虾青素（astaxanthin）是一种具有强抗氧化性的类胡萝卜素,还具有抗癌、降血糖、抗炎等生理功能。佐夫色绿藻（Chromochloris zofingiensis）生长速度快,具有多种营养生长方式（自养、异养和混养）且可以在胁迫条件下合成虾青素,是一种生产藻源天然虾青素的新型替代微藻。本文通过对佐夫色绿藻细胞生长进行优化以提高细胞的生物量浓度,随后系统研究在以醋酸钠为碳源时佐夫色绿藻诱导积累虾青素的条件,并在室外300 L光生物反应器中进行放大验证。又研究了混合碳源条件下佐夫色绿藻积累虾青素的效果,并在5 L的光发酵罐中进行验证,比较了恒定高光、低光强-高光强及低光强-高光强-补加过氧化氢等条件对佐夫色绿藻积累虾青素的影响。主要研究结果如下:1.碳氮比、碳源浓度、氮源种类和接种密度对于佐夫色绿藻的混养生长以及虾青素的积累有着显著的影响（p<0.05）。研究结果表明:在葡萄糖浓度为30 g/L、硝酸钠为氮源、碳氮比为34,接种密度为2.30 g/L时,佐夫色绿藻的生物量浓度、虾青素含量和产量最高分别为11.65 g/L、1.52 mg/g和17.74 mg/L,较优化前分别提高了19.49%、12.59%和34.29%。2.采用上述最优营养条件培养的佐夫色绿藻细胞作为种子液,以醋酸钠为碳源时,发现醋酸钠浓度、硝酸钠浓度、补料方式、pH、乙醇和氯化镁对佐夫色绿藻积累虾青素有显著影响（p<0.05）。研究结果表明:采用2.5 g/L醋酸钠浓度、无氮、每6天进行补加2.5 g/L醋酸钠、培养基的pH控制在6.5⁸.3和添加2%乙醇时,其胞内虾青素的含量最高为3.71 mg/g,较优化前,胞内虾青素的含量提高了31.71%,此时虾青素的产量为5.37 mg/L。在室外300 L管道光生物反应器中对上述诱导积累虾青素的条件进行放大验证,其最高的虾青素含量和产量分别为3.44 mg/g和1.10 mg/L。3.采用同样的最优营养条件培养的佐夫色绿藻细胞作为种子液,以葡萄糖和醋酸钠作为混合碳源时,发现混合碳源浓度、接种密度对佐夫色绿藻虾青素积累有显著影响（p<0.05）。研究结果表明:采用混合碳源（20 g/L葡萄糖和2.5 g/L醋酸钠）,接种密度为1.22×10⁸ cfu/mL时,生物量浓度和虾青素产量最高分别为16.96 g/L和60.28mg/L,相较于0.24×10⁸ cfu/mL组,分别提高了188%和502%。4.在混合碳源下,发现光照强度对佐夫色绿藻虾青素的积累有显著性影响（p<0.05）。在光照强度为240μmol m^-2 s^-1时,佐夫色绿藻的生物量浓度和虾青素产量最高分别为11.28 g/L和32.20 mg/L,而当光照强度提高至为320μmol m^-2 s^-1时,藻细胞的生长和虾青素的积累均受到抑制。5.基于上述混合碳源条件下诱导佐夫色绿藻积累虾青素的体系,发现过氧化氢、乙醇对于佐夫色绿藻的虾青素积累有显著影响（p<0.05）。研究结果表明:当添加过氧化氢浓度范围为107.5¹37.5 mg/L时,虾青素的产量和产率达到最高分别为73.45 mg/L和4.59 mg/L/d;而乙醇的加入能够提高胞内虾青素的含量,但会降低细胞的生物量浓度,且当添加2%乙醇时,胞内虾青素含量和产量最高分别为3.27 mg/g和42.32 mg/L。6.在光发酵罐对上述混合碳源下诱导虾青素积累的条件进行验证并比较了恒定高光强、低光强-高光强及在低光强-高光强-补加过氧化氢等操作对佐夫色绿藻积累虾青素的影响。研究结果表明:在恒定高光强下,虾青素的产量和产率最高分别为21.46 mg/L和2.76 mg/L/d,但细胞生长会受到抑制;在低光强-高光强培养条件下更有利于提高胞内虾青素的积累,虾青素产量和产率最高可达38.38 mg/L和6.25 mg/L/d,相较于恒定高光强,分别提高了78.84%和126%;利用低光强-高光强-补加过氧化氢进行培养,细胞的虾青素产量和产率最高分别为41.41 mg/L和6.77 mg/L/d,相较于恒定高光强,分别进一步提高了92.96%和163%。