。干燥发酵产物含有13.47%淀粉、8.46%脂质、36.56%蛋白质、25.59%中性洗涤纤维以及13.08%酸性洗涤纤维等营养物质,重金属含量全部符合饲料标准。红发夫酵母发酵使餐厨垃圾的蛋白氨基酸含量显著提高,必需氨基酸/总氨基酸（44.88%）和必需氨基酸/非必需氨基酸（115.62%）分析表明发酵产物是质量较好的蛋白质源,氨基酸评分和化学评分表明该发酵产物的第一限制氨基酸是赖氨酸,而其他必需氨基酸成分（除了赖氨酸）的必需氨基酸指数评价（0.98）表明补充赖氨酸的发酵产物符合优质蛋白源的标准,但其微量元素含量较常见饲料低。最终1 kg的餐厨垃圾经红发夫酵母发酵后可获得373g发酵产物、784 mg类胡萝卜素以及111 mg虾青素。