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红曲色素是红曲霉产生的次级代谢产物之一,属于聚酮类化合物,是一类食用天然色素。本论文首先对红曲霉ZL307进行激光诱变,选育一株利用豆渣产红曲色素能力较高的突变株红曲霉ZZ307；以豆渣为主要原料,对红曲霉ZZ307液态发酵产红曲色素的工艺进行了研究；以响应面法对红曲色素的液态发酵培养基组分进行了优化；以正交实验对红曲色素的发酵条件进行优化；以均匀设计法对醇溶性红曲色素的提取条件进行了优化；最后对红曲色素的稳定性进行了研究。首先采用He-Ne激光对红曲霉ZL307进行诱变,条件为：扩束光斑直径10cm、照距30cm、功率20mA、处理时间50min,最终选育出突变菌株株红曲霉ZZ307,其产色素能力较出发菌株提高了34%,且色价达到峰值提前。经传代发酵实验验证,表明红曲霉ZZ307的遗传稳定性良好。通过单因素实验确定碳源和附加氮源的种类及其含量,在单因素实验的基础上,采用Plackett-Burman实验筛选出三个最显著因素：米粉、(NH4)2SO4和MgSO4,然后通过响应面法最终确定了显著因素的浓度,得到发酵培养基的最佳组分为：豆渣4%,米粉3.4%,(NH4)2SO40.13%,CaCl20.25%,MgSO40.16%,K2HPO40.25%.在最优条件下,红曲霉ZZ307最终产生的色素色价达到114.28U/mL左右,比优化前提高了23.4%。采用优化后的培养基,通过单因素实验得出培养温度、初始pH、转速、接种量和装液量等培养条件的水平,再选取初始pH、装液量和转速3个因素进行正交实验,最终得出最佳培养条件为：培养温度30℃,初始pH6,装液量80mL,转速180r/min,接种量5%。在此条件下,红曲色素总色价为125.84U/mL。同时在红曲霉摇瓶分批发酵过程中考察了的生物量、发酵液pH、红曲色素色价等指标,发现红曲色素色价的增长趋势明显滞后于菌体生长的趋势,其发酵过程属于部分生长偶联型。用均匀设计法对超声波辅助乙醇提取醇溶性红曲色素的工艺进行了优化研究,考察的影响因素为提取温度、提取时间、乙醇浓度和超声功率,最后考察了提取次数对提取工艺的影响。最终得出最优提取条件为：提取温度为54℃、提取时间为110min、乙醇浓度为65%、超声功率为250w和提取次数为2。在此条件下最终得到醇溶性红曲色素色价为64.37U/mL,较以前直接用乙醇静置提取所获得的醇溶性红曲色素色价提高了59.12%。红曲色素的稳定性受pH、金属离子、食品添加剂、温度和光照等因素的影响。在pH5-9范围内,红曲色素较为稳定；低温对红曲色素稳定性影响不大,但随着加热时间的延长,色素稳定性会逐渐降低,85℃、100℃、121℃三个温度处理70min,水溶性色素保存率分别为94.02%、89.92%、84.74%,醇溶性色素保存率分别为81.07%、75.03%、58.34%。阳光对红曲色素的光降解最为显著；室内自然光对红曲色素的光稳定性影响较小,避光条件(01ux)对红曲色素保存率无明显作用。红曲色素保存率随着光照时间的延长而降低,随着光照强度的增大而降低。在光照强度相同,单色光波长不同的条件下,红曲色素保存率依次为红光组>黄光组>绿光组>蓝光组>紫光组。红曲色素对短波紫外线较为敏感。在相同光照条件下,水溶性色素光稳定性大于醇溶性色素光稳定性。最后利用正交设计实验优化了有护色作用的食品添加剂(Vc、柠檬酸钠和EDTA-2Na)的配比,较对照组保存率增加了20%以上。