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番茄红素是一种不含氧的类胡萝卜素,具有强烈的抗氧化活性、防癌抑癌、预防心血管疾病和提高免疫力等功能,广泛应用于食品、药品和化妆品等行业中。本文选用营养要求简单、安全性高的粗糙脉孢菌（Neurospora crassa,N.crassa）为出发菌株,通过工艺优化二阶段培养条件、超声波刺激条件提高番茄红素的发酵产量,再通过优化皂化反应条件提高番茄红素的提取率,最后研究了番茄红素的体外抗氧化活性。1.研究了二阶段培养法对N.crassa发酵产番茄红素的影响,首先通过单因素实验研究了二阶段培养条件（摇瓶培养时间、静止培养时间、接种量和培养基浓度）对N.crassa发酵产番茄红素的影响,再通过Box-Behnken实验设计和响应面优化二阶段培养N.crassa发酵产番茄红素的工艺条件。结果表明,最佳发酵工艺条件为:摇瓶培养时间19 h,静止培养时间87 h,接种量5%,培养基浓度35g/L,温度30℃,摇瓶速率100 r/min。在此条件下,相对传统摇床培养法,菌体干质量减少了23.54%,番茄红素的产量提高了102.54%。表明二阶段培养法对番茄红素的产量有明显的促进作用。2.在二阶段培养的基础上,N.crassa的发酵过程中间歇施加超声波刺激能进一步提高番茄红素的产量。通过单因素试验探讨了超声起始时间、每次超声的时间和超声的次数对N.crassa发酵生产番茄红素的影响,再通过Box-Behnken实验设计和响应面优化超声波刺激二阶段培养N.crassa发酵产番茄红素的工艺条件。结果表明:在30℃、100 r/min震荡培养至19 h开始进行超声（200 W、40 kHz）处理,每次超声处理6.3 min,每隔24小时处理一次共处理3次,番茄红素的产量为（29.5062±0.2093）mg/L,比空白组提高了50.31%。证明超声波刺激能够提高番茄红素的产量。3.利用皂化反应降低提取液中脂溶性杂质的含量,提高番茄红素的提取率。本实验对皂化液浓度、皂化时间、皂化温度对番茄红素提取的影响进行了研究,再通过Box-Behnken实验设计和响应面优化番茄红素的提取工艺条件。研究表明提取番茄红素的最佳皂化工艺参数为皂化温度58℃,皂化时间21 min,NaOH浓度0.06 mol/L,在此条件下,番茄红素的提取量（1.6038±0.013）mg/g,比未皂化组（1.16±0.12）提高了30.41%。通过皂化处理能够提高番茄红素的提取率。4.通过研究番茄红素粗提液对超氧阴离子自由基、羟基自由基、DPPH自由基的清除能力以及总抗氧化能力和金属螯合能力,评价番茄红素的体外抗氧化能力。结果显示,在一定的浓度范围内,O2-·自由基清除能力顺序为粗提番茄红素>β-胡萝卜素>VC>VE,·OH自由基清除能力顺序为β-胡萝卜素>粗提番茄红素>VC>VE,DPPH·自由基清除能力顺序为β-胡萝卜素>粗提番茄红素>VC>VE,总抗氧化能力的顺序依次为:β-胡萝卜素>VC>粗提番茄红素>VE,N.crassa发酵所产的番茄红素能螯合Fe2+,低浓度时比常见的螯合剂EDTA螯合率还高。表明N.crassa发酵所产的粗提番茄红素对DPPH·、O2-·、·OH具有一定的较强的清除作用、抗氧化能力以及螯合金属离子的能力。