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β-胡萝卜素是类胡萝卜素家族中的典型代表,具有极强的淬灭单线态氧和清除自由基的能力,在食品、医药、化妆品等领域有广阔的应用前景。三孢布拉霉（Blakeslea trispora）天然可产β-胡萝卜素,且具有容易培养、生物量大、产量高等优势,所以受到广泛关注。本论文以实验室保藏三孢布拉霉负菌作为出发菌株,经过紫外线诱变,以菌落颜色和β-胡萝卜素的产量为筛选指标,分别通过β-紫罗酮、二苯胺和洛伐他汀3种抗性平板对突变株进行定向选育。其中洛伐他汀的效果最佳,最适选择浓度为0.025%（W/V）。最终选育出一株β-胡萝卜素高产菌株UV-9。在未优化条件下,此突变株β-胡萝卜素的产量为2.06g/L,较出发菌株提高了49.3%,且遗传性能稳定。本论文以β-胡萝卜素产量作为主要参考指标,综合考虑三孢布拉霉代谢特征,对培养基成分和培养条件进行优化。最终确定三孢布拉霉发酵生产β-胡萝卜素的最佳培养基为:玉米粉4%,黄豆粉3%,棉籽油6%,KH2PO40.3%;正负比例为1:49;确定最优氧载体为过氧化氢,最优添加时间为48h,最优添加量为0.15%（V/V）。同时添加表面活性剂可以大量提高β-胡萝卜素的产量,其中添加Span效果最佳,添加量为0.1% （V/V）。在该最优条件下发酵,β-胡萝卜素的产量可达到3.35g/L。较未优化前提高了69.6%。本论文考察了不同代谢促进剂对三孢布拉霉菌体生长及产物代谢的影响。各种促进剂对β-胡萝卜素的代谢都有不同程度的改善。其中,β-紫罗酮的效果最为明显,由于其对早期菌体生长具有毒性,最佳补加时间为44h,添加浓度为0.15%（V/V）。本论文采用Vydac C18柱反相高效液相色谱法分析三孢布拉霉产物组份,β-胡萝卜素异构体得到了较好的分离,顺式异构体比例最高可达10.5%;在实验室条件下,分别制得β-胡萝卜素晶体和β-胡萝卜素油,经反相HPLC分析,晶体主要由反式β-胡萝卜素组成,而油中则含有大量的顺式异构体;实验还考察了不同因素对β-胡萝卜素提取液稳定性的影响。其中光对β-胡萝卜素提取液的稳定性影响最大。温度（60℃以下）对β-胡萝卜素的影响不大,在4℃和20℃下基本没有损失。Fe2+、Al3+的存在使β-胡萝卜素损失较多。抗氧化剂TBQH和BHT对β-胡萝卜素都有较强的保护作用, TBQH的保护作用比BHT稍强。