光合细菌能够在完全厌氧的状态下,借助自然界中的光能进行光合作用,在光合作用的过程中会产生类胡萝卜素、细胞叶绿素等多种色素及营养物质。这些生物质可用于营养补充剂、药物和动物饲料,具有较大的经济效益。其中光合细菌中的类胡萝卜素中含有60%左右的β-胡萝卜素,它在人体内可作为维生素A来源,具有清除自由基、抗炎、免疫调节、抗肿瘤等功能。由于微生物发酵法生产胡萝卜素,从品质、技术、资源和成本等因素考虑均优于化学合成法,对于光合细菌生产β-胡萝卜素越来越受到人们的重视。本实验通过对深红红螺菌Rhodospirllum rubrum利用有机溶剂提取法、薄层层析法、硅胶柱层析法分离纯化后,以高效液相色谱法及液质联用色谱法最终鉴定所获得的产物中含有含量丰富的β-胡萝卜素。以单因素实验探究温度、超声提取时间、光照强度、酵母提取物浓度对深红红螺菌获得β-胡萝卜素产量的影响,并在此基础上,利用响应面模型预测深红红螺菌中β-胡萝卜素的最大产量。并针对β-胡萝卜素在光照、温度、p H及金属离子中计算损失率、测定抗氧化能力及其对鼠源成纤维细胞的存活能力进行稳定性、抗氧化活性及细胞毒性研究。结果表明,最终鉴定所获得的产物中含有β-胡萝卜素。以单因素对β-胡萝卜素进行优化分析后结果显示分别在温度30℃、超声提取时间30 min、光照强度3000 Lux、酵母提取物浓度1.5 g/L时为β-胡萝卜素生产的最优条件且所获得的β-胡萝卜素产量分别为10.02 mg/L、10.10 mg/L、9.47 mg/L、9.83 mg/L。利用响应面法分析最佳条件可获得β-胡萝卜素最佳产量为10.24 mg/L。在稳定性实验中发现光照对β-胡萝卜素的稳定性影响最大,金属离子对β-胡萝卜素的稳定性影响最小。同时探讨了光合细菌来源的β-胡萝卜素的抗氧化性及细胞毒性。结果表明,β-胡萝卜素的DPPH清除率最高可达到63.05%左右,且具有一定的羟基自由基清除以及总还原能力。利用MTT法检测光合细菌——深红红螺菌所提取的β-胡萝卜素的细胞毒性,结果证实以β-胡萝卜素含量不超过1.25 mg/L时对细胞无毒。综上所述利用光合细菌——深红红螺菌Rhodospirllum rubrum所产的β-胡萝卜素进行条件优化,并对其稳定性、生理活性进行研究。结果证实深红红螺菌产β-胡萝卜素,具有替代化学合成及其它微生物合成的潜力。因此,期望以深红红螺菌为研究核心为进一步探索光合细菌β-胡萝卜素的应用范围以及提高光合细菌生物色素产量相关研究做出一些贡献。