虾青素,是一种有强抗氧化特性的类胡萝卜素。此外,还能抗癌、抗肿瘤、抗炎等,具有多种功能作用。目前应用于食品、彩妆、保健品和水产饲养等行业。生产虾青素的主要方式有三种:化学合成法、水产品提取和微生物发酵法。其中天然虾青素结构稳定且抗氧化能力较强。目前,一般利用雨生红球藻和红法夫酵母生产虾青素。红法夫酵母的发酵周期更短,培养条件易调节,但红法夫酵母中的虾青素的量低于雨生红球藻。故本研究以提高红法夫酵母中虾青素产量为主要目的,进行了一系列研究。主要结果如下:1.分别采用紫外诱变、化学诱变和复合诱变对团队前期研究得到的高产虾青素红法夫酵母菌株D3进行诱变育种。通过致死率确定了紫外（UV）诱变时间为180 s,硫酸二乙酯（DES）诱变剂浓度为0.6%。通过遗传稳定性分析,获得了3株既可以稳定遗传又能够高产虾青素的突变菌株,命名为UV4、D40、FH40-3,虾青素含量分别为3.98、4.25、3.93mg/g,是野生菌的1.33、1.42、1.31倍,其中D40菌株的提高效果最显著,且D40菌株中的β-胡萝卜素和番茄红素含量也显著提高。并通过测定红法夫酵母菌株的生长曲线发现突变菌株的对数生长期延长了8 h。2.分别选择虾青素前体、TCA循环中间代谢产物、氨基酸和脂肪酸合成途径物质对红法夫酵母菌株进行刺激,观察菌株虾青素的积累。结果发现2-D脱氧葡萄糖、α-酮戊二酸、柠檬酸三铵、甘氨酸、丙氨酸、苏氨酸、豆油和甘油对红法夫酵母中虾青素的积累均有促进作用。其中当添加1%豆油时促进效果最为明显,此时红法夫酵母中虾青素/OD475达到13.03,是对照组的1.68倍。并且通过试验验证了豆油对红法夫酵母野生菌、D3和D40菌株中虾青素促进效果均一致。3.为了探究豆油促进红法夫酵母虾青素积累的作用机制,对代谢途径进行了分析。添加豆油后,红法夫酵母发酵液中的乙醇含量减少,残糖量增多,说明豆油为红法夫酵母的培养提供了营养物质,减少了无氧呼吸。并且豆油的添加显著提高了红法夫酵母中虾青素、番茄红素和β-胡萝卜素的含量,分别达到5.15、67.94、104.08 mg/g,是对照组的1.36、1.29、1.12倍。添加豆油后红法夫酵母中总脂肪酸含量也显著提高,其中与虾青素酯合成密切相关的六种脂肪酸含量均显著提高。通过关联性分析得出,这六种脂肪酸之间呈正相关关系,并且脂肪酸的积累与虾青素的合成密切相关。且添加豆油促进了红法夫酵母中虾青素酯的积累,为生产游离虾青素提供了更多空间,从而促进了虾青素的积累。综上,本研究通过诱变育种和添加刺激物的方式促进了红法夫酵母中虾青素的积累,并从代谢途径分析了豆油促进红法夫酵母中虾青素产量的作用机制。为红法夫酵母发酵生产虾青素提供了试验依据,为虾青素的工业化生产提供技术支撑和理论基础。