虾青素具有长的共轭双键和分子末端羟基酮,其高度不饱和结构导致了其不稳定性,高温、酸碱以及光照都能导致其丧失天然的生理功能。多烯链易受氧化和异构化,自由电子对离体导致颜色损失。虾青素的结构同样显示了它极强的抗氧化性能,能降低癌症、心血管疾病、黄斑变性和白内障等退化性疾病的风险。本论文利用混合碳源培养红发夫酵母,前期快速积累生物量,后期则采用补加蛋白胨方式促进酵母产虾青素;探究不同破碎酵母细胞的方法,采用玻璃珠破壁乳化虾青素,避免了有机溶剂萃取色素过程;同时制备酵母抽提物提高红发夫酵母的生物利用度,采用复合壁材微囊化制备虾青素微囊粉,为酵母虾青素的工业化生产和应用奠定了基础。首先研究了混合碳源比例、不同碳氮比、氮源补加时间以及氮源补加量等对红发夫酵母细胞生长和类胡萝卜素合成的影响。当葡萄糖:菊糖=2:1(总糖浓度为30 g/L)时,红发夫酵母在36 h时生物量即可达到13.54±0.21 g/L,但是由于此时酵母生长速度较快,色素产量仅为37.76±1.91 mg/L。当碳氮比为4,生物量达到最高。摇瓶中不同时间补加蛋白胨实验中,当36 h时添加一定浓度蛋白胨对色素积累影响最大,酵母培养到72 h时色素产量为83.34±3.08 mg/L,较未补加蛋白胨组色素产量提高了10.62%。当36 h补加0.75 g/L蛋白胨时,其色素产量60 h时达到最大82.35 mg/L,较未补加蛋白胨组最大色素产量提高了15.25%。分别采用了酶法破壁和玻璃珠破碎两种方法对酵母细胞进行破壁研究。两种纤维素酶破壁,色素提取率都可达到100%,然而酶用量都很高;安琪酵母复配酶破壁色素提取率最高为64.96±1.21%。纤维素酶-安琪酵母复配酶复配后,其效果与单独添加等量的纤维素酶的效果相近。玻璃珠处理红发夫酵母6 h(150 rpm),色素提取率达到98%,且色素在剪切力的作用下乳化于水中,浓度达到93.72 mg/L。采用玻璃珠破壁提取色素,并使用两种不同的酵母抽提工艺制备酵母抽提物:(1)玻璃珠破壁后加入安琪酵母复配酶水解;(2)玻璃珠和安琪酵母复配酶同时加入进行破壁抽提。工艺(1)使用不同剂量的复配酶,氨基氮得率(3.51-3.65%)没有显著性差异,均高于工艺(2)的氨基氮得率。因此,采用玻璃珠机械破壁后加入安琪酵母复配酶制备酵母抽提物,固形物得率为52.73±1.17%,氨基氮得率为3.65±0.07%。使用多孔淀粉和明胶进行酵母抽提液中色素的包埋,通过正交试验筛选出适合的酵母抽提液和壁材添加量,酵母抽提液(V,m L):多孔淀粉(M,g):明胶(M,g)=400:15:6,得到虾青素微囊化粉末,其包埋率,载药量和溶解度分别为88.5±0.01%,1.55 mg/g和81.3±0.7%。通过提高破壁强度,提升了虾青素在水中的浓度,包埋率和载药量分别为75.62%和10.42 mg/g。稳定性研究表明微囊化粉末颗粒越大其稳定性越强,然而微囊化粉末颗粒越小其颜色越鲜艳。